有機発光素子
【課題】連続駆動寿命の長い青色有機発光素子を得る。
【解決手段】ホスト材料と電子トラップ型あるいはホールトラップ型のドーパント材料を有する発光層と、ホールブロッキング層あるいは電子ブロッキング層を有する有機発光素子であって、ドーパントとホストのＬＵＭＯ同士の差と、ホストとドーパントのＨＯＭＯの大小関係と、ホスト材料の励起最低三重項エネルギーＴ１と発光層に隣接するホールブロッキング層のＴ１あるいは電子ブロッキング層のＴ１との差を規定する。そしてホストとホールブロッキング層の材料と電子ブロッキング層の材料が、ビフェニル又は１−フェニルナフタレンの部分構造を有する炭化水素化合物のいずれかを有する有機発光素子を提供する。
【解決手段】ホスト材料と電子トラップ型あるいはホールトラップ型のドーパント材料を有する発光層と、ホールブロッキング層あるいは電子ブロッキング層を有する有機発光素子であって、ドーパントとホストのＬＵＭＯ同士の差と、ホストとドーパントのＨＯＭＯの大小関係と、ホスト材料の励起最低三重項エネルギーＴ１と発光層に隣接するホールブロッキング層のＴ１あるいは電子ブロッキング層のＴ１との差を規定する。そしてホストとホールブロッキング層の材料と電子ブロッキング層の材料が、ビフェニル又は１−フェニルナフタレンの部分構造を有する炭化水素化合物のいずれかを有する有機発光素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物を用いた有機発光素子に関するものであり、さらに詳しくは、有
機化合物からなる薄膜に電圧を印加することにより光を放出する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極間に発光性有機化合物を含む薄膜を配置させて、電極間に電圧を印加し、ホ−ル（正孔）およびエレクトロン（電子）を注入することにより駆動する。このホ−ルと電子が素子内で再結合し、発光性有機化合物の励起状態を生成させ、発光性化合物の励起状態が基底状態にもどる際に放射される光を利用する。
【０００３】
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が示唆されている。
【０００４】
しかしながら、フルカラ−ディスプレイ等への応用を考えた場合、現状の素子の安定性では実用上十分ではなく、特に、青色発光素子においては、連続駆動を行うと経時的に発光効率が低下する問題に対して、性能改善の必要があった。
【０００５】
この発光効率劣化の原因として、発光層の励起状態経由の劣化、すなわち、発光層材料が、励起と緩和を繰り返す過程で除々に劣化することが考えられている。以下この劣化のことを励起状態経由劣化と記す。特許文献１には、励起状態経由劣化に関与が高いとされている発光層材料の三重項励起状態を低減するために、三重項捕捉剤を発光材料と共存させることにより、劣化改善を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細は明らかにされておらず、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造の立場から設計することができなかった。そのため、特許文献１のように三重項捕捉剤により発光層材料の三重項励起状態を低減しても、連続駆動耐久性を実用上十分とすることはできなかった。本発明は、かかる問題を解決し、連続駆動寿命の長い、青色発光素子を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料と電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接したホ−ルブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＨＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記ホ−ルブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
また、本発明は、
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料とホ−ルトラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接した電子ブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＥＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記電子ブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１２】
【化３】
【００１３】
【化４】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連続駆動寿命の長い青色有機発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な露出表面積の計算方法の概念図である。
【図２】本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の露出表面積の計算方法について、詳細を示す概念図である。
【図５】本発明の露出表面積の計算方法において、グリッド近似の概念図である。
【図６】化合物３及び化合物４の溶液状態における発光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者等はこれまでの技術とは異なるアプロ−チで連続駆動耐久性を向上させる青色有機発光素子の開発を試みた。より具体的には、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細を明らかにし、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造の立場から見出し、さらに、有機発光素子の劣化を引き起こす経路を改善する最適な素子構成を構築することを試みた。
【００１７】
本発明者等は、まず、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細を明らかにし、励起状態経由劣化に強い材料の分子構造上の特徴を見出すために、以下の検証実験を行った。
【００１８】
（検証実験及び検証実験を通しての発見）
（１）検証実験
（１−１）検証実験用のサンプル作成
＜サンプル１の作成＞
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
【００１９】
次にこの基板上に、化合物Ｓ１をボ−トから真空蒸着して有機物単層を成膜した。膜厚は５０ｎｍであった。
【００２０】
【化５】
【００２１】
更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、サンプル１を作成した。
【００２２】
得られたサンプルは、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着剤で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【００２３】
＜その他のサンプルの作成＞
サンプル１の作成において化合物Ｓ１の代わりに、青色有機発光素子の発光層材料に使用可能な各化合物（４０種）に変えて、その他の各サンプルを作成した。
【００２４】
（１−２−Ａ）検証実験Ａの詳細
＜サンプル１の検証実験Ａ＞
サンプル１に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を照射した。照射強度は５．４Ｗ／ｃｍ２、両電極間は０Ｖが維持されており、通電されていない状態である。照射光は、有機物層にて吸収され、励起状態（一重項励起状態のみならず、項間交差により一部、三重項励起状態となる）が生成される。有機物層のフォトルミネッセンスの強度の経時変化を測定し、励起状態経由劣化曲線を以下の式１でフィッティングした時に得られたτを、化合物Ｓ１の励起状態経由劣化時間とした。サンプル１の励起状態経由劣化時間τは２１０ｈｏｕｒであった。
【００２５】
【化６】
【００２６】
Ｌ０ ：初期のフォトルミネッセンス強度
Ｌ ：時間ｔ（ｈｏｕｒ）の時のフォトルミネッセンス強度
ｔ ：時間ｔ（ｈｏｕｒ）
α ：励起状態経由劣化曲線の形状因子
τ ：フォトルミネッセンス強度が１／ｅになる寿命
【００２７】
＜その他のサンプルの検証実験Ａ＞
サンプル１の検証実験Ａと同様にして、各化合物（４０種）の励起状態経由劣化時間τをもとめた。その際、照射強度は、各サンプルの有機物層が時間あたりに吸収する光子数が同程度になるように設定した。両電極間は０Ｖが維持されており、通電されていない状態である。
【００２８】
（１−２−Ｂ）検証実験Ｂの詳細
＜サンプル１の検証実験Ｂ＞
検証実験Ａ（１−２−Ａ）と同様に、サンプル１に対して１１４時間光照射を行い、照射強度が照射前に比べて５０％になった。この照射後のサンプル１について、有機物層に含まれる有機物の同定を、順層ＬＣ−ＡＰＰＩ−ＦＴＭＳ／ＤＡＤ／ＦＬＤによって行った。装置はＡｇｉｌｅｎｔ製ＡｇｉｌｅｎＴ１１００、ｔｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒ製ＬＴＱ Ｏｒｂｉｔｒａｐ ＸＬを用いて測定した。この結果、化合物Ｓ１自体以外に、化合物Ｓ１のフェニル基欠損体、ナフチル基欠損体が検出された。これらの検出物は、化合物Ｓ１のアントラセン骨格と、フェニル基またはナフチル基をつなぐ結合が解離しなければ生じ得ないものである。また、さらに、化合物Ｓ１のフェニル基付加体、ナフチル基付加体、異性体が検出された。これらの検出物は、結合解離によって切り離されたフェニル基やナフチル基が、他の材料に再結合し、生じるものである。また、以上の検出物は、光未照射のサンプル１からは検出されなかった。
【００２９】
＜その他のサンプルの検証実験Ｂ＞
サンプル１の検証実験Ｂと同様にして、その他の化合物についても光照射前後のサンプルに対して、有機層に含まれる有機物の同定を行った。その結果、サンプル１の検証実験Ｂと同様に、結合解離により生じた種々の劣化物を検出した。
【００３０】
（２）検証実験からわかったこと
以下に、（１）で説明した検証実験ＡとＢを通して、本発明者等が鋭意検討した結果、見出した発見を（２−１）乃至（２−３）に述べる。
【００３１】
（２−１）励起状態経由劣化に強い材料の分子構造上の特徴
本発明者等は、まずはじめに、検証実験Ａを通して、次の（ｉ）及び（ｉｉ）で示される現象に気付いた。即ち、各材料における励起状態経由劣化の強弱が、分子構造上の特徴で決定されているという現象である。
【００３２】
（ｉ）励起状態経由劣化時間が長い（励起状態経由劣化に強い）材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから炭化水素化合物である。
一方で、アミノ基、複素環を含む材料等は、励起状態経由劣化時間が短い（励起状態経由劣化に弱い）。
【００３３】
（ｉｉ）上記（２−１）の炭化水素化合物のうち、上記単結合及び上記単結合で結ばれる芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
材料は、励起状態経由劣化に強い。
【００３４】
【化７】
【００３５】
【化８】
【００３６】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
一方で、その他の結合タイプを含む材料は励起状態経由劣化に弱い。
【００３７】
すなわち、その他の結合タイプの材料とは例えば、上記単結合及び上記単結合で結ばれる芳香族炭化水素の部分構造が一般式［３］乃至［５］で表される材料である。又、その他の結合タイプの材料とは例えば、上記２つの単結合同士及び上記単２つの単結合で結ばれる３つ芳香族炭化水素の部分構造が一般式［６］乃至［８］で表される材料である。
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
【化１１】
【００４１】
【化１２】
【００４２】
【化１３】
【００４３】
【化１４】
（ただし、式［３］から［８］中の太線は前記単結合を示す。）
【００４４】
（２−２）励起状態経由劣化のメカニズム
各材料における励起状態経由劣化の強弱が、分子構造上の特徴で決定されているという現象（２−１）から、本発明者等は更に励起状態経由劣化のメカニズムを解明した。即ち、青発光層材料に使用できる化合物から構成された単膜においての励起状態経由劣化は、結合開裂によって発生したラジカル対が一部再結合せずに散逸してしまい、その残存ラジカルが発光をクエンチ（消光）することによって起こると考えた。
【００４５】
以下、その考えに至った理由について述べる。
検証実験Ｂでは、光照射後のサンプルから、単結合の解離により生じた種々の劣化物を検出した。この結果は、励起状態経由劣化が、単結合の解離を主体とすることを示唆している。
【００４６】
そもそも、
芳香族炭化水素同士のＣ原子−Ｃ原子の単結合（Ｃ−Ｃ単結合）や芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合の解離エネルギ−はおよそ４〜５ｅＶである。反対に、例えば、アミノ基と芳香族炭化水素のＣ原子−Ｎ原子の単結合（Ｃ−Ｎ単結合）や複素環と芳香族炭化水素のようなＣ−Ｎ単結合の解離エネルギ−は３〜４ｅＶ程度である。Ｃ−Ｎ単結合は、Ｃ−Ｃ単結合と比較して解離エネルギ−が小さいため、励起状態を経由して結合が解離しやすい。したがって、（２−１）で挙げた条件（ｉ）が励起状態経由劣化に強い青発光層材料の要件として重要であることがわかる。アルキル基で置換されてもよい芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、励起最低一重項状態Ｓ１や励起最低三重項状態Ｔ１になっただけでは結合開裂は起こりにくい。
【００４７】
このような、芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、Ｃ−Ｃ単結合の解離エネルギ−よりも高エネルギ−の高次の励起状態から、結合開裂すると考えられる。本発明者らは、この高エネルギ−状態は、この高次の励起三重項状態Ｔｎであると推察している。
【００４８】
励起最低三重項状態Ｔ１である分子に対し、励起最低一重項状態Ｓ１である他の分子からエネルギ−移動が起こり、高次の励起三重項状態Ｔｎが生じる。この場合、生じたＴｎのエネルギ−は、Ｔ１のエネルギ−とＳ１のエネルギ−の和となる。
【００４９】
最低三重項状態Ｔ１は励起寿命が長いため膜中での密度も高く、上記のようなエネルギ−移動過程は比較的高い頻度で起こると推察される。
【００５０】
検証実験サンプルのように青発光層に使用可能な材料のように励起最低一重項状態Ｓ１が３．０ｅＶ前後と大きい場合、エネルギ−移動により生じたＴｎ状態のエネルギ−は、Ｃ−Ｃ単結合の解離エネルギ−と同等以上になる可能性が十分ある。したがって、アルキル基で置換されてもよい芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、エネルギ−移動により高次の励起三重項状態Ｔｎになったことで、Ｃ−Ｃ単結合のほとんどが結合開裂を引き起こす可能性がある。
【００５１】
一般的に、結合開裂して生じたラジカル対は、再結合して単結合に戻る場合と、散逸してフリ−ラジカルとして残存する過程の２通りの過程があることが知られている。この２過程のうちどちらが支配的になるかは、主に２つの要因があることがわかっている。１つ目、ラジカル対の置かれた環境（気相・凝集相）に影響する。気相の場合、ラジカル対は、他分子にあまり影響を受けずに拡散してフリ−ラジカルになりやすい。反対に、凝集相の場合、２つのラジカルが対となって他分子に囲まれていて、あたかも「かご」の中に閉じ込められた状態である。このような状態の時、ラジカル対は、周囲の他分子のために拡散が困難になり、再結合して単結合に戻る方が支配的になる。実際に、溶媒の粘度が大きい場合、この効果が大きくなることが明らかにされている。この現象をかご効果（ケ−ジ効果）という。２つ目は、ラジカル対が再結合する際にどれだけ立体障害があるかに影響する。ラジカル対の再結合は、２つのラジカルの反応点同士が衝突することによって起きる。もし、２つのラジカルの反応点周辺に空間的に大きな原子や置換基等があると、これに邪魔されて２つのラジカルが近づきにくくなり、再結合が進行しにくくなるためである。ここで、ラジカル転位がほとんど無視できるならば、２つのラジカル反応点は、結合開裂が起きた結合で結ばれる２つの原子ということになる。また、拡散していく前のラジカル対は、結合開裂前の分子構造とそれほど変わらないと推測される。したがって、ラジカル対の再結合は、結合開裂が起きる前の結合周辺における立体障害の度合（嵩高さ）に影響を受けると言える。これを応用にして、実際に、ポリマ−の塗膜等の分野では、光重合開始剤としてフリ−ラジカルを効率よく生成するために再結合の立体障害が大きな分子構造を有した材料が用いている。
【００５２】
さて、検証実験サンプルや有機ＥＬ素子では、膜状態であるため、ラジカル対は他分子に取り囲まれていて拡散が非常に困難であり、再結合して単結合に戻りやすいと考えられる。つまり、かご効果が特に強い環境下にあるといえる。この場合、本発明者は次のことを考えた。結合開裂で生じたラジカルが再結合するか、あるいは拡散してフリ−ラジカルになるか（すなわち、クエンチャ−が生成し、劣化するか否か）は、残る２つ目の要因である単結合における立体障害の度合（嵩高さ）によって支配的に左右されるのではないかと考えた。
【００５３】
励起状態経由劣化に強い材料の要件（２−１）の（ｉｉ）で述べた芳香族炭化水素単同士の単結合周辺の部分構造において、一般式［１］及び［２］で表されるものは、一般式［３］乃至［８］で表されるものと比較して、概して単結合周辺における立体障害が小さい。これは、前述の推測通り、励起状態経由劣化の強弱は、（２−１）の（ｉ）で挙げた炭化水素化合物の場合は芳香族炭化水素同士の単結合周辺における嵩高さ（立体障害度合）によって決まっていることを示している。高次の励起三重項状態Ｔｎになればほとんどの芳香族炭化水素単同士の単結合が開裂してしまう。その場合、励起状態経由劣化の強弱は、発生したラジカル対が効率よく再結合して単結合に戻る度合（フリ−ラジカルの発生を抑制する度合）で決定されてしまうと考えられる。また、芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合の有無は、励起状態経由劣化の強弱に一定の関係を示さない。これは、芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合も、同様に高次の励起三重項状態Ｔｎで結合開裂を起こすが、芳香族炭化水素同士の単結合の場合と比較してラジカル対の再結合の度合が大きいためと推測される。
【００５４】
また、複素環を含むような材料は、ヘテロ原子が活性サイトとなり劣化反応が起こりやすいため、隣接するＣ原子に対して芳香族炭化水素等で置換する必要が生じる。この時、複素環内のヘテロ原子に隣接するＣ原子と置換した芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合は、二面角が０°に近くなるため、立体障害が大きくなりやすい。そのため、複素環を含むような材料が、芳香族環同士の単結合がたとえ全てＣ−Ｃ結合であっても検証実験において励起状態経由劣化に弱かったのは、立体障害により再結合が起きにくいためと推測される。
【００５５】
（２−３）励起状態経由劣化と露出表面積の関係
次に、本発明者等は、励起状態経由劣化の強弱が芳香族炭化水素同士の単結合周辺における立体障害の度合で決まっているという発見に対して、さらに詳しく解析した。即ち、Ｃ−Ｃ単結合周辺の立体障害度合を、露出表面積を算出することで数値化し、励起状態経由劣化寿命との関係を見出すことを試みた。
【００５６】
露出表面積とは、一般的に、原子または分子に見立てたプロ−ブ球を分子表面に沿って転がした時に、プロ−ブ球の中心が通ってできる表面の面積（ａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）のことである。図１に露出表面積の概念図を示す。図中のＳは露出表面積、ＭＬがファンデルワ−ルス半径を考慮した分子、ＰＢはプロ−ブ球を示している。なお、図１は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元の概念である。
【００５７】
今回、露出表面積の計算を特定の領域、即ち、芳香族炭化水素同士の単結合の中心付近、に絞って行うことで、芳香族炭化水素同士の単結合周辺において分子の嵩高さ（立体障害度合）を評価した。なぜならば、単結合周辺が嵩高さによって、露出している部分（露出表面積）が変化するからである。具体的には、芳香族炭化水素同士の単結合から３．０Åに存在する原子を選択し、それらの原子に属する露出表面積の和について、プロ−ブ球半径を１．７Åとして計算した。分子の構造は、分子軌道計算より求めた最低励起三重項状態Ｔ１の安定構造を用いた。結合開裂とラジカル対の発生及び再結合は非常に短時間に起こるとし、再結合時にも最低励起三重項状態Ｔ１の安定構造を維持している可能性が高いと考えたためである。
【００５８】
このようにして、各炭化水素化合物材料の芳香族炭化水素同士の各単結合について露出表面積を算出し、（１−２−Ａ）の検証実験Ａで求めた励起状態経由劣化寿命時間τとの関係について検討した。その結果、芳香族炭化水素同士の各単結合の露出表面積の最小値（すべての単結合の露出表面積値の中で、最小の物）が、励起状態経由劣化寿命時間τの対数と非常によい相関を示すことがわかった。これは、複数のＣ−Ｃの単結合で形成される材料では、結合開裂によって生じたラジカル対の再結合が最もしにくい（立体障害度合が最も大きい）Ｃ−Ｃ単結合が、励起状態経由劣化の強弱の支配因子と考えられるということである。
【００５９】
この立体障害度合が最も大きいＣ−Ｃ単結合とは各Ｃ−Ｃ単結合の露出表面積の中で最小値を与えるＣ−Ｃ単結合である。
【００６０】
なお、芳香族炭化水素同士の単結合についての露出表面積の上限値は、露出表面積が最も大きくなると推測されるｐ−ビフェニルに対して二面角の推移と露出表面積の関係を調べるとわかるように、１４０前後である。これに対し、アルキル基と芳香族炭化水素のＣ−Ｃ単結合は、露出表面積はおよそ２００以上の値を与えることもわかった。アルキル基と芳香族炭化水素のＣ−Ｃ単結合は、芳香族炭化水素同士の単結合に比較して、ラジカル対が格段に再結合しやすいと前述の（２−２）で行った推測と同じ結果を得た。
【００６１】
