(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１ａ−１）〜式（１ａ−３）、式（１ａ−５）〜式（１ａ−１８）、式（１ｂ−１）〜式（１ｂ−１８）、式（１ｃ−２）、式（１ｃ−３）及び式（１ｃ−６）〜式（１ｃ−１８）のいずれかで表されるベンゾフルオレン化合物。
【化１】
0005217476.tif 000036
【化２】
0005217476.tif 000037
【化３】
0005217476.tif 000038
【化４】
0005217476.tif 000039
【化５】
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【化６】
0005217476.tif 000041
【請求項２】
発光素子の発光層用材料であって、請求項１に記載するベンゾフルオレン化合物を含有する発光層用材料。
【請求項３】
さらに、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体及び白金錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２に記載する発光層用材料。
【請求項４】
さらに、芳香族アミン誘導体を含有する、請求項２に記載する発光層用材料。
【請求項５】
陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、請求項２〜４のいずれかに記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項６】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体及びフェナントロリン誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項５に記載する有機電界発光素子。
【請求項７】
さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体を含有する、請求項５に記載する有機電界発光素子。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【請求項９】
請求項５〜７のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンゾフルオレン化合物、該化合物を用いた発光層用材料及び有機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は、自己発光型の発光素子であり、表示用又は照明用の発光素子として期待されている。従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、小電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色をはじめとする発光特性を有する有機材料の開発、及び正孔、電子などの電荷輸送能（半導体や超電導体となる可能性を有する）を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
【０００３】
有機電界発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層又は複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送又は注入する電荷輸送／注入層があるが、当該有機化合物としては種々の有機材料が開発されている。例えば、分子内にベンゾフルオレン構造を有する化合物や該化合物を有機化合物層に用いた有機電界発光素子が報告されている（国際公開第2004/061047号パンフレット；特許文献１、国際公開第2004/061048号パンフレット；特許文献２、国際公開第2003/051092号パンフレット；特許文献３、国際公開第2007/119800号パンフレット；特許文献４）。特に、特許文献３には、ジベンゾフルオレン骨格にアミノ基が置換した化合物やそれを用いた有機電界発光素子が報告されている。また、特許文献４には、スピロ構造を有するベンゾフルオレン骨格にアミノ基が置換した化合物やそれを用いた有機電界発光素子が報告されている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第2004/061047号パンフレット
【特許文献２】国際公開第2004/061048号パンフレット（特表2006-512395号公報）
【特許文献３】国際公開第2003/051092号パンフレット（特表2005-513713号公報）
【特許文献４】国際公開第2007/119800号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、分子内にベンゾフルオレン構造を有する化合物の有機ＥＬ素子用の材料はいくつか知られているが、上述する有機材料をもちいても、耐熱性、素子寿命などに関して十分な性能を有する有機電界発光素子は、未だ得られていない。このような状況下、耐熱性、素子寿命などにおいて、更に性能のよい有機電界発光素子、すなわち、該素子を得ることができる化合物の開発が望まれている。特に、青色の発光素子は、赤色や緑色の発光素子と比較して優れた特性の発光層用材料が得られておらず、青色の発光素子の特性向上に好適な発光層用材料の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記一般式（１ａ）、（１ｂ）及び（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物（以降、「一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物」ともいう）の製造に成功した。また、このベンゾフルオレン化合物を含有する層を一対の電極間に配置して有機電界発光素子を構成することにより、耐熱性、素子寿命などにおいて改善された有機電界発光素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下のようなベンゾフルオレン化合物を提供する。
【０００７】
［１］  下記一般式（１ａ）、（１ｂ）又は（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物。
【化２】
0005217476.tif 000002
（各式中、Ａｒは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいフェニル、置換されていてもよいナフチル、置換されていてもよいビフェニリル、置換されていてもよいフェナンスリル、置換されていてもよいアンスリル、置換されていてもよいピレニル、置換されていてもよいクリセニル、又は置換されていてもよいトリフェニレニルであり、Ａｒが共に水素になることはなく、Ａｒの置換基は、それぞれ独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリル、フェナンスリル、アンスリル、ピレニル、クリセニル又はトリフェニレニルである。）
【０００８】
［２］  一般式（１ａ）、（１ｂ）又は（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物であり、
各式中、Ａｒは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいフェニル、置換されていてもよいナフチル、置換されていてもよいビフェニリル、置換されていてもよいフェナンスリル、置換されていてもよいアンスリルであり、Ａｒが共に水素になることはなく、Ａｒの置換基は、それぞれ独立して、フェニル、ナフチル、ビフェニリル、フェナンスリル又はアンスリルである、
上記［１］に記載するベンゾフルオレン化合物。
【０００９】
［３］  一般式（１ａ）又は（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物であり、
各式中、Ａｒは、それぞれ独立して、置換されていてもよいフェニル又は置換されていてもよいナフチルであり、Ａｒの置換基は、それぞれ独立して、フェニル又はナフチルである、
上記［１］に記載するベンゾフルオレン化合物。
【００１０】
［４］  一般式（１ａ）又は（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物であり、
各式中、Ａｒは、共に、置換されていてもよい２−ナフチルであり、Ａｒの置換基はフェニル又はナフチルである、
上記［１］に記載するベンゾフルオレン化合物。
【００１１】
［５］  一般式（１ａ）で表されるベンゾフルオレン化合物であり、
Ａｒは、共に、２−ナフチルである、
上記［１］に記載するベンゾフルオレン化合物。
【００１２】
［６］  一般式（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物であり、
Ａｒは、共に、２−ナフチルである、
上記［１］に記載するベンゾフルオレン化合物。
【００１３】
［７］  発光素子の発光層用材料であって、上記［１］〜［６］のいずれかに記載するベンゾフルオレン化合物を含有する発光層用材料。
【００１４】
［８］  さらに、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体及び白金錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［７］に記載する発光層用材料。
【００１５】
［９］  さらに、芳香族アミン誘導体を含有する、上記［７］に記載する発光層用材料。
【００１６】
［１０］  陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、上記［７］〜［９］のいずれかに記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。
【００１７】
［１１］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体及びフェナントロリン誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、上記［１０］に記載する有機電界発光素子。
【００１８】
［１２］  さらに、前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層及び／又は電子注入層を有し、該電子輸送層及び電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体を含有する、上記［１０］に記載する有機電界発光素子。
【００１９】
［１３］  上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置。
【００２０】
［１４］  上記［１０］〜［１２］のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた照明装置。
請求項
【発明の効果】
