(57)【要約】【課題】励起エネルギーの移動効率に優れ、かつ熱等に対する安定性が高いりん光発光性物質用ホスト物質を提供する。【解決手段】本発明者らは、下記一般式（１）で表されるＮ，Ｎ−ビス（２−フルオレニル）アニリン誘導体をりん光発光性物質用ホスト物質として用いることを見出した。この物質に、りん光発光性物質を例えば０．１〜２０重量％混合して有機ＥＬ素子に用いることにより、りん光エネルギーを効率よく発光に変換することができるため、従来のように蛍光エネルギーのみを用いるよりも発光効率が良い。また、本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、均質なアモルファス薄膜を形成し、比較的ガラス転移温度が高いため、熱等に対し安定な有機ＥＬ素子を容易に作製することができる。【化１】2004063277.tif 000029【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるりん光発光性物質用ホスト物質。
【化１】
2004063277.tif 000026
ただし、式中、
Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、ハロゲン、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、または炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基であり、
Ｒ５は、水素、任意にフェニル置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、任意にフェニル置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、フェニル基、またはフェノキシ基であり、
Ｒ６およびＲ７は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、ハロゲン、任意にハロゲン置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、アミノ基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基（ただし、前記アルキル基は炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基であり、同一でも異なっていても良い）、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、シアノ基、またはニトロ基である。
【請求項２】
下記一般式（２）で表される請求項１に記載のりん光発光性物質用ホスト物質。
【化２】
2004063277.tif 000027
ただし、式中、
Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、または炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基であり、
Ｒ５は、水素、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、ベンジル基、またはフェノキシ基である。
【請求項３】
Ｒ１〜Ｒ４が、それぞれ、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｓｅｃ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、またはエトキシ基であり、
Ｒ５が、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｓｅｃ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、ベンジル基、またはフェノキシ基である、
請求項１または２に記載のりん光発光性物質用ホスト物質。
【請求項４】
下記式Ａ−１からＡ−６のいずれかで表される請求項１に記載のりん光発光性物質用ホスト物質。
【化３】
2004063277.tif 000028
【請求項５】
陰極と陽極との間に発光を示す有機層を含むエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子であって、前記有機層のうち少なくとも一層がりん光発光性物質と請求項１から４のいずれかに記載のりん光発光性物質用ホスト物質との混合物を含むＥＬ素子。
【請求項６】
混合物中のりん光発光性物質の含有率が０．１〜２０重量％である請求項５に記載のＥＬ素子
