JP4659695B2 - フルオレン化合物及び有機発光素子 - Google Patents

Description

本発明は、新規な有機化合物及び有機発光素子に関する。

有機発光素子は、陽極と陰極間に蛍光性有機化合物または燐光性有機化合物を含む薄膜を挟持させた素子である。そして、各電極から電子およびホール（正孔）を注入することにより、蛍光性化合物または燐光性化合物の励起子を生成させ、この励起子が基底状態にもどる際に放射される光を利用する素子である。

有機発光素子における最近の進歩は著しく、その特徴は低印加電圧で高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性を示唆している。

しかしながら、現状では更なる高輝度の光出力あるいは高変換効率が必要である。また、長時間の使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気などによる劣化等の耐久性の面で未だ多くの問題がある。さらにはフルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合の色純度の良い青、緑、赤の発光が必要となるが、これらの問題に関してもまだ十分でない。

特許文献１には、フルオレンがベンゼン環に置換した材料が、発光特性、耐久性が良好な素子を提供するとあるが、素子の発光効率及び、耐久寿命に関しての具体的な記載がない。

また、特許文献１には、ピレンがベンゼン環に置換した材料が、発光特性、耐久性が良好な素子を提供するとあるが、素子の外部量子効率は低く、耐久寿命に関しての具体的な記載がない。

特開２００２−５０４８１号公報 特開２００２−３２４６７８号公報

本発明の目的は、置換基を有するフルオレン化合物を提供し、該フルオレン化合物を用いて、極めて高効率で高輝度な光出力を有する有機発光素子を提供することにある。また、極めて耐久性のある有機発光素子を提供することにある。さらには、製造が容易でかつ比較的安価に作成可能な有機発光素子を提供する事にある。

すなわち、本発明のフルオレン化合物は、下記一般式で示されることを特徴とする。

（Ｒ₁及びＲ₂は、互いに同じアルキル基である。
Ｒ₅₁及びＲ₅₂は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基から選ばれる。
Ａｒ₃及びＡｒ₄は、４−ターシャルブチルフェニル基または４−トリメチルシリルフェニル基を表わす。Ａｒ₃とＡｒ₄は同じであっても異なっても良い。）

また、本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層により構成される有機発光素子において、前記有機化合物を含有する層のうち発光層が、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のフルオレン化合物の少なくとも１種と、下記一般式で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする。

（Ｒ ₁₁ およびＲ ₁₂ は、アルキル基を表す。
Ａｒ ₉ およびＡｒ ₁₀ は、アルキル基またはアルコキシ基を有してもよいピレン環を表す。
ｒは１、２または３を表わす。）

本発明の有機発光素子は、低い印加電圧で高効率な発光を与え、また、優れた耐久性を示す。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフルオレン化合物は、下記一般式［Ｉ］で示されることを特徴とする。

（Ｒ ₁ 乃至Ｒ ₅ は、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基、アミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。Ｒ ₁ 乃至Ｒ ₅ は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ ₁ 及びＡｒ ₂ は、置換あるいは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、または複素環基を表わし、直接単結合でも良い。Ａｒ ₁ 及びＡｒ ₂ は、同じでも異なっていてもよい。
Ａｒ ₃ 及びＡｒ ₄ は、４位に炭素数２以上のアルキル基を少なくとも一つ有する置換あるいは無置換のフェニル基を表わす。Ａｒ ₃ とＡｒ ₄ は同じであっても異なっても良い。
ｎは１乃至１０の整数を表し、ａ及びｂは０乃至３の整数、ｃは０乃至９までの整数を表わす。
ａ，ｂ，ｃが２以上の整数であるとき、Ｒ ₃ 同士、Ｒ ₄ 同士及びＲ ₅ 同士は各々同一でも異なっていても良い。ｎが２以上の場合、異なるフルオレン基上のＲ ₁ 同士、Ｒ ₂ 同士、Ｒ ₃ 同士及びＲ ₄ 同士は同じでも異なっていても良い。）
また、本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層により構成される有機発光素子において、前記有機化合物を含有する層のうち少なくとも一層が、上記一般式［Ｉ］で示されるフルオレン化合物を少なくとも１種類含有することを特徴とする。
また、本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数層の有機化合物層により構成される有機発光素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも一層が第１化合物と第２化合物を含有し、該第１化合物が下記一般式［ＩＩＩ］で示されるフルオレン化合物の少なくとも一種であり、該第２化合物が下記一般式［ＩＶ］で示される化合物の少なくとも一種であることを特徴とする。

