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JP4533015B2 - 化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Description

本発明は，有機化合物を用いた発光素子に関するものであり，さらに詳しくは、特定の分子構造を有する新規な化合物、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に関するものである。
有機発光素子は，古くはアントラセン蒸着膜に電圧を印加して発光させた例（非特許文献１）等がある。しかし近年、無機発光素子に比べて大面積化が容易であることや、各種新材料の開発によって所望の発色が得られることや、また低電圧で駆動可能であるなどの利点や、さらには高速応答性や高効率の発光素子として、材料開発を含めて、デバイス化のための応用研究が精力的に行われている。
例えば、非特許文献２に詳述されているように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板上に形成された、上下２層の電極と、この間に発光層を含む有機物層が形成された構成を持つ。
また最近では、従来の１重項励起子から基底状態に遷移するときの蛍光を利用した発光だけでなく、非特許文献３，４に代表される三重項励起子を経由した燐光発光を利用する素子の検討もなされている。これらの文献では４層構成の有機層が主に用いられている。それは、陽極側からホール輸送層、発光層、励起子拡散防止層、電子輸送層からなる。用いられている材料は、以下に示すキャリア輸送材料と燐光発光性材料Ｉｒ（ｐｐｙ）3である。
Figure 0004533015
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機発光素子が、ケンブリッジ大学のグループにより報告されている（非特許文献５）。この報告ではポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。
このように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。
また、電子輸送層や発光層などに用いる蛍光性有機化合物として、芳香族化合物や縮合多環芳香族化合物が数多く研究されているが、発光輝度や耐久性が十分に満足できるものは得られているとは言いがたい。
本発明に関連するフルオレン化合物の有機ＥＬへの応用の特許文献として特許文献１〜３が挙げられるが、分子構造式にフルオレン環とフェニレン環を一直線上に含む部分構造を有することを特徴とする本発明の有機化合物の開示はない。また、レーザー色素への応用としてフルオレン化合物（非特許文献６）が報告されている。
特開２００４−４３３４９号公報 国際公開第９９／５４３８５号パンフレット 特開２００３−２２９２７３号公報 Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，９４（１９８２）１７１ Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５，１〜４８（１９９７） Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ７４，Ｎｏ３ ｐ４２２（１９９９）） Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ他，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ ７５，Ｎｏ１ ｐ４（１９９９）） Ｎａｔｕｒｅ，３４７，５３９（１９９０） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．３，２９５（１９９５）
有機ＥＬ素子をディスプレイ等の表示装置に応用するためには、高効率で高輝度な光出力を有すると同時に高耐久性を十分に確保する必要がある。しかしながら、これらの問題に関して、まだ十分とは言えない。
本発明の目的は、有機ＥＬ素子用化合物として好適に使用し得る新規な化合物を提供することにある。また、該化合物を用いた高効率で高輝度な光出力を有する有機ＥＬ素子を提供することにある。また、高耐久性の有機ＥＬ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ＥＬ素子を提供することにある。
すなわち、本発明の化合物は、下記一般式（１）で示されることを特徴とする。尚、下記一般式（１）で示される化合物のうち、下記一般式（３）で示されるカルバゾール誘導体が本発明に含まれる。
Figure 0004533015
（一般式（３）において、Ｒ 3 及びＲ 12 は、それぞれ水素原子、メチル基、ピリジル基又はフェニル基である。Ｒ 3 及びＲ 12 は、同一の置換基である。ｘは１である。Ｒ 1 、Ｒ 2 、Ｒ 4 及びＲ 5 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。ａは３である。Ｒ 6 乃至Ｒ 9 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。ｙは１である。尚、Ｒ 1 とＲ 6 とが同一であり、Ｒ 2 とＲ 7 とが同一であり、Ｒ 4 とＲ 8 とが同一であり、Ｒ 5 とＲ 9 とが同一である。）
Figure 0004533015
（Ａ、Ｂ、Ｘ、Ｙ、Ｚは下記一般式を示し、Ｘ、Ｙ、Ｚのフェニレン環上のＣＨはＮ原子に置き換えられても良い。ａ、ｂ、ｘ、ｙ、ｚは、それぞれ独立に０〜５の整数を示し、ａ≧１かつｙ≧１かつａ＋ｂ≧２である。
Figure 0004533015
Ｒ1〜Ｒ14はそれぞれ独立に水素原子、直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。）
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極間に、少なくとも一層の有機化合物を含む層を挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物を含む層の少なくとも一層が上記一般式（１）で示される化合物を含むことを特徴とする。