以上、一連の実験から、本発明者らは、初めて、励起状態経由劣化のメカニズムを解明し、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造上の特徴から設計することが可能にした。
【００６２】
次に、本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明の動作機構、即ち、有機発光素子の劣化を引き起こす経路を改善する最適な素子構成を発明した。
【００６３】
（本発明の動作機構）
本発明は、以下の要件（１）乃至（４）全てを満たすことで互いの要件が機能的に関連し、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。そして、それによって、連続駆動寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
（１）本発明は、陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、発光層と前記発光層に隣接するホ−ルブロック層を少なくとも有し、前記発光層にホスト材料と電子トラップ性ド−パント材料を少なくとも有する有機発光素子である。
（２）本発明は、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（３）本発明のホスト材料とホ−ルブロック層の材料はアルキル基で置換されてもよい、即ち無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。そしてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（４）本発明におけるド−パント材料は、青色蛍光ド−パント材料である。
【００６４】
要件（１）において、本発明における電子トラップ性ド−パントとは、発光層中で電子を効果的にトラップし、逆にホ−ルトラップとしては積極的に機能しないド−パントである。この結果、電子トラップ性ド−パント材料は、発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を陰極側へ偏らせる効果がある。このように再結合領域を発光層中の陰極側に偏らせると、ホ−ルが陰極側の発光層隣接層に漏れる現象を懸念する必要が顕著になる。そこで、発光層から陰極側へのホ−ル漏れを防止し、両電極から注入されたホ−ルと電子の再結合領域を発光層内に留める必要があるため、陰極側の発光層隣接層はホ−ルブロック層でなくてはならない。
【００６５】
発光層では、ホ−ルと電子が発光層中で再結合することで励起状態（一重項状態と三重項状態）が生成される。励起状態が生成されることによるエネルギ−移動により、各有機層の材料が高次の励起三重項状態Ｔｎになり、結合開裂とラジカル対の再結合を繰り返す過程で、各有機層の材料が劣化すると考えられる。要件（１）において、励起状態経由劣化が起きる前記各有機層の材料とは、主に２つが挙げられる。１つは、ホ−ルと電子の再結合が起こる発光層の材料、とりわけ、濃度比の大きい発光層ホスト材料である。２つ目は、ホ−ルと電子の再結合領域との距離が近くなった発光層隣接層のホ−ルブロック層（ただし、要件（２）を満たした場合）である。要件（１）において、ホ−ルと電子の再結合領域は、発光層中の陰極側に偏っているため、陽極側の発光層隣接層は、エネルギ−移動による高次の励起三重項状態Ｔｎは生成しずらく、励起状態経由劣化が起こる程度が小さくなると考えられる。
【００６６】
要件（２）は、要件（１）を満たした場合、発光層ホスト材料からホ−ルブロック層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させる働きがある。これによって、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１の密度を減らし、発光層ホスト材料が、高次の励起三重項状態Ｔｎになって結合開裂する割合を減らすことが可能となる。要件（２）に反して、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して高い場合は、発光層ホスト材料からホ−ルブロック層へ励起三重項状態かエネルギ−移動しないため、発光層ホスト材料の励起状態経由劣化が顕著になってしまう。また、そもそも、有機薄膜の励起最低三重項状態Ｔ１のエネルギ−は、中心値の周りにある幅をもってばらつきが存在すると考えられる。そのため、発光層ホスト材料から発光層隣接層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させるには、発光層隣接層の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−が、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−よりも単に低いだけでは不十分である。したがって、要件（２）のように、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−は、発光層ホスト材料と比較して０．１ｅＶより低い必要がある。
【００６７】
要件（３）は、発光層ホスト材料とホ−ルブロック層の材料自体の励起状態経由劣化に対して強くする効果がある。要件（１）及（２）により、発光層ホスト材料と発光層隣接層であるホ−ルブロック層に励起最低三重項状態Ｔ１を分散させることできた。しかし、要件（３）を満たさなければ、結合開裂時に発生したラジカル対が再結合しずらくなり、結局、発光層ホスト材料とホ−ルブロック層の材料は、励起状態経由劣化が起こる程度が大きくなり、かえって逆効果になってしまう。
【００６８】
要件（４）は、要件（１）乃至（３）によって励起状態経由劣化を抑制する効果が特に大きくなるための条件である。励起状態のエネルギ−が高いと、結合開裂が起こりやすくなり、励起状態経由劣化がより顕著になると考えられる。青色発光ド−パント材料を用いた場合は、最低一重項状態Ｓ１状態が高く、エネルギ−移動により生成する高次の励起三重項状態Ｔｎも高くなるため、特にこの励起状態経由劣化が問題になる。そのため、励起状態経由劣化を起因とした劣化改善を目的とした本発明は、特に発光層に青色発光ド−パント材料を用いた素子の場合に効果がある。また、発光ド−パント材料は、燐光ド−パントの場合、励起最低三重項状態Ｔ１の励起寿命が速いため、励起最低三重項状態Ｔ１発光層ホスト材料から燐光ド−パントへすぐにエネルギ−移動すると推測される。このため、発光ド−パント材料が燐光ド−パントの場合は、発光層ホスト材料の励起状態経由劣化改善を軸とした本発明には、効果が少ないと考えられる。一方で、本発明は特に発光層に青色蛍光ド−パント材料を用いた素子に効果がある。
【００６９】
以上のように、本発明は、要件（１）乃至（４）の全てを満たすことで、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。
【００７０】
さて、本発明は、上述のように、青蛍光ド−パント材料によって発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を片側に偏らせている。その上で本発明はホスト材料と再結合領域に近い側の発光層隣接層に対して、励起最低三重項エネルギ−Ｔ１に関する条件と、励起状態経由劣化に強い分子構造上の条件を青蛍光ド−パントに課している。それによって、励起状態経由劣化を引き起こす要因である、励起最低三重項状態を効果的にかつ確実に分散させ、かつ、分散させた材料自体が励起状態経由劣化に強いために、全体として励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となった。ここで、励起最低三重項状態を効果的に確実に分散させる層は、上述のホスト材料と陰極側の発光層隣接層の代わりに、ホスト材料と陽極側の発光層隣接層であっても、同様にして励起状態経由劣化を最大限に抑制することができる。
【００７１】
したがって、本発明は、上記の要件（１）乃至（３）の代わりに、以下の要件（１ａ）乃至（３ａ）と、上記要件（４）の全てを満たすことで、上述と同様にして互いの要件が機能的に関連し、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。そして、それによって、連続駆動寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
（１ａ）本発明は、陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、発光層と前記発光層に隣接する電子ブロック層を少なくとも有し、前記発光層にホスト材料とホ−ルトラップ性ド−パント材料を少なくとも有する有機発光素子である。
（２ａ）本発明は、電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（３ａ）本発明のホスト材料と電子ブロック層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（４）本発明におけるド−パント材料は、青色蛍光ド−パント材料である。
【００７２】
要件（１ａ）において、ホ−ルトラップ性ド−パントとは、発光層中でホ−ルを効果的にトラップし、逆に電子トラップとしては積極的に機能しないド−パントである。ホ−ルトラップ性ド−パント材料は、発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を陽極側へ偏らせる効果がある。このように再結合領域を発光層中の陽極側に偏らせると、電子が陽極側の発光層隣接層に漏れる現象を懸念する必要が顕著になる。そこで、発光層から陽極側への電子の漏れを防止し、両電極から注入されたホ−ルと電子の再結合領域を発光層内に留める必要があるため、陽極側の発光層隣接層は電子ブロック層でなくてはならない。要件（１ａ）において、励起状態経由劣化が起きる各有機層の材料は、ホスト材料と、ホ−ルと電子の再結合領域との距離が近くなった発光層隣接層の電子ブロック層（ただし、要件（２ａ）を満たした場合）である。要件（１ａ）において、ホ−ルと電子の再結合領域は、発光層中の陽極側に偏っているため、陰極側の発光層隣接層は、励起状態経由劣化が起こる程度が小さくなると考えられる。
【００７３】
要件（２ａ）は、要件（１ａ）を満たした場合、要件（２）と同様な理由で、発光層ホスト材料から電子ブロック層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させる働きがある。
【００７４】
要件（３ａ）は、発光層ホスト材料と電子ブロック層の材料自体の励起状態経由劣化に対して強くする効果がある。要件（１ａ）及（２ａ）により、発光層ホスト材料と発光層隣接層である電子ブロック層に励起最低三重項状態Ｔ１を分散させることできた。しかし、要件（３ａ）を満たさなければ、発光層ホスト材料と電子ブロック層の材料は、励起状態経由劣化が起こる程度が大きくなり、かえって逆効果になってしまう。
【００７５】
本発明は、上記要件（１）乃至（４）に加えて、以下の要件（５）を満たすと、さらに励起状態経由劣化を抑制することが可能になり、有機発光素子の劣化をさらに改善できる。
【００７６】
（５）発光層ホスト材料及びホ−ルブロック層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
また、本発明は、上記要件（１ａ）乃至（３ａ）、及（４）に加えて、以下の要件（５ａ）を満たすと、さらに励起状態経由劣化を抑制することが可能になり、有機発光素子の劣化をさらに改善できる。
【００７７】
（５ａ）発光層ホスト材料及び電子ブロック層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
本発明において、青色蛍光ド−パント材料にフルオランテン骨格を部分構造に有する材料を用いると、効果的に電子トラップ性青色発光ド−パント材料が容易に得られる。フルオランテン骨格を部分構造に有する場合、六員環の縮合多環芳香族炭化水素と比較して概して最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯを低いためである。本発明において、青色蛍光ド−パント材料の部分構造にフルオランテン骨格の数が多数含まれると、ＬＵＭＯはさらに低く設定できるため、より好ましい。
【００７８】
また、本発明において、青色蛍光ド−パント材料は、アミノ基や芳香族炭化水素と複素環同士のＣ−Ｎ単結合を分子中に含まない炭化水素化合物であることがより好ましい。青色蛍光ド−パント材料は、ホスト材料と比較して光励起劣化の寄与は小さいと考えられるが、Ｃ−Ｎ単結合を含むと、励起最低一重項状態Ｓ１になっただけで結合開裂してしまう恐れがあるためである。ただし、ホ−ルトラップ性青色蛍光ド−パント材料によってホ−ルのみを効果的にトラップする青色発光層を構成するには、青色蛍光ド−パント材料にアリ−ルアミノ基を部分構造に有すると得やすいことも考慮する必要がある。
【００７９】
本発明において、発光層ホスト材料は、励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１が２．５ｅＶ以下であることがより望ましい。励起最低三重項状態Ｔ１の励起寿命を極力抑え、高次の励起三重項状態Ｔｎになることをできるだけ抑制するためである。また、本発明は青蛍光ド−パント材料を有する発光素子のため、高次の励起三重項状態Ｔｎ状態エネルギ−の高さをできるだけ抑え、Ｃ−Ｃ単結合の結合解離を極力抑える効果もある。
【００８０】
本発明において、発光層隣接層の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−を、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１と比較して０．１ｅＶより低くするには、以下のように材料を設計する際に工夫すると達成されやすい。
【００８１】
即ち、発光層隣接層と発光層ホスト材料の両者でＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布が同じになるような同一芳香族炭化水素骨格を含まないようにして、それぞれ材料を分子構築するとよい。
【００８２】
分子軌道計算によると、一般に、ある分子の励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１の高さは、分子のＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布がドラスティックに変化しない場合、励起最低一項状態エネルギ−Ｓ１の高さに付随して変化する。そのため、２種類の分子で、ＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布が両者であまり差がないような場合、励起最低一項状態エネルギ−Ｓ１だけではなく、励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１もほとんど変わらない傾向があるためである。
【００８３】
本発明において、青色蛍光ド−パントの濃度は、トラップ機構や、ホスト材料から青色発光ド−パント材料へのエネルギ−移動を考慮すると、ホスト材料と青色蛍光ド−パント材料との総重量に対して０．１重量％以上３５重量％以下が好ましい。１重量％以上１５重量％以下がより好ましい。
【００８４】
本発明における有機発光素子において、発光層ホスト材料から片側のみならず両側の発光層隣接層へ励起最低三重項状態Ｔ１をエネルギ−移動させることで、さらに劣化改善が期待できる。
【００８５】
そのためには、上記の要件（１）乃至（４）に加えて、以下の要件（６）及及び（７）を満たす必要がある。又は、上記（１ａ）乃至（３ａ）、及び上記（４）に加えて、以下の要件（６ａ）及び（７ａ）を満たす必要がある。
（６）陽極側の発光層隣接層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（７）陽極側の発光層隣接層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この材料は前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（６ａ）陰極側の発光層隣接層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（７ａ）陰極側の発光層隣接層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この材料は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
【００８６】
本発明における有機発光素子において、上記の要件（１）乃至（７）を満たし、加えて（８）を満たすと、よりいっそうの劣化改善が期待できる。
（８）陽極側の発光層隣接層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
また、同様に、本発明における有機発光素子において、上記（１ａ）乃至（３ａ）、及び上記（４）及び、上記（５ａ）乃至（７ａ）を満たし、加えて（８ａ）を満たすと、よりいっそうの劣化改善が期待できる。
（８ａ）陰極側の発光層隣接層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい。
【００８７】
本発明における青色発光とは、ｘｙ色度座標上で、Ｋｅｌｌｙが示したＢｌｕｅ、Ｐｕｒｐｌｉｓｈ Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅ、Ｂｌｕｉｓｈ Ｐｕｒｐｌｅ、Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎの範囲の発光色をいう。（Ｋｅｌｌｙ、Ｋ．Ｌ．、Ｃｏｌｏｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔｓ、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．ＡＭ．３３、６２７−６３２（１９４３））
なお、本発明においてド−パント材料の発光スペクトルは、後述するように、濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌ程度の溶液状態で希薄したサンプルについて、フォトルミネッセンスを測定することによって得る。
【００８８】
本発明において、青色蛍光ド−パント材料が電子トラップ性を持つとは、発光層ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）、最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）、最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
の関係を満たすことである。この条件によって、発光層中の青色蛍光ド−パント材料は電子を効果的にトラップし、かつ、ホ−ルは積極的にトラップしない。つまり、電子のみをトラップする発光層を実現できる。
【００８９】
本発明において、発光層に隣接するホ−ルブロック層は、発光層ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）とホ−ルブロック層の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（ＨＢＬ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（ＨＢＬ）｜
を満たさなくてはならない。
【００９０】
本発明において、青色蛍光ド−パント材料がホ−ルトラップ性を持つとは、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
の関係を満たすことである。この条件によって、発光層中の青色蛍光ド−パント材料はホ−ルを効果的にトラップし、かつ、電子は積極的にトラップしない。つまり、電子のみをトラップする発光層を実現できる。
【００９１】
本発明において、発光層に隣接する電子ブロック層は、発光層ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と電子ブロック層の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（ＥＢＬ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（ＥＢＬ）｜
を満たさなくてはならない。
【００９２】
本発明におけるホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料に係るアルキル基としては、メチル基、メチル−ｄ１基、メチル−ｄ３基、エチル基、エチル−ｄ５基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル−ｄ７基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル−ｄ９基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９３】
本発明におけるホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料に係る芳香族炭化炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、トリフェニレン、フェナンスレン、ピレン、ジベンゾ［ｆ、ｊ］ピセン、クリセン、ベンゾ［ｅ］ピレン、ベンゾ［ｇ］クリセン、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン、ジベンゾ［ｆｇｏｐ］ナンタセン、ジベンゾ［ａ，ｃ］アントラセン、ピセン、ジベンゾ［ｇ、ｐ］クリセン、ジベンゾ［ｈｉ，ｕｖ］ヘキサセン、ベンゾ［ａ］アントラセン、ベンゾ［ｇｈｉ］ペリレン、ベンゾ［ｃ］クリセン、トリベンゾ［ａ，ｃ，ｈ］アントラセン、ナフト［２，３−ｈ］ペンタフェン、ベンゾ［ｂ］クリセン、ジベンゾ［ａ，ｈ］アントラセン、ジベンゾ［ｃ，ｇ］クリセン、ジベンゾ［ａ，ｉ］アントラセン、ジベンゾ［ｃ，ｇ］フェナンスレン、ジベンゾ［ｉｊ、ｎｏ］テトラフェン、ベンゾ［ｓ］ピセン、９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン、１３，１３−ジメチル−１３Ｈ−ジベンゾ［ａ，ｇ］フルオレン、７，７−ジメチル−７Ｈ−ジベンゾ［ｂ，ｇ］フルオレン、７，７−ジメチル−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］フルオレン、フルオランテン、ベンゾ［ｋ］フルオランテン、ベンゾ［ｅ］アセフェナントリレン、ナフト［２，３−ｅ］フェナントリレンが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９４】