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、例えば、発光層用材料として優れた特性を有するベンゾフルオレン化合物を提供することができる。また、耐熱性、素子寿命などについて改善された有機電界発光素子を提供することができる。また、本発明の好ましいベンゾフルオレン化合物は、特に青色の発光層用材料として好適であり、この発光層用材料によれば、赤色や緑色の発光素子と同レベルの耐熱性及び素子寿命を有する青色の発光素子を製造することができる。さらに、この有機電界発光素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のベンゾフルオレン化合物について詳細に説明する。
本発明に係るベンゾフルオレン化合物は、上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物である。
【００２３】
１．一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物
まず、上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物について説明する。
【００２４】
各式中、２つのＡｒは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいフェニル、置換されていてもよいナフチル、置換されていてもよいビフェニリル、置換されていてもよいフェナンスリル、置換されていてもよいアンスリル、置換されていてもよいピレニル、置換されていてもよいクリセニル、又は置換されていてもよいトリフェニレニルの中から適宜選択することができるが、２つのＡｒが共に水素になることはない。
【００２５】
「置換されていてもよいフェニル」としては、無置換のフェニルがあげられる。さらに、置換されているフェニルとして、フェニルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（５ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
フェニルへの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、フェニルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００２６】
「置換されていてもよいナフチル」としては、無置換の（１−又は２−）ナフチルがあげられる。さらに、置換されているナフチルとして、（１−又は２−）ナフチルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（７ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
ナフチルへの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、ナフチルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００２７】
「置換されていてもよいビフェニリル」としては、無置換の（２−、３−又は４−）ビフェニルがあげられる。さらに、置換されているビフェニリルとして、（２−、３−又は４−）ビフェニルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（９ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
ビフェニリルへの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、ビフェニリルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００２８】
「置換されていてもよいフェナンスリル」としては、無置換の（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリルがあげられる。さらに、置換されているフェナンスリルとして、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（９ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
フェナンスリルへの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、フェナンスリルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００２９】
「置換されていてもよいアンスリル」としては、無置換の（１−、２−又は９−）アンスリルがあげられる。さらに、置換されているアンスリルとして、（１−、２−又は９−）アンスリルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（９ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
アンスリルへの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、アンスリルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００３０】
「置換されていてもよいピレニル」としては、無置換の（１−、２−又は４−）ピレニルがあげられる。さらに、置換されているピレニルとして、（１−、２−又は４−）ピレニルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（９ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
ピレニルの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、ピレニルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００３１】
「置換されていてもよいクリセニル」としては、無置換の（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニルがあげられる。さらに、置換されているクリセニルとして、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（１１ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
クリセニルの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、クリセニルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００３２】
「置換されていてもよいトリフェニレニル」としては、無置換の（１−又は２−）トリフェニレニルがあげられる。さらに、置換されているトリフェニレニルとして、（１−又は２−）トリフェニレニルにおけるベンゾフルオレン骨格との結合位置以外の結合位置（１１ヶ所）の少なくとも１つに、フェニル、（１−又は２−）ナフチル、（２−、３−又は４−）ビフェニル、（１−、２−、３−、４−又は９−）フェナンスリル、（１−、２−又は９−）アンスリル、（１−、２−又は４−）ピレニル、（１−、２−、３−、４−、５−又は６−）クリセニル、又は（１−又は２−）トリフェニレニルが置換したものがあげられる。
トリフェニレニルの置換基は、複数の場合には、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。ただし、トリフェニレニルへの置換基の数としては、３個以下であることが好ましく、２個以下であることがより好ましい。
【００３３】
一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物のなかでも、好ましくは、一般式（１ａ）又は（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物である。
【００３４】
上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式(1a-1)〜(1a-42)、式(1b-1)〜(1b-42)、式(1c-1)〜(1c-42)で表される化合物があげられる。下記化合物の中でも、特に好ましい化合物は、下記式(1a-1)〜(1a-18)、式(1b-1)〜(1b-18)、式(1c-1)〜(1c-18)で表される化合物である。また、さらに好ましい化合物は、下記式(1a-1)〜(1a-6)、式(1a-12)〜(1a-15)、式(1c-1)〜(1c-6)、式(1c-12)〜(1c-15)で表される化合物である。
【００３５】
【化３】
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【００３６】
【化４】
0005217476.tif 000004
【００３７】
【化５】
0005217476.tif 000005
【００３８】
【化６】
0005217476.tif 000006
【００３９】
【化７】
0005217476.tif 000007
【００４０】
【化８】
0005217476.tif 000008
【００４１】
【化９】
0005217476.tif 000009
【００４２】
【化１０】
0005217476.tif 000010
【００４３】
【化１１】
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【００４４】
【化１２】
0005217476.tif 000012
【００４５】
【化１３】
0005217476.tif 000013
【００４６】
【化１４】
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【００４７】
２．ベンゾフルオレン化合物の製造方法
＜一般式（１ａ）化合物の合成法：スキーム１ａ＞
一般式（１ａ）で表されるベンゾフルオレン化合物（１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレン誘導体）を合成する＜スキーム１ａ＞を以下に例示する。
【化１５】
0005217476.tif 000015
スキーム中、Ｒは水素又はアルキルであり、Ｘは水素、ハロゲン又はアルコキシであり、ＭはＬｉ、ＭｇＣｌ、ＭｇＢｒ又はＭｇＩであり、Ａｒは上述した置換基（水素又はアリール類）である。
【００４８】
まず、一般式(1a'-C)で表される化合物（中間体）の合成方法について説明する。一般式(1a'-C)化合物は、一般式(1a'-A)化合物または一般式(1a'-B)化合物を酸と反応させることで得られる。反応に使用可能な酸としては、硫酸、ポリリン酸などの無機酸やメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などの有機酸を挙げることができる。また、反応に使用可能な溶媒としては、例えば反応に用いる酸をそのまま溶媒とすることができる。
【００４９】
次に、一般式(1a'-E)で表される化合物（中間体）の合成方法について説明する。一般式(1a'-E)化合物は、一般式(1a'-C)で表されるケトン化合物と一般式(1a'-D)で表される有機金属化合物を反応させることで得られる。反応に使用可能な溶媒としては、例えば、ＴＨＦの他、ジエチルエーテルやジメチルエーテル、１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル系溶媒があげられる。