本発明の化合物は高いガラス転移温度を有し、また、本発明の化合物を発光層のホストに用いた本発明の発光素子は、高効率発光のみならず、従来用いられている化合物よりも長い期間高輝度を保ち、優れた素子である。また、同じ電圧値での電流値が大きく、低電圧駆動が期待できる。
まず、本発明の化合物について説明する。
発光層が、キャリア輸送性のホスト材料とゲストからなる場合、発光にいたる主な過程は、以下のいくつかの過程からなる。
１．発光層内での電子・ホールの輸送。
２．ホストの励起子生成。
３．ホスト分子間の励起エネルギー伝達。
４．ホストからゲストへの励起エネルギー移動。
それぞれの過程における所望のエネルギー移動や、発光はさまざまな失活過程と競争でおこる。
ＥＬ素子の発光効率を高めるためには、発光中心材料そのものの発光量子収率が大きいことは言うまでもない。しかしながら、ホスト−ホスト間、あるいはホスト−ゲスト間のエネルギー移動が如何に効率的にできるかも大きな問題となる。また、通電による発光劣化は今のところ原因は明らかではないが、少なくとも発光中心材料そのもの、または、その周辺分子による発光材料の環境変化に関連したものと想定される。
そこで本発明者らは種々の検討を行い、前記一般式（１）で表される化合物を発光層のホストに用いた素子が高効率発光し、長い期間高輝度を保ち、通電劣化が小さいことを見出した。
通電による発光劣化の原因の一つとして、発光層の薄膜形状の劣化による発光劣化が考えられる。この薄膜形状の劣化は、駆動環境の温度、素子駆動時の発熱等による有機薄膜の結晶化に起因すると考えられている。これは、材料のガラス転移温度の低さに由来すると考えられ、有機ＥＬ材料は高いガラス転移温度を有する事が望まれている。本発明の前記一般式（１）で表される化合物は高いガラス転移温度を有し、有機ＥＬ素子の高耐久化を期待する事が出来る。
これらのうちでも、下記一般式（２）、（３）、（４）または（５）で表される化合物が好ましい。
Figure 0004533015
（ｂ≧１、ｘ≧１、ｚ≧１である。）
本発明の化合物において、フルオレン基の９位のアルキル鎖を長くすると、ガラス転移温度が低下すると考えられ、フルオレン基の９位がメチル基の場合が、より高いガラス転移温度を有し、耐熱性が高いため、有機ＥＬ素子の高耐久化を期待する事が出来る。また、置換基のＲ1〜Ｒ14は、同様にガラス転移点の観点から、水素原子またはメチル基が好ましい。
また、通電による発光劣化の原因として、不純物の混入が挙げられる。高分子化合物を素子に用いた場合は、高分子中の不純物の除去が難しいため、素子に不純物が混入しやすく、素子の短寿命化を引き起こす。本発明の化合物は、単一化合物であるため、再結晶法、カラムクロマトグラフィー法、昇華精製法等の精製法を適宜用いる事により、不純物の除去が容易であり、有機ＥＬ素子の高耐久化を期待する事が出来る。
また、高効率発光の素子を得る為には、駆動電圧を低くする必要がある。その為には、ホストが電荷の導電性を有することが重要になる。導電性の観点においても、上記一般式（１）のフルオレン基の９位のアルキル鎖を長くすると、電荷導電性低下すると考えられ、フルオレン基の９位がメチル基の場合が、より高い電荷導電性を有し、素子の駆動電圧を低下する事が出来、有機ＥＬ素子の高効率化を期待する事が出来る。また、置換基のＲ1〜Ｒ14は、同様に電荷導電性の観点から、水素原子またはメチル基が好ましい。
また、本発明の化合物を発光層のホストとして使用する場合のゲスト分子は、一般的に知られている蛍光材料及び燐光材料を使用する事が出来る。高効率の発光素子を得る為には、好ましくは、燐光を発する事が知られているＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｒｅ錯体、Ｃｕ錯体、Ｅｕ錯体、Ｒｈ錯体等の金属錯体が好ましい。より好ましくは、強い燐光を発する事が知られているＩｒ錯体が好ましい。さらに、発光層からの複数色の発光、及び、励起子や電荷伝達の補助を目的として発光層に複数の燐光発光材料を含有させる事も出来る。
本発明の化合物を含む有機層を作製する場合は、真空蒸着法、キャスト法、塗布法、スピンコート法、インクジェット法などにより製膜することができる。
以下本発明に用いられる有機化合物の具体的な構造式を下記に示す。但し、これらは、代表例を例示しただけで、本発明は、これに限定されるものではない。尚、下記に示される有機化合物のうち、Ｈ−２４、Ｈ−２５、Ｈ−２７、Ｈ−３０、Ｈ−３５、Ｈ−４１及びＨ−４２が本発明に該当する。
Figure 0004533015
Figure 0004533015
Figure 0004533015
Figure 0004533015
次に、本発明の発光素子について説明する。
本発明の基本的な素子構成を図１に示した。
図１に示したように、一般に有機ＥＬ素子は透明基板１５上に、５０〜２００ｎｍの膜厚を持つ透明電極１４と、複数層の有機膜層と、及びこれを挟持するように金属電極１１が形成される。
図１（ａ）では，有機層が発光層１２とホール輸送層１３からなる例を示した。透明電極１４としては、仕事関数が大きなＩＴＯなどが用いられ、透明電極１４からホール輸送層１３へホール注入しやすくしている。金属電極１１には、アルミニウム、マグネシウムあるいはそれらを用いた合金など、仕事関数の小さな金属材料を用い、有機層への電子注入をしやすくしている。
発光層１２には、本発明の化合物を用いているが、ホール輸送層１３には，例えばトリフェニルジアミン誘導体、代表例としてはα−ＮＰＤなど、電子供与性を有する材料も適宜用いることができる。
以上の構成した素子は電気的整流性を示し、金属電極１１を陰極に透明電極１４を陽極になるように電界を印加すると、金属電極１１から電子が発光層１２に注入され、透明電極１５からはホールが注入される。
注入されたホールと電子は、発光層１２内で再結合して励起子が生じ、発光する。この時ホール輸送層１３は電子のブロッキング層の役割を果たし，発光層１２とホール輸送層１３の間の界面における再結合効率が上がり，発光効率が上がる。
さらに図１（ｂ）では、図１（ａ）の金属電極１１と発光層１２の間に、電子輸送層１６が設けられている。発光機能と電子及びホール輸送機能を分離して、より効果的なキャリアブロッキング構成にすることで、発光効率を上げている。電子輸送層１６としては、例えばオキサジアゾール誘導体などを用いることができる。