本発明において、部分構造とは、明記されたＨ原子以外で、一般式［１］又は［２］で表される構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造を含む。さらに一般式［１］又は［２］で表される構造にさらに環が縮合された構造、及び、環が縮合された構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造も含む。ただし、芳香族環が置換される場合に発生する新たな単結合と単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造は、一般式［１］又は［２］のみで表される。
【００９５】
本発明において、ホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料を構成する部分構造は、一般式［１］または［２］で示される構造である。一般式［１］または［２］において、明示されたＨ原子以外の位置は、さらにアルキル基や芳香族環が置換されていてもよい。一般式［１］または［２］において、明示されたＨ原子以外の位置は、さらに環が縮合されていてもよい。また、環が縮合された構造に、さらにアルキル基や芳香族環が置換されてもよい。ただし、芳香族環が置換される場合に発生する新たな単結合と単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造は、一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
【００９６】
本発明において、部分構造が一般式［１］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００９７】
【化１５】
【００９８】
本発明において、部分構造が一般式［２］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００９９】
【化１６】
【０１００】
したがって、本発明において、発光層ホスト材料及び発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１をエネルギ−移動させた発光層隣接層（ホ−ルブロック層、又は、電子ブロック層）の材料は、例えば、以下のような分子的特徴を有するとも言える。
【０１０１】
即ち、このような材料はアルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。
【０１０２】
加えて前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［３］乃至［５］で表されない材料である。又は、上記２つの単結合同士及び上記単２つの単結合で結ばれる３つ芳香族炭化水素の部分構造が一般式［６］乃至［８］で表されない材料である。
【０１０３】
ここで、本発明から除外される部分構造とは、明記されたＨ原子以外で、一般式［３］乃至［８］で表される構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造である。加えて一般式［３］乃至［８］で表される構造にさらに環が縮合された構造、及び、環が縮合された構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造を含む。
【０１０４】
ここで、本発明から除外される部分構造とは、一般式［３］から［８］で表される構造である。一般式［３］から［８］において、明記されたＨ原子以外の位置は、アルキル基や芳香族環が置換されてもよい。また、一般式［３］から［８］において、明記されたＨ原子以外の位置は、さらに環が縮合されていてもよい。また、環が縮合された構造に、さらにアルキル基や芳香族環が置換されてもよい。
【０１０５】
本発明から除外される部分構造が一般式［３］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１０６】
【化１７】
【０１０７】
本発明から除外される部分構造が一般式［４］で表される単結合としては、例えば、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１０８】
【化１８】
【０１０９】
本発明から除外される部分構造が一般式［５］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１０】
【化１９】
【０１１１】
本発明から除外される部分構造が一般式［６］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１２】
【化２０】
【０１１３】
本発明から除外される部分構造が一般式［７］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１４】
【化２１】
【０１１５】
本発明から除外される部分構造が一般式［８］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１６】
【化２２】
【０１１７】
図２及び図３に本発明の有機発光素子の構成例を示す。
【０１１８】
図２は、基板１上に、陽極２、ホ−ル輸送層５、発光層３，ホ−ルブロック層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−ルと電子の再結合領域は発光層内にある。陽極２と陰極４が１対の電極として対向して配置されている。ホ−ル輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料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とともに、発光波長を異にする種々の材料が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、発光層３に各キャリアまた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。発光層３は、ホスト材料と電子トラップ性青蛍光ド−パント材料を少なくとも有する。これによって、ホ−ルと電子の再結合領域は発光層内の陰極側に偏る。ホ−ルブロック層６は、ＨＯＭＯエネルギ−の低い（イオン化ポテンシャルの絶対値が小さい）材料を用いることにより、発光層から陰極側へのホ−ル漏れを改善し、発光効率の向上に効果的な構成である。
【０１１９】
また、図２に対して、ホ−ル輸送層の一種であるホ−ル注入層を、陽極２側に挿入しても良い。陽極２とホ−ル輸送層５の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【０１２０】
また、図２に対して、電子輸送層をホ−ルブロック層６と陰極側４の間に挿入しても良い。図２に対して、電子輸送層の一種である電子注入層を、陰極４側に挿入しても良い。陰極４と電子ブロック層６の密着性改善あるいは電子の注入性改善に効果があり、低電圧化に効効果的である。
【０１２１】
図３は、基板１上に、陽極２、電子ブロック層７、発光層３，ホ−ル輸送層８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−ルと電子の再結合領域は発光層内にある。ホ−ル輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料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とともに、発光波長を異にする種々の材料が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、発光層３に各キャリアまた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。発光層３は、ホスト材料とホ−ルトラップ性青蛍光ド−パント材料を少なくとも有する。これによって、ホ−ルと電子の再結合領域は発光層内の陽極側に偏る。電子ブロック層６は、ＬＵＭＯエネルギ−の高い（電子親和力の絶対値が小さい）材料を用いる事により、発光層から陽極側への電子の漏れを改善し、発光効率の向上に効果的な構成である。
【０１２２】
また、図３に対して、ホ−ル輸送層を電子ブロック層７と陽極側２の間に挿入しても良い。図２に対して、ホ−ル輸送層の一種であるホ−ル注入層を、陽極２側に挿入しても良い。陰極２と電子ブロック層７の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効効果的である
また、図２に対して、電子輸送層の一種である電子注入層を、陰極４側に挿入しても良い。陰極４と電子輸送層８の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【０１２３】
最低一重項励起エネルギ−（エネルギ−ギャップ）の測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本発明においては、ガラス基板上に成膜した薄膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【０１２４】
最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギ−は、大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−１ 理研機器製）を用いてイオン化ポテンシャルを測定した。
【０１２５】
最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギ−はエネルギ−ギャップ測定値と上記イオン化ポテンシャルから算出することができる。すなわち、電子親和力＝イオン化ポテンシャル−エネルギ−ギャップ、である。
【０１２６】
発光材料の発光スペクトルは、日立製蛍光光度計Ｆ４５００にてフォトルミネッセンスを測定することで得た。本発明における測定は、濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌ程度の溶液状態のものを用いた。溶媒には、トルエン、又は、シクロヘキサンを使用した。
【０１２７】
励起最低三重項エネルギ−は、対象となる有機材料の燐光スペクトルから求めることが可能である。具体的には、液体窒素温度（７７Ｋ）等の低温下において燐光スペクトルの測定を行い、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピ−ク（最も短波長のピ−ク）から、Ｔ１エネルギ−を得られる。
【０１２８】
尚、燐光発光が得られないものは（燐光が弱く測れない）ものは、三重項増感剤からのエネルギ−移動を用いる。
【０１２９】
また、燐光の発光効率が非常に低いために、上記の方法で燐光が測れない場合には、アクセプタ−への三重項−三重項エネルギ−移動を用いて励起最低三重項エネルギ−が得られる方法がある。
【０１３０】
以上の測定を行っても燐光発光が得られない場合は、Ｔｕｒｂｏｍｏｌｅ等の計算化学ソフトウェアにより、以下の計算手法によって、励起最低三重項エネルギ−を得ることができる。まず、基底状態の構造最適化を密度汎関数法（ＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いて計算する。次に、最適化された構造において、時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いて励起最低三重項（吸収）エネルギ−を計算する。なお、ＤＦＴ及びＴＤＤＦＴの計算には、代わりに同様の機能を持つ計算化学ソフトウェアを用いてもよい。以上のようにして計算した励起最低三重項（吸収）エネルギ−Ｔ１（ｃａｌｃ．）［ｅＶ］から、以下の相関式２を用いて、膜状態にて上記測定した励起三重項エネルギ−Ｔ１（ｅｘｐ．ｆｉｌｍ）［ｅＶ］測定値に対する推定値を得ることができる。
Ｔ１（ｅｘｐ．／ｅｘｐ）＝０．４５１８×Ｔ１（ｃａｌｃ．）＋１．３２４８ 式２
本発明において、露出表面積とは以下の計算手法で一意的に定まる。
【０１３１】
まず初めに、多配座の中で最低励起状三重項状態Ｔ１の安定構造を求める。より具体的には、Ｃａｃｈｅ等の計算化学ソフトウェアを用いて、分子力場計算法（ＭＭ３）により、
配座異性体の最適化構造の中で最安定構造について探索を行った。このＭＭ３による多配座の中での最安定構造を初期構造とし、Ｔｕｒｂｏｍｏｌｅ等の計算化学ソフトウェアを用いて、密度汎関数法（ＤＦＴ）により最低励起状三重項状態Ｔ１の安定構造を求めた。ＤＦＴには、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いればよい。なお、ＭＭ３計算及びＤＦＴの計算には、代わりに同様の機能を持つ計算化学ソフトウェアを用いてもよい。
【０１３２】
次に、芳香族炭化水素同士の各単結合の露出表面積を求める。芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積は、芳香族炭化水素同士の単結合の中点から一定距離以内（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ＝３．０Å）に存在する原子を選択し、それら原子に属する露出表面積の和を計算した（図４）。図４中、ＢＣは芳香族炭化水素同士の単結合の中点である。Ｒは、各原子の中心からｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径（Ｂｏｎｄｉによる値）にプロ−ブ半径を足した値を半径に持つ球の表面を示す。Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子である。ＰＸはＢＣから３．０単位以内の領域を示す。ＳＡはＰＸに含まれる原子、ＵＳＡはＰＸに含まれない原子を示す。Ｓは注目した単結合の露出表面積である。なお、図４は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元で計算する。
【０１３３】
露出表面積は、プロ−ブ半径（ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ）を１．７Åとしてブロ−プ球の中心が通ってできる表面の面積を考えればよい。より具体的には、分子のｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径（Ｂｏｎｄｉによる値）＋プロ−ブ半径の表面上にグリッド点を発生させ、他の原子内に入り込んでいるものを除き、残ったグリッド点の数を数えることで近似計算することが可能である（図５）。図５中、Ａはｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径を考慮した原子、ＰＢはプロ−ブ球、ＧＲはグリッド点を示す。Ｒはｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径にプロ−ブ半径を足した値である。なお、図５は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元で計算する。
【０１３４】
グリッド点の発生には、各原子のｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径＋プロ−ブ半径の球に内接する正２０面体を元に、各面を２５の正三角形に分割し、各正三角形の頂点を外接球に射影して得られる立体（ｇｅｏｄｅｓｉｃ ｄｏｍｅ）の頂点を用いた。これにより２５２点のグリッドが生成される。本発明における露出表面積の計算は、もちろんこの近似に限ったものではないが、近似する場合、少なくとも、２５２点以上のグリッド生成をすることが望ましい。
各単結合の露出表面積を計算したら、そのうち最小の値を選択する。
【０１３５】
本発明において、ホ−ル（正孔）輸送性材料としては、陽極からのホ−ルの注入を容易にし、また注入されたホ−ルを発光層に輸送する優れたモビリティを有するることが好ましい。ホ−ル注入輸送性能を有するる低分子および高分子系材料としては、トリアリ−ルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾ−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−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。また、電子親和力の小さい材料は、電子ブロック材料としても使用できる。
【０１３６】
本発明において、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るものから任意に選ぶことができ、ホ−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る材料としては、オキサジアゾ−ル誘導体、オキサゾ−ル誘導体、チアゾ−ル誘導体、チアジアゾ−ル誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾ−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。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホ−ルブロック材料としても使用できる。
【０１３７】
本発明の有機発光素子の有機材料からなる層は、発光層やその他有機層において種々の方法により得られる。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ＣＶＤにより薄膜を形成する。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−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）により薄膜を形成する。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。
【０１３８】
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−ル樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレ−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−ル樹脂、ポリビニルアセタ−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−テルスルホン樹脂、ジアリルフタレ−ト樹脂、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、シリコ−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−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。
【０１３９】
本発明において、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−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−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。
【０１４０】
本発明において、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。
【０１４１】
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−ト等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラ−フィルタ−膜、蛍光色変換フィルタ−膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロ−ルする事も可能である。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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−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−し、適当な封止樹脂により素子自体をパッケ−ジングすることもできる。
【０１４４】
本発明に係る有機発光素子は画像表示装置の画素として用いられても良いし、あるいは照明光源として用いられても良い。画像表示装置は本発明に係る有機発光素子である画素とその発光強度を制御するために有機発光素子と接続するトランジスタとを有しても良い。
【０１４５】
画像表示装置はこのような画素を複数有しても良い。照明光源は白色発光する光源でも単色（例えば赤、青、緑のいずれかの色）を発光する光源でも良い。照明光源は複数の異なる色を混色させて白色を発光する光源でも良い。その場合本発明に係る有機発光素子はそのうちの一色を発光するものであってもよい。
【実施例】
【０１４６】
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。
【０１４７】
（合成例）
実施例１乃至６で使用する化合物１乃至１３の合成例を以下に示す。
【０１４８】
【化２３】
【０１４９】
＜化合物１の合成例＞
１００ｍｌナスフラスコにＮ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４．８８ｇ（１４．５ｍｍｏｌ）、２−ヨ−ド−９，９−ジメチルフルオレン６．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム４．００ｇ、銅粉３．０ｇ、オルトジクロロベンゼン３０ｍｌを仕込み、冷却管をつけて、２０時間還流撹拌を続けた。反応液を冷却後、濾過し、減圧化でオルトジクロロベンゼンを濃縮除去した後、メタノ−ルを加えて粗製結晶を析出させて濾取した。
【０１５０】
得られた粗製結晶をシリカゲルカラムを用いてトルエン／ヘキサン混合溶液で精製することにより、化合物１の白色結晶７．３２ｇ（収率７０％）が得られた。
【０１５１】
＜化合物２の合成例＞
【０１５２】
【化２４】
【０１５３】
１）中間体化合物２−１の合成