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、りん光発光性物質用ホスト物質およ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。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」という場合がある）は、ディスプレイや屋内照明、レーザー光源など様々な用途への応用が期待されている素子である。ＥＬ素子用材料としては無機物質と有機物質の両方が検討されているが、近年、特に、有機物質を用いる有機ＥＬ素子の開発が活発に行われている。有機物質は無機物質に比べて多様な化学修飾が可能であるため、適切な分子設計により、ＥＬ素子が必要とする物性および機能を発現することができると考えられる。有機ＥＬ素子をディスプレイ、屋内照明およびレーザー光源等に応用するためには、その素子が高い発光効率を有することが必要である。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、一般に、有機固体薄膜を二つの電極ではさんだ構造をもち、その動作原理は以下のように説明される。すなわち、直流電圧印加により陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ有機層に注入され、有機層中で再結合し、その際に生じる励起種から発光が得られる。
【０００４】
前記のような励起種から得られる発光には、励起一重項状態からの輻射失活に由来する蛍光と、励起三重項状態からの輻射失活に由来するりん光とがある。これまで主に用いられてきたＥＬ素子用発光材料は、主に蛍光性物質であった［Ｃ．Ｗ．　Ｔａｎｇ，　Ｓ．　Ａ．　ＶａｎＳｌｙｋｅ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　５１，　（１９８７）　９１３．　等］。しかし、電子と正孔との再結合により生じる励起一重項状態と励起三重項状態の比は１：３であり、励起一重項状態からの発光（蛍光）のみを用いた場合、励起三重項状態のエネルギーを無駄にしてしまうため発光効率が十分に高いとは言えない。
【０００５】
近年、励起三重項状態のエネルギーを発光に変換する手法として、りん光発光性物質（りん光発光性材料）を用いる手法が提案されている［Ｍ．Ａ．　Ｂａｌｄｏ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｎａｔｕｒｅ，　３９５　（１９９８）　１５１．　等］。有機ＥＬ素子に対しりん光発光性物質を用いることは、発光効率向上の有効な方法論である。
【０００６】
これまでに報告されたりん光発光性物質のうち最も成功したのはイリジウム錯体である［Ｍ．Ａ．　Ｂａｌｄｏ　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　７５　（１９９９）　４．　および　Ｓ．　Ｌａｍａｎｓｋｙ　ｅｔ　ａｌ．　Ｊ．　Ａｍ．　Ｃｈｅｍ．　Ｓｏｃ．，　１２３　（２００１）　４３０４．等］。しかしながら、これらりん光発光性物質単独で薄膜を形成し発光層として用いた場合、有機ＥＬ素子の発光効率は低い。これは、りん光発光性物質の製膜性が低いことと励起状態の自己消光を起こしてしまうことが原因である。この問題を解消し高い発光効率を実現する方法として、少量のりん光発光性物質を大量の蛍光発光性物質（以下「ホスト」「ホスト物質」または「ホスト材料」という場合がある。）中に分散させる方法がある。
【０００７】
高い発光効率を有し、しかも熱等に対し安定な有機ＥＬ素子を形成するために、前記ホスト物質に要求される性能としては、
１．正孔と電子の再結合サイトとなること。
２．ホスト物質からゲスト物質（りん光発光性物質）への励起エネルギーの移動が効率よく起こること。
３．均質なアモルファス薄膜を形成し、ガラス転移温度が高いこと。
等が挙げられる。
【０００８】
これまでに、イリジウム錯体等のりん光発光性物質用のホスト物質としては、下記式（３）で表される４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニルなど２、３の例が報告されている［Ｍ．Ａ．　Ｂａｌｄｏ　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　７５　（１９９９）　４．等］。
【化４】
2004063277.tif 000002
【０００９】
しかし、それらホスト物質は、有機ＥＬ素子に対する実用性が十分であるとは言えない。例えば、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニルは、薄膜の安定性が低く、均質なアモルファス薄膜を形成できないことが示されている［Ｂ．Ｅ．　Ｋｏｅｎｅ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｃｈｅｍ．　Ｍａｔｅｒ．，　１０　（１９９８）　２２３５］。従って、十分に安定なＥＬ素子を形成することはできない。
【００１０】
以上の理由から、発光効率および安定性の高い有機ＥＬ素子を得るために、優れた性能を有するりん光発光性物質用ホスト物質の開発が必要とされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、励起エネルギーの移動効率に優れ、かつ熱等に対する安定性が高いりん光発光性物質用ホスト物質を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、下記一般式（１）で表される物質である。
【化５】
2004063277.tif 000003
ただし、式中、
Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、ハロゲン、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、または炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基であり、
Ｒ５は、水素、任意にフェニル置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、任意にフェニル置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、フェニル基、またはフェノキシ基であり、
Ｒ６およびＲ７は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、ハロゲン、任意にハロゲン置換された炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、アミノ基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基（ただし、前記アルキル基は炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基であり、同一でも異なっていても良い）、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルカノイル基、シアノ基、またはニトロ基である。
【００１３】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に発光を示す有機層を含むＥＬ素子であって、前記有機層のうち少なくとも一層がりん光発光性物質と本発明のりん光発光性物質用ホスト物質との混合物を含むＥＬ素子である。なお、前記発光を示す有機層は、一層のみでも複数存在しても良い。また、陰極と陽極との間には、前記発光を示す有機層のみが存在しても良いし、発光を示さない有機層が存在しても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
（りん光発光性物質用ホスト物質）
前記一般式（１）で表される本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、例えば下記スキーム１にしたがって合成することができる。
【化６】
2004063277.tif 000004
【００１６】
以下、上記スキーム１について説明する。まず、前記一般式（４）で表されるフルオレン誘導体を準備する。式中、Ｒ６は前記式（１）で定義した通りである。次に、これをヨウ素化して、一般式（５）で表される２−ヨードフルオレン誘導体を得る。ヨウ素化の方法は特に限定されないが、例えばヨウ素、オルト過ヨウ素酸および硫酸の存在下、酢酸溶媒中で行うことができる。
【００１７】
次に、２−ヨードフルオレン誘導体（５）の９位に置換基Ｒ１およびＲ２を順次導入して化合物（６）とする。Ｒ１およびＲ２は前記式（１）で定義した通りである。Ｒ１およびＲ２の導入方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、アルキル基の場合は、例えば、９位の水素をブチルリチウムにより脱離させてカルボアニオンを生成させ、次に、対応するヨウ化アルキルを加えて導入することができる。アルコキシ基の場合は、ベンジル位のアルコキシ化に通常用いられる方法、例えばハロゲン化の後アルコーリシス反応させる方法等を使用することができる。また、Ｒ１とＲ２が同種の置換基である場合は、一段階で導入することができる。
【００１８】
そして、化合物（６）と、一般式（７）で表されるアニリン誘導体とをカップリング反応させて、一般式（８）で表されるアミンを得る。Ｒ５は前記式（１）で定義した通りである。このカップリング反応の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、例えば、以下のようにして行うことができる。すなわち、まず、式（６）の２−ヨードフルオレン誘導体および式（７）のアニリン誘導体と、炭酸カリウム、銅紛および１８−クラウン−６等の触媒と、溶媒とを混合し、窒素雰囲気下で加熱攪拌して反応させる。溶媒は特に限定されないが、例えばメシチレン等を用いることができる。反応温度および反応時間も特に限定されないが、例えば１７０℃で１０時間反応させる。そして、溶媒を留去した後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、再結晶して、式（８）のアミンを得る。再結晶溶媒は特に限定されないが、例えば、トルエンとヘキサンの混合溶媒を用いることができる。
【００１９】
さらに、もう一度同様の方法で、アミン（８）と２−ヨードフルオレン誘導体（９）とをカップリング反応させて、Ｎ，Ｎ−ビス（２−フルオレニル）アニリン誘導体（１）を得る。化合物（９）において、Ｒ３、Ｒ４およびＲ７は前記式（１）で定義した通りであり、化合物（６）と同様の方法により得ることができる。また、化合物（６）と（９）とが同一の化学式で表される場合は、アニリン誘導体（７）との一段階カップリング反応により化合物（１）を得ることができる。
【００２０】
本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、下記一般式（２）で表されることが好ましい。