また図１（ｃ）に示すように、陽極である透明電極１４側から、ホール輸送層１３、発光層１２、励起子拡散防止層１７、電子輸送層１６、及び金属電極１１からなる４層構成とすることも望ましい形態である。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、後述する実施例のうち、実施例５、６、８、９及び２１乃至２３が本発明に該当する。
まず、下記反応中間体を合成した。
Figure 0004533015
（Ｘ、Ｙはそれぞれ独立に上記の基を表す。ｎは１〜５の整数を表す。）
まず、２−ハロゲノ−９Ｈ−フルオレン、２，７−ジハロゲノ−９Ｈ−フルオレンをＢｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．６２（１９８９）４３９を参考にして合成した。得られた化合物をＤＭＦ中、ＣＨ3Ｃｌ、ＮａＯＣＨ3を用いてフルオレンの９位のジメチル化を行った。さらに、得られた２−ハロゲノ−９−ジメチルフルオレン、２，７−ジハロゲノ−９−ジメチルフルオレンを、ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＹＨＥＳＥＳ ＶＩＡ ＢＯＲＡＮＥＳ Ｖｏｌｕｍｅ３を参考に、ボロン酸またはボロン酸ピナコールエステル体の合成を行った。得られたこれらの化合物を鈴木カップリング（ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＹＨＥＳＥＳ ＶＩＡ ＢＯＲＡＮＥＳ Ｖｏｌｕｍｅ３）、ハロゲン化（Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．６２（１９８９）４３９）、ボロン酸合成を適宜組み合わせ、上記反応中間体を合成した。
本発明の化合物は、上記フルオレン誘導体とハロゲン化ベンゼン誘導体及びベンゼンボロン酸誘導体を適宜組み合わせ、鈴木カップリング反応によって、合成する事が出来る。
＜実施例１（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２の合成）＞
Figure 0004533015
化合物Ａ５１２ｍｇ（１ｍｍｏｌｅ）、１，４−ジヨードベンゼン１６５ｍｇ（０．５ｍｍｏｌｅ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4 ０．１ｇ、トルエン１０ｍｌ、エタノール５ｍｌ、２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌを１００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８時間攪拌を行った。反応終了後、結晶をろ別し、水、エタノール、トルエンで洗浄を行った。得られた結晶を１２０℃で真空乾燥後、昇華精製を行い例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２を２００ｍｇ（収率：４７．２％）得た。
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８４６．２を確認した。
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
1Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：７．６５−７．８３（ｍ，２２Ｈ），７．４７（ｍ，２Ｈ），７．３０−７．３７（ｍ，４Ｈ），１．６８（ｓ，１２Ｈ），１．６０（ｓ，１２Ｈ）
＜実施例２＞
本実施例では、素子構成として、図１（ｂ）に示す有機層が３層の素子を使用した。
ガラス基板（透明基板１５）上に１００ｎｍのＩＴＯ（透明電極１４）をパターニングした。そのＩＴＯ基板上に、以下の有機層と電極層を１０-5Ｐａの真空チャンバー内で抵抗加熱による真空蒸着して連続製膜し、対向する電極面積が３ｍｍ2になるようにした。
ホール輸送層１３（２０ｎｍ）：化合物Ｂ
発光層１２（５０ｎｍ）：例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２：Ｉｒ（ｐｉｑ）3（重量比１０％）
電子輸送層１６（３０ｎｍ）：Ｂｐｈｅｎ（同仁化学研究所製）
金属電極層１（１ｎｍ）：ＫＦ
金属電極層２（１００ｎｍ）：Ａｌ
ＥＬ素子の特性は、電流電圧特性をヒューレッドパッカード社製・微小電流計４１４０Ｂで測定し、発光輝度は、トプコン社製ＢＭ７で測定した。
本実施例の素子は６．０ｃｄ／Ａ、５．２ｌｍ／Ｗ（６００ｃｄ／ｍ2）の効率であった。また、電圧８Ｖ印加時に、２５１ｍＡ／ｃｍ2の電流値を示した。また、この素子に１００ｍＡ／ｃｍ2の連続通電を行ったところ初期輝度４０１５ｃｄ／ｍ2で輝度半減までの時間は、４１３時間であった。
＜実施例３（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４７の合成）＞
Figure 0004533015
２−（９，９−ジメチル）−フルオレンボロン酸４７６ｍｇ（２ｍｍｏｌｅ）、４，４‘−ジヨードビフェニル４０６ｍｇ（１ｍｍｏｌｅ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4 ０．２ｇ、トルエン１２ｍｌ、エタノール６ｍｌ、２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌを１００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８時間攪拌を行った。反応終了後、反応液をトルエンで抽出した。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に減圧乾固し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：ヘキサン／トルエン＝１０／１）で精製後、トルエン／ヘキサンで再結晶を行った。得られた結晶を１２０℃で真空乾燥後、昇華精製を行い例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４７を３７７ｍｇ（収率：７０．０％）得た。
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５３８．３を確認した。