（３−Ｂｒｏｍｏ−ｐｈｅｎｙｌ）−（９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ（化合物２−１）は、
（９，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅと３−Ｂｒｏｍｏｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅを原料として用いＵｌｌｍａｎｎ反応により製造できる。
【０１５４】
２）化合物２の合成
３００ｍｌ三ツ口フラスコを用意した。その中にジボレ−トビフェニレン中間体２−２１．８ｇ（４．４ｍｍｏｌ）を入れた。更に（３−Ｂｒｏｍｏ−ｐｈｅｎｙｌ）−（９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ［１−１］４．３ｇ（９．７ｍｍｏｌ）を入れた。更にトルエン１００ｍｌおよびエタノ−ル５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸カルシウム１２ｇ／水５０ｍｌの水溶液を滴下した。次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２５ｇ（０．２２ｍｍｏｌ）を添加した。室温で３０分攪拌した後７０度に昇温し９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（ヘキサン＋トルエン混合展開溶媒）で精製し、化合物２（白色結晶）１．４ｇ（収率７４％）を得た。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８７２．４を確認した。
【０１５５】
＜化合物３の合成例＞
【０１５６】
【化２５】
【０１５７】
（１）中間体３−１の合成
反応容器に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
５−ブロモアセナフチレン：１４．５ｇ（６２．８ｍｍｏｌ）
ジフェニルイソベンゾフラン：１７．１ｇ（６３．３ｍｍｏｌ）
キシレン：２００ｍｌ
次に、反応溶液を溶媒であるキシレンが還流する温度で加熱しながら５時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去した。次に、無水トリフルオロ酢酸２６ｍｌとクロロホルム２６０ｍｌとを加えた後、反応溶液を還流させながら１時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、この残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ−（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／３）で精製することにより、中間体３−１である４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンを黄色固体として１６ｇ得た。
【０１５８】
（２）化合物３の合成
反応容器を窒素雰囲気にしてから、以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン：０．７ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）
２−（フルオランテン−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン：０．４８ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）
トルエン：１００ｍｌ
エタノ−ル：５０ｍｌ）
次に、炭酸セシウム０．９５ｇ（２．９０ｍｍｏｌ）を蒸留水１５ｍｌに溶解させた水溶液を反応溶液中に加えた後、反応溶液を５０℃に加熱し３０分攪拌した。
【０１５９】
さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．１７ｇ（０．１４５ｍｍｏｌ）を加えた後、反応溶液を９０℃に加熱したシリコ−ンオイルバス上で加熱しながら５時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、水、トルエン、酢酸エチルを加え、有機層を分離した。また水層についてさらにトルエン、酢酸エチルの混合溶媒で２回溶媒抽出を行い、有機層をはじめに分離した有機層に追加した。次に、集めた有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、有機層の溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ−（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／３）で精製することで結晶を得た。次に、得られた結晶を１２０℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことによって、化合物３を淡黄色固体として０．６ｇ得た。
【０１６０】
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６０４．７を確認した。
【０１６１】
化合物３を含む濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌのトルエン溶液のＰＬスペクトルを、日立製Ｆ−４５００を用いて励起波長３５０ｎｍで測定したところ、４５１ｎｍ強度を有する青色発光スペクトルを観測した。（図６のＬ３）
＜化合物４の合成例＞
【０１６２】
【化２６】
【０１６３】
（１）中間体４−３の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体４−１、１．０ｇ（２．５１ｍｍｏｌ）、中間体４−２、１．０ｇ（２．５１ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、５．０ｇ、トルエン５０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体４−３（黄白色結晶）０．９２７ｇ（収率６８％）を得た。
【０１６４】
（２）化合物４の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体４−３、０．９２４ｇ（１．７０ｍｍｏｌ）、中間体４−４、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４（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。
化合物４を含む濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌのトルエン溶液のＰＬスペクトルを、日立製Ｆ−４５００を用いて励起波長３５０ｎｍで測定したところ、４４３ｎｍに最大強度を有する青色発光スペクトルを観測した。（図６のＬ４）
＜化合物５の合成例＞
【０１６５】
【化２７】
【０１６６】
３００ｍｌ三ツ口フラスコに、２−ヨ−ド−９，９−ジメチルフルオレン［中間体５−１］５．８ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）およびジエチルエ−テル８０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、−７８度で撹拌下、ｎ−ブチルリチウム（１５％ヘキサン溶液）１１．７ｍｌ（１８．１ｍｍｏｌ）を滴下した。室温まで昇温し１時間撹拌した後、−２０度に冷却しフェナントロリン［８Ｂ］０．８１ｇ（４．５１ｍｍｏｌ）のトルエン１００ｍｌ分散液を滴下した。室温で１２時間撹拌後、水を加え有機層をクロロホルムで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、アルミナカラム（ヘキサン＋クロロホルム混合展開溶媒）で精製し、化合物５（白色結晶）２．０４ｇ（収率８０％）を得た。
【０１６７】
＜化合物６の合成例＞
（１）中間体６−１の合成
【０１６８】
【化２８】
【０１６９】
８−ブロモ−３−クロロベンゼン［ｃ］フェナンスレン ２６０ｍｇ（０．７６ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸 ９７ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） ５３ｍｇ（０．０４６ｍｍｏｌ）をトルエン４ｍｌ、エタノ−ル１ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）２ｍｌ中に入れ、９０℃で４時間攪拌した。冷却後、水１００ｍｌを加えトルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をろ過し、ろ液を濃縮したものを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：９）にて精製後、メタノ−ルで洗浄を行い白色固体中間体６−１を１８０ｍｇ（収率：６９％）得た。
【０１７０】
（２）中間体６−２の合成
【０１７１】
【化２９】
【０１７２】
次に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０） ４８ｍｇ（０．０５３ｍｍｏｌ）、トリシクロへキシルホスフィン ３７ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン５ｍｌ中に入れ、室温で１５分攪拌した後、中間体６−１ １８０ｍｇ（０．５３ｍｍｏｌ）、ビスピナコラトジボロン ０．２０ｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ７７ｍｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、を加え９５℃で３時間攪拌した。冷却後、水１００ｍｌを加えトルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液をろ過し、ろ液を濃縮した。これを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：１）にて精製後、メタノ−ルで洗浄し、白色固体中間体６−２を６８ｍｇ（収率：３０％）得た。
【０１７３】
（３）中間体６−３の合成
【０１７４】
【化３０】
【０１７５】
次に、中間体６−ブロモナフタレン−２−オ−ル ３．０ｇ（１３ｍｍｏｌ）、（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸 ３．３ｇ（１４ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） ０．３１ｇ（０．２７ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ、エタノ−ル５０ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）５０ｍｌ中に入れ、７６℃で２４時間攪拌した。冷却後、クロロホルムで抽出を行った。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をカラムクロマトグラフィ−（クロロホルム）にて粗精製を行った。これを、ヘプタンで洗浄を行い薄い茶色固体中間体６−３を２．７ｇ（収率：６０％）得た。
【０１７６】
（４）中間体６−４の合成
【０１７７】
【化３１】
【０１７８】
次に、中間体６−３ ０．３０ｇ（０．８９ｍｍｏｌ）をピリジン３ｍｌに溶解させ０℃にした後、無水トリフルオロメタンスルホン酸０．３６ｍｌ（２．１ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。反応溶液の温度を徐々に室温に上げながら２時間攪拌した。水、トルエンを加え、トルエンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ−（トルエン：ヘプタン＝１：２）で精製し、中間体６−４を０．２３ｇ（収率５６％）得た。
【０１７９】
（５）化合物６の合成
【０１８０】
【化３２】
【０１８１】
次に、中間体６−２ ６８ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）、中間体６−４ ７０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） １７ｍｇ（０．０１５ｍｍｏｌ）をトルエン２ｍｌ、エタノ−ル１ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）１ｍｌ中に入れ、９０℃で２時間攪拌した。冷却後、トルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をろ過し、ろ液を濃縮したものを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：４）にて精製後、メタノ−ルで洗浄を行い白色固体 化合物６を６８ｍｇ（収率：６９％）得た。
【０１８２】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．２６（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝９．５Ｈｚ），８．４１（Ｓ１Ｈ），８．３３（Ｓ１Ｈ），８．１９（Ｓ１Ｈ），８．１４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），８．０４−８．１１（ｍ，５Ｈ），７．９０（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），７．８６（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ），７．８３（ｓ，２Ｈ），７．７２−７．８０（ｍ，３Ｈ），７．６４（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ），７．５５−７．６１（ｍ，３Ｈ），７．４７−７．５１（ｍ，２Ｈ），７．３４−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６０（ｓ，６Ｈ）．
【０１８３】
＜化合物７の合成例＞
以下に示すスキ−ムに従い、合成した。
【０１８４】
【化３３】
【０１８５】
（１）中間体７−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−１、０．９００ｇ（３．５７ｍｍｏｌ）、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド、１．３８９ｇ（３．５６ｍｍｏｌ）、塩化亜鉛、０．４８６（３．５７ｍｍｏｌ）及びクロロホルム６０ｍｌを入れ、室温下、３時間攪拌した。反応後、水１００ｍｌを加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−２（白色結晶）０．９６３ｇ（収率９６％）を得た。
【０１８６】
（２）中間体７−３の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−２、０．９００ｇ（３．４３ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ジクロロニッケル、１８８ｍｇ（０．３４３ｍｍｏｌ）、４，４，５，５，−テトラメチル−１，３，２，−ジオキサボロラン、０．９９ｍｌ（６．８５ｍｍｏｌ）、トルエン、３０ｍｌおよびトリエチルアミン、５ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、９０度に昇温し、６時間攪拌した。反応後、水５０ｍｌを加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−３（白色結晶）１．１０ｇ（収率８４．７％）を得た。
【０１８７】
（３）中間体７−５の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、ａ−４、０．６２４ｇ（２．８０ｍｍｏｌ）、中間体７−５、１．１０ｇ（２．９１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍｌおよびエタノ−ル１０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸ナトリウム１０ｇ／水２０ｍｌの水溶液を滴下し、次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１６１ｍｇを添加した。７７度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−５（白色結晶）０．９４ｇ（収率８５％）を得た。
【０１８８】
（４）中間体７−６の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−５、０．９４ｇ（２．３８ｍｍｏｌ）及び無水ピリジン５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、氷冷で攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（Ｔｆ２Ｏ）、０．５６ｍｌ（４．４７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、１時間攪拌後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。反応後、反応溶液に水５０ｍｌ加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−６（白色結晶）１．０９ｇ（収率８７％）を得た。
【０１８９】
（５）化合物７の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、中間体７−７、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物７（黄白色結晶）０．３６０ｇ（収率７５％）を得た。
質量分析法により、例化合物７のＭ＋である５０４を確認した。
また、１ＨＮＭＲ測定により、化合物７の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９５（ｄ，１Ｈ），８．９３−８．８７（ｍ，１Ｈ），８．２４−７．９２（ｍ，１２Ｈ），７．８４（ｄ，１Ｈ），７．７９−７．７７（ｍ，２Ｈ）， ７．７４（ｄ，２Ｈ），７．６２−７．５９（ｍ，２Ｈ），７．５５−７．４８（ｍ，４Ｈ）
【０１９０】
＜化合物８の合成例＞
以下に示すスキ−ムに従い、合成した。
【０１９１】
【化３４】
【０１９２】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、中間体８−１、０．２４８ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物８（白黄色結晶）０．４２３ｇ（収率７８％）を得た。
【０１９３】
質量分析法により、化合物８のＭ＋である５７０を確認した。
【０１９４】
また、１ＨＮＭＲ測定により、化合物８の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９６（ｄ，１Ｈ），８．８８−８．９４（ｍ，２Ｈ），８．２５（Ｓ１Ｈ），８．２３（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｓ，２Ｈ），８．１２（ｄ，１Ｈ），８．０７（Ｔ１Ｈ），８．０６（ｄ，１Ｈ），８．０２（ｄ，１Ｈ），７．９３（ｄｄ，１Ｈ），７．８７（Ｔ１Ｈ），７．８５（Ｓ１Ｈ），７．８３（ｄｄ，１Ｈ），７．７８−７．８１（ｍ，４Ｈ），７．５０（ｄ，１Ｈ），７．３５−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）．
【０１９５】
＜化合物９の合成例＞
以下に説明する方法により例示化合物１−１を製造した。なお、２，７−（Ｂｐｉｎ）２ピレンはＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、２００５年、２１７２−２１７４ペ−ジに記載の方法に従って合成した。
【０１９６】
【化３５】
【０１９７】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（５０ｍｌ）、エタノ−ル（１０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに炭酸ナトリウム １．４５ｇ（１３．７ｍｍｏｌ）を蒸留水７ｍｌに溶解させた水溶液を加え、９０℃に加熱したシリコ−ンオイルバス上で５時間加熱攪拌した。
７−ｔｅｒｔ−ブチル−１−ブロモピレン ２．０３ｇ（６．０２ｍｍｏｌ）
２，７−（Ｂｐｉｎ）２ピレン １．２４ｇ（２．７４ｍｍｏｌ）
ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２） ０．１９２ｇ（０．２７４ｍｍｏｌ）
室温まで冷却後、析出した固体をろ過し、さらに水、メタノ−ルで洗浄した。得られた固体を真空乾燥した後、クロロベンゼンに加熱溶解させて熱ろ過を行い、不溶物を取り除いた。さらに、得られたろ液から再結晶を行い、白色結晶である化合物９を１．１３ｇ（収率５８％）得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である７１４．３を確認した。
【０１９８】
＜化合物１０の合成例＞
【０１９９】
【化３６】
【０２００】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、２０時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン １．７０ｇ（４．４０ｍｍｏｌ）
２，７−ジブロフェナンスレン ７２４ｍｇ（２．１６ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ８０．８ｍｇ（０．０７０ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−ド １．６５ｇを得た後、クロロベンゼンで再結晶をおこない、白色の粉末である化合物１０を０．９４ｇ（収率６３％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である６９０．２を確認した。
