(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾトリフェニレノフラン化合物。
【化１】
0005804797.tif 000026
一般式［１］においてＲ１乃至Ｒ３は水素原子、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からそれぞれ独立に選ばれる。
ただし、Ｒ１乃至Ｒ３のうち少なくとも一つは前記アリール基又は前記複素環基である。
前記アリール基は、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基のいずれかである。
前記複素環基はジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基のいずれかである。
【請求項２】
前記一般式［１］において、Ｒ１は前記アリール基又は前記複素環基であり、Ｒ２乃至Ｒ３は水素原子であることを特徴とする請求項１に記載のベンゾトリフェニレノフラン化合物。
【請求項３】
陽極及び陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に配置されている有機化合物層とを有する有機発光素子であって、
前記有機化合物層は請求項１または２に記載のベンゾトリフェニレノフラン化合物を有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項４】
前記有機化合物層は発光層を有し、前記発光層が前記ベンゾトリフェニレノフラン化合物を有することを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記発光層は、ホスト材料とゲスト材料とを有し、前記ホスト材料は前記ベンゾトリフェニレノフラン化合物であり、前記ゲスト材料は燐光発光材料であることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記燐光発光材料がイリジウム錯体であることを特徴とする請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
複数の画素を有し、前記画素は請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されたスイッチング素子とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
画像を表示するための表示部と画像情報を入力するための入力部とを有し、前記表示部は複数の画素を有し、前記画素は請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されたスイッチング素子とを有することを特徴とする画像出力装置。
【請求項９】
請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子と前記有機発光素子に接続されたインバータ回路とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
露光光源を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記露光光源は、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
電子写真方式の画像形成装置に設けられる露光光源であって、
前記露光光源は、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする露光光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベンゾトリフェニレノフラン化合物およびそれを有する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は陽極と陰極と、それら両電極間に配置される有機化合物層とを有する素子である。有機発光素子は、前記各電極から注入させる正孔（ホール）及び電子が有機化合物層内で再結合することで励起子が生成し、励起子が基底状態に戻る際に光が放出される。有機発光素子は有機エレクトロルミネッセント素子、あるいは有機ＥＬ素子とも呼ばれる。有機発光素子の最近の進歩は著しく、駆動電圧が低く、多様な発光波長、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能である。
【０００３】
燐光発光素子は前記有機化合物層中に燐光発光材料を有し、その三重項励起子由来の発光が得られる有機発光素子である。高性能の燐光発光素子を提供するにあたり、これまでに新規な有機化合物の創出が盛んに行われている。
【０００４】
例えば、トリフェニレンは励起三重項（Ｔ１）エネルギーが高いため、燐光発光素子用ホスト材料の基本骨格として多く用いられている。
【０００５】
一方、トリフェニレンにインデンが縮合した化合物が非特許文献１に記載されている。ここでは、この化合物を化合物１と呼ぶ。
【０００６】
【化１】
0005804797.tif 000002
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，７１，６８２２（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
トリフェニレンを基本骨格に有する化合物は、Ｔ１エネルギーが高いが、ガラス転移温度が低いので、結晶化しやすい。
【０００９】
一方で、非特許文献１には化合物１が蛍光を発する化合物として開示されている。
【００１０】
しかし、Ｔ１エネルギーについては記載がないため、燐光発光素子に用いた場合の有用性が明らかではない。
【００１１】
本発明は、緑色燐光素子に十分な高いＴ１エネルギー及び高いガラス転移点（Ｔｇ）を有するベンゾトリフェニレノフラン化合物を提供することを目的とする。また、そのようなベンゾトリフェニレノフラン化合物を有する発光効率が高く素子寿命が長い優れた有機発光素子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】
【００１２】