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
1Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：７．７５（ｄ，２Ｈ），７．６９−７．７３（ｍ，１０Ｈ），７．６５（ｄ，２Ｈ），７．５９（ｍ，２Ｈ），７．４１（ｍ，２Ｈ），７．２５−７．３４（ｍ，４Ｈ），１．５０（ｓ，１２Ｈ）
また、この化合物のガラス転移温度は１８２℃であった。
＜実施例４＞
例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２の代わりに例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４７を用いる以外は実施例２と同様の方法により素子を作成した。
本実施例の素子は５．０ｃｄ／Ａ、４．０ｌｍ／Ｗ（６００ｃｄ／ｍ2）の効率であった。また、電圧８Ｖ印加時に、１５５ｍＡ／ｃｍ2の電流値を示した。また、この素子に１００ｍＡ／ｃｍ2の連続通電を行ったところ初期輝度３０１５ｃｄ／ｍ2で輝度半減までの時間は、２５８時間であった。
＜比較例１＞
例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２の代わりにＣＢＰを用いる以外は実施例２と同様の方法により素子を作成した。
Figure 0004533015
本実施例の素子は６．２ｃｄ／Ａ、４．２ｌｍ／Ｗ（６００ｃｄ／ｍ2）の効率であった。また、電圧８Ｖ印加時に、１１６ｍＡ／ｃｍ2の電流値を示した。また、この素子に１００ｍＡ／ｃｍ2の連続通電を行ったところ初期輝度４０２２ｃｄ／ｍ2で輝度半減までの時間は、１５６時間であった。
実施例２，４，比較例１の素子特性を表１にまとめた。
Figure 0004533015
表１に示すように、本発明の化合物は、従来発光層のホストと用いられているＣＢＰよりも、高いガラス転移温度を有する。また、本発明の化合物を発光層のホストとして用いた有機ＥＬ素子は、ＣＢＰを用いた素子よりも、電力効率が同等または高く、半減寿命が２〜３倍程度長い優れた素子である。また、同じ電圧値での電流値が１．５〜２倍程度大きく、低電圧駆動が可能である点でも、非常に優れている。
＜実施例５（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２４の合成）＞
Figure 0004533015
化合物Ｃ １ｇ（１．３６ｍｍｏｌｅ）、フェニルボロン酸３３１ｍｇ（２．７２ｍｍｏｌｅ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4 ０．１３ｇ、トルエン１０ｍｌ、エタノール５ｍｌ、２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液１０ｍｌを１００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８時間攪拌を行った。反応終了後、反応液をトルエンで抽出した。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に減圧乾固し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：ヘキサン／トルエン＝１０／１）で精製後、トルエン／ヘキサンで再結晶を行った。得られた結晶を１２０℃で真空乾燥後、昇華精製を行い例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２４を０．７５ｇ（収率：７５．４％）得た。
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７３０．４を確認した。
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
1Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：７．８５（ｍ，６Ｈ），７．６６−７．７６（ｍ，１４Ｈ），７．６２（ｍ，２Ｈ），７．４８（ｔ，４Ｈ），７．３７（ｔ，２Ｈ），１．６６（ｓ，６Ｈ），１．６３（ｓ，１２Ｈ）
また、この化合物のガラス転移温度は１３８℃であった。
＜実施例６＞
例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５２の代わりにＮｏ．Ｈ−２４を、Ｉｒ（ｐｉｑ）3（重量比１０％）の代わりにＩｒ（４ｍｏｐｉｑ）3（重量比４％）とＩｒ（ｂｑ）3（重量比８％）の２化合物ドープを用いる以外は実施例１と同様の方法により素子を作成した。
本実施例の素子は１４．３ｃｄ／Ａ、１４．０ｌｍ／Ｗ（６００ｃｄ／ｍ2）の効率であった。また、電圧８Ｖ印加時に、７２０ｍＡ／ｃｍ2の電流値を示した。また、この素子に１００ｍＡ／ｃｍ2の連続通電を行ったところ初期輝度７９５３ｃｄ／ｍ2で輝度半減までの時間は、２６５時間であった。
＜比較例２＞
例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２４の代わりにＣＢＰを用いる以外は実施例６と同様の方法により素子を作成した。
本実施例の素子は１７．２ｃｄ／Ａ、１２．２ｌｍ／Ｗ（６００ｃｄ／ｍ2）の効率であった。また、電圧８Ｖ印加時に、１４０ｍＡ／ｃｍ2の電流値を示した。また、この素子に１００ｍＡ／ｃｍ2の連続通電を行ったところ初期輝度８０１０ｃｄ／ｍ2で輝度半減までの時間は、１１３時間であった。
実施例６，比較例２の素子特性を表２にまとめた。
Figure 0004533015
表２に示すように、本発明の化合物は、ＣＢＰよりも、高いガラス転移温度を有する。また、本発明の化合物を発光層のホストとして用いた有機ＥＬ素子は、ＣＢＰを用いた素子よりも、電力効率が高く、半減寿命が２倍程度長い優れた素子である。また、同じ電圧値での電流値が６倍程度大きく、低電圧駆動が可能である点でも、非常に優れている。
＜実施例７（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４５の合成）＞
Figure 0004533015