【０２０１】
＜化合物１１の合成例＞
【０２０２】
【化３７】
【０２０３】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、２０時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン １．４１ｇ（３．６７ｍｍｏｌ）
２，６−ジブロモナフタレン ５０８ｍｇ（１．７８ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ８５ｍｇ（０．０８１ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−ド ０．９０ｇを得た後、クロロベンゼンで再結晶をおこない、白色の粉末である化合物１１を０．８８ｇ（収率６３％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である６３９．９を確認した。
【０２０４】
＜化合物１２の合成例＞
【０２０５】
【化３８】
【０２０６】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、１６．５時間還流させた。
中間体１２−１ １．００ｇ（２．１５ｍｍｏｌ）
中間体１２−２ ０．８９ｇ（２．１１ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ２９６．９ｍｇ（０．２５７ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−度１．４６ｇを得た後、アセトンで分散し、極性の高い不純物を除いた。トルエンで再結晶し、メタノ−ルに分散して白色の粉末である化合物１２を０．８３ｇ（収率６６％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である５８６．３を確認した。
【０２０７】
＜化合物１３の合成例＞
【０２０８】
【化３９】
【０２０９】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、１５時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン ３．２ｇ（８．３３ｍｍｏｌ）
中間体１２−２ ３．２ｇ（７．９５ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム １８９ｍｇ（０．１５４ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、アセトン、メタノ−ルの順に分散し、極性の高い不純物を除いた。トルエンで再結晶し、シクロヘキサンに分散して白色の粉末である化合物１３を２．４９ｇ（収率６６％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である５１０．２を確認した。
【０２１０】
また、以下に示す比較例で使用した化合物の化学式を示す。
【０２１１】
【化４０】
【０２１２】
次に、これらの実施例及び比較例で使用した化合物のうち、化合物３、化合物４、化合物６乃至１７について、ＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−を表１に示す。各化合物について、薄膜を各々真空蒸着によりスライドガラス上へ薄膜を作成し、それぞれを大気下光電子分光装置（装置名ＡＣ−１）でＨＯＭＯエネルギ−を測定した。またさらに、可視光吸収スペクトルの測定（装置名Ｕ−３０１０）から、エネルギ−ギャップを測定し、ＬＵＭＯエネルギ−を算出した。
【０２１３】
【表１】
【０２１４】
また、これらの実施例及び比較例で使用した化合物のうち、化合物６乃至１７について、励起最低三重項エネルギ−と芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積の最小値を表２に示す。化合物６と化合物１３は、各化合物について、薄膜を各々真空蒸着によりスライドガラス上へ薄膜を作成し、励起最低三重項エネルギ−を測定した。化合物７乃至１２、化合物１５乃至１７は、各化合物と三重項増感剤である化合物１８を同時蒸着して、スライドガラス上へ薄膜を作成し、励起最低三重項エネルギ−を測定した。三重項増感剤の濃度は１０ｗｔ％で、膜厚は１００ｎｍであった。各励起最低三重項エネルギ−は、蛍光光度計（装置名Ｆ４５００）にて測定を行った。
【０２１５】
【化４１】
【０２１６】
化合物１４についての励起最低三重項エネルギ−は、以下の計算方法を用いて励起最低三重項（吸収）励起エネルギ−の計算値を求め、式２から、薄膜状態の励起最低三重項エネルギ−の測定値を推定した値である。
【０２１７】
１）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
２）励起最低三重項（吸収）励起エネルギ−
時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
Ｒ．Ａｈｌｒｉｃｈｓ，Ｍ．Ｂａｅｒ，Ｍ．Ｈａｅｓｅｒ，Ｈ．Ｈｏｒｎ，ａｎｄ Ｃ．Ｋｏｅｌｍｅｌ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ：ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｓｙｓｔｅｍ ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．ＬｅｔＴ１６２：１６５（１９８９）
【０２１８】
化合物３乃至１７について、芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積の最小値は、以下の計算方法を用いて計算した。
【０２１９】
１）初期構造（配座異性体の最適化構造の中で最安定構造探索）
分子力場計算法（ＭＭ３）
ソフトウェア：Ｃａｃｈｅ
２）励起最低三重項状態の構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
３）各芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積及びその最小値
ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ＝３．０Å
ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ＝１．７Å
近似法：ｇｅｏｄｅｓｉｃ ｄｏｍｅ近似法
【０２２０】
【表２】
【０２２１】
（実施例１）
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
ホ−ル注入層材料として前記化合物１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ＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコ−トを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オ−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−ル注入層の厚みは１１ｎｍであった。
【０２２２】
次にホ−ル輸送層として前記化合物２を、真空蒸着法を用いて１５ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２２３】
次に発光層として、ホスト材料として前記化合物６と、電子とラップ性青蛍光材料として前記化合物３を、それぞれ別のボ−トから同時蒸着して形成した。発光材料の濃度は５ｗｔ％で、膜厚は３０ｎｍであった。
【０２２４】
次にホ−ルブロック層として前記化合物７を、真空蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚で成膜した。
更に電子輸送層として、前記化合物５を真空蒸着した。電子輸送層の膜厚は３０ｎｍであった。
【０２２５】
上記有機物層の蒸着時の真空度は７．０×１０−５Ｐａ以下、成膜速度は０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件であった。ただし、発光層はホスト材料およびド−パント材料の両者を合わせた蒸着速度である。
【０２２６】
次に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ０．５ｎｍ形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け電子注入電極（陰極）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、フッ化リチウムは０．０５ｎｍ／ｓｅｃ、アルミニウムは１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。
得られた有機発光素子は、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ用水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【０２２７】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．６Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度３５０８ｃｄ／ｍ２、発光効率７．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１７、０．２９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２２８】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１４３時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２２９】
表１より、化合物３と化合物６のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物６）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２３０】
また、表１より、化合物６と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２３１】
また、表２より、化合物６と化合物７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物７）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２３２】
さらに、化合物６と化合物７は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２３３】
また、
表２より、化合物６と化合物７は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２３４】
（実施例２）
実施例１において、ホ−ルブロック層として、化合物７の代わりに化合物９を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２３５】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度２１５１ｃｄ／ｍ２、発光効率６．６９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２０、０．３３）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２３６】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは２３７時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２３７】
表１より、化合物６と化合物９のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物９）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２３８】
また、表２より、化合物６と化合物９の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物９）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２３９】
さらに、化合物６と化合物９は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２４０】
また、
表２より、化合物６と化合物９は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２４１】
（実施例３）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物８を使用し、
ホ−ルブロック層として、化合物７の代わりに化合物１０を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２４２】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度５１７６ｃｄ／ｍ２、発光効率７．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１６）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２４３】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは３７８時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２４４】
表１より、化合物３と化合物８のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物８）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２４５】
表１より、化合物８と化合物１０のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１０）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２４６】
また、表２より、化合物８と化合物１０の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物８）−Ｔ１（化合物１０）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２４７】
さらに、化合物８と化合物１０は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２４８】
また、
表２より、化合物８と化合物１０は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２４９】
（実施例４）
実施例３において、ホ−ルブロック層として、化合物１０の代わりに化合物１１を使用した以外は、実施例３と同様の方法により素子を作製した。
【０２５０】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度４４６８ｃｄ／ｍ２、発光効率７．７５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２６）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２５１】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは４１１時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２５２】
表１より、化合物８と化合物１１のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１１）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２５３】
また、表２より、化合物８と化合物１１の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物８）−Ｔ１（化合物１１）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２５４】
さらに、化合物８と化合物１１は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２５５】
また、
表２より、化合物８と化合物１１は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２５６】
（比較例１）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物１４を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２５７】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度３２９３ｃｄ／ｍ２、発光効率６．１３ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２７）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２５８】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは２３時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２５９】
表１より、化合物３と化合物１４のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物１４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物１４）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２６０】
表１より、化合物１４と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１４）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２６１】
また、表２より、化合物１４と化合物７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０２６２】
さらに、化合物１４は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１４は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２６３】
（比較例２）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２６４】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度２００ｃｄ／ｍ２、発光効率６．３７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２０）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２６５】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは３９時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２６６】
表１より、化合物３と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜＜０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜＝｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
となっており、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみを効果的にトラップした素子構成になっていない。
【０２６７】
表１より、化合物１５と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子をわずかながらトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２６８】
また、表２より、化合物１５と化合物７の励起最低三重項エネルギ−は、
Ｔ１（化合物１５）−Ｔ１（化合物７）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２６９】
化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２７０】
（比較例３）
実施例１において、ホ−ルブロック材料として、化合物７の代わりに化合物１６を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２７１】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度３０５６ｃｄ／ｍ２、発光効率８．５２ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２８）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２７２】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは６９時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２７３】
表１より、化合物６と化合物１６のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１６）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２７４】
また、表２より、化合物１６と化合物６の励起最低三重項エネルギ−は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物１６）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２７５】