【化７】
2004063277.tif 000005
ただし、式中、
Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ同一であるかまたは異なり、水素、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、または炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基であり、
Ｒ５は、水素、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルキル基、炭素数１〜６の直鎖もしくは分枝アルコキシ基、ベンジル基、またはフェノキシ基である。
【００２１】
前記式（１）および（２）において、
Ｒ１〜Ｒ４が、それぞれ、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｓｅｃ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、またはエトキシ基であり、
Ｒ５が、水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｓｅｃ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、ベンジル基、またはフェノキシ基であることがより好ましい。
【００２２】
また、本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、下記式Ａ−１からＡ−６のいずれかで表される物質であることが特に好ましい。
【化８】
2004063277.tif 000006
【００２３】
（ＥＬ素子）
次に、本発明のりん光発光性物質用ホスト物質を用いた有機ＥＬ素子について説明する。
【００２４】
本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、均質なアモルファス薄膜を形成し、比較的ガラス転移温度が高いため、熱等に対し安定な有機ＥＬ素子を容易に作製することができる。また、本発明のＥＬ素子は、発光を示す有機層がりん光発光性物質と本発明のりん光発光性物質用ホスト物質との混合物を含むことにより、高い発光効率を示す。
【００２５】
前記混合物中においては、ホスト物質内部で正孔と電子の再結合が起こり、ホスト物質の励起状態（一重項および三重項励起状態）が生じる。この一重項および三重項励起エネルギーがりん光発光性物質に移動し、りん光発光性物質から発光が得られる。前記混合物中のりん光発光性物質の含有率は特に限定されないが、より高い発光効率を得るためには０．１〜２０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．５〜１５重量％、特に好ましくは１〜１０％である。また、前記層は、前記混合物のみを含んでいても良いが、前記励起エネルギー移動を阻害しない限度においてその他の物質を含んでいても良い。前記その他の物質の含有量は、例えば、前記混合物の重量に対し５０重量％以下である。
【００２６】
本発明のＥＬ素子の形態は特に限定されないが、例えば、図１〜図５の各図に示す形態が可能である。
【００２７】
図１に、本発明のＥＬ素子の一例を示す。図示の通り、このＥＬ素子１０は、基板１の上に、陽極２、発光層４および陰極７がこの順番で積層されている。陽極２および陰極３には、それぞれ導線８が接続されており、導線８の他端は電源（図示せず）に接続されている。
【００２８】
図２に、本発明のＥＬ素子のその他の一例を示す。図示の通り、ＥＬ素子１０は、基板１の上に、陽極２、正孔輸送層３、発光層４および陰極７がこの順番で積層されている。それ以外は図１のＥＬ素子と同様である。
【００２９】
図３に、本発明のＥＬ素子のさらにその他の一例を示す。図示の通り、ＥＬ素子１０は、基板１の上に、陽極２、発光層４、電子輸送層６および陰極７がこの順番で積層されている。それ以外は図１のＥＬ素子と同様である。
【００３０】
図４に、本発明のＥＬ素子のさらにその他の一例を示す。図示の通り、ＥＬ素子１０は、基板１の上に、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層６および陰極７がこの順番で積層されている。それ以外は図１のＥＬ素子と同様である。
【００３１】
図５に、本発明のＥＬ素子のさらにその他の一例を示す。図示の通り、ＥＬ素子１０は、基板１の上に、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、正孔阻止層５、電子輸送層６および陰極７がこの順番で積層されている。それ以外は図１のＥＬ素子と同様である。
【００３２】
上記各ＥＬ素子において、陽極２は特に限定されないが、例えば、ＩＴＯにより形成された透明電極等が好ましい。陰極７も特に限定されないが、例えば、マグネシウム−銀合金電極、アルミニウム電極、カルシウム電極、リチウム／アルミニウム積層電極、またはフッ化リチウム／アルミニウム積層電極等が好ましい。基板１も特に限定されないが、例えばガラスが好ましく、また、ＰＥＴフィルム等も使用可能である。