よって本発明は、下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾトリフェニレノフラン化合物。
【００１３】
【化２】
0005804797.tif 000003
【００１４】
一般式［１］においてＲ１乃至Ｒ３は水素原子、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からそれぞれ独立に選ばれる。
【００１５】
ただし、Ｒ１乃至Ｒ３のうち少なくとも一つは前記アリール基又は前記複素環基である。
【００１６】
前記アリール基は、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基のいずれかである。
【００１７】
前記複素環基はジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基のいずれかである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、緑色燐光素子に十分なＴ１エネルギー及び高いガラス転移温度を有するベンゾトリフェニレノフラン化合物を提供できる。そして、それを有する発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】有機発光素子とこの有機発光素子に接続するスイッチング素子とを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
下記一般式［１］で示されることを特徴とするベンゾトリフェニレノフラン化合物である。
【００２１】
【化３】
0005804797.tif 000004
【００２２】
一般式［１］においてＲ１乃至Ｒ３は水素原子、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からそれぞれ独立に選ばれる。
【００２３】
ただし、Ｒ１乃至Ｒ３のうち少なくとも一つは前記アリール基又は前記複素環基である。
【００２４】
前記アリール基は、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基のいずれかである。
【００２５】
前記複素環基はジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基のいずれかである。
【００２６】
Ｒ１乃至Ｒ３で示される上記のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基は置換基をさらに有してよい。
【００２７】
その置換基とは、炭素数１以上４以下のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基等のアリール基、ジベンゾフラニル基またはジベンゾチエニル基のいずれかである。
【００２８】
前記置換基が有してもよい置換基のうちアリール基、ジベンゾフラニル基およびジベンゾチエニル基は、炭素数１以上４以下のアルキル基をさらに有してよい。
【００２９】
（ベンゾトリフェニレノフラン骨格の性質について）
ベンゾトリフェニレノフラン骨格とは下記構造式１で示される骨格である。つまり、一般式［１］において、Ｒ１乃至Ｒ３の置換基がすべて水素原子の場合である。
【００３０】
【化４】
0005804797.tif 000005
構造式１
【００３１】
ベンゾトリフェニレノフラン骨格は平面構造であるため、分子同士が重なりやすい。これにより固体状態における分子間のキャリア移動が効率的に起こる。
【００３２】
この性質から、ベンゾトリフェニレノフラン化合物を有機発光素子に用いる場合、キャリア輸送層や発光層のホストとして好適に用いることができる。
【００３３】
ベンゾトリフェニレノフラン骨格を有する化合物を発光層のホスト材料として用いた場合、有機発光素子の駆動電圧を低電圧化できると考える。
【００３４】
なぜならば、ベンゾトリフェニレノフラン骨格が有する高い平面性により、電子輸送層またはホール輸送層から注入されたキャリアは、この発光層内を効率的に移動できるためである。
【００３５】
また、ベンゾトリフェニレノフラン骨格はＴ１エネルギーが高い。
【００３６】
一般に、発光層がホスト材料とゲスト材料とを有し、ゲスト材料が主な発光を発する場合、ホスト材料のＴ１エネルギーはゲスト材料のＴ１エネルギーよりも高いことが好ましい。
【００３７】
構造式１で示される化合物の希薄トルエン溶液を７７Ｋにおいて燐光スペクトル測定し、０−０バンドからＴ１エネルギーを求めた。
【００３８】
測定には、日立製Ｆ−４５００を用いた。
【００３９】
その結果、Ｔ１エネルギーは２．６８ｅＶ（４６２ｎｍ）であり、この値は緑色や赤色の発光エネルギーよりも十分エネルギーが高い。
【００４０】
ここで、本実施形態における緑色とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が５００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の光であり、赤色とは、発光スペクトルの最大ピーク波長が６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の光である。
【００４１】
すなわち、ベンゾトリフェニレノフラン骨格は、赤色を発する発光材料や、緑色を発する発光材料よりもＴ１エネルギーが高い。
【００４２】
したがって、ベンゾトリフェニレノフラン骨格を有する化合物は、緑色から赤色の燐光発光材料を用いた燐光発光素子において発光層のホストとして好適に適用できる可能性がある。
【００４３】
そして、ベンゾトリフェニレノフラン骨格を有する化合物は高いＴ１エネルギーを有するので、高い発光効率で発光材料を発光させることができる。
【００４４】
（本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物について）
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は、ベンゾトリフェニレノフラン骨格の特定の位置に置換基を設けることで、溶媒に対する溶解性や真空蒸着時の昇華性、薄膜状態のアモルファス性を向上させることができる。つまり、これら置換基を有さない場合は、溶媒に対する溶解性、真空蒸着時の昇華性及び薄膜状態のアモルファス性が向上しない。