化合物１６は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１６は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２７６】
（比較例４）
実施例１において、ホ−ルブロック材料として、化合物７の代わりに化合物１７を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２７７】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度１１０９ｃｄ／ｍ２、発光効率５．４６ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２２）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２７８】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは７０時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２７９】
表１より、化合物６と化合物１７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２８０】
また、表２より、化合物６と化合物１７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０２８１】
化合物１７は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。ただし、
表２より、化合物１７は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２８２】
（実施例５）
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
【０２８３】
ホ−ル注入層材料として前記化合物１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。
【０２８４】
この溶液を上記のＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコ−トを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オ−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−ル注入層の厚みは１１ｎｍであった。
【０２８５】
次に電子ブロック層として前記化合物１２を、真空蒸着法を用いて１５ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２８６】
次に発光層として、ホスト材料として前記化合物７と、ホ−ルのみをトラップする青蛍光材料として前記化合物４をそれぞれ別のボ−トから同時蒸着して形成した。発光材料の濃度は１０ｗｔ％で、膜厚は３０ｎｍであった。
【０２８７】
更に電子輸送層として、前記化合物５を真空蒸着した。電子輸送層の膜厚は３０ｎｍであった。
【０２８８】
上記有機物層の蒸着時の真空度は７．０×１０−５Ｐａ以下、成膜速度は０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件であった。ただし、発光層はホスト材料およびド−パント材料の両者を合わせた蒸着速度である。
【０２８９】
次に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ０．５ｎｍ形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け電子注入電極（陰極）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、フッ化リチウムは０．０５ｎｍ／ｓｅｃ、アルミニウムは１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。
【０２９０】
得られた有機発光素子は、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ用水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【０２９１】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度２１１０ｃｄ／ｍ２、発光効率２．４０ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２０）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２９２】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１１時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２９３】
表１より、化合物４と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０２９４】
また、表１より、化合物７と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１２）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０２９５】
また、表２より、化合物７と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物７）−Ｔ１（化合物１２）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２９６】
さらに、化合物７と化合物１２は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこれら炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。また、
表２より、化合物７と化合物１２は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２９７】
（実施例６）
実施例５において、電子ブロック層として、化合物１２の代わりに化合物１３を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。
【０２９８】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１４７２ｃｄ／ｍ２、発光効率１．７７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２３）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２９９】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１７時間であり、耐久性能は良好であった。
【０３００】
表１より、化合物７と化合物１３のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１３）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３０１】
また、表２より、化合物７と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物７）−Ｔ１（化合物１３）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０３０２】
さらに、化合物７と化合物１３は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこれら炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。また、
表２より、化合物７と化合物１３は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０３０３】
（比較例５）
実施例５において、発光層ホスト材料として、化合物７の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。
【０３０４】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度５４５ｃｄ／ｍ２、発光効率１．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０３０５】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは６時間であり、実施例５及び実施例６と比較して耐久性能は劣った。
【０３０６】
表１より、化合物４と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０３０７】
また、表１より、化合物１５と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１２）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３０８】
また、表２より、化合物１５と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０３０９】
さらに、化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながらこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されていない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０３１０】
（比較例６）
実施例６において、発光層ホスト材料として、化合物７の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例６と同様の方法により素子を作製した。
【０３１１】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度５６５ｃｄ／ｍ２、発光効率２．３７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０３１２】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは７時間であり、実施例５及び実施例６と比較して耐久性能はは劣った。
【０３１３】
表１より、化合物４と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０３１４】
また、表１より、化合物１５と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１３）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３１５】
また、表２より、化合物１５と化合物１３の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０３１６】
さらに、化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながらこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されていない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【符号の説明】
【０３１７】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ ホ−ル輸送層
６ ホ−ルブロック層
７ 電子ブロック層
８ 電子輸送層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物を用いた有機発光素子に関するものであり、さらに詳しくは、有
機化合物からなる薄膜に電圧を印加することにより光を放出する有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極間に発光性有機化合物を含む薄膜を配置させて、電極間に電圧を印加し、ホ−ル（正孔）およびエレクトロン（電子）を注入することにより駆動する。このホ−ルと電子が素子内で再結合し、発光性有機化合物の励起状態を生成させ、発光性化合物の励起状態が基底状態にもどる際に放射される光を利用する。
【０００３】
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が示唆されている。
【０００４】
しかしながら、フルカラ−ディスプレイ等への応用を考えた場合、現状の素子の安定性では実用上十分ではなく、特に、青色発光素子においては、連続駆動を行うと経時的に発光効率が低下する問題に対して、性能改善の必要があった。
【０００５】
この発光効率劣化の原因として、発光層の励起状態経由の劣化、すなわち、発光層材料が、励起と緩和を繰り返す過程で除々に劣化することが考えられている。以下この劣化のことを励起状態経由劣化と記す。特許文献１には、励起状態経由劣化に関与が高いとされている発光層材料の三重項励起状態を低減するために、三重項捕捉剤を発光材料と共存させることにより、劣化改善を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細は明らかにされておらず、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造の立場から設計することができなかった。そのため、特許文献１のように三重項捕捉剤により発光層材料の三重項励起状態を低減しても、連続駆動耐久性を実用上十分とすることはできなかった。本発明は、かかる問題を解決し、連続駆動寿命の長い、青色発光素子を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料と電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接したホ−ルブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＨＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記ホ−ルブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【０００９】
【化１】
【００１０】
【化２】
【００１１】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
また、本発明は、
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料とホ−ルトラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接した電子ブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＥＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記電子ブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１２】
【化３】
【００１３】
【化４】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連続駆動寿命の長い青色有機発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な露出表面積の計算方法の概念図である。
【図２】本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の有機発光素子の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の露出表面積の計算方法について、詳細を示す概念図である。
【図５】本発明の露出表面積の計算方法において、グリッド近似の概念図である。
【図６】化合物３及び化合物４の溶液状態における発光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者等はこれまでの技術とは異なるアプロ−チで連続駆動耐久性を向上させる青色有機発光素子の開発を試みた。より具体的には、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細を明らかにし、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造の立場から見出し、さらに、有機発光素子の劣化を引き起こす経路を改善する最適な素子構成を構築することを試みた。
【００１７】
本発明者等は、まず、励起状態経由劣化のメカニズムの詳細を明らかにし、励起状態経由劣化に強い材料の分子構造上の特徴を見出すために、以下の検証実験を行った。
【００１８】
（検証実験及び検証実験を通しての発見）
（１）検証実験
（１−１）検証実験用のサンプル作成
＜サンプル１の作成＞
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
【００１９】
次にこの基板上に、化合物Ｓ１をボ−トから真空蒸着して有機物単層を成膜した。膜厚は５０ｎｍであった。
【００２０】
【化５】
【００２１】
更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、サンプル１を作成した。
【００２２】
得られたサンプルは、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着剤で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【００２３】
＜その他のサンプルの作成＞
サンプル１の作成において化合物Ｓ１の代わりに、青色有機発光素子の発光層材料に使用可能な各化合物（４０種）に変えて、その他の各サンプルを作成した。
【００２４】
（１−２−Ａ）検証実験Ａの詳細
＜サンプル１の検証実験Ａ＞
サンプル１に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を照射した。照射強度は５．４Ｗ／ｃｍ２、両電極間は０Ｖが維持されており、通電されていない状態である。照射光は、有機物層にて吸収され、励起状態（一重項励起状態のみならず、項間交差により一部、三重項励起状態となる）が生成される。有機物層のフォトルミネッセンスの強度の経時変化を測定し、励起状態経由劣化曲線を以下の式１でフィッティングした時に得られたτを、化合物Ｓ１の励起状態経由劣化時間とした。サンプル１の励起状態経由劣化時間τは２１０ｈｏｕｒであった。
【００２５】
【化６】
【００２６】
Ｌ０ ：初期のフォトルミネッセンス強度
Ｌ ：時間ｔ（ｈｏｕｒ）の時のフォトルミネッセンス強度
ｔ ：時間ｔ（ｈｏｕｒ）
α ：励起状態経由劣化曲線の形状因子
τ ：フォトルミネッセンス強度が１／ｅになる寿命
【００２７】
＜その他のサンプルの検証実験Ａ＞
サンプル１の検証実験Ａと同様にして、各化合物（４０種）の励起状態経由劣化時間τをもとめた。その際、照射強度は、各サンプルの有機物層が時間あたりに吸収する光子数が同程度になるように設定した。両電極間は０Ｖが維持されており、通電されていない状態である。
【００２８】
（１−２−Ｂ）検証実験Ｂの詳細
＜サンプル１の検証実験Ｂ＞
検証実験Ａ（１−２−Ａ）と同様に、サンプル１に対して１１４時間光照射を行い、照射強度が照射前に比べて５０％になった。この照射後のサンプル１について、有機物層に含まれる有機物の同定を、順層ＬＣ−ＡＰＰＩ−ＦＴＭＳ／ＤＡＤ／ＦＬＤによって行った。装置はＡｇｉｌｅｎｔ製ＡｇｉｌｅｎＴ１１００、ｔｈｅｒｍｏｆｉｓｈｅｒ製ＬＴＱ Ｏｒｂｉｔｒａｐ ＸＬを用いて測定した。この結果、化合物Ｓ１自体以外に、化合物Ｓ１のフェニル基欠損体、ナフチル基欠損体が検出された。これらの検出物は、化合物Ｓ１のアントラセン骨格と、フェニル基またはナフチル基をつなぐ結合が解離しなければ生じ得ないものである。また、さらに、化合物Ｓ１のフェニル基付加体、ナフチル基付加体、異性体が検出された。これらの検出物は、結合解離によって切り離されたフェニル基やナフチル基が、他の材料に再結合し、生じるものである。また、以上の検出物は、光未照射のサンプル１からは検出されなかった。
【００２９】
＜その他のサンプルの検証実験Ｂ＞
サンプル１の検証実験Ｂと同様にして、その他の化合物についても光照射前後のサンプルに対して、有機層に含まれる有機物の同定を行った。その結果、サンプル１の検証実験Ｂと同様に、結合解離により生じた種々の劣化物を検出した。
【００３０】
（２）検証実験からわかったこと
以下に、（１）で説明した検証実験ＡとＢを通して、本発明者等が鋭意検討した結果、見出した発見を（２−１）乃至（２−３）に述べる。
【００３１】
（２−１）励起状態経由劣化に強い材料の分子構造上の特徴
本発明者等は、まずはじめに、検証実験Ａを通して、次の（ｉ）及び（ｉｉ）で示される現象に気付いた。即ち、各材料における励起状態経由劣化の強弱が、分子構造上の特徴で決定されているという現象である。
【００３２】
（ｉ）励起状態経由劣化時間が長い（励起状態経由劣化に強い）材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから炭化水素化合物である。
一方で、アミノ基、複素環を含む材料等は、励起状態経由劣化時間が短い（励起状態経由劣化に弱い）。
【００３３】
（ｉｉ）上記（２−１）の炭化水素化合物のうち、上記単結合及び上記単結合で結ばれる芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
材料は、励起状態経由劣化に強い。
【００３４】
【化７】
【００３５】
【化８】
【００３６】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
一方で、その他の結合タイプを含む材料は励起状態経由劣化に弱い。
【００３７】
すなわち、その他の結合タイプの材料とは例えば、上記単結合及び上記単結合で結ばれる芳香族炭化水素の部分構造が一般式［３］乃至［５］で表される材料である。又、その他の結合タイプの材料とは例えば、上記２つの単結合同士及び上記単２つの単結合で結ばれる３つ芳香族炭化水素の部分構造が一般式［６］乃至［８］で表される材料である。