【００５０】
一般式(1a'-F)で表される化合物（中間体）は、一般式(1a'-E)化合物からフリーデル−クラフツ(Friedel-Crafts)反応により合成することができる。反応に使用可能な酸としては、例えば、塩酸、硫酸などの無機酸やＢＦ3・ＯＥｔ2、ＢＡｒ3、ＡｌＣｌ3、ＡｌＢｒ3、ＥｔＡｌＣｌ2、Ｅｔ2ＡｌＣｌなどのルイス酸があげられる。また、反応に使用可能な溶媒としては、例えば、酢酸、ＣＨ2Ｃｌ2、ニトロベンゼン、ＣＳ2などがあげられる。
【００５１】
一般式(1a'-F)化合物（中間体）においてＸがアルコキシである場合には、この化合物を三臭化ホウ素やヨウ化トリメチルシリルなどと反応させて、アルコキシを水酸基に変換した後、さらに無水トリフルオロメタンスルホン酸やトリフルオロメタンスルホニルクロリドなどにより水酸基をスルホニル化することにより、Ｘがトリフラートの一般式(1a'-F)化合物を合成することができる。
【００５２】
さらに、一般式（１ａ）で表される化合物においてＡｒがアリールの場合には、この化合物は、公知の試薬を用いて、公知の方法を参考にすることで、合成することができる。例えば、一般式(1a'-F)化合物（中間体）において、Ｘがハロゲン又はトリフラートである化合物から、公知の文献(Wiley-Vch社、「Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions−Second, Completely Revised and Enlarged Edition」など）に記載の方法や、本明細書の実施例に記載の方法などを参考にすることにより、合成することができる。
なお、一般式（１ａ）で表される化合物において、２つのＡｒのうちいずれかが水素の場合には、原料化合物である一般式(1a'-A)化合物や一般式(1a'-B)化合物において、いずれか所望のＸを水素にしておくことにより、合成することができる。
【００５３】
反応は、不活性ガス中で行うことが好ましく、反応に使用可能な不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴンがあげられる。反応温度については、反応系の状態により適宜設定することができ、−１５０度〜１５０度、好ましくは−１００度〜１００度で反応させることができる。反応時間については、特に制限はなく、反応が十分に進行している時点で反応を停止させればよい。ＮＭＲあるいはクロマトグラフィー等の一般的な分析手段により反応を追跡し、最適の時点で反応の終点を決定することができる。
【００５４】
＜一般式（１ｂ）化合物の合成法：スキーム１ｂ＞
一般式（１ｂ）で表されるベンゾフルオレン化合物（１１Ｈ−ベンゾ［ｂ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレン誘導体）を合成する＜スキーム１ｂ＞を以下に例示する。詳細な合成方法は、一般式（１ａ）で表されるベンゾフルオレン化合物の合成方法を参考にすることができる。
【化１６】
0005217476.tif 000016
【００５５】
＜一般式（１ｃ）化合物の合成法：スキーム１ｃ＞
一般式（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物（１１Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレン誘導体）を合成する＜スキーム１ｃ＞を以下に例示する。詳細な合成方法は、一般式（１ａ）で表されるベンゾフルオレン化合物の合成方法を参考にすることができる。
【化１７】
0005217476.tif 000017
【００５６】
３．有機電界発光素子
本発明に係るベンゾフルオレン化合物は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。以下に、実施形態に係る有機電界発光素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【００５７】
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた陰極１０８とを有する。
【００５８】
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０８と、陰極１０８の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
【００５９】
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、電子輸送層１０６及び電子注入層１０７は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【００６０】
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」の構成態様の他に、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／発光層／陰極」の構成態様であってもよい。
【００６１】
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体となるものであり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状又はシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム又はプラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、及びポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルム又はシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
【００６２】
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たすものである。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３及び／又は正孔輸送層１０４が設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
【００６３】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物及び有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
【００６４】
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できさえすれば特に限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【００６５】
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内又は正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たすものである。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔又は陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。正孔注入層１０３及び正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種又は二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
【００６６】
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
【００６７】
正孔注入層１０３及び正孔輸送層１０４を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層及び正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾール等）、ビス（Ｎ−アリルカルバゾール）又はビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミノを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、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などのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体等、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニン等）、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシラン等である。ポリマー系では上記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール及びポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されるものではない。
【００６８】
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、又は電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）又は２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」及び文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数及び移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）又はスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）、あるいは、特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニンＺｎＰｃなど）が知られている（特開2005-167175号公報）。
【００６９】
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０８から注入された電子とを再結合させることにより発光するものである。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光及び／又は燐光）効率を示す化合物であるのが好ましい。
【００７０】
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【００７１】
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の５０〜９９．９９９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．９５重量％であり、さらに好ましくは９０〜９９．９重量％である。
【００７２】