（Ｒ ₆ 乃至Ｒ ₁₀ は、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基、アミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。Ｒ ₆ 乃至Ｒ ₁₀ は、同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ ₅ 及びＡｒ ₆ は、置換あるいは無置換のアルキレン基、アラルキレン基、アリーレン基、または複素環基を表わし、直接単結合でも良い。Ａｒ ₅ 及びＡｒ ₆ は、同じでも異なっていてもよい。
Ａｒ ₇ 及びＡｒ ₈ は、置換あるいは無置換のアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基を表わす。Ａｒ ₇ とＡｒ ₈ は同じであっても異なっても良く、互いに結合し環を形成しても良い。
ｍは１乃至１０の整数を表し、ｄ及びｅは０乃至３の整数、ｆは０乃至９までの整数を表わす。
ｄ，ｅ，ｆが２以上の整数であるとき、Ｒ ₈ 同士、Ｒ ₉ 同士及びＲ ₁₀ 同士は各々同一でも異なっていても良い。ｎが２以上の場合、異なるフルオレン基上のＲ ₆ 同士、Ｒ ₇ 同士、Ｒ ₈ 同士及びＲ ₉ 同士は同じでも異なっていても良い。）

（Ｒ ₁₁ およびＲ ₁₂ は水素原子、アルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基または置換あるいは無置換の複素環基を表す。Ｒ ₁₁ およびＲ ₁₂ は互いに同じであっても異なっていても良い。
Ｒ ₁₃ およびＲ ₁₄ は、重水素原子、アルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基、置換あるいは無置換の複素環基、置換アミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表す。Ｒ ₁₃ およびＲ ₁₄ は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
Ａｒ ₉ およびＡｒ ₁₀ は、置換あるいは無置換のピレンを表す。Ａｒ ₉ およびＡｒ ₁₀ は互いに同じであっても異なっていても良い。
ｒは１乃至１０の整数、ｇ及びｈはそれぞれ０乃至３の整数を表わす。
ｇ、ｈが２以上の整数であるとき、Ｒ ₁₃ 同士及びＲ ₁₄ 同士は各々同一でも異なっていても良い。ｒが２以上の場合、異なるフルオレン基上のＲ ₁₁ 同士、Ｒ ₁₂ 同士、Ｒ ₁₃ 同士及びＲ ₁₄ 同士は同じでも異なっていても良い。）

本発明の一般式［Ｉ］で示されるフルオレン化合物は、Ａｒ₃及びＡｒ₄が４−ターシャルブチルフェニル基であることをが好ましい。

また、Ａｒ₁がフェニレン基または直接単結合であることが好ましい。

また、下記一般式［ＩＩ］で示されるフルオレン化合物がより好ましい。

本発明における一般式[Ｉ]から[ＩＩＩ]で示される化合物は、高効率発光及び効率的な電子、ホール輸送といった同一分子内での多機能性の形成を考慮し、フルオレン基へアミノ誘導体基及びピレン誘導基を配する分子設計を行った。高効率発光及びホール輸送性を期待したフルオレン基への置換アミノ基の導入では、アミノ基上の置換基の変換により材料のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルの調節が容易である。また、計算によるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯレベルの予測により、ホスト材料、ホール輸送層、電子輸送層のエネルギーレベル差も考慮した分子設計も容易である。ピレン誘導基は高い量子収率を示し、キャリア移動度の早いピレン環によるキヤリア輸送性向上も期待できる。さらにアミノ基により、高Ｔｇ化でき熱安定性の良い材料を得ることができる。さらに、アミノ基に置換するアリール基にターシャルブチル基等の嵩高い置換基が置換する場合、分子間の凝集を抑え、濃度消光を低減させた高効率の発光材料を得ることができる。