【００３８】
【化９】
【００３９】
【化１０】
【００４０】
【化１１】
【００４１】
【化１２】
【００４２】
【化１３】
【００４３】
【化１４】
（ただし、式［３］から［８］中の太線は前記単結合を示す。）
【００４４】
（２−２）励起状態経由劣化のメカニズム
各材料における励起状態経由劣化の強弱が、分子構造上の特徴で決定されているという現象（２−１）から、本発明者等は更に励起状態経由劣化のメカニズムを解明した。即ち、青発光層材料に使用できる化合物から構成された単膜においての励起状態経由劣化は、結合開裂によって発生したラジカル対が一部再結合せずに散逸してしまい、その残存ラジカルが発光をクエンチ（消光）することによって起こると考えた。
【００４５】
以下、その考えに至った理由について述べる。
検証実験Ｂでは、光照射後のサンプルから、単結合の解離により生じた種々の劣化物を検出した。この結果は、励起状態経由劣化が、単結合の解離を主体とすることを示唆している。
【００４６】
そもそも、
芳香族炭化水素同士のＣ原子−Ｃ原子の単結合（Ｃ−Ｃ単結合）や芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合の解離エネルギ−はおよそ４〜５ｅＶである。反対に、例えば、アミノ基と芳香族炭化水素のＣ原子−Ｎ原子の単結合（Ｃ−Ｎ単結合）や複素環と芳香族炭化水素のようなＣ−Ｎ単結合の解離エネルギ−は３〜４ｅＶ程度である。Ｃ−Ｎ単結合は、Ｃ−Ｃ単結合と比較して解離エネルギ−が小さいため、励起状態を経由して結合が解離しやすい。したがって、（２−１）で挙げた条件（ｉ）が励起状態経由劣化に強い青発光層材料の要件として重要であることがわかる。アルキル基で置換されてもよい芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、励起最低一重項状態Ｓ１や励起最低三重項状態Ｔ１になっただけでは結合開裂は起こりにくい。
【００４７】
このような、芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、Ｃ−Ｃ単結合の解離エネルギ−よりも高エネルギ−の高次の励起状態から、結合開裂すると考えられる。本発明者らは、この高エネルギ−状態は、この高次の励起三重項状態Ｔｎであると推察している。
【００４８】
励起最低三重項状態Ｔ１である分子に対し、励起最低一重項状態Ｓ１である他の分子からエネルギ−移動が起こり、高次の励起三重項状態Ｔｎが生じる。この場合、生じたＴｎのエネルギ−は、Ｔ１のエネルギ−とＳ１のエネルギ−の和となる。
【００４９】
最低三重項状態Ｔ１は励起寿命が長いため膜中での密度も高く、上記のようなエネルギ−移動過程は比較的高い頻度で起こると推察される。
【００５０】
検証実験サンプルのように青発光層に使用可能な材料のように励起最低一重項状態Ｓ１が３．０ｅＶ前後と大きい場合、エネルギ−移動により生じたＴｎ状態のエネルギ−は、Ｃ−Ｃ単結合の解離エネルギ−と同等以上になる可能性が十分ある。したがって、アルキル基で置換されてもよい芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合で構成されるような青発光層材料は、エネルギ−移動により高次の励起三重項状態Ｔｎになったことで、Ｃ−Ｃ単結合のほとんどが結合開裂を引き起こす可能性がある。
【００５１】
一般的に、結合開裂して生じたラジカル対は、再結合して単結合に戻る場合と、散逸してフリ−ラジカルとして残存する過程の２通りの過程があることが知られている。この２過程のうちどちらが支配的になるかは、主に２つの要因があることがわかっている。１つ目、ラジカル対の置かれた環境（気相・凝集相）に影響する。気相の場合、ラジカル対は、他分子にあまり影響を受けずに拡散してフリ−ラジカルになりやすい。反対に、凝集相の場合、２つのラジカルが対となって他分子に囲まれていて、あたかも「かご」の中に閉じ込められた状態である。このような状態の時、ラジカル対は、周囲の他分子のために拡散が困難になり、再結合して単結合に戻る方が支配的になる。実際に、溶媒の粘度が大きい場合、この効果が大きくなることが明らかにされている。この現象をかご効果（ケ−ジ効果）という。２つ目は、ラジカル対が再結合する際にどれだけ立体障害があるかに影響する。ラジカル対の再結合は、２つのラジカルの反応点同士が衝突することによって起きる。もし、２つのラジカルの反応点周辺に空間的に大きな原子や置換基等があると、これに邪魔されて２つのラジカルが近づきにくくなり、再結合が進行しにくくなるためである。ここで、ラジカル転位がほとんど無視できるならば、２つのラジカル反応点は、結合開裂が起きた結合で結ばれる２つの原子ということになる。また、拡散していく前のラジカル対は、結合開裂前の分子構造とそれほど変わらないと推測される。したがって、ラジカル対の再結合は、結合開裂が起きる前の結合周辺における立体障害の度合（嵩高さ）に影響を受けると言える。これを応用にして、実際に、ポリマ−の塗膜等の分野では、光重合開始剤としてフリ−ラジカルを効率よく生成するために再結合の立体障害が大きな分子構造を有した材料が用いている。
【００５２】
さて、検証実験サンプルや有機ＥＬ素子では、膜状態であるため、ラジカル対は他分子に取り囲まれていて拡散が非常に困難であり、再結合して単結合に戻りやすいと考えられる。つまり、かご効果が特に強い環境下にあるといえる。この場合、本発明者は次のことを考えた。結合開裂で生じたラジカルが再結合するか、あるいは拡散してフリ−ラジカルになるか（すなわち、クエンチャ−が生成し、劣化するか否か）は、残る２つ目の要因である単結合における立体障害の度合（嵩高さ）によって支配的に左右されるのではないかと考えた。
【００５３】
励起状態経由劣化に強い材料の要件（２−１）の（ｉｉ）で述べた芳香族炭化水素単同士の単結合周辺の部分構造において、一般式［１］及び［２］で表されるものは、一般式［３］乃至［８］で表されるものと比較して、概して単結合周辺における立体障害が小さい。これは、前述の推測通り、励起状態経由劣化の強弱は、（２−１）の（ｉ）で挙げた炭化水素化合物の場合は芳香族炭化水素同士の単結合周辺における嵩高さ（立体障害度合）によって決まっていることを示している。高次の励起三重項状態Ｔｎになればほとんどの芳香族炭化水素単同士の単結合が開裂してしまう。その場合、励起状態経由劣化の強弱は、発生したラジカル対が効率よく再結合して単結合に戻る度合（フリ−ラジカルの発生を抑制する度合）で決定されてしまうと考えられる。また、芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合の有無は、励起状態経由劣化の強弱に一定の関係を示さない。これは、芳香族炭化水素とアルキル基のＣ−Ｃ単結合も、同様に高次の励起三重項状態Ｔｎで結合開裂を起こすが、芳香族炭化水素同士の単結合の場合と比較してラジカル対の再結合の度合が大きいためと推測される。
【００５４】
また、複素環を含むような材料は、ヘテロ原子が活性サイトとなり劣化反応が起こりやすいため、隣接するＣ原子に対して芳香族炭化水素等で置換する必要が生じる。この時、複素環内のヘテロ原子に隣接するＣ原子と置換した芳香族炭化水素同士のＣ−Ｃ単結合は、二面角が０°に近くなるため、立体障害が大きくなりやすい。そのため、複素環を含むような材料が、芳香族環同士の単結合がたとえ全てＣ−Ｃ結合であっても検証実験において励起状態経由劣化に弱かったのは、立体障害により再結合が起きにくいためと推測される。
【００５５】
（２−３）励起状態経由劣化と露出表面積の関係
次に、本発明者等は、励起状態経由劣化の強弱が芳香族炭化水素同士の単結合周辺における立体障害の度合で決まっているという発見に対して、さらに詳しく解析した。即ち、Ｃ−Ｃ単結合周辺の立体障害度合を、露出表面積を算出することで数値化し、励起状態経由劣化寿命との関係を見出すことを試みた。
【００５６】
露出表面積とは、一般的に、原子または分子に見立てたプロ−ブ球を分子表面に沿って転がした時に、プロ−ブ球の中心が通ってできる表面の面積（ａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）のことである。図１に露出表面積の概念図を示す。図中のＳは露出表面積、ＭＬがファンデルワ−ルス半径を考慮した分子、ＰＢはプロ−ブ球を示している。なお、図１は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元の概念である。
【００５７】
今回、露出表面積の計算を特定の領域、即ち、芳香族炭化水素同士の単結合の中心付近、に絞って行うことで、芳香族炭化水素同士の単結合周辺において分子の嵩高さ（立体障害度合）を評価した。なぜならば、単結合周辺が嵩高さによって、露出している部分（露出表面積）が変化するからである。具体的には、芳香族炭化水素同士の単結合から３．０Åに存在する原子を選択し、それらの原子に属する露出表面積の和について、プロ−ブ球半径を１．７Åとして計算した。分子の構造は、分子軌道計算より求めた最低励起三重項状態Ｔ１の安定構造を用いた。結合開裂とラジカル対の発生及び再結合は非常に短時間に起こるとし、再結合時にも最低励起三重項状態Ｔ１の安定構造を維持している可能性が高いと考えたためである。
【００５８】
このようにして、各炭化水素化合物材料の芳香族炭化水素同士の各単結合について露出表面積を算出し、（１−２−Ａ）の検証実験Ａで求めた励起状態経由劣化寿命時間τとの関係について検討した。その結果、芳香族炭化水素同士の各単結合の露出表面積の最小値（すべての単結合の露出表面積値の中で、最小の物）が、励起状態経由劣化寿命時間τの対数と非常によい相関を示すことがわかった。これは、複数のＣ−Ｃの単結合で形成される材料では、結合開裂によって生じたラジカル対の再結合が最もしにくい（立体障害度合が最も大きい）Ｃ−Ｃ単結合が、励起状態経由劣化の強弱の支配因子と考えられるということである。
【００５９】
この立体障害度合が最も大きいＣ−Ｃ単結合とは各Ｃ−Ｃ単結合の露出表面積の中で最小値を与えるＣ−Ｃ単結合である。
【００６０】
なお、芳香族炭化水素同士の単結合についての露出表面積の上限値は、露出表面積が最も大きくなると推測されるｐ−ビフェニルに対して二面角の推移と露出表面積の関係を調べるとわかるように、１４０前後である。これに対し、アルキル基と芳香族炭化水素のＣ−Ｃ単結合は、露出表面積はおよそ２００以上の値を与えることもわかった。アルキル基と芳香族炭化水素のＣ−Ｃ単結合は、芳香族炭化水素同士の単結合に比較して、ラジカル対が格段に再結合しやすいと前述の（２−２）で行った推測と同じ結果を得た。
【００６１】
以上、一連の実験から、本発明者らは、初めて、励起状態経由劣化のメカニズムを解明し、励起状態経由劣化に強い材料を分子構造上の特徴から設計することが可能にした。
【００６２】
次に、本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明の動作機構、即ち、有機発光素子の劣化を引き起こす経路を改善する最適な素子構成を発明した。
【００６３】
（本発明の動作機構）
本発明は、以下の要件（１）乃至（４）全てを満たすことで互いの要件が機能的に関連し、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。そして、それによって、連続駆動寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
（１）本発明は、陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、発光層と前記発光層に隣接するホ−ルブロック層を少なくとも有し、前記発光層にホスト材料と電子トラップ性ド−パント材料を少なくとも有する有機発光素子である。
（２）本発明は、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（３）本発明のホスト材料とホ−ルブロック層の材料はアルキル基で置換されてもよい、即ち無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。そしてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（４）本発明におけるド−パント材料は、青色蛍光ド−パント材料である。
【００６４】
要件（１）において、本発明における電子トラップ性ド−パントとは、発光層中で電子を効果的にトラップし、逆にホ−ルトラップとしては積極的に機能しないド−パントである。この結果、電子トラップ性ド−パント材料は、発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を陰極側へ偏らせる効果がある。このように再結合領域を発光層中の陰極側に偏らせると、ホ−ルが陰極側の発光層隣接層に漏れる現象を懸念する必要が顕著になる。そこで、発光層から陰極側へのホ−ル漏れを防止し、両電極から注入されたホ−ルと電子の再結合領域を発光層内に留める必要があるため、陰極側の発光層隣接層はホ−ルブロック層でなくてはならない。
【００６５】
発光層では、ホ−ルと電子が発光層中で再結合することで励起状態（一重項状態と三重項状態）が生成される。励起状態が生成されることによるエネルギ−移動により、各有機層の材料が高次の励起三重項状態Ｔｎになり、結合開裂とラジカル対の再結合を繰り返す過程で、各有機層の材料が劣化すると考えられる。要件（１）において、励起状態経由劣化が起きる前記各有機層の材料とは、主に２つが挙げられる。１つは、ホ−ルと電子の再結合が起こる発光層の材料、とりわけ、濃度比の大きい発光層ホスト材料である。２つ目は、ホ−ルと電子の再結合領域との距離が近くなった発光層隣接層のホ−ルブロック層（ただし、要件（２）を満たした場合）である。要件（１）において、ホ−ルと電子の再結合領域は、発光層中の陰極側に偏っているため、陽極側の発光層隣接層は、エネルギ−移動による高次の励起三重項状態Ｔｎは生成しずらく、励起状態経由劣化が起こる程度が小さくなると考えられる。
【００６６】
要件（２）は、要件（１）を満たした場合、発光層ホスト材料からホ−ルブロック層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させる働きがある。これによって、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１の密度を減らし、発光層ホスト材料が、高次の励起三重項状態Ｔｎになって結合開裂する割合を減らすことが可能となる。要件（２）に反して、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して高い場合は、発光層ホスト材料からホ−ルブロック層へ励起三重項状態かエネルギ−移動しないため、発光層ホスト材料の励起状態経由劣化が顕著になってしまう。また、そもそも、有機薄膜の励起最低三重項状態Ｔ１のエネルギ−は、中心値の周りにある幅をもってばらつきが存在すると考えられる。そのため、発光層ホスト材料から発光層隣接層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させるには、発光層隣接層の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−が、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−よりも単に低いだけでは不十分である。したがって、要件（２）のように、ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−は、発光層ホスト材料と比較して０．１ｅＶより低い必要がある。
【００６７】
要件（３）は、発光層ホスト材料とホ−ルブロック層の材料自体の励起状態経由劣化に対して強くする効果がある。要件（１）及（２）により、発光層ホスト材料と発光層隣接層であるホ−ルブロック層に励起最低三重項状態Ｔ１を分散させることできた。しかし、要件（３）を満たさなければ、結合開裂時に発生したラジカル対が再結合しずらくなり、結局、発光層ホスト材料とホ−ルブロック層の材料は、励起状態経由劣化が起こる程度が大きくなり、かえって逆効果になってしまう。
【００６８】
要件（４）は、要件（１）乃至（３）によって励起状態経由劣化を抑制する効果が特に大きくなるための条件である。励起状態のエネルギ−が高いと、結合開裂が起こりやすくなり、励起状態経由劣化がより顕著になると考えられる。青色発光ド−パント材料を用いた場合は、最低一重項状態Ｓ１状態が高く、エネルギ−移動により生成する高次の励起三重項状態Ｔｎも高くなるため、特にこの励起状態経由劣化が問題になる。そのため、励起状態経由劣化を起因とした劣化改善を目的とした本発明は、特に発光層に青色発光ド−パント材料を用いた素子の場合に効果がある。また、発光ド−パント材料は、燐光ド−パントの場合、励起最低三重項状態Ｔ１の励起寿命が速いため、励起最低三重項状態Ｔ１発光層ホスト材料から燐光ド−パントへすぐにエネルギ−移動すると推測される。このため、発光ド−パント材料が燐光ド−パントの場合は、発光層ホスト材料の励起状態経由劣化改善を軸とした本発明には、効果が少ないと考えられる。一方で、本発明は特に発光層に青色蛍光ド−パント材料を用いた素子に効果がある。
【００６９】
以上のように、本発明は、要件（１）乃至（４）の全てを満たすことで、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。
【００７０】
さて、本発明は、上述のように、青蛍光ド−パント材料によって発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を片側に偏らせている。その上で本発明はホスト材料と再結合領域に近い側の発光層隣接層に対して、励起最低三重項エネルギ−Ｔ１に関する条件と、励起状態経由劣化に強い分子構造上の条件を青蛍光ド−パントに課している。それによって、励起状態経由劣化を引き起こす要因である、励起最低三重項状態を効果的にかつ確実に分散させ、かつ、分散させた材料自体が励起状態経由劣化に強いために、全体として励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となった。ここで、励起最低三重項状態を効果的に確実に分散させる層は、上述のホスト材料と陰極側の発光層隣接層の代わりに、ホスト材料と陽極側の発光層隣接層であっても、同様にして励起状態経由劣化を最大限に抑制することができる。
【００７１】
したがって、本発明は、上記の要件（１）乃至（３）の代わりに、以下の要件（１ａ）乃至（３ａ）と、上記要件（４）の全てを満たすことで、上述と同様にして互いの要件が機能的に関連し、初めて、励起状態経由劣化を最大限に抑制することが可能となる。そして、それによって、連続駆動寿命の長い有機発光素子を得ることができる。
（１ａ）本発明は、陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、発光層と前記発光層に隣接する電子ブロック層を少なくとも有し、前記発光層にホスト材料とホ−ルトラップ性ド−パント材料を少なくとも有する有機発光素子である。
（２ａ）本発明は、電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（３ａ）本発明のホスト材料と電子ブロック層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（４）本発明におけるド−パント材料は、青色蛍光ド−パント材料である。
【００７２】
要件（１ａ）において、ホ−ルトラップ性ド−パントとは、発光層中でホ−ルを効果的にトラップし、逆に電子トラップとしては積極的に機能しないド−パントである。ホ−ルトラップ性ド−パント材料は、発光層中のホ−ルと電子の再結合領域を陽極側へ偏らせる効果がある。このように再結合領域を発光層中の陽極側に偏らせると、電子が陽極側の発光層隣接層に漏れる現象を懸念する必要が顕著になる。そこで、発光層から陽極側への電子の漏れを防止し、両電極から注入されたホ−ルと電子の再結合領域を発光層内に留める必要があるため、陽極側の発光層隣接層は電子ブロック層でなくてはならない。要件（１ａ）において、励起状態経由劣化が起きる各有機層の材料は、ホスト材料と、ホ−ルと電子の再結合領域との距離が近くなった発光層隣接層の電子ブロック層（ただし、要件（２ａ）を満たした場合）である。要件（１ａ）において、ホ−ルと電子の再結合領域は、発光層中の陽極側に偏っているため、陰極側の発光層隣接層は、励起状態経由劣化が起こる程度が小さくなると考えられる。
【００７３】
要件（２ａ）は、要件（１ａ）を満たした場合、要件（２）と同様な理由で、発光層ホスト材料から電子ブロック層へ励起最低三重項状態Ｔ１を確実にエネルギ−移動させる働きがある。
【００７４】
要件（３ａ）は、発光層ホスト材料と電子ブロック層の材料自体の励起状態経由劣化に対して強くする効果がある。要件（１ａ）及（２ａ）により、発光層ホスト材料と発光層隣接層である電子ブロック層に励起最低三重項状態Ｔ１を分散させることできた。しかし、要件（３ａ）を満たさなければ、発光層ホスト材料と電子ブロック層の材料は、励起状態経由劣化が起こる程度が大きくなり、かえって逆効果になってしまう。
【００７５】
本発明は、上記要件（１）乃至（４）に加えて、以下の要件（５）を満たすと、さらに励起状態経由劣化を抑制することが可能になり、有機発光素子の劣化をさらに改善できる。
【００７６】
（５）発光層ホスト材料及びホ−ルブロック層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
また、本発明は、上記要件（１ａ）乃至（３ａ）、及（４）に加えて、以下の要件（５ａ）を満たすと、さらに励起状態経由劣化を抑制することが可能になり、有機発光素子の劣化をさらに改善できる。
【００７７】
（５ａ）発光層ホスト材料及び電子ブロック層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
本発明において、青色蛍光ド−パント材料にフルオランテン骨格を部分構造に有する材料を用いると、効果的に電子トラップ性青色発光ド−パント材料が容易に得られる。フルオランテン骨格を部分構造に有する場合、六員環の縮合多環芳香族炭化水素と比較して概して最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯを低いためである。本発明において、青色蛍光ド−パント材料の部分構造にフルオランテン骨格の数が多数含まれると、ＬＵＭＯはさらに低く設定できるため、より好ましい。
【００７８】