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい（例えば、使用量が多すぎると、濃度消光現象のおそれがある）。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．０５〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。
【００７３】
また、本実施形態に係る発光素子の発光材料は蛍光性であっても燐光性であってもどちらでもかまわない。
【００７４】
ホスト材料としては、上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表されるベンゾフルオレン化合物を用いることができる。これらの中でも、上記式(1a-1)〜(1a-42)、式(1b-1)〜(1b-42)、式(1c-1)〜(1c-42)で表される化合物が好ましい。これらの具体的な化合物の中でも、特に好ましい化合物は、上記式(1a-1)〜(1a-18)、式(1b-1)〜(1b-18)、式(1c-1)〜(1c-18)で表される化合物である。また、さらに好ましい化合物は、上記式(1a-1)〜(1a-6)、式(1a-12)〜(1a-15)、式(1c-1)〜(1c-6)、式(1c-12)〜(1c-15)で表される化合物である。
【００７５】
他のホスト材料としては、特に限定されるものではないが、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体が好適に用いられる。
【００７６】
その他、ホスト材料としては、化学工業２００４年６月号１３頁、及び、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【００７７】
また、ドーパント材料としては、特に限定されるものではなく、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン及びルブレンなどの縮合環誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノクマリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メトキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導体、３−ベンズチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンズイミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンズオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンズアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体及びデアザフラビン誘導体などがあげられる。
【００７８】
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体及びその金属錯体及びＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などがあげられる。
【００７９】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体及びルブレンなどのナフタセン誘導体などがあげられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【００８０】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体及びチアジアゾロピレン誘導体などあげられ、さらに上記青〜青緑色及び緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール基、ヘテロアリール基、アリールビニル基、アミノ基、シアノ基など長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。さらに、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）に代表されるイリジウムや白金を中心金属とした燐光性金属錯体も好適な例としてあげられる。
【００８１】
本発明の発光層用材料に適したドーパント材料としては、上述するドーパント材料の中でも、特にペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体（アミン含有スチリル誘導体類を含む）、クマリン誘導体、ピラン誘導体、イリジウム錯体又は白金錯体が好ましい。
【００８２】
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などがあげられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、及び特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
【００８３】
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどがあげられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【００８４】
芳香族アミン誘導体（アミン含有スチリル誘導体類を含む）としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４、４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス[４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ビフェニル、１，４−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−ベンゼン、２，７−ビス[４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル]−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどがあげられる。
また、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル]−ジフェニルアミン、[６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル]−ジフェニルアミン、４，４’−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]ビフェニル、４，４’−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]ビフェニル、４，４”−ビス[４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル]−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス[６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル]−ｐ−テルフェニルなどがあげられる。
また、特開2003-347056号公報、特開2001-307884号公報、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
【００８５】
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などがあげられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、及び特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
【００８６】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化１８】
0005217476.tif 000018
また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、及び特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
【００８７】
イリジウム錯体としては、下記のＩｒ（ｐｐｙ）3などがあげられる。
【化１９】
0005217476.tif 000019
また、特開2006-089398号公報、特開2006-080419号公報、特開2005-298483号公報、特開2005-097263号公報、及び特開2004-111379号公報などに記載されたイリジウム錯体を用いてもよい。
【００８８】
白金錯体としては、下記のＰｔＯＥＰなどがあげられる。
【化２０】
0005217476.tif 000020
また、特開2006-190718号公報、特開2006-128634号公報、特開2006-093542号公報、特開2004-335122号公報、及び特開2004-331508号公報などに記載された白金錯体を用いてもよい。
【００８９】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、及び、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【００９０】
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０７は、陰極１０８から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内又は電子輸送層１０６内に注入する役割を果たすものである。電子輸送層１０６は、陰極１０８から注入された電子又は陰極１０８から電子注入層１０７を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たすものである。電子輸送層１０６及び電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種又は二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
【００９１】
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することを司る層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時及び使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
【００９２】
電子輸送層及び電子注入層に用いられる材料としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機電界発光素子の電子注入層及び電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【００９３】