【００４５】
したがって、ベンゾトリフェニレノフランは、置換基を有することが好ましい。
【００４６】
一方で、化合物のＴ１エネルギーは、化合物が有する置換基のＴ１エネルギーに影響を受ける。
【００４７】
そこで、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物が有してよい置換基のＴ１エネルギーに注目した。
【００４８】
表１に主な芳香環の単体でのＴ１エネルギー（波長換算値）を示す。この中で好ましく用いられる置換基はベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、クリセン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ピレンである。
【００４９】
さらに、燐光発光材料が緑色を発する材料である場合、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物のＲ１乃至Ｒ３のいずれかに結合する好ましい置換基はベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、トリフェニレン、クリセン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェンである。
【００５０】
【表１】
0005804797.tif 000006
【００５１】
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物に置換基を設ける位置については、ベンゾトリフェニレノフラン骨格上の電子密度が高い炭素原子に置換基を設けることが好ましい。
【００５２】
ベンゾトリフェニレノフラン骨格における電子密度が高い位置とは一般式［１］で示したＲ１乃至Ｒ３である。このＲ１乃至Ｒ３は求電子反応を受けやすい。
【００５３】
したがって、一般式［１］におけるＲ１乃至Ｒ３のうち少なくとも一つに置換基を有することが好ましい。
【００５４】
また、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は、求電子反応により酸素原子を攻撃されて炭素−酸素結合が開裂するのを抑制するために、Ｒ１に置換基が設けられることが好ましい。
【００５５】
なぜならば、Ｒ１に置換基を設けた場合、立体障害により、炭素−酸素結合を攻撃されにくくなるためである。
【００５６】
Ｒ１に置換基を設けた場合、化合物内の電子密度が変化し、Ｒ２およびＲ３は電子密度が高い位置ではなくなる。
【００５７】
さらに、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は、Ｒ１に置換基が設けられ、かつＲ２乃至Ｒ３が水素原子であることがより好ましい。化合物の昇華性が高いからである。
【００５８】
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物が置換基を有することで得られる効果は、上記の置換基がアルキル基をさらに有することで効果がさらに高い。アルキル基は炭素数が１以上４以下であることがより好ましい。昇華性が低下しないからである。
【００５９】
また、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は一般式［１］におけるＲ１乃至Ｒ３のうち少なくとも一つに置換基を設けることで薄膜状態での安定性も向上する。
【００６０】
有機化合物の薄膜状態での安定性はガラス転移温度を測定することで測ることができる。ガラス転移温度が高いほど、その薄膜の安定性が高い。
【００６１】
表２に無置換のベンゾトリフェニレノフラン及び本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物である例示化合物Ａ−５のガラス転移温度（Ｔｇ）を示す。置換基を設けることでＴｇが７３℃上昇し、薄膜安定性が向上した。
【００６２】
薄膜の安定性が高い化合物は、有機発光素子の層に用いた場合、素子寿命が長いので好ましい。
【００６３】
したがって、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物を発光層のホスト材料として用いることで、有機発光素子の長寿命化が可能となる。
【００６４】
【表２】
0005804797.tif 000007
【００６５】
（本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物の例示）
以下に本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物をＡ群乃至Ｃ群として例示する。
【００６６】
【化５】
0005804797.tif 000008
【００６７】
【化６】
0005804797.tif 000009
【００６８】
【化７】
0005804797.tif 000010
【００６９】
（例示した化合物のそれぞれの性質）
Ａ群に示す例示化合物は、一般式［１］におけるＲ１のみに置換基を設けた化合物である。これらは、化学的安定性、薄膜安定性、昇華性のバランスが良く、ベンゾトリフェニレノフラン骨格が有する高いＴ１エネルギーが維持される構造である。
【００７０】
したがって、緑色を発する燐光発光素子の発光層のホスト材料として特に好適に用いることができる。
【００７１】
Ｂ群に示す例示化合物は、一般式［１］におけるＲ２またはＲ３のいずれか一つに置換基を設けた化合物である。これらは、置換基の位置や種類を様々に変化させることで物性値の細かい調節が可能である。また、活性部位であるＲ３に置換基を有するため、化合物として安定である。
【００７２】
Ｃ群に示す例示化合物は、一般式［１］におけるＲ１乃至Ｒ３のうち置換基を２つ以上設けた化合物である。これらは、活性部位を結合や立体障害で保護しているため、化学的に特に安定である。
【００７３】
（合成ルートの説明）