上記一般式[Ｉ]から[ＩＶ]の化合物における置換基の具体例を以下に示す。

アルキル基としては、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、ｔｅｒ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、オクチル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基などが挙げられる。

アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基などが挙げられる。

アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。

アラルキレン基としてはベンジレン基、フェネチレン基などが挙げられる。

アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ペンタレニル基、インデニル基、アズレニル基、アントリル基、ピレニル基、インダセニル基、アセナフテニル基、フェナントリル基、フェナレニル基、フルオランテニル基、アセフェナントリル基、アセアントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、ペリレニル基、ペンタセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基などが挙げられる。

アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、ピレニレン基、インダセニレン基、アセナフテニレン基、フェナントリレン基、フェナレニレン基、フルオランテ二レン基、アセフェナントリレン基、アセアントリレン基、トリフェニレレン基、クリセニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、フルオレニレン基などが挙げられる。

複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ターチエニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェナントロリル基などが挙げられる。

二価の複素環基としては、チエニレル基、ピロリレン基、ピリジレン基、オキサゾリレン基、オキサジアゾリレン基、チアゾリレン基、チアジアゾリレン基、ターチエニレン基、カルバゾリレン基、アクリジニレン基、フェナントロリレン基などが挙げられる。

置換アミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などが挙げられる。

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。

上記置換基が有してもよい置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、フェニル基、ビフェニル基などのアリール基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基などの複素環基、トリメチルシリル基、ｔｅｒｔブチルジメチルシリル基などのシリル基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ジアニソリルアミノ基などのアミノ基、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基、フェノキシル基などのアルコキシル基、シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子などが挙げられる。

次に、一般式［Ｉ］、［ＩＩＩ］で示される化合物の代表例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、下表においてＡｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃、Ａｒ₄、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、ａ、ｂ、ｃ、ｎは、それぞれ一般式［ＩＩＩ］のＡｒ₅、Ａｒ₆、Ａｒ₇、Ａｒ₈、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、ｄ、ｅ、ｆ、ｍに対応する。

次に、一般式［ＩＶ］で示される化合物の代表例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

次に、本発明の有機発光素子について詳細に説明する。

本発明の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層により構成される有機発光素子である。そして、前記有機化合物を含有する層のうち少なくとも一層が、一般式［Ｉ］で示されるフルオレン化合物を少なくとも１種類含有する。

また、本発明の他の有機発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数層の有機化合物層により構成される有機発光素子である。そして、前記有機化合物層のうち少なくとも一層が、一般式［ＩＩＩ］で示されるフルオレン化合物の少なくとも一種（第１化合物）と、一般式［ＩＶ］で示される化合物の少なくとも一種（第２化合物）を含有する。

ここで、第１化合物は、一般式［Ｉ］で示されるフルオレン化合物であることが好ましく、一般式［ＩＩ］で示されるフルオレン化合物であることがより好ましい。

本発明の有機発光素子は、第１化合物、第２化合物を含有する層が発光層であることが好ましい。

なお、ホスト材料（好ましくは第２化合物）に対するドーパント（好ましくは第１化合物）濃度は０．０１重量％以上８０重量％以下、好ましくは１重量％以上５０重量％以下である。ドーパント材料はホスト材料からなる層全体に均一あるいは濃度勾配を有して含まれるか、あるいはある領域に部分的に含まれてドーパント材料を含まないホスト材料層の領域があってもよい。

図１乃至図５に本発明の有機発光素子の好ましい例を示す。

図１は、本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。図１は、基板１上に、陽極２、発光層３及び陰極４を順次設けた構成のものである。ここで使用する発光素子は、それ自体でホール輸送能、エレクトロン輸送能及び発光性の性能を単一で有している場合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合に有用である。

図２は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図２は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。この場合は、発光物質はホール輸送性かあるいは電子輸送性のいずれか、あるいは両方の機能を有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせて用いる場合に有用である。また、この場合、発光層３は、ホール輸送層５あるいは電子輸送層６のいずれかから成る。

図３は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図３は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、発光層３，電子輸送層６及び陰極４を順次設けた構成のものである。これは、キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものであり、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物と適時組み合わせて用いられ、極めて材料選択の自由度が増す。また、発光波長を異にする種々の化合物が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリヤあるいは励起子を有効に閉じこめて、発光効率の向上を図ることも可能になる。