【００３３】
上記各ＥＬ素子は、陽極２および陰極７に挟まれた各層のうち、少なくとも一層が、りん光発光性物質と本発明のりん光発光性物質用ホスト物質との混合物を含む。この混合物は発光層４に含まれることが好ましいが、それ以外の層が前記混合物を含み、りん光発光性物質に由来する発光を示しても良い。
【００３４】
本発明のＥＬ素子に用いるりん光発光性物質は特に限定されないが、例えばイリジウム錯体が好ましく、より好ましくは下記式で表される化合物トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、略して「Ｉｒ（ｐｐｙ）３」と呼ぶことがある）である。この化合物は、現在、りん光発光性物質として最も広く用いられている。
【化９】
2004063277.tif 000007
【００３５】
上記Ｉｒ（ｐｐｙ）３以外のりん光発光性物質としては、例えば、ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ａ］）、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ｂ］）、ビス（２，４−ジフェニルオキサゾラト−１，３−Ｎ，Ｃ２’）（アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ｃ］）、ビス（２−（１−ナフチル）ベンゾオキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）（アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ｄ］）、ビス（２−（２−ナフチル）ベンゾオキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）（アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ｅ］）、およびビス（２−フェニルオキサゾリナト−Ｎ，Ｃ２’）（アセチルアセトナト）イリジウム（下記式［ｆ］）等がある。上記６種のイリジウム錯体は、全て　Ｓ．　Ｌａｍａｎｓｋｙ　ｅｔ　ａｌ，　Ｊ．　Ａｍ．　Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，　１２３　（２００１）　４３０４．　に記載されている。以下に、上記各イリジウム錯体の構造式を示す。
【００３６】
【化１０】
2004063277.tif 000008
【００３７】
前記各層に含まれる物質のうち、りん光発光性物質および本発明のりん光発光性物質用ホスト物質以外で好ましい物質としては、例えば、下記の物質がある。なお、以下に記載する学術文献は、すべて本発明者らの発明に係る文献である。
【００３８】
正孔輸送材料としては、例えばトリアリールアミン誘導体が好ましく、より好ましくは、
４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、略して「ｍ−ＭＴＤＡＴＡ」と呼ぶことがある）［Ｃｈｅｍ．　Ｌｅｔｔ．，　１９８９，　１１４５．］や、
４，４’，４”−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、略して「１−ＴＮＡＴＡ」と呼ぶことがある）および４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、略して「２−ＴＮＡＴＡ」と呼ぶことがある）［Ｊ．　Ｌｕｍｉｎ．，　７２−７４，　９８５　（１９９７）．］や、
４，４’，４”−トリス［ビフェニル−２−イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（以下、略して「ｏ−ＰＴＤＡＴＡ」と呼ぶことがある）、４，４’，４”−トリス［ビフェニル−３−イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（以下、略して「ｍ−ＰＴＤＡＴＡ」と呼ぶことがある）および４，４’，４”−トリス［ビフェニル−４−イル（３−メチルフェニル）アミノ］トリフェニルアミン（以下、略して「ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ」と呼ぶことがある）［Ｓｙｎｔｈ．　Ｍｅｔ．，　１１１，　３８７（２０００）］や、
４，４’、４”−トリス［９，９−ジメチル−２−フルオレニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（以下、略して「ＴＦＡＴＡ」と呼ぶことがある）［Ｃｈｅｍ．　Ｌｅｔｔ．，　２０００，　１８３４．］等である。以下に、上記各化合物の構造式を示す。
【００３９】
【化１１】
2004063277.tif 000009
【化１２】
2004063277.tif 000010
【化１３】
2004063277.tif 000011
【化１４】
2004063277.tif 000012
【化１５】
2004063277.tif 000013
【化１６】
2004063277.tif 000014
【化１７】
2004063277.tif 000015
【００４０】