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物の合成ルートの一例を説明する。以下に合成スキームを記す。
【００７４】
まず、市販の４−ジベンゾフラニルボロン酸と１，２−ジハロゲノベンゼン（Ｘ１，Ｘ２＝Ｉ，Ｂｒ，Ｃｌ）を用いて鈴木カップリングし、モノハロゲン中間体を合成する。
【００７５】
次いで、金属触媒反応またはリチオ化反応によりボロン酸誘導体（Ｒ＝Ｈまたはアルキル基）を合成する。
【００７６】
【化８】
0005804797.tif 000011
【００７７】
さらに、ボロン酸誘導体と１，２−ジハロゲノベンゼンをカップリングすることでベンゾトリフェニレノフランの前駆体が合成できる。
【００７８】
そして、この前駆体をＨｅｃｋ反応により環化することで、ベンゾトリフェニレノフランが得られる。
【００７９】
【化９】
0005804797.tif 000012
【００８０】
ベンゾトリフェニレノフランにアルキルリチウム試薬を作用させると、一般式［１］におけるＲ１の位置が選択的にリチオ化される。
【００８１】
この中間体を経由して、ハロゲン化体、ボロン酸誘導体が得られる。
【００８２】
そしてこのハロゲン化体、ボロン酸誘導体を用いれば、鈴木カップリングにより容易に置換基を設けることができる。
【００８３】
【化１０】
0005804797.tif 000013
【００８４】
一方、既に反応性官能基や芳香環を有する置換基を有したジベンゾフラン誘導体を用いて、後からベンゾトリフェニレノフラン骨格を合成する方法もある。
【００８５】
例えば、２−または３−クロロジベンゾフランを出発原料に用いれば、一般式［１］においてそれぞれＲ３またはＲ２の位置に塩素原子を有するベンゾトリフェニレノフランが得られる。
【００８６】
【化１１】
0005804797.tif 000014
【００８７】
上記基本反応を様々に組み合わせることにより、一般式［１］においてＲ１乃至Ｒ３の任意の位置に所望の置換基を設けることができる。
【００８８】
なお、上記の反応式の複数の矢印は不図示の多段階の反応を示している。不図示の反応の内容は前述の反応を組み合わせることを意味する。
【００８９】
（本実施形態に係る有機発光素子の性質について）
次に本実施形態に係る有機発光素子を説明する。
【００９０】
本実施形態に係る有機発光素子は、互いに対向しあう一対の電極である陽極と陰極とそれらの間に配置されている有機化合物層とを少なくとも有する有機発光素子である。
【００９１】
前記有機化合物層のうち燐光発光材料を有する層が発光層である。そして本発明に係る有機発光素子は、前記有機化合物層が一般式［１］で示されるベンゾトリフェニレノフラン化合物を含有する。
【００９２】
本実施形態に係る有機発光素子が有する有機化合物層は単層であっても複数層であってもよい。複数層とは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、励起子拡散阻止層等から適宜選択される層である。
【００９３】
もちろん、上記群の中から複数を選択し、かつそれらを組み合わせて用いることができる。例えば、一対の電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を有する有機発光素子が挙げられる。
【００９４】
また、発光層を複数有し、それぞれの素子が異なる発光色を有していてもよい。
【００９５】
複数の発光層を有する発光素子は、一対の電極の間に複数の発光層を有してもよい。例えば、陽極と陰極との間に赤色緑色青色をそれぞれ発する発光層を積層する構成が挙げられる。
【００９６】
本実施形態に係る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、電極と有機化合物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、電子輸送層もしくはホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる二層から構成されるなど多様な層構成をとることができる。
【００９７】
その場合の素子形態は、基板とは逆側から光を取り出すいわゆるトップエミッション方式でも、基板側から光を取り出すいわゆるボトムエミッション方式でも良く、両面取り出しの構成でも使用することができる。
【００９８】
本実施形態に係る有機発光素子はベンゾトリフェニレノフラン化合物を何れの層に有していてもよい。特にホール輸送層、電子輸送層、あるいはホール・エキシトンブロッキング層、発光層として使用することが好ましい。より好ましくは、発光層のホスト材料に用いられる。
【００９９】
本実施形態に係る有機発光素子の発光層は、複数種の有機化合物から構成されていてよい。複数種の有機化合物とは、例えばホスト材料とゲスト材料等が挙げられる。
【０１００】
ここで、ホスト材料とは、発光層を構成する有機化合物の中で、重量比が最も大きい化合物である。ゲスト材料とは、発光層を構成する有機化合物の中で重量比がホスト材料よりも小さく、主な発光をする化合物である。アシスト材料とは、発光層を構成する有機化合物の中で重量比がホスト材料よりも小さく、ゲスト材料の発光を助ける化合物である。アシスト材料は、第２ホスト材料と呼ぶこともできる。
【０１０１】
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物はホスト材料として用いることができる。ホスト材料が２種以上の場合、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は他のホスト材料と比べて重量比が小さい方であってもよい。つまり、アシスト材料であってもよい。
【０１０２】
本実施形態に係る有機発光素子が有する発光層のホスト材料に対するゲスト材料の濃度は、発光層の構成材料の全体量を基準として、０．０１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であり、好ましくは０．１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下である。さらに好ましくは、１０ｗｔ％以下である。これは、濃度消光を抑制するためである。