図４は、本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図４は、図３に対して、ホール注入層７を陽極２側に挿入した構成であり、陽極２とホール輸送層５の密着性改善あるいはホールの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。

図５は本発明の有機発光素子における他の例を示す断面図である。図５は、図３に対してホールあるいは励起子（エキシトン）が陰極４側に抜けることを阻害する層（ホール／エキシトンブロッキング層８）を、発光層３、電子輸送層６間に挿入した構成である。イオン化ポテンシャルの非常に高い化合物をホール／エキシトンブロッキング層８として用いる事により、発光効率の向上に効果的な構成である。

ただし、図１乃至図５はあくまでごく基本的な素子構成であり、本発明の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、ホール輸送層がイオン化ポテンシャルの異なる２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。

第１化合物、第２化合物を用いた有機層は、発光層、電子輸送層あるいはホール輸送層として有用であり、また真空蒸着法や溶液塗布法などによって形成した層は結晶化などが起こりにくく経時安定性に優れている。

また、第１の化合物と第２の化合物の両者を用いる利点として、第１の化合物単体で用いる場合に比べ、
（１）第１の化合物の会合による濃度消光を抑える、
（２）第２の化合物の混合により膜の安定性が向上する、
（３）２種類の化合物を用いることにより、電子とホールのキャリアバランスをとることが容易になる、
等が挙げられ、発光の高効率化や長寿命化に効果がある。

さらに、本発明の第１の化合物及び第２の化合物はピレン基を置換基として有するため、第２の化合物（ホスト）への第１の化合物（ドーパント）の分散性が良い。そのため、２種類の化合物を用いることによる、第１の化合物の会合による濃度消光を抑える効果は大きい。

さらには第一の化合物が一般式［Ｉ］中で、Ａｒ₃、Ａｒ₄がターシャリブチルフェニル基である場合、さらには一般式［ＩＩ］で表される化合物の場合、会合による濃度消光を抑える効果はより大きい。

本発明は、特に発光層の構成成分として、第１化合物、第２化合物を用いるが、必要に応じてこれまで知られている低分子系およびポリマー系のホール輸送性化合物、発光性化合物あるいは電子輸送性化合物などを一緒に使用することもできる。

以下にこれらの化合物例を挙げる。

正孔（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を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。正孔注入輸送性能を有する低分子およ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、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、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、およびポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。

第１化合物以外に使用できる、主に発光機能に関わる材料としては、多環縮合芳香族化合物（例えばナフタレン誘導体、フェナントレン誘導体、フルオレン誘導体、ピレン誘導体、テトラセン誘導体、コロネン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体、ルブレンなど）、キナクリドン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、ナイルレッド、ピラジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、有機金属錯体（例えば、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）およびポリ（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、ポリ（チエニレンビニレン）誘導体、ポリ（アセチレン）誘導体等の高分子誘導体が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。

電子注入輸送性材料としては、陰極からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。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、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、具体例の一部を示す。

本発明の有機発光素子において、第１化合物、第２化合物を含有する層およびその他の有機化合物からなる層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマにより薄膜を形成する。また、適当な溶媒に溶解させて、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、公知の塗布法により薄膜を形成することもできる。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。

上記結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択でき、例えば、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、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、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。また、これらは単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上混合してもよい。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。

陽極材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよく、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の合金、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。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陽極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。

一方、陰極材料としては、仕事関数の小さなものがよく、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体あるいはリチウム−インジウム、ナトリウム−カリウム、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、マグネシウム−インジウム等、複数の合金として用いることができる。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単独で用いるか、あるいは複数併用することもできる。また、陰極は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。

また陽極および陰極は、少なくともいずれか一方が透明または半透明であることが望ましい。

本発明で用いる基板としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロールする事も可能である。また、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作成し、それに接続して素子を作成することも可能である。

また、素子の光取り出し方向に関しては、ボトムエミッション構成（基板側から光を取り出す構成）および、トップエミッション（基板の反対側から光を取り出す構成）のいずれも可能である。