ホールブロッキング材料（正孔阻止材料）としては、例えばトリフェニルベンゼン誘導体が好ましく、より好ましくは１，３，５−トリス（４−ビフェニリル）ベンゼン（以下、略してＴＢＢと呼ぶことがある）、１，３，５−トリス（４−フルオロビフェニル−４’−イル）ベンゼン（以下、略してＦ−ＴＢＢと呼ぶことがある）、１，３，５−トリス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）ベンゼン（以下、略してＴＦＢと呼ぶことがある）および１，３，５−トリス［４−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）フェニル］ベンゼン（以下、略してＴＦＰＢと呼ぶことがある）［Ｙａｓｕｈｉｋｏ　Ｓｈｉｒｏｔａ，　Ｍｏｔｏｉ　Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ，　Ｋｅｎｊｉ　Ｏｋｕｍｏｔｏ，　ＳＰＩＥ−Ｉｎｔ．　Ｓｏｃ．　Ｏｐｔ．　Ｅｎｇ．，　４４６４　（２００２）　ｐｐ．　２０３−２１０，　２００２．］等である（なお、Ｆ−ＴＢＢについては、Ｋｅｎｊｉ　Ｏｋｕｍｏｔｏ　ａｎｄ　Ｙａｓｕｈｉｋｏ　Ｓｈｉｒｏｔａ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　７９　（２００１）　ｐｐ．　１２３１−１２３３．にも記載されている。）。以下に、上記各化合物の構造式を示す。
【００４１】
【化１８】
2004063277.tif 000016
【化１９】
2004063277.tif 000017
【化２０】
2004063277.tif 000018
【化２１】
2004063277.tif 000019
【００４２】
電子輸送材料として好ましいのは、例えば、
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、略して「Ａｌｑ３」と呼ぶことがある）や、
１，３，５−トリス（４−ターシャリーブチルフェニル―１，３，４−オキサジアゾリル）ベンゼン（以下、略して「ＴＰＯＢ」と呼ぶことがある）［Ｊ．　Ｌｕｍｉｎ．，　７２−７４，　９８５　（１９９７）．］や、
化合物１，３，５−トリス［５−（ジメシチルボリル）−２−チエニル］ベンゼン（以下、略して「ＴＭＢ−ＴＢ」と呼ぶことがある）［Ｃｈｅｍ．　Ｌｅｔｔ．，　２００１，　６１４．］や、
５，５’−ビス（ジメシチルボリル）−２，２’−ビチオフェン（以下、略して「ＢＭＢ−２Ｔ」と呼ぶことがある）および５，５’’−ビス（ジメシチルボリル）−２，２’：５’，２’’−ターチオフェン（以下、略して「ＢＭＢ−３Ｔ」と呼ぶことがある）［Ｊ．　Ａｍ．　Ｃｈｅｍ．　Ｓｏｃ．，　１２０，　９７１４　（１９９９）．］等である。以下に上記各化合物の構造式を示す。
【００４３】
【化２２】
2004063277.tif 000020
【化２３】
2004063277.tif 000021
【化２４】
2004063277.tif 000022
【化２５】
2004063277.tif 000023
【化２６】
2004063277.tif 000024
【００４４】
前記各図のＥＬ素子の製造方法は特に限定されず、基板１の上に、各構成要素を、公知の方法により順番に積層させて製造することができる。積層方法は特に限定されないが、正孔輸送層３、発光層４、正孔阻止層５および電子輸送層６に対しては、例えば、真空蒸着法（熱蒸着法）、スピンキャスト法によるコーティング（スピンコート法）、ソルベントキャスト法、または溶融状態を冷却する方法等が好ましい。本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は優れた熱安定性を有しているため、特に、熱蒸着法またはスピンコート法により透明で均質なアモルファス薄膜を製膜することができる。陽極２および陰極７の積層方法も特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
【００４５】
前記各図のＥＬ素子の使用方法も特に限定されないが、発光効率が高いため、ディスプレイ、屋内照明およびレーザー光源等に好ましく使用することができる。また、それ以外にも、前記の通り、本発明のＥＬ素子は熱等に対する優れた安定性を有しているから、様々な用途への応用が期待できる。
【００４６】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００４７】
（測定法）
核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルは、商品名Ｉｎｏｖａ−７５０（Ｖａｒｉａｎ社、１Ｈ測定時７５０ＭＨｚ）を用いて測定した。ケミカルシフトは百万分率（ｐｐｍ）で表している。内部標準０ｐｐｍには、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いた。結合定数（Ｊ）は、ヘルツで示しており、略号ｓ、ｄ、ｔ、ｑ、ｍおよびｂｒは、それぞれ、一重線（ｓｉｎｇｌｅｔ）、二重線（ｄｏｕｂｌｅｔ）、三重線（ｔｒｉｐｌｅｔ）、四重線（ｑｕａｒｔｅｔ）、多重線（ｍｕｌｔｉｐｌｅｔ）および広幅線（ｂｒｏａｄ）を表す。