具体的には、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、チオフェン誘導体、チアジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、キノリン誘導体、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。また、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなど）、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、ベンゾキノリン誘導体（２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなど）、ベンズイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジニル））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなど）などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【００９４】
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体及びベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【００９５】
これらの中でも、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体又はフェナントロリン誘導体が好ましい。
【００９６】
キノリノール系金属錯体は、下記一般式（Ｅ−１）で表される化合物である。
【化２１】
0005217476.tif 000021
式中、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ独立して、水素、置換されてもよいアルキル、置換されてもよいアルケニル、置換されてもよいアルコキシ、置換されてもよいアリール、置換されてもよいヘテロアリール、置換されてもよいシクロアルキル、ハロゲン又はシアノであり、ＭはＡｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは２または３の整数である。
【００９７】
「置換されていてもよいアルキル」の「アルキル」としては、直鎖、分枝鎖、環状のいずれでもよく、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、シクロヘプチル、オクチル、シクロオクチルなどがあげられる。
【００９８】
「置換されていてもよいアルケニル」の「アルケニル」としては、直鎖でも分枝鎖でもよく、例えば、ビニル、プロペニル、イソプロペニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ゲラニル、ファルネシルなどがあげられる。
【００９９】
「置換されていてもよいアルコキシ」の「アルコキシ」としては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、シクロペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、シクロヘプチルオキシ、オクチルオキシ、シクロオクチルオキシ、フェノキシなどがあげられる。
【０１００】
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ターフェニリル、フルオレニル、ピレニルなどがあげられる。
【０１０１】
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば環構成原子として炭素原子以外に酸素原子、硫黄原子および窒素原子から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環基などがあげられる。例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ［ｂ］チエニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニル、フェナントロリニルなどがあげられる。
【０１０２】
「置換されていてもよいシクロアルキル」の「シクロアルキル」としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、シクロヘプチル又はシクロオクチルなどがあげられる。
【０１０３】
「ハロゲン」としては、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどがあげられる。
【０１０４】
Ｒ1〜Ｒ6における「置換基」としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ヘプチル、シクロヘプチル、オクチル、シクロオクチル、トリフルオロメチルなどのアルキル；フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリルなどのアリール；メチルフェニル、エチルフェニル、ｓ−ブチルフェニル、ｔ−ブチルフェニル、１−メチルナフチル、２−メチルナフチル、４−メチルナフチル、１，６−ジメチルナフチル、４−ｔ−ブチルナフチルなどのアルキルアリール；ピリジル、キナゾリニル、キノリル、ピリミジニル、フリル、チエニル、ピロリル、イミダゾリル、テトラゾリル、フェナントロリニルなどのヘテロ環；シアノなどがあげられる。置換基の数は、例えば、最大置換可能な数であり、好ましくは１〜３個、より好ましくは１〜２個、さらに好ましくは１個である。
【０１０５】
キノリノール系金属錯体の具体例としては、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（以下、ＡＬＱと略記する。）、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどがあげられる。
【０１０６】
ピリジン誘導体は、下記一般式(E-2-1)又は(E-2-2)で表される化合物である。
【化２２】
0005217476.tif 000022
式中、Ｒ1〜Ｒ5は、それぞれ独立して、水素、置換されてもよいアルキル、置換されてもよいアルケニル、置換されてもよいアルコキシ、置換されてもよいアリール、置換されてもよいヘテロアリール、置換されてもよいシクロアルキル、ハロゲン又はシアノであり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手又はｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。
一般式(E-2-1)又は(E-2-2)のＲ1〜Ｒ5としてあげた上記各置換基については、上述したキノリノール系金属錯体（上記一般式（Ｅ−１））のＲ1〜Ｒ6における説明を援用することができる。
【０１０７】
一般式(E-2-2)のＧとしては、例えば、以下の構造式のものがあげられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル又は２−ナフチルである。
【化２３】
0005217476.tif 000023
【０１０８】
ピリジン誘導体の具体例としては、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ビピリジル−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール（以下、ＥＴ１と略記する）、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ビピリジル−５−イル）−２−フェニルアントラセン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，２’−ビピリジル−６−イル）チオフェン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，３’−ビピリジル−５−イル）チオフェン、６’６”−ジ（２−ピリジル）２，２’：４’，４”：２”，２”’−クアテルピリジンなどがあげられる。
【０１０９】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式(E-3-1)又は(E-3-2)で表される化合物である。
【化２４】
0005217476.tif 000024
式中、Ｒ1〜Ｒ8は、それぞれ独立して、水素、置換されてもよいアルキル、置換されてもよいアルケニル、置換されてもよいアルコキシ、置換されてもよいアリール、置換されてもよいヘテロアリール、置換されてもよいシクロアルキル、ハロゲン又はシアノであり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手又はｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。
一般式(E-3-1)又は(E-3-2)のＲ1〜Ｒ8としてあげた上記各置換基については、上述したキノリノール系金属錯体（上記一般式（Ｅ−１））のＲ1〜Ｒ6における説明を援用することができる。また、一般式(E-3-2)のＧとしては、例えば、ピリジン誘導体の欄で説明したものと同じものがあげられる。
【０１１０】
フェナントロリン誘導体の具体例としては、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０１１１】
特に、フェナントロリン誘導体を電子輸送層、電子注入層に用いた場合について説明する。長時間にわたって安定な発光を得るには、熱的安定性や薄膜形成性に優れた材料が望まれ、フェナントロリン誘導体の中でも、置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するもの、あるいは複数のフェナントロリン骨格を連結したものが好ましい。さらに、複数のフェナントロリン骨格を連結する場合、連結ユニット中に共役結合、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素、置換もしくは無置換の芳香複素環を含んでいる化合物がより好ましい。
【０１１２】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７及び電子輸送層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たすものである。
【０１１３】
陰極１０８を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様のものを用いることができる。なかでも、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム及びマグネシウムなどの金属又はそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム又はこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウム及び酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【０１１４】
更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム及びインジウムなどの金属、又はこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニア及び窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティング及びコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