２−（９，９−ジメチル）−フルオレン−２−イルボロン酸４７６ｍｇ（２ｍｍｏｌｅ）、１，４−ジヨードベンゼン３３０ｍｇ（１ｍｍｏｌｅ）、Ｐｄ（ＰＰｈ3）4 ０．２ｇ、トルエン１２ｍｌ、エタノール６ｍｌ、２Ｍ−炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌを１００ｍｌナスフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８時間攪拌を行った。反応終了後、反応液をトルエンで抽出した。有機層を水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥後に減圧乾固し、シリカゲルカラムクロマト（溶離液：ヘキサン／トルエン＝１０／１）で精製後、トルエン／ヘキサンで再結晶を行った。得られた結晶を１２０℃で真空乾燥後、昇華精製を行い例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４５を３３９ｍｇ（収率：７３．３％）得た。
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４６２．２を確認した。
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
1Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：７．８１（ｄ，２Ｈ），７．７７（ｍ，６Ｈ），７．７１（ｄ，２Ｈ），７．６５（ｍ，２Ｈ），７．４７（ｍ，２Ｈ），７．３１−７．３９（ｍ，４Ｈ），１．５７（ｓ，１２Ｈ）
＜実施例８（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２５の合成）＞
実施例５のフェニルボロン酸の代わりに、４−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２５を合成する事が出来る。
＜実施例９（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２７の合成）＞
実施例５のフェニルボロン酸の代わりに、３−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２７を合成する事が出来る。
＜実施例１０（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５４の合成）＞
実施例１の１，４−ジヨードベンゼンの代わりに、１，４−ジヨード−２，３，５，６，−テトラメチルベンゼンを用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５４を合成する事が出来る。
＜実施例１１（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２９の合成）＞
実施例５の化合物Ｃの代わりに化合物Ｄを、フェニルボロン酸の代わりに、２−クロロピリジンを化合物Ｄに対して２等量用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２９を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例１２（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２８の合成）＞
実施例１１の２−クロロピリジンの代わりに、３−ヨードピリジンを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２８を合成する事が出来る。
＜実施例１３（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−６の合成）＞
実施例５の化合物Ｃの代わりに化合物Ｅを、フェニルボロン酸を化合物Ｅに対して１等量用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−６を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例１４（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３１の合成）＞
実施例１１の２−クロロピリジンの代わりに、２−クロロピリミジンを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３１を合成する事が出来る。
＜実施例１５（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３２の合成）＞
実施例１４の２−クロロピリジンの代わりに、２−クロロピラジンを用いる以外は実施例１４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３２を合成する事が出来る。
＜実施例１６（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５３の合成）＞
実施例１の１，４−ジヨードベンゼンの代わりに、４，４‘−ジヨードビフェニルを用いる以外は実施例１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５３を合成する事が出来る。
＜実施例１７（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−５の合成）＞
実施例５の化合物Ｃの代わりに化合物Ｆを、１，４−ジヨードベンゼンの代わりに、２−クロロピリジンを化合物Ｆに対して１等量用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−６を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例１８（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−７の合成）＞
実施例１７の２−クロロピリジンの代わりに、３−ヨードピリジン用いる以外は実施例１７と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−７を合成する事が出来る。
＜実施例１９（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−８の合成）＞