【０１０３】
またゲスト材料はホスト材料からなる層全体に均一に含まれてもよいし、濃度勾配を有して含まれてもよいし、特定の領域に部分的に含ませてゲスト材料を含まないホスト材料層の領域を設けてもよい。
【０１０４】
このとき燐光発光材料の発光色は、その最大発光ピーク波長が５００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲にある緑色から赤色であることが好ましい。より好ましくは、５００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲にある緑色である。
【０１０５】
燐光発光素子では、ホスト材料のＴ１から非放射失活による発光効率の低下を抑制するために、ホスト材料のＴ１エネルギーはゲスト材料である燐光発光材料のＴ１エネルギーよりも高いことが好ましい。
【０１０６】
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物はその中心となるベンゾトリフェニレノフラン骨格のＴ１エネルギーが４６２ｎｍである。
【０１０７】
この値は緑色を発する燐光発光材料のＴ１エネルギーよりも高い。したがって、これを緑色から赤色の燐光発光素子の発光層に用いると発光効率の高い燐光発光素子を得ることができる。
【０１０８】
本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物が発光層のホスト材料として用いられる場合、ゲスト材料として用いられる燐光発光材料は、例えばイリジウム錯体、白金錯体、レニウム錯体、銅錯体、ユーロピウム錯体、ルテニウム錯体等の金属錯体が挙げられる。
【０１０９】
なかでも燐光発光性の強いイリジウム錯体であることが好ましい。また、励起子やキャリアの伝達を補助することを目的として、発光層が複数の燐光発光材料を有していてもよい。
【０１１０】
以下に本発明の燐光発光材料として用いられるイリジウム錯体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１１１】
【化１２】
0005804797.tif 000015
【０１１２】
本実施形態に係る有機発光素子は、本発明の化合物以外にも、必要に応じて従来公知の低分子系及び高分子系の化合物を使用することができる。
【０１１３】
より具体的にはホール注入性化合物あるいは輸送性化合物あるいはホスト材料あるいは発光性化合物あるいは電子注入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ができる。
【０１１４】
以下にこれらの化合物例を挙げる。
【０１１５】
ホール注入輸送性材料としては、陽極からのホールの注入が容易で、注入されたホールを発光層へと輸送することができるように、ホール移動度が高い材料が好ましい。
【０１１６】
ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられる。
【０１１７】
本発明のベンゾトリフェニレノフラン化合物以外のホスト材料を用いる場合のホスト材料としては、ｍ−フェニレン誘導体、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フェナントレン誘導体、クリセン誘導体）、フラン誘導体、チオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アリールシラン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられる。
【０１１８】
主に発光に関わる発光材料としては、前述の燐光発光ゲスト材料、もしくはその誘導体以外に、縮環化合物（例えばフルオレン誘導体、ナフタレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン等）、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、スチルベン誘導体、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）誘導体等の高分子誘導体が挙げられる。
【０１１９】
電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入が容易で注入された電子を発光層へ輸送することができるものから任意に選ぶことができ、ホール注入輸送性材料のホール移動度とのバランス等を考慮して選択される。
【０１２０】
電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機アルミニウム錯体等が挙げられる。
【０１２１】
陽極材料としては仕事関数がなるべく大きなものがよい。
【０１２２】
例えば金、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あるい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。
【０１２３】
またポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーも使用できる。
【０１２４】
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、陽極は一層で構成されていてもよく、複数の層で構成されていてもよい。
【０１２５】
一方、陰極材料としては仕事関数の小さなものがよい。例えばリチウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム、チタニウム、マンガン、銀、鉛、クロム等の金属単体が挙げられる。あるいはこれら金属単体を組み合わせた合金も使用することができる。
【０１２６】
例えばマグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム、アルミニウム−マグネシウム等が使用できる。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。また陰極は一層構成でもよく、多層構成でもよい。
【０１２７】