【０１１５】
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０１１６】
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法又はキャスト法、コーティング法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造及び会合構造等により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０-6〜１０-3Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【０１１７】
次に、有機電界発光素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機電界発光素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法等により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層及び正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法等により形成させて陰極とすることにより、目的の有機電界発光素子が得られる。なお、上述の有機電界発光素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１１８】
このようにして得られた有機電界発光素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、及び両方）より発光が観測できる。また、この有機電界発光素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１１９】
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置又は有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機電界発光素子を備えた表示装置又は照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
【０１２０】
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる（例えば、特開平１０−３３５０６６号公報、特開２００３−３２１５４６号公報、特開２００４−２８１０８６号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクス及び／又はセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１２１】
マトリクス方式（タイプ）とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されたものをいい、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像及び文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【０１２２】
セグメント方式（タイプ）では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示及び自動車のパネル表示などがあげられる。
【０１２３】
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる（例えば、特開２００３−２５７６２１号公報、特開２００３−２７７７４１号公報、特開２００４−１１９２１１号公報など参照）。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板及び標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式のものが蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【実施例】
【０１２４】
＜ベンゾフルオレン化合物の合成例＞
以下、式(1a-1)で表される化合物（以降、化合物(1a-1)ともいう）、式(1a-2)で表される化合物（以降、化合物(1a-2)ともいう）、式(1a-3)で表される化合物（以降、化合物(1a-3)ともいう）、及び式(1c-1)で表される化合物（以降、化合物(1c-1)ともいう）の合成例について説明する。
【０１２５】
＜化合物(1a-1)の合成例＞
まず、化合物(1a-1)を合成するための中間体である、３，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレンを以下に示すスキームにより合成した。なお、本スキームは、上述する＜スキーム１ａ＞における原料化合物や中間体を具体的な化合物にしたものである。
【化２５】
0005217476.tif 000025
【０１２６】
＜化合物(1a'-C)の合成＞
窒素雰囲気下、５−メトキシ−２−（６−メトキシナフタレン−２−イル）−安息香酸メチルエステル（化合物(1a'-A)）（２４．２ｇ）にメタンスルホン酸（１５０ｍＬ）を加え、６５℃で１．５時間加熱撹拌した。反応混合物を氷水に加え、析出した固体をろ過により分離し、メタノールで洗浄した。得られた固体（２１．３ｇ）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）及び再結晶（溶媒：酢酸エチル）により精製して、化合物(1a'-C)（１７．６ｇ）を得た（収率８１％）。
【０１２７】
＜化合物(1a'-E)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1a'-C)（１７．６ｇ）のＴＨＦ（３００ｍＬ）懸濁液に、２−ブロモビフェニル（２５．８ｇ）、マグネシウム（２．６９ｇ）及びＴＨＦ（２２５ｍＬ）を用いて調製した２−ビフェニルマグネシウムブロマイドのＴＨＦ溶液を、０℃で滴下して加えた後、さらに還流温度で３時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（２９．７ｇ）を得た。得られた固体を再結晶（溶媒：トルエン）及び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／酢酸エチル＝２０／１（容積比））により精製して、化合物(1a'-E)（２２．４ｇ）を得た（収率８６％）。
【０１２８】
＜化合物(1a'-F1)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1a'-E)（２２．４ｇ）の酢酸（３００ｍＬ）懸濁液に、濃硫酸（０．１ｍＬ）を室温で加えた後、さらに１００℃で２時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、析出した固体をろ過により分離した。得られた固体をメタノールで洗浄して、化合物(1a'-F1)（２０．３ｇ）を得た（収率９４％）。
【０１２９】
＜化合物(1a'-F2)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1a'-F1)（２０．０ｇ）のジクロロメタン（３００ｍＬ）溶液に、１ｍｏｌ／Ｌの三臭化ホウ素／ジクロロメタン溶液（１０３ｍＬ）を０℃で滴下して加えた後、さらに室温で１時間撹拌した。反応混合物に水を加え、酢酸エチルで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（２０．４ｇ）を得た。得られた固体をヘプタンで洗浄して、化合物(1a'-F2)（１８．３ｇ）を得た（収率９８％）。
【０１３０】
＜化合物(1a'-F3)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1a'-F2)（１８．３ｇ）のピリジン（３００ｍＬ）溶液に、無水トリフルオロメタンスルホン酸（３８．９ｇ）を０℃で滴下して加えた後、さらに室温で終夜撹拌した。反応混合物に水を加え、酢酸エチルで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（３４．５ｇ）を得た。得られた固体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）により精製して、化合物(1a'-F3)（２９．３ｇ）を得た（収率９６％）。
化合物(1a'-F3)は、３，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレンである。
【０１３１】
＜化合物(1a-1)の合成＞
最後に、化合物(1a-1)である、３，９−ジナフタレン−２−イル−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレンを以下のように合成した。
窒素雰囲気下、化合物(1a'-F3)（６．６３ｇ）、２−ナフチレンボロン酸（３．７８ｇ）、燐酸カリウム（１２．７ｇ）、テトラヒドロフラン（２０ｍＬ）及びイソプロピルアルコール（８０ｍＬ）の混合溶液に、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．１６ｇ）を加え、還流温度で７．５時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（９．００ｇ）を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン＝２／１（容積比））及び再結晶（溶媒：トルエン）により精製して、目的の化合物(1a-1)（２．９５ｇ）を得た（収率４８％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１５３℃であった。なお、ガラス転移温度の測定は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製のＤｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣを用いて測定した（測定条件：冷却速度200℃／分、昇温速度10℃／分）。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝６．７９〜６．８５（ｍ，３Ｈ），７．０３（ｓ，１Ｈ），７．０９〜７．１２（ｍ，２Ｈ），７．４０〜７．４９（ｍ，７Ｈ），７．５６〜７．５８（ｄ，１Ｈ），７．７３〜７．８８（ｍ，９Ｈ），８．０２〜８．０３（ｍ，４Ｈ），８．０７〜８．１４（ｍ，２Ｈ），８．１７（ｓ，１Ｈ）
【０１３２】
＜化合物(1a-2)の合成例＞
化合物(1a-2)である、３，９−ジナフタレン−１−イル−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレンを以下のように合成した。
【化２６】
0005217476.tif 000026