質量分析（ＭＳ）は、商品名ＲＰ（Ｖｏｙａｇｅｒ社）を用い、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＭＳ法により行った。元素分析は、商品名ＭＴ−５（柳本製作所）を用いて行った。カラムクロマトグラフィー分離には、シリカゲル（商品名ワコーゲルＣ−３００、和光純薬工業株式会社）またはアルミナ（商品名Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｏｘｉｄｅ　９０　ａｃｔｉｖｅ　ｂａｓｉｃ　（０．０６３−０．２００）、Ｍｅｒｃｋ社）を用いた。全ての化学物質は、試薬級であり、東京化成工業株式会社、和光純薬工業株式会社、ナカライテスク株式会社、関東化学株式会社およびＡｌｄｒｉｃｈ社から購入した。なお、以下のデータにおいて、融点は全て未補正値である。
【００４８】
（合成）
以下に示す方法により、前記式Ａ−１で表される化合物Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）アニリン（以下、略して「Ｆ２ＰＡ」と呼ぶことがある）を合成した。
【００４９】
（ａ）　２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成
フルオレン　２３４　ｇ　（１．４　ｍｏｌ）　、ヨウ素　１７２　ｇ　（０．６７　ｍｏｌ）　、　オルト過ヨウ素酸　５１　ｇ　（０．２４　ｍｏｌ）、硫酸　　１８　ｍｌ　を酢酸　７００　ｍｌに溶解し、不活性ガス　（窒素ガス）　雰囲気中、温度８０℃で４時間攪拌した。反応終了後、溶媒をデカンテーションにより取り除いた。その後トルエンにより反応生成物を抽出し、５％亜硫酸水素ナトリウムで洗浄した。これをカラムクロマトグラフィー　（展開溶媒：　トルエン　充填剤：　Ｂａｓｉｃアルミナ）　およびトルエンからの再結晶により精製し、２−ヨードフルオレンを得た。質量分析により、Ｍ／ｅ　＝　２９２　（Ｍ＋）を確認した。
【００５０】
次に、２−ヨードフルオレン２８０　ｇ　（０．９５　ｍｏｌ）　をテトラヒドロフラン　８００　ｍｌに溶解させ、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１１２　ｇ　（１．０　ｍｏｌ）　を加え、温度０℃で２０分間攪拌した。その後、ヨウ化メチル１４２　ｇ　（１．０　ｍｏｌ）　を加えさらに２０分間攪拌した。続けてもう一度カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１１２　ｇ　（１．０　ｍｏｌ）　を加え２０分間攪拌し、ヨウ化メチル１４２　ｇ　（１．０　ｍｏｌ）　を加え２０分間攪拌した。反応後、テトラヒドロフランを減圧留去した後、トルエンで抽出した。生成物を減圧蒸留し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー　（展開溶媒：　ヘキサン）　により精製し、２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンを１７４．９　ｇ　得た（フルオレンからの収率３９　％）。質量分析により、Ｍ／ｅ　＝　３２０　（Ｍ＋）を確認した。
【００５１】
（ｂ）　Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）アニリン（Ｆ２ＰＡ）の合成
前記ステップ（ａ）で得られた２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレン５０　ｇ　（１６０　ｍｍｏｌ）、　アニリン　６．０　ｇ　（６５　ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム　５０　ｇ　（３６０　ｍｍｏｌ）、銅　１０　ｇ　（１６０ｍｍｏｌ）、１８−クラウン−６　２　ｇ　（７．５７　ｍｍｏｌ）　をメシチレン中、不活性ガス　（窒素ガス）　雰囲気中、温度１７０℃で１０時間攪拌した。反応終了後、トルエンで抽出、水洗し乾燥後、溶媒を留去した。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　：　ヘキサン　＝　１　：　４）、およびヘキサンからの再沈殿により精製し、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）アニリン（Ｆ２ＰＡ）を得た。この化合物の物性値を以下に示す。
【００５２】
ＭＳ：ｍ／ｅ　＝　４７７　（Ｍ＋）　融点　２０３　℃　元素分析．計算値：Ｃ，　９０．５３；　Ｈ，　６．５４；　Ｎ２．９３．実測値：Ｃ，　９０．３８；　Ｈ，　６．５５；　Ｎ　２．９３．　１Ｈ　ＮＭＲ　（７５０　ＭＨｚ，　ＴＨＦ−ｄ８）　δ（ｐｐｍ）　７．７４　（２Ｈ，　ｄ），　７．７２　（２Ｈ，　ｄ），　７．４９　（２Ｈ，　ｄ），　７．３５−７．３０　（６Ｈ，ｍ），　７．２７　（２Ｈ，　ｔ），　７．１７　（２Ｈ，　ｄ），　７．０７　（１Ｈ，　ｔ），　７．０４　（２Ｈ，ｄ），　１．４１　（１２Ｈ，　ｓ）．
【００５３】
さらに、この化合物Ｆ２ＰＡのガラス転移温度（Ｔｇ）、およびＡｇ／Ａｇ＋参照電極に対する酸化電位（Ｅｏｘ）を測定した。表１にその結果を示す。ガラス転移温度は示差走査熱量測定により測定し、酸化電位はサイクリックボルタンメトリーにより決定した。