本実施形態に係る有機発光素子において、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物を有する層及びその他の有機化合物からなる層は、以下に示す方法により形成される。
【０１２８】
有機化合物層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマあるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）が挙げられる。
【０１２９】
ここで真空蒸着法や溶液塗布法等によって層を形成すると、結晶化等が起こりにくく経時安定性に優れる。また塗布法で成膜する場合は、適当なバインダー樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。
【０１３０】
上記バインダー樹脂としては、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３１】
また、これらバインダー樹脂は、ホモポリマー又は共重合体として一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。さらに必要に応じて、公知の可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤を併用してもよい。
【０１３２】
（本実施形態に係る有機発光素子の用途）
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置に用いることができる。他にも電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライトなどに用いることができる。
【０１３３】
表示装置は本実施形態に係る有機発光素子を表示部に有する。この表示部は複数の画素を有する。この画素は本実施形態に係る有機発光素子と発光輝度を制御するためのスイッチング素子の一例としてＴＦＴ素子を有する。スイッチング素子は、この有機発光素子の陽極または陰極と薄膜トランジスタのドレイン電極またはソース電極とが接続されている。
【０１３４】
表示装置はＰＣ、ヘッドマウントディスプレイ、携帯電話等の画像表示装置として用いることができる。表示される画像は、二次元画像、三次元画像を問わない。
【０１３５】
表示装置は、エリアＣＣＤ、リニアＣＣＤ、メモリーカード等からの情報を入力する画像入力部を有し、入力された画像を表示部に出力する画像出力装置でもよい。
【０１３６】
画像出力装置は、画像入力部をＣＣＤセンサ等の撮像素子とし、撮像光学系を有するデジタルカメラであってもよい。
【０１３７】
表示装置は、出力されている画像に触れることで入力できる入力機能を有していてもよい。例えば、タッチパネル機能等が挙げられる。
【０１３８】
また表示装置はマルチファンクションプリンタの表示部に用いられてもよい。
【０１３９】
本実施形態に係る有機発光素子は照明装置に用いられてもよい。この照明装置は、本実施形態に係る有機発光素子と有機発光素子に接続されたインバータ回路とを有する。
【０１４０】
本実施形態に係る照明装置の照明光の色は、白色でも、昼白色でも、その他の色でもよい。
【０１４１】
次に、本実施形態に係る有機発光素子を有する表示装置について図１を用いて説明する。
【０１４２】
図１は、本実施形態に係る有機発光素子と、有機発光素子に接続するスイッチング素子の一例であるＴＦＴ素子とを示した断面模式図である。本図では有機発光素子とＴＦＴ素子との組が２組図示されている。構造の詳細を以下に説明する。
【０１４３】
図１の表示装置は、ガラス等の基板１とその上部にＴＦＴ素子又は有機化合物層を保護するための防湿膜２が設けられている。また符号３は金属のゲート電極である。符号４はゲート絶縁膜であり、符号５は半導体層である。
【０１４４】
薄膜トランジスタ８は、半導体層５とドレイン電極６とソース電極７とを有している。薄膜トランジスタ８の上部には絶縁膜９が設けられ、コンタクトホール１０を介して有機発光素子の陽極１１とソース電極７とが接続されている。
【０１４５】
表示装置はこの構成に限られず、陽極または陰極のうちいずれか一方と薄膜トランジスタソース電極またはドレイン電極のいずれか一方とが接続されていればよい。
【０１４６】
有機化合物層１２は本図では簡略化して１つの層として図示しているが、実際には多層の有機化合物層からなってもよい。陰極１３の上には有機発光素子の劣化を抑制するための第一の保護層１４や第二の保護層１５が設けられている。
【０１４７】
本実施形態に係る表示装置においてスイッチング素子に特に制限はなく、トランジスタやＭＩＭ素子を用いてよい。トランジスタは単結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ、アモルファスシリコン型のトランジスタ素子等を用いてもよい。薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。
【０１４８】
有機発光素子はスイッチング素子により発光輝度が制御される。有機発光素子を複数面内に設けることでそれぞれの発光輝度により画像を表示することができる。
【０１４９】
また、Ｓｉ基板上にアクティブマトリクスドライバーを作製し、その上に有機発光素子を設けて制御することも可能である。
【０１５０】
これは精細度によって選択され、たとえば１インチでＱＶＧＡ程度の精細度の場合はＳｉ基板上に有機発光素子を設ける方が好ましい。
【０１５１】
本実施形態に係る有機発光素子を用いた表示装置を駆動することにより、良好な画質で、安定な長時間表示が可能になる。
【実施例】
【０１５２】
以下、実施例を説明する。なお本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１５３】
（実施例１）
［中間体１の合成］
【０１５４】
【化１３】
0005804797.tif 000016
【０１５５】
以下に示す試薬、溶媒を２００ｍｌナスフラスコに投入した。
２−ブロモヨードベンゼン（東京化成工業株式会社製）：５．０ｇ（１８ｍｍｏｌ）