窒素雰囲気下、化合物(1a'-F3)（３．３１ｇ）、１−ナフチレンボロン酸（１．８９ｇ）、燐酸カリウム（４．２５ｇ）、塩化リチウム（０．４２４ｇ）、１，２−ジメトキシエタン（５０ｍＬ）及び水（１０ｍＬ）の混合溶液に、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．３４７ｇ）を加え、還流温度で１３時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（４．２０ｇ）を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン＝２／１（容積比））及び再結晶（溶媒：トルエン）により精製して、目的の化合物(1a-2)（０．６６０ｇ）を得た（収率２１％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１６０℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝６．８０〜６．８６（ｍ，４Ｈ），７．１１〜７．１４（ｍ，２Ｈ），７．１８〜７．２０（ｄ，１Ｈ），７．２３〜７．４８（ｍ，１０Ｈ），７．５３〜７．５４（ｄ，１Ｈ），７．７０〜７．７５（ｍ，２Ｈ），７．８０〜７．９６（ｍ，７Ｈ），８．０２〜８．０４（ｍ，２Ｈ），８．１４〜８．１６（ｄ，１Ｈ）
【０１３３】
＜化合物(1a-3)の合成例＞
化合物(1a-3)である、３，９−ジフェニル−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン−１１−スピロ−９’−フルオレンを以下のように合成した。
【化２７】
0005217476.tif 000027
窒素雰囲気下、化合物(1a'-F3)（０．６６３ｇ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム(II)（０．０８１７ｇ）のＴＨＦ（１０ｍＬ）溶液に、１．０８ｍｏｌ／Ｌのフェニルマグネシウムブロマイド／ＴＨＦ溶液（３．９ｍＬ）を室温で滴下して加えた後、さらに還流温度で１時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（０．６９５ｇ）を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン＝２／１（容積比））及び再結晶（溶媒：トルエン／ヘプタン）により精製して、目的の化合物(1a-3)（０．２３９ｇ）を得た（収率４６％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１３７℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝６．７３〜６．７９（ｍ，３Ｈ），６．８７（ｓ，１Ｈ），７．０５〜７．０８（ｍ，２Ｈ），７．２１〜７．４０（ｍ，１１Ｈ），７．５４〜７．６３（ｍ，３Ｈ），７．９５〜８．０９（ｍ，６Ｈ）
【０１３４】
＜化合物(1c-1)の合成例＞
まず、化合物(1c-1)を合成するための中間体である、５，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン−７−スピロ−９’−フルオレンを以下に示すスキームにより合成した。なお、本スキームは、上述する＜スキーム１ｃ＞における原料化合物や中間体を具体的な化合物にしたものである。
【化２８】
0005217476.tif 000028
【０１３５】
＜化合物(1c'-C)の合成＞
窒素雰囲気下、５−メトキシ−２−（４−メトキシナフタレン−１−イル）−安息香酸メチルエステル（化合物(1c'-A)）（２１．０ｇ）にメタンスルホン酸（１３０ｍＬ）を加え、６５℃で１．５時間加熱撹拌した。反応混合物を氷水に加え、析出した固体をろ過により分離し、メタノールで洗浄した。得られた固体（２２．５ｇ）を再結晶（溶媒：酢酸エチル）により精製して、化合物(1c'-C)（１４．６ｇ）を得た（収率７７％）。
【０１３６】
＜化合物(1c'-E)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1c'-C)（１３．２ｇ）のＴＨＦ（１２０ｍＬ）懸濁液に、２−ブロモビフェニル（１７．０ｇ）、マグネシウム（１．７７ｇ）及びＴＨＦ（１５０ｍＬ）を用いて調製した２−ビフェニルマグネシウムブロマイドのＴＨＦ溶液を、０℃で滴下して加えた後、さらに還流温度で１．５時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（２５．４ｇ）を得た。得られた固体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／酢酸エチル＝９／１（容積比））により精製して、化合物(1c'-E)（１７．４ｇ）を得た（収率８６％）。
【０１３７】
＜化合物(1c'-F1)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1c'-E)（１７．４ｇ）の酢酸（２３０ｍＬ）懸濁液に、濃硫酸（０．１ｍＬ）を室温で加えた後、さらに１００℃で３時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、析出した固体をろ過により分離した。得られた固体をメタノールで洗浄して、化合物(1c'-F1)（１６．２ｇ）を得た（収率９７％）。
【０１３８】
＜化合物(1c'-F2)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1c'-F1)（１６．２ｇ）のジクロロメタン（２５０ｍＬ）溶液に、１ｍｏｌ／Ｌの三臭化ホウ素／ジクロロメタン溶液（１００ｍＬ）を０℃で滴下して加えた後、さらに室温で終夜撹拌した。反応混合物に水を加え、酢酸エチルで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品を得た。得られた固体をヘプタンで洗浄して、化合物(1c'-F2)（１５．１ｇ）を得た（収率１００％）。
【０１３９】
＜化合物(1c'-F3)の合成＞
窒素雰囲気下、化合物(1c'-F2)（１５．１ｇ）のピリジン（２００ｍＬ）溶液に、無水トリフルオロメタンスルホン酸（３２．２ｇ）を０℃で滴下して加えた後、さらに室温で終夜撹拌した。反応混合物に水を加え、析出した固体をろ過により分離した。得られた固体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）により精製して、化合物(1c'-F3)（２３．６ｇ）を得た（収率９４％）。
化合物(1c'-F3)は、５，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン−７−スピロ−９’−フルオレンである。
【０１４０】
＜化合物(1c-1)の合成＞
最後に、化合物(1c-1)である、５，９−ジナフタレン−２−イル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン−７−スピロ−９’−フルオレンを以下のように合成した。
窒素雰囲気下、化合物(1c'-F3)（６．６３ｇ）、２−ナフチレンボロン酸（３．７８ｇ）、燐酸カリウム（１２．７ｇ）、テトラヒドロフラン（２０ｍＬ）及びイソプロピルアルコール（８０ｍＬ）の混合溶液に、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．１６ｇ）を加え、還流温度で７．５時間加熱撹拌した。反応混合物に水を加え、トルエンで目的成分を抽出し、有機層を濃縮して固体状の目的成分の粗製品（８．９０ｇ）を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン＝２／１（容積比））及び再結晶（溶媒：酢酸エチル）により精製して、目的の化合物(1c-1)（２．２８ｇ）を得た（収率３７％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１６４℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝６．８６〜６．８７（ｍ，３Ｈ），７．１２〜７．１７（ｍ，３Ｈ），７．３７〜７．５３（ｍ，８Ｈ），７．６２〜７．６４（ｄｄ，１Ｈ），７．７６〜７．９３（ｍ，１２Ｈ），８．０２〜８．０４（ｄ，１Ｈ），８．５８〜８．６０（ｄ，１Ｈ），８．９９〜９．０１（ｄ，１Ｈ）。
【０１４１】
原料の化合物を適宜選択することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他のベンゾフルオレン化合物を合成することができる。
【０１４２】
次に、比較例のベンゾフルオレン化合物である、式（Ｈ１）で表される化合物（以降、化合物（Ｈ１）ともいう）、式（Ｈ２）で表される化合物（以降、化合物（Ｈ２）ともいう）、及び式（Ｈ３）で表される化合物（以降、化合物（Ｈ３）ともいう）の合成例について説明する。
【化２９】
0005217476.tif 000029
【０１４３】
＜化合物（Ｈ１）の合成例＞
化合物（Ｈ１）である、３，９−ジナフタレン−２−イル−１１，１１−ジフェニル−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレンの合成法は、以下のとおりである。
【化３０】
0005217476.tif 000030
窒素雰囲気下、１１，１１−ジフェニル−３，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−１１Ｈ−ベンゾ［ａ］フルオレン（６．６６ｇ）、２−ナフチレンボロン酸（５．１６ｇ）をテトラヒドロフランとイソプロピルアルコール（テトラヒドロフラン／イソプロピルアルコール＝１／４（容積比））の混合溶媒（１００ｍＬ）に溶解させ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．１６ｇ）を加えて５分間攪拌し、その後、燐酸カリウム（１２．７ｇ）を加えて４時間還流した。反応後、溶剤を５０ｍＬ除去し、水を１００ｍＬ添加して得られた沈殿物をろ過した。この沈殿物をさらに水とメタノールで洗浄し、化合物（Ｈ１）の粗製品が得られた。その粗製品をシリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１（容積比））を行った後、昇華精製して、目的の化合物（Ｈ１）（４．２ｇ）を得た（収率：６７．６％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１４０℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝７．２２〜７．２７（ｍ，６Ｈ），７．４２〜７．５１（ｍ，８Ｈ），７．６７〜７．９８（ｍ，１４Ｈ），８．０８〜８．１０（ｍ，３Ｈ），８．２３（ｄ，１Ｈ）
【０１４４】
＜化合物（Ｈ２）の合成例＞
上述する化合物(1a-2)の合成方法において、「１−ナフチレンボロン酸」を「ジフェニル−［４−（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン−２−イル）−フェニル］−アミン」に替えて、それ以外は同様の手法で合成した。
【化３１】
0005217476.tif 000031
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１７４℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝６．７３〜６．７４（ｍ，３Ｈ），６．８４（ｓ，１Ｈ），６．９７〜７．１１（ｍ，１８Ｈ），７．１９〜７．２８（ｍ，１１Ｈ），７．３８〜７．４３（ｍ，４Ｈ），７．５７〜７．５９（ｍ，１Ｈ），７．９１〜８．０６（ｍ，６Ｈ）