【００５４】
［表１］
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【００５５】
表１から分かる通り、Ｆ２ＰＡは、８２℃と比較的高いガラス転移温度を示し、また、正孔を受け入れるための適切な酸化電位（Ａｇ／Ａｇ＋参照電極に対して０．５１Ｖ）を示した。
【００５６】
また、Ｆ２ＰＡの蛍光スペクトルを測定し、りん光発光性物質Ｉｒ（ｐｐｙ）３の吸収スペクトルと比較した。図６にその結果を示す。
【００５７】
図６から分かる通り、Ｆ２ＰＡの蛍光スペクトルは、りん光発光材料Ｉｒ（ｐｐｙ）３の吸収スペクトルとの重なりが大きい。これは、Ｆ２ＰＡからＩｒ（ｐｐｙ）３へのエネルギー移動が効率よく起こり得ることを示す。なお、Ｆ２ＰＡは、青紫色領域（ピーク波長３９８ｎｍ）の発光を高い蛍光量子収率（０．５６）で示すことから、青紫色発光物質としても使用可能であることが分かる。
【００５８】
（ＥＬ素子）
次に、上記化合物Ｆ２ＰＡを用いて、ＥＬ素子を作製し、その性能を評価した。
【００５９】
以下の手順により、図５に示す構造を有するＥＬ素子を作製した。すなわち、まず、ガラス基板１の上にＩＴＯガラス電極により陽極２が形成されている基盤を準備した。次に、陽極２の上に、前記化合物ｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着法により厚さ５０ｎｍ（５００オングストローム）となるように堆積させ、正孔輸送層３を形成した。このとき、正孔輸送層３の一部がガラス基板１の表面に接触するようにした。そして、正孔輸送層３の上に、Ｉｒ（ｐｐｙ）３とＦ２ＰＡとの混合物（Ｉｒ（ｐｐｙ）３含有率１０ｗｔ％）を、真空蒸着法により厚さ２０ｎｍ（２００オングストローム）となるように堆積させ、発光層４を形成した。次に、発光層４の上に、前記化合物Ｆ−ＴＢＢを真空蒸着法により厚さ２０ｎｍ（２００オングストローム）となるように堆積させ、正孔阻止層５を形成した。さらに、正孔阻止層５の上に、前記化合物Ａｌｑ３を真空蒸着法により厚さ１０ｎｍ（１００オングストローム）となるように堆積させ、電子輸送層６（電子輸送性発光層）を形成した。そして、電子輸送性発光層６の上に、フッ化リチウム／アルミニウムよりなる面積４平方ミリメートルの電極を形成して陰極７（背面電極）とし、ＥＬ素子を作製した。
【００６０】
このようにして作製したＥＬ素子に電圧を印加したところ、３ボルト以上の電圧印加により、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の発光に基づく緑色の発光を示した。図７に、６ボルトの電圧を印加したときの、室温・大気下における発光スペクトルを示す。
【００６１】
さらに、上記ＥＬ素子の電圧−輝度特性および電圧−外部量子収率特性を測定した。図８にそれらの結果をまとめて示す。同図から分かる通り、このＥＬ素子の最高輝度は１０．０Ｖで５６，９００　ｃｄ　ｍ−２、７０　ｃｄ　ｍ−２　発光時における発光効率は　１２．３　ｌｍ　Ｗ−１、量子収率は５．４％であり、高輝度・高効率の純緑色発光が得られた。さらに、高電圧においても外部量子収率があまり減少せず、安定な発光が得られた。
【００６２】
以上、実施例に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、励起エネルギーの移動効率に優れ、かつ熱等に対する安定性が高いりん光発光性物質用ホスト物質を提供することができる。本発明のりん光発光性物質用ホスト物質は、均質なアモルファス薄膜を形成し、比較的ガラス転移温度が高いため、熱等に対し安定な有機ＥＬ素子を容易に作製することができる。本発明の有機ＥＬ素子は発光効率が高いため、特に、ディスプレイ、屋内照明およびレーザー光源等への使用に適し、その工業的価値は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子のその他の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子のさらにその他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子のさらにその他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子のさらにその他の一例を示す断面図である。
【図６】本発明のホスト物質Ｆ２ＰＡの蛍光スペクトルと、りん光発光性物質Ｉｒ（ｐｐｙ）３の吸収スペクトルとをあわせて示したグラフである。
【図７】本発明のＥＬ素子の発光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図８】本発明のＥＬ素子の電圧−輝度特性および電圧−外部量子収率特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１　基板
２　陽極
３　正孔輸送層
４　発光層
５　正孔阻止層
６　電子輸送層
７　陰極
８　導線
１０　ＥＬ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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