４−ジベンゾフラニルボロン酸（シグマアルドリッチ製）：３．８ｇ（１８ｍｍｏｌ）
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）：１．０ｇ（０．９０ｍｍｏｌ）
トルエン：５０ｍｌ
エタノール：１０ｍｌ
２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液：２３ｍｌ
この反応溶液を、窒素下、撹拌しながら８０℃で６時間加熱した。反応終了後、有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過を行った。
【０１５６】
得られたろ液の溶媒を減圧留去して、生じた粘体をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘプタン＝１：３）によって精製し、中間体１を３．９ｇ得た（収率６８％）。
【０１５７】
［中間体２の合成］
【０１５８】
【化１４】
0005804797.tif 000017
【０１５９】
以下に示す試薬、溶媒を１００ｍｌナスフラスコに入れた。
中間体１：３．９ｇ（１２ｍｍｏｌ）
ビス（ピナコラト）ジボロン：３．４ｇ（１３ｍｍｏｌ）
［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  ジクロロメタン付加物：０．９８ｇ（１．２ｍｍｏｌ）
酢酸カリウム：２．１ｇ（２２ｍｍｏｌ）
１，４−ジオキサン（脱水）：４０ｍｌ
この反応溶液を、窒素下、撹拌しながら５時間加熱還流させた。反応終了後、析出した塩をろ過によって除いた。得られたろ液の溶媒を減圧留去して、析出した固体をシリカゲルカラム（酢酸エチル：ヘプタン＝１：５）によって精製し、中間体２を３．４ｇ得た（収率７６％）。
【０１６０】
［中間体３の合成］
【０１６１】
【化１５】
0005804797.tif 000018
【０１６２】
以下に示す試薬、溶媒を１００ｍｌナスフラスコに投入した。
２−ブロモヨードベンゼン：２．６ｇ（９．１ｍｍｏｌ）
中間体２：３．４ｇ（９．１ｍｍｏｌ）
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）：０．５３ｇ（０．４６ｍｍｏｌ）
トルエン：３０ｍｌ
エタノール：６ｍｌ
２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液：１２ｍｌ
この反応溶液を、窒素下、撹拌しながら８０℃で５時間加熱した。反応終了後、有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過を行った。得られたろ液の溶媒を減圧留去して、生じた粘体をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘプタン＝１：３）によって精製し、中間体３を２．１ｇ得た（収率５９％）。
【０１６３】
［ベンゾトリフェニレノフランの合成］
【０１６４】
【化１６】
0005804797.tif 000019
【０１６５】
以下に示す試薬、溶媒を１００ｍｌナスフラスコに投入した。
中間体３：２．１ｇ（５．４ｍｍｏｌ）
１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ）：８．２ｇ（５４ｍｍｏｌ）
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）：０．６２ｇ（０．５４ｍｍｏｌ）
ＤＭＦ（脱水）：１５ｍｌ
この反応溶液を、窒素下、撹拌しながら１６０℃で１８時間加熱した。反応終了後、室温下で水を加えて固体を析出させた。ろ過により得られた固体を水、メタノールで洗浄したのちシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘプタン＝１：３）によって精製し、ベンゾトリフェニレノフランを１．０ｇ得た（収率６５％）。
【０１６６】
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３１８．１を確認した。
【０１６７】
さらに、１Ｈ−ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）  δ（ｐｐｍ）：９．９３（１Ｈ，ｄｄ），８．７９−８．７１（４Ｈ，ｍ），８．２４（１Ｈ，ｄ），８．１０（１Ｈ，ｄ），７．８７−７．８２（２Ｈ，ｍ），７．７８−７．７４（１Ｈ，ｍ），７．７３−７．６８（２Ｈ，ｍ），７．５８−７．５４（１Ｈ，ｍ），７．４７−７．４３（１Ｈ，ｍ）
【０１６８】
また、以下の方法でＴ１エネルギーの測定を行った。
ベンゾトリフェニレノフランの希薄トルエン溶液（１×１０−５Ｍ）について、Ａｒ雰囲気下、７７Ｋ、日立製Ｆ−４５００を用いて励起波長３５０ｎｍにおいて燐光スペクトルの測定を行った。得られた燐光スペクトルの０−０バンド（第一発光ピーク）のピーク波長からＴ１エネルギーを求めると波長換算値で４６２ｎｍであった。
【０１６９】
また、ベンゾトリフェニレノフランのガラス転移点（Ｔｇ）をＮＥＴＺＳＣＨ製「ＤＳＣ  ２０４  Ｆ１」を用いて測定したところ、４６℃であった。
【０１７０】
［中間体４の合成］
【０１７１】
【化１７】
0005804797.tif 000020
【０１７２】
以下に示す試薬、溶媒を１００ｍｌナスフラスコに投入した。
ベンゾトリフェニレノフラン：０．６０ｇ（１．９ｍｍｏｌ）
ＴＨＦ：２５ｍｌ
Ｅｔ２Ｏ：２０ｍｌ
この反応溶液に、窒素下０℃で１．６Ｍのｎ−ＢｕＬｉ溶液（ヘキサン）を３．５ｍｌ滴下した。溶液を室温に戻して１時間撹拌したところ、溶液は深緑色に変化した。
【０１７３】
再度溶液を０℃にして、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを１．３ｍｌ（６．６ｍｍｏｌ）加えた。
【０１７４】
生じた白色のけん濁溶液をさらに室温で３０分間撹拌したのち、トルエン２０ｍｌと水２０ｍｌを加えて２層抽出を行った。有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過を行った。
【０１７５】