【０１４５】
＜化合物（Ｈ３）の合成例＞
化合物（Ｈ３）である、５，９−ジナフタレン−２−イル−７，７−ジフェニル−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレンの合成法は、以下のとおりである。
【化３２】
0005217476.tif 000032
窒素雰囲気下、７，７−ジフェニル−５，９−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−７Ｈ−ベンゾ［ｃ］フルオレン（６．６６ｇ）、２−ナフチレンボロン酸（５．１６ｇ）をテトラヒドロフランとイソプロピルアルコール（テトラヒドロフラン／イソプロピルアルコール＝１／４（容積比））の混合溶媒（１００ｍＬ）に溶解させ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．１６ｇ）を加えて５分間攪拌し、その後、燐酸カリウム（１２．７ｇ）を加えて４時間還流した。反応後、溶剤を５０ｍＬ除去し、水を１００ｍＬ添加して得られた沈殿物をろ過した。沈殿物をさらに水とメタノールで洗浄し、化合物（Ｈ３）の粗製品が得られた。その粗製品をシリカゲルでカラム精製（溶媒：へプタン／トルエン＝３／１（容積比））を行った後、昇華精製して、目的の化合物（Ｈ３）（５．０ｇ）を得た（収率：８０．５％）。
得られた化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は１５１℃であった。また、ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）σ＝７．２１〜７.９３（ｍ，２８Ｈ），８．０４〜８．０６（ｍ，２Ｈ），８．５３（ｄ，１Ｈ），８．９３（ｄ，１Ｈ）
【０１４６】
＜耐熱性の比較について＞
以上に説明するようにして、化合物(1a-1)、化合物(1a-2)、化合物(1a-3)、化合物(1c-1)、化合物（Ｈ１）、化合物（Ｈ２）及び化合物（Ｈ３）を合成した。耐熱性の指標となるガラス転移温度については、明らかに、化合物(1a-1)（Ｔｇ＝１５３℃）の方が化合物（Ｈ１）（Ｔｇ＝１４０℃）よりも、化合物(1c-1)（Ｔｇ＝１６４℃）の方が化合物（Ｈ３）（Ｔｇ＝１５１℃）よりも優れていることが分かる。また、化合物(1a-2)（Ｔｇ＝１５３℃）も同様に耐熱性に優れている。この要因としてはいくつか考えられるが、その一つに、化合物(1a-1)や化合物(1c-1)がスピロ構造を有するためであると考えられる。
【０１４７】
実施例１、２及び比較例１、２、３に係る電界発光素子を作製し、それぞれ、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性である電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）、発光効率（ｌｍ／Ｗ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、発光波長（ｎｍ）及び色度（ｘ，ｙ）の測定、外部量子効率（％）の測定、初期輝度を２０００ｃｄ／ｍ2としたとき７０％輝度保持率時の経過時間の測定を行った。以下、実施例１、２及び比較例１、２、３について詳細に説明する。
【０１４８】
作製した実施例１、２及び比較例１、２、３に係る電界発光素子における、各層の材料構成を下記表１に示す。
【表１】
0005217476.tif 000033
【０１４９】
表１において、「ＣｕＰｃ」は銅フタロシアニン、「ＮＰＤ」はＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、「Ｄ１」はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４−ジアミノスチルベン、「ＡＬＱ」はトリス（８−キノリノラート）アルミニウムであり、それぞれ、下記化学構造式を有する。
【０１５０】
【化３３】
0005217476.tif 000034
【０１５１】
＜実施例１＞
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２６ｍｍ×２８ｍｍ×０.７ｍｍのガラス基板を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置の基板ホルダ−に固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物(1a-1)を入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｄ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＡＬＱを入れたモリブデン製蒸着用ボート、フッ化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
【０１５２】
真空槽を５×１０-4Ｐａまで減圧し、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚５０ｎｍになるようにＣｕＰｃを蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物(1a-1)を入れたモリブデン製蒸着用ボートおよびＤ１を入れたモリブデン製蒸着用ボートを加熱して、膜厚３５ｎｍになるように両化合物を共蒸着して発光層を形成した。このとき、Ｄ１のドープ濃度は約５重量％であった。次にＡＬＱを入れた蒸着用ボートを加熱して、膜厚１５ｎｍになるようにＡＬＱを蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０.０１〜１ｎｍ／秒であった。
【０１５３】
その後、フッ化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０.５ｎｍになるように０.００３〜０.１ｎｍ／秒の蒸着速度でフッ化リチウムを蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０.０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。
【０１５４】
ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．２Ｖ、電流密度２１ｍＡ／ｃｍ2、発光効率２．４ｌｍ／Ｗ、電流効率４．８ｃｄ／Ａ、発光波長４５７ｎｍおよび色度（０．１４，０．１６）であった。また、外部量子効率は４．４％であり、その時の電流密度は２０ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、輝度保持率７０％時の経過時間は７９０時間であった。
【０１５５】
＜比較例１＞
実施例１で発光層用材料（ホスト）に用いた化合物(1a-1)を化合物（Ｈ１）に替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．２Ｖ、電流密度２１ｍＡ／ｃｍ2、発光効率２．４ｌｍ／Ｗ、電流効率４．７ｃｄ／Ａ、発光波長４５５ｎｍおよび色度（０．１４，０．１５）であった。また、外部量子効率は４．６％であり、その時の電流密度は２１ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、輝度保持率７０％時の経過時間は１９０時間であった。
【０１５６】
＜比較例２＞
実施例１で発光層用材料（ホスト）に用いた化合物(1a-1)を化合物（Ｈ２）に替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧５．９Ｖ、電流密度１２８ｍＡ／ｃｍ2、発光効率０．４２ｌｍ／Ｗ、電流効率０．７８ｃｄ／Ａ、発光波長５２２ｎｍおよび色度（０．２４，０．５３）であった。また、外部量子効率は０．２５％であり、その時の電流密度は１４ｍＡ／ｃｍ2であった。しかしながら、この発光は、電子輸送層のＡＬＱによるものであった。
【０１５７】
＜実施例２＞
実施例１で発光層用材料（ホスト）に用いた化合物(1a-1)を化合物(1c-1)に替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．２Ｖ、電流密度１９ｍＡ／ｃｍ2、発光効率２．６ｌｍ／Ｗ、電流効率５．２ｃｄ／Ａ、発光波長４５５ｎｍおよび色度（０．１４，０．１４）であった。また、外部量子効率は５．０％であり、その時の電流密度は１９ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、輝度保持率７０％時の経過時間は５３０時間であった。
【０１５８】
＜比較例３＞
実施例１で発光層用材料（ホスト）に用いた化合物(1a-1)を化合物（Ｈ２）に替えた以外は、実施例１に準じた方法で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、フッ化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、１０００ｃｄ／ｍ2発光時の特性を測定すると、電圧６．３Ｖ、電流密度１９ｍＡ／ｃｍ2、発光効率２．６ｌｍ／Ｗ、電流効率５．２ｃｄ／Ａ、発光波長４５５ｎｍおよび色度（０．１４，０．１５）であった。また、外部量子効率は４．９％であり、その時の電流密度は１８ｍＡ／ｃｍ2であった。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ2を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、輝度保持率７０％時の経過時間は２１０時間であった。
【０１５９】
下記表２は、上述した実施例１、２及び比較例１、２、３に係る電界発光素子の性能評価をまとめたものである。
【表２】
0005217476.tif 000035
【０１６０】
実施例１及び比較例１と、実施例２及び比較例３の結果より、スピロ構造を有するベンゾフルオレン化合物を用いれば、極めて優れた寿命の有機ＥＬ素子が得られることが分かった。また、比較例２の結果から分かるように、スピロ構造を有するベンゾフルオレン化合物であっても、Ａｒとしてアミンなどが置換したものでは素子として機能しないことも明らかになった。したがって、優れた有機ＥＬ素子を得るためには、スピロ構造を選択することだけでなく、それに加えて適切なＡｒを選択することが極めて重要であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明の好ましい態様によれば、耐熱性、素子寿命などの少なくとも一つにおいて、性能のよい有機電界発光素子、それを備えた表示装置及びそれを備えた照明装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本実施形態に係る有機電界発光素子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１００    有機電界発光素子
１０１    基板
１０２    陽極
１０３    正孔注入層
１０４    正孔輸送層
１０５    発光層
１０６    電子輸送層
１０７    電子注入層
１０８    陰極
【図１】
0005217476.tif 000042