なお、作成した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属などをカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１［例示化合物Ａ−４８の合成］＞

２００ｍｌ三ツ口フラスコに、化合物Ｌ−１、０．９２４ｇ（１．７０ｍｍｏｌ）、化合物Ｌ−２、０．９５７ｇ（３．４０ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔブトキシド０．６５ｇ（６．８０ｍｍｏｌ）、及びキシレン１００ｍｌを入れた。そして、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、トリｔｅｒｔブチルフォスフィン３４．４ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、次いでパラジウムジベンジリデンアセトン４８．９ｍｇ（０．０８５ｍｍｏｌ）を添加した。１２５度に昇温し３時間攪拌した。反応後有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、シリカゲルカラム（ヘプタン＋トルエン混合展開溶媒）で精製し、化合物Ａ−４８（黄白色結晶）０．９２０ｇ（収率７２．７％）を得た。

質量分析法により、この化合物のＭ⁺である７４３．５を確認した。また、ＤＳＣ示差走査熱量分析法により、融点３２３℃を確認した。

＜実施例２＞
図３に示す構造の有機発光素子を以下に示す方法で作成した。

基板１としてのガラス基板上に、陽極２としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１２０ｎｍの膜厚で成膜したものを透明導電性支持基板として用いた。これをアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。

正孔輸送材料として下記構造式で示される化合物を用いて、濃度が０．１ｗｔ％となるようにクロロホルム溶液を調整した。この溶液を上記の陽極２上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコートを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オーブンで乾燥し、薄膜中の溶剤を完全に除去した。形成されたホール輸送層５の厚みは１１ｎｍであった。

次に、ホール輸送層５の上に、発光層３として例示化合物Ｎｏ．Ａ−８５（第１化合物）と、例示化合物Ｎｏ．Ｃ−５（第２化合物）を共蒸着（重量比２０：８０）して４０ｎｍの発光層３を設けた。蒸着時の真空度は１．０×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。

更に電子輸送層６としてバソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）を真空蒸着法にて２０ｎｍの膜厚に形成した。蒸着時の真空度は１．０×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件であった。

次に、アルミニウム−リチウム合金（リチウム濃度１原子％）からなる蒸着材料を用いて、先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ０．５ｎｍの金属層膜を形成した。更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、アルミニウム−リチウム合金膜を電子注入電極（陰極４）とする有機発光素子を作成した。蒸着時の真空度は１．０×１０^-4Ｐａ、成膜速度は１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。

得られた有機ＥＬ素子は、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。

この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ電極（陰極４）を負極にして、４．０Ｖの印加電圧で、発光輝度３１０６ｃｄ／ｍ²、発光効率３．８ｌｍ／Ｗ、中心波長４５６ｎｍの青色発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ²に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２４００ｃｄ／ｍ²から１００時間後、１９８０ｃｄ／ｍ²と輝度劣化は小さかった。

＜比較例１＞
第２化合物であるＣ−５に代えて、下記に示す比較化合物Ｋ−１を用いた他は実施例１と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。

４．０Ｖの印加電圧で、発光輝度６６０ｃｄ／ｍ²、発光効率１．１ｌｍ／Ｗ、４４４ｎｍ青色の発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ²に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度４１０ｃｄ／ｍ²から１００時間後、１６０ｃｄ／ｍ²と輝度劣化が大きかった。

＜実施例３乃至４（実施例３は参考例）＞
第１化合物、第２化合物として、表１３に示す化合物を用いた他は実施例１と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表１３，１４に示す。

＜実施例５＞
第１化合物として例示化合物Ｎｏ．Ａ−９０、第２化合物として例示化合物Ｃ−６を用い、電子輸送層６として２，９−ビス［２−（９、９−ジメチルフルオレニル）］フェナントロリンを用いた以外は実施例１と同様に有機発光素子を作成した。

この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、４Ｖの印加電圧で、発光輝度３８５０ｃｄ／ｍ²、発光効率３．９ｌｍ／Ｗ、中心波長４５７ｎｍの青色発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ²に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２４５０ｃｄ／ｍ²から１００時間後、１８９０ｃｄ／ｍ²と輝度劣化は小さかった。