得られたろ液の溶媒を減圧留去して、析出した固体をシリカゲルカラム（酢酸エチル：ヘプタン＝１：５）によって精製し、中間体４を０．６１ｇ得た（収率７２％）。
【０１７６】
［中間体５の合成］
【０１７７】
【化１８】
0005804797.tif 000021
【０１７８】
実施例１で用いられる２−ブロモヨードベンゼン及び４−ジベンゾフラニルボロン酸を、それぞれ１，３−ジブロベンゼン（東京化成工業株式会社製）及び４−ジベンゾチエニルボロン酸（シグマアルドリッチ製）に変更する以外は中間体１の合成と同様の方法で中間体５を得た。
【０１７９】
［例示化合物Ａ−５の合成］
【０１８０】
【化１９】
0005804797.tif 000022
【０１８１】
以下に示す試薬、溶媒を３０ｍｌナスフラスコに投入した。
中間体４：０．３０ｇ（０．６８ｍｍｏｌ）
中間体５：０．２３ｇ（０．６８ｍｍｏｌ）
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）：０．０７９ｇ（０．０６８ｍｍｏｌ）
トルエン：４ｍｌ
エタノール：０．８ｍｌ
２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液：０．９ｍｌ
この反応溶液を、窒素下、撹拌しながら８時間加熱還流した。反応終了後、有機層を分離して硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過を行った。
得られたろ液の溶媒を減圧留去して、生じた粘体をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘプタン＝１：３）によって精製し、例示化合物Ａ−５を０．３２ｇ得た（収率８１％）。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳによりこの化合物のＭ＋である５７６．２を確認した。
【０１８２】
さらに、１Ｈ−ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）  δ（ｐｐｍ）：９．７９（１Ｈ，ｄ），８．７８−８．６６（４Ｈ，ｍ），８．５６（１Ｈ，ｂｓ），８．２８（１Ｈ，ｄ），８．２３（２Ｈ，ｄ），８．２１（１Ｈ，ｄ），８．１２（１Ｈ，ｄ），７．９５（１Ｈ，ｄ），７．８５−７．８０（３Ｈ，ｍ），７．７３（１Ｈ，ｄ），７．７２−７．６６（２Ｈ，ｍ），７．６４−７．５３（３Ｈ，ｍ），７．５１−７．４４（２Ｈ，ｍ），７．２２（１Ｈ，ｔ）
また、例示化合物Ａ−５のＴｇをベンゾトリフェニレノフランと同様にして測定したところ、１１９℃であった。
【０１８３】
（実施例２−６）
［例示化合物Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４、Ａ−１０、Ａ−１１の合成］
実施例１；例示化合物Ａ−５の合成で用いられる中間体５を表３に示すハロゲン化合物に変更する以外は実施例１と同様の方法で各例示化合物を得た。
【０１８４】
またＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳにより各例示化合物の同定を行った。
【０１８５】
【表３】
0005804797.tif 000023
【０１８６】
（実施例７）
［有機発光素子の作製］
本実施例では、基板上に順次陽極／ホール輸送層／発光層／ホールブロッキング層／電子輸送層／陰極が設けられた構成の有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
【０１８７】
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１２０ｎｍで成膜したものを透明導電性支持基板（ＩＴＯ基板）として使用した。
【０１８８】
このＩＴＯ基板上に、以下に示す有機化合物層及び電極層を、１０−５Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着によって連続的に成膜した。
【０１８９】
このとき対向する電極面積は３ｍｍ２になるように作製した。
ホール輸送層（４０ｎｍ）：ＨＴＬ−１
発光層（３０ｎｍ）  ホスト材料：Ａ−５、ゲスト材料：Ｉｒ−１（１０ｗｔ％）
ホールブロッキング（ＨＢ）層（１０ｎｍ）：ＨＢＬ−１
電子輸送層（３０ｎｍ）：ＥＴＬ−１
金属電極層１（０．５ｎｍ）：ＬｉＦ
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
【０１９０】
【化２０】
0005804797.tif 000024
【０１９１】
次に、有機発光素子が水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせアクリル樹脂系接着材で封止した。以上のようにして有機発光素子を得た。
【０１９２】
得られた有機発光素子について、電流電圧特性をケースレー社製・電流計２７００で測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７―ｆａｓｔで測定した。
【０１９３】
ＩＴＯ電極を正極、Ａｌ電極を負極にして、５．３Ｖの印加電圧をかけたところ、発光効率が４９ｃｄ／Ａで、輝度２０００ｃｄ／ｍ２の緑色発光が観測された。
【０１９４】
またこの素子においてＣＩＥ色度座標は、（ｘ，ｙ）＝（０．３２，０．６３）であった。
【０１９５】
さらに４０ｍＡ／ｃｍ２通電時の素子寿命（初期輝度が２０％減少した時間）を評価したところ、８５時間であった。
【０１９６】
＜実施例８−１２＞
実施例７においてホスト材料を代えた他は、実施例７と同様の方法で素子を作製した。
【０１９７】
また得られた素子について実施例７と同様に評価を行ったところ、いずれも緑色発光が観測された。２０００ｃｄ／ｍ２時の発光効率、印加電圧及び４０ｍＡ／ｃｍ２通電時の素子寿命（初期輝度が２０％減少した時間）を表４に示す。
【０１９８】
【表４】
0005804797.tif 000025
【０１９９】
この様に、本発明に係るベンゾトリフェニレノフラン化合物は燐光発光素子において、ホスト材料として用いることで良好な発光効率及び素子寿命を得られることが分かった。
【図１】
0005804797.tif 000027