実施例１３のフェニルボロン酸の代わりに、３−メチルフェニルボロン酸用いる以外は実施例１３と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−８を合成する事が出来る。
＜実施例２０（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−９の合成）＞
実施例１３のフェニルボロン酸の代わりに、４−メチルフェニルボロン酸用いる以外は実施例１３と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−９を合成する事が出来る。
＜実施例２１（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３５の合成）＞
実施例１１の２−クロロピリジンの代わりに、４−ヨードビフェニルを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３５を合成する事が出来る。
＜実施例２２（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４１の合成）＞
実施例１１の２−クロロピリジンの代わりに、２−（４−ブロモフェニル）ピリジンを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４１を合成する事が出来る。
＜実施例２３（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４２の合成）＞
実施例１１の２−クロロピリジンの代わりに、３−（４−ブロモフェニル）ピリジンを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４２を合成する事が出来る。
＜実施例２４（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１３の合成）＞
実施例５の化合物Ｃの代わりに、化合物Ｇを用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１３を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例２５（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１６の合成）＞
実施例２４のフェニルボロン酸の代わりに、４−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例２４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１６を合成する事が出来る。
＜実施例２６（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１７の合成）＞
実施例２４のフェニルボロン酸の代わりに、３−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例２４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１７を合成する事が出来る。
＜実施例２７（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１８の合成）＞
実施例２４のフェニルボロン酸の代わりに、２−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例２４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１８を合成する事が出来る。
＜実施例２８（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１９の合成）＞
実施例１１の化合物Ｄの代わりに化合物Ｈを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−１９を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例２９（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２０の合成）＞
実施例２８の２−クロロピリジンの代わりに、３−ヨードピリジンを用いる以外は実施例２８と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２０を合成する事が出来る。
＜実施例３０（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２１の合成）＞
実施例２８の２−クロロピリジンの代わりに、２−クロロピリミジンを用いる以外は実施例２８と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２１を合成する事が出来る。
＜実施例３１（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２２の合成）＞
実施例２８の２−クロロピリジンの代わりに、２−クロロピラジンを用いる以外は実施例２８と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２２を合成する事が出来る。
＜実施例３２（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２３の合成）＞
実施例２８の２−クロロピリジンの代わりに、４−ヨードビフェニルを用いる以外は実施例２８と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２３を合成する事が出来る。
＜実施例３３（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２６の合成）＞
実施例２８の２−クロロピリジンの代わりに、２−（４−ブロモフェニル）ピリジンを用いる以外は実施例２８と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−２６を合成する事が出来る。
＜実施例３４（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３３の合成）＞