＜実施例６乃至９（実施例７，９は参考例）＞
第１化合物、第２化合物として、表１５に示す化合物を用いた他は実施例５と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表１５，１６に示す。

＜実施例１０＞
第１の化合物と第２の化合物の重量比を３５：６５に変えた以外は実施例５と同様に有機発光素子を作成した。

この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、Ａｌ−Ｌｉ電極（陰極４）を負極にして、４Ｖの印加電圧で、発光輝度５１１５ｃｄ／ｍ²、発光効率５．３ｌｍ／Ｗ、中心波長４５７ｎｍの青色発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ²に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度３６５１ｃｄ／ｍ²から１００時間後、３０３０ｃｄ／ｍ²と輝度劣化は小さかった。

＜実施例１１乃至１３（実施例１３は参考例）＞
第１化合物、第２化合物として、表１７に示す化合物を用いた他は実施例１０と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。その結果を表１７，１８に示す。

＜比較例２＞
第１化合物に代えて下記比較化合物Ｎｏ．Ｋ−２を用い、第２の化合物として例示化合物Ｎｏ．Ｃ−５を共蒸着して２０ｎｍの発光層３を設けた他は実施例１０と同様に素子を作成し、同様な評価を行った。

４．０Ｖの印加電圧で、発光輝度３８００ｃｄ／ｍ²、発光効率２．２ｌｍ／Ｗ、４６８ｎｍ青緑色の発光が観測された。

さらに、窒素雰囲気下で電流密度を３０ｍＡ／ｃｍ²に保ち１００時間電圧を印加したところ、初期輝度２２００ｃｄ／ｍ²から１００時間後、５５５ｃｄ／ｍ²と輝度劣化が大きかった。

本発明における有機発光素子の一例を示す断面図である。 本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。 本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。 本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。 本発明における有機発光素子の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ ホール輸送層
６ 電子輸送層
７ ホール注入層
８ ホール／エキシトンブロッキング層

Claims (12)

1. 下記一般式で示されることを特徴とするフルオレン化合物。
   

   

   （Ｒ₁及びＲ₂は、互いに同じアルキル基である。
   Ｒ₅₁及びＲ₅₂は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基から選ばれる。
   Ａｒ₃及びＡｒ₄は、４−ターシャルブチルフェニル基または４−トリメチルシリルフェニル基を表わす。Ａｒ₃とＡｒ₄は同じであっても異なっても良い。）
2. 前記Ｒ₁及びＲ₂がメチル基であることを特徴とする請求項１に記載のフルオレン化合物。
3. 前記Ｒ₅₁がターシャルブチル基であることを特徴とする請求項１または２に記載のフルオレン化合物。
4. 前記Ａｒ₃及びＡｒ₄が４−ターシャルブチルフェニル基であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフルオレン化合物。
5. 下記いずれかの構造式で示されることを特徴とする請求項１に記載のフルオレン化合物。
   

   
6. 下記構造式で示されることを特徴とする請求項１に記載のフルオレン化合物。
   

   
7. 陽極及び陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に挟持された有機化合物を含む一層または複数の層により構成される有機発光素子において、前記有機化合物を含有する層のうち発光層が、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のフルオレン化合物の少なくとも１種と、下記一般式で示される化合物の少なくとも一種を含有することを特徴とする有機発光素子。
   

   

   （Ｒ₁₁およびＲ₁₂は、アルキル基を表す。
   Ａｒ₉およびＡｒ₁₀は、アルキル基またはアルコキシ基を有してもよいピレン環を表す。
   ｒは１、２または３を表わす。）
8. 前記Ｒ₁₁及びＲ₁₂がメチル基であることを特徴とする請求項７に記載の有機発光素子。
9. 前記ｒは１または２であることを特徴とする請求項７または８に記載の有機発光素子。
10. 前記Ａｒ₉及びＡｒ₁₀は、１位または９位でフルオレン環と結合することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の有機発光素子。
11. 前記Ａｒ₉及びＡｒ₁₀ は、２位、３位、７位のいずれかにアルキル基またはアルコキシ基を有するピレン環であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。
12. 前記Ａｒ₉及びＡｒ₁₀は、ターシャルブチル基を有するピレン環であることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光素子。

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