実施例５の化合物Ｃの代わりに、化合物Ｉを用いる以外は実施例５と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３３を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例３５（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３４の合成）＞
実施例３４のフェニルボロン酸の代わりに、４−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例３４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３４を合成する事が出来る。
＜実施例３６（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３７の合成）＞
実施例３４のフェニルボロン酸の代わりに、３−メチルフェニルボロン酸を用いる以外は実施例３４と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３７を合成する事が出来る。
＜実施例３７（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３６の合成）＞
実施例１１の化合物Ｄの代わりに化合物Ｊを用いる以外は実施例１１と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−３６を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
＜実施例３８（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４０の合成）＞
実施例３７の２−クロロピリジンの代わりに、３−ヨードピリジンを用いる以外は実施例３７と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４０を合成する事が出来る。
＜実施例３９（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４３の合成）＞
実施例３７の２−クロロピリジンの代わりに、２−（４−ブロモフェニル）ピリジンを用いる以外は実施例３７と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４３を合成する事が出来る。
＜実施例４０（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４４の合成）＞
実施例３７の２−クロロピリジンの代わりに、３−（４−ブロモフェニル）ピリジンを用いる以外は実施例３７と同様の方法で例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４４を合成する事が出来る。
＜実施例４１（例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４９の合成）＞
実施例７の１，４−ジヨードベンゼンの代わりに、１−ブロモ−４−ヨードベンゼンを２−（９，９−ジメチル）−フルオレン−２−イルボロン酸に対して１等量用いる以外は実施例７と同様の方法で化合物Ｋを合成する事が出来る。化合物Ｋと化合物Ｌの鈴木カップリングを実施例７と同様に行い、例示化合物Ｎｏ．Ｈ−４９の合成を合成する事が出来る。
Figure 0004533015
本発明の発光素子の一例を示す図である。

Claims (9)

  1. 下記一般式（３）で示されることを特徴とする化合物。
    Figure 0004533015
    （一般式（３）において、Ｒ 3 及びＲ 12 は、それぞれ水素原子、メチル基、ピリジル基又はフェニル基である。Ｒ 3 及びＲ 12 は、同一の置換基である。ｘは１である。Ｒ 1 、Ｒ 2 、Ｒ 4 及びＲ 5 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。ａは３である。Ｒ 6 乃至Ｒ 9 は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基である。ｙは１である。尚、Ｒ 1 とＲ 6 とが同一であり、Ｒ 2 とＲ 7 とが同一であり、Ｒ 4 とＲ 8 とが同一であり、Ｒ 5 とＲ 9 とが同一である。）
  2. 下記構造式で示されることを特徴とする請求項１に記載の化合物。
    Figure 0004533015
  3. 一対の電極間に、少なくとも一層の有機化合物を含む層を挟持してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物を含む層の少なくとも一層が請求項１または２に記載の化合物を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 前記化合物を含む層が発光層であることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記発光層が、少なくともホストとゲストとからなり、該ホストが前記化合物であることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 前記ゲストが燐光発光材料であることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロル
    ミネッセンス素子。
  7. 前記燐光発光材料が金属配位化合物であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレ
    クトロルミネッセンス素子。
  8. 前記金属配位化合物がイリジウム配位化合物であることを特徴とする請求項７に記載の
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 前記発光層が複数の燐光発光材料を含有することを特徴とする請求項４乃至８の何れか
    に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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