また、本発明において、青色蛍光ド−パント材料は、アミノ基や芳香族炭化水素と複素環同士のＣ−Ｎ単結合を分子中に含まない炭化水素化合物であることがより好ましい。青色蛍光ド−パント材料は、ホスト材料と比較して光励起劣化の寄与は小さいと考えられるが、Ｃ−Ｎ単結合を含むと、励起最低一重項状態Ｓ１になっただけで結合開裂してしまう恐れがあるためである。ただし、ホ−ルトラップ性青色蛍光ド−パント材料によってホ−ルのみを効果的にトラップする青色発光層を構成するには、青色蛍光ド−パント材料にアリ−ルアミノ基を部分構造に有すると得やすいことも考慮する必要がある。
【００７９】
本発明において、発光層ホスト材料は、励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１が２．５ｅＶ以下であることがより望ましい。励起最低三重項状態Ｔ１の励起寿命を極力抑え、高次の励起三重項状態Ｔｎになることをできるだけ抑制するためである。また、本発明は青蛍光ド−パント材料を有する発光素子のため、高次の励起三重項状態Ｔｎ状態エネルギ−の高さをできるだけ抑え、Ｃ−Ｃ単結合の結合解離を極力抑える効果もある。
【００８０】
本発明において、発光層隣接層の励起最低三重項状態Ｔ１エネルギ−を、発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１と比較して０．１ｅＶより低くするには、以下のように材料を設計する際に工夫すると達成されやすい。
【００８１】
即ち、発光層隣接層と発光層ホスト材料の両者でＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布が同じになるような同一芳香族炭化水素骨格を含まないようにして、それぞれ材料を分子構築するとよい。
【００８２】
分子軌道計算によると、一般に、ある分子の励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１の高さは、分子のＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布がドラスティックに変化しない場合、励起最低一項状態エネルギ−Ｓ１の高さに付随して変化する。そのため、２種類の分子で、ＨＯＭＯ軌道分布とＬＵＭＯ軌道分布が両者であまり差がないような場合、励起最低一項状態エネルギ−Ｓ１だけではなく、励起最低三重項状態エネルギ−Ｔ１もほとんど変わらない傾向があるためである。
【００８３】
本発明において、青色蛍光ド−パントの濃度は、トラップ機構や、ホスト材料から青色発光ド−パント材料へのエネルギ−移動を考慮すると、ホスト材料と青色蛍光ド−パント材料との総重量に対して０．１重量％以上３５重量％以下が好ましい。１重量％以上１５重量％以下がより好ましい。
【００８４】
本発明における有機発光素子において、発光層ホスト材料から片側のみならず両側の発光層隣接層へ励起最低三重項状態Ｔ１をエネルギ−移動させることで、さらに劣化改善が期待できる。
【００８５】
そのためには、上記の要件（１）乃至（４）に加えて、以下の要件（６）及及び（７）を満たす必要がある。又は、上記（１ａ）乃至（３ａ）、及び上記（４）に加えて、以下の要件（６ａ）及び（７ａ）を満たす必要がある。
（６）陽極側の発光層隣接層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（７）陽極側の発光層隣接層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この材料は前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
（６ａ）陰極側の発光層隣接層の励起最低三重項エネルギ−がホスト材料と比較して０．１ｅＶより低くなければならない。
（７ａ）陰極側の発光層隣接層の材料は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。この材料は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、上記一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
【００８６】
本発明における有機発光素子において、上記の要件（１）乃至（７）を満たし、加えて（８）を満たすと、よりいっそうの劣化改善が期待できる。
（８）陽極側の発光層隣接層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい
また、同様に、本発明における有機発光素子において、上記（１ａ）乃至（３ａ）、及び上記（４）及び、上記（５ａ）乃至（７ａ）を満たし、加えて（８ａ）を満たすと、よりいっそうの劣化改善が期待できる。
（８ａ）陰極側の発光層隣接層の材料が、芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積における最小値を８７より大きい。
【００８７】
本発明における青色発光とは、ｘｙ色度座標上で、Ｋｅｌｌｙが示したＢｌｕｅ、Ｐｕｒｐｌｉｓｈ Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎｉｓｈ Ｂｌｕｅ、Ｂｌｕｉｓｈ Ｐｕｒｐｌｅ、Ｂｌｕｅ Ｇｒｅｅｎの範囲の発光色をいう。（Ｋｅｌｌｙ、Ｋ．Ｌ．、Ｃｏｌｏｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔｓ、Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．ＡＭ．３３、６２７−６３２（１９４３））
なお、本発明においてド−パント材料の発光スペクトルは、後述するように、濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌ程度の溶液状態で希薄したサンプルについて、フォトルミネッセンスを測定することによって得る。
【００８８】
本発明において、青色蛍光ド−パント材料が電子トラップ性を持つとは、発光層ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）、最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）、最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
の関係を満たすことである。この条件によって、発光層中の青色蛍光ド−パント材料は電子を効果的にトラップし、かつ、ホ−ルは積極的にトラップしない。つまり、電子のみをトラップする発光層を実現できる。
【００８９】
本発明において、発光層に隣接するホ−ルブロック層は、発光層ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）とホ−ルブロック層の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（ＨＢＬ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（ＨＢＬ）｜
を満たさなくてはならない。
【００９０】
本発明において、青色蛍光ド−パント材料がホ−ルトラップ性を持つとは、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
の関係を満たすことである。この条件によって、発光層中の青色蛍光ド−パント材料はホ−ルを効果的にトラップし、かつ、電子は積極的にトラップしない。つまり、電子のみをトラップする発光層を実現できる。
【００９１】
本発明において、発光層に隣接する電子ブロック層は、発光層ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と電子ブロック層の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（ＥＢＬ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（ＥＢＬ）｜
を満たさなくてはならない。
【００９２】
本発明におけるホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料に係るアルキル基としては、メチル基、メチル−ｄ１基、メチル−ｄ３基、エチル基、エチル−ｄ５基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル−ｄ７基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル−ｄ９基、ｉｓｏ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９３】
本発明におけるホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料に係る芳香族炭化炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、トリフェニレン、フェナンスレン、ピレン、ジベンゾ［ｆ、ｊ］ピセン、クリセン、ベンゾ［ｅ］ピレン、ベンゾ［ｇ］クリセン、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン、ジベンゾ［ｆｇｏｐ］ナンタセン、ジベンゾ［ａ，ｃ］アントラセン、ピセン、ジベンゾ［ｇ、ｐ］クリセン、ジベンゾ［ｈｉ，ｕｖ］ヘキサセン、ベンゾ［ａ］アントラセン、ベンゾ［ｇｈｉ］ペリレン、ベンゾ［ｃ］クリセン、トリベンゾ［ａ，ｃ，ｈ］アントラセン、ナフト［２，３−ｈ］ペンタフェン、ベンゾ［ｂ］クリセン、ジベンゾ［ａ，ｈ］アントラセン、ジベンゾ［ｃ，ｇ］クリセン、ジベンゾ［ａ，ｉ］アントラセン、ジベンゾ［ｃ，ｇ］フェナンスレン、ジベンゾ［ｉｊ、ｎｏ］テトラフェン、ベンゾ［ｓ］ピセン、９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン、１３，１３−ジメチル−１３Ｈ−ジベンゾ［ａ，ｇ］フルオレン、７，７−ジメチル−７Ｈ−ジベンゾ［ｂ，ｇ］フルオレン、７，７−ジメチル−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］フルオレン、フルオランテン、ベンゾ［ｋ］フルオランテン、ベンゾ［ｅ］アセフェナントリレン、ナフト［２，３−ｅ］フェナントリレンが挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００９４】
本発明において、部分構造とは、明記されたＨ原子以外で、一般式［１］又は［２］で表される構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造を含む。さらに一般式［１］又は［２］で表される構造にさらに環が縮合された構造、及び、環が縮合された構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造も含む。ただし、芳香族環が置換される場合に発生する新たな単結合と単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造は、一般式［１］又は［２］のみで表される。
【００９５】
本発明において、ホスト材料、ホ−ルブロック材料、電子ブロック材料を構成する部分構造は、一般式［１］または［２］で示される構造である。一般式［１］または［２］において、明示されたＨ原子以外の位置は、さらにアルキル基や芳香族環が置換されていてもよい。一般式［１］または［２］において、明示されたＨ原子以外の位置は、さらに環が縮合されていてもよい。また、環が縮合された構造に、さらにアルキル基や芳香族環が置換されてもよい。ただし、芳香族環が置換される場合に発生する新たな単結合と単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造は、一般式［１］又は［２］のみで表されなければならない。
【００９６】
本発明において、部分構造が一般式［１］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００９７】
【化１５】
【００９８】
本発明において、部分構造が一般式［２］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００９９】
【化１６】
【０１００】
したがって、本発明において、発光層ホスト材料及び発光層ホスト材料の励起最低三重項状態Ｔ１をエネルギ−移動させた発光層隣接層（ホ−ルブロック層、又は、電子ブロック層）の材料は、例えば、以下のような分子的特徴を有するとも言える。
【０１０１】
即ち、このような材料はアルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。
【０１０２】
加えて前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［３］乃至［５］で表されない材料である。又は、上記２つの単結合同士及び上記単２つの単結合で結ばれる３つ芳香族炭化水素の部分構造が一般式［６］乃至［８］で表されない材料である。
【０１０３】
ここで、本発明から除外される部分構造とは、明記されたＨ原子以外で、一般式［３］乃至［８］で表される構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造である。加えて一般式［３］乃至［８］で表される構造にさらに環が縮合された構造、及び、環が縮合された構造にさらにアルキル基や芳香族環が置換された構造を含む。
【０１０４】
ここで、本発明から除外される部分構造とは、一般式［３］から［８］で表される構造である。一般式［３］から［８］において、明記されたＨ原子以外の位置は、アルキル基や芳香族環が置換されてもよい。また、一般式［３］から［８］において、明記されたＨ原子以外の位置は、さらに環が縮合されていてもよい。また、環が縮合された構造に、さらにアルキル基や芳香族環が置換されてもよい。
【０１０５】
本発明から除外される部分構造が一般式［３］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１０６】
【化１７】
【０１０７】
本発明から除外される部分構造が一般式［４］で表される単結合としては、例えば、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１０８】
【化１８】
【０１０９】
本発明から除外される部分構造が一般式［５］で表される単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１０】
【化１９】
【０１１１】
本発明から除外される部分構造が一般式［６］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１２】
【化２０】
【０１１３】
本発明から除外される部分構造が一般式［７］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１４】
【化２１】
【０１１５】
本発明から除外される部分構造が一般式［８］で表される２つの単結合としては、例えば、より具体的な構造式で示すと、以下の単結合が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【０１１６】
【化２２】
【０１１７】
図２及び図３に本発明の有機発光素子の構成例を示す。
【０１１８】
図２は、基板１上に、陽極２、ホ−ル輸送層５、発光層３，ホ−ルブロック層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−ルと電子の再結合領域は発光層内にある。陽極２と陰極４が１対の電極として対向して配置されている。ホ−ル輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料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とともに、発光波長を異にする種々の材料が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、発光層３に各キャリアまた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。発光層３は、ホスト材料と電子トラップ性青蛍光ド−パント材料を少なくとも有する。これによって、ホ−ルと電子の再結合領域は発光層内の陰極側に偏る。ホ−ルブロック層６は、ＨＯＭＯエネルギ−の低い（イオン化ポテンシャルの絶対値が小さい）材料を用いることにより、発光層から陰極側へのホ−ル漏れを改善し、発光効率の向上に効果的な構成である。
【０１１９】
また、図２に対して、ホ−ル輸送層の一種であるホ−ル注入層を、陽極２側に挿入しても良い。陽極２とホ−ル輸送層５の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【０１２０】
また、図２に対して、電子輸送層をホ−ルブロック層６と陰極側４の間に挿入しても良い。図２に対して、電子輸送層の一種である電子注入層を、陰極４側に挿入しても良い。陰極４と電子ブロック層６の密着性改善あるいは電子の注入性改善に効果があり、低電圧化に効効果的である。
【０１２１】
図３は、基板１上に、陽極２、電子ブロック層７、発光層３，ホ−ル輸送層８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−ルと電子の再結合領域は発光層内にある。ホ−ル輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料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とともに、発光波長を異にする種々の材料が使用できるため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、発光層３に各キャリアまた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。発光層３は、ホスト材料とホ−ルトラップ性青蛍光ド−パント材料を少なくとも有する。これによって、ホ−ルと電子の再結合領域は発光層内の陽極側に偏る。電子ブロック層６は、ＬＵＭＯエネルギ−の高い（電子親和力の絶対値が小さい）材料を用いる事により、発光層から陽極側への電子の漏れを改善し、発光効率の向上に効果的な構成である。
【０１２２】
また、図３に対して、ホ−ル輸送層を電子ブロック層７と陽極側２の間に挿入しても良い。図２に対して、ホ−ル輸送層の一種であるホ−ル注入層を、陽極２側に挿入しても良い。陰極２と電子ブロック層７の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効効果的である
また、図２に対して、電子輸送層の一種である電子注入層を、陰極４側に挿入しても良い。陰極４と電子輸送層８の密着性改善あるいはホ−ルの注入性改善に効果があり、低電圧化に効果的である。
【０１２３】
最低一重項励起エネルギ−（エネルギ−ギャップ）の測定は、可視光−紫外吸収スペクトルから求めることができる。本発明においては、ガラス基板上に成膜した薄膜の吸収端から求めた。装置は日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いた。
【０１２４】
最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギ−は、大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−１ 理研機器製）を用いてイオン化ポテンシャルを測定した。
【０１２５】
最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギ−はエネルギ−ギャップ測定値と上記イオン化ポテンシャルから算出することができる。すなわち、電子親和力＝イオン化ポテンシャル−エネルギ−ギャップ、である。
【０１２６】
発光材料の発光スペクトルは、日立製蛍光光度計Ｆ４５００にてフォトルミネッセンスを測定することで得た。本発明における測定は、濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌ程度の溶液状態のものを用いた。溶媒には、トルエン、又は、シクロヘキサンを使用した。
【０１２７】
励起最低三重項エネルギ−は、対象となる有機材料の燐光スペクトルから求めることが可能である。具体的には、液体窒素温度（７７Ｋ）等の低温下において燐光スペクトルの測定を行い、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピ−ク（最も短波長のピ−ク）から、Ｔ１エネルギ−を得られる。
【０１２８】
尚、燐光発光が得られないものは（燐光が弱く測れない）ものは、三重項増感剤からのエネルギ−移動を用いる。
【０１２９】
また、燐光の発光効率が非常に低いために、上記の方法で燐光が測れない場合には、アクセプタ−への三重項−三重項エネルギ−移動を用いて励起最低三重項エネルギ−が得られる方法がある。
【０１３０】
以上の測定を行っても燐光発光が得られない場合は、Ｔｕｒｂｏｍｏｌｅ等の計算化学ソフトウェアにより、以下の計算手法によって、励起最低三重項エネルギ−を得ることができる。まず、基底状態の構造最適化を密度汎関数法（ＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いて計算する。次に、最適化された構造において、時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）により、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いて励起最低三重項（吸収）エネルギ−を計算する。なお、ＤＦＴ及びＴＤＤＦＴの計算には、代わりに同様の機能を持つ計算化学ソフトウェアを用いてもよい。以上のようにして計算した励起最低三重項（吸収）エネルギ−Ｔ１（ｃａｌｃ．）［ｅＶ］から、以下の相関式２を用いて、膜状態にて上記測定した励起三重項エネルギ−Ｔ１（ｅｘｐ．ｆｉｌｍ）［ｅＶ］測定値に対する推定値を得ることができる。
Ｔ１（ｅｘｐ．／ｅｘｐ）＝０．４５１８×Ｔ１（ｃａｌｃ．）＋１．３２４８ 式２
本発明において、露出表面積とは以下の計算手法で一意的に定まる。
【０１３１】
まず初めに、多配座の中で最低励起状三重項状態Ｔ１の安定構造を求める。より具体的には、Ｃａｃｈｅ等の計算化学ソフトウェアを用いて、分子力場計算法（ＭＭ３）により、
配座異性体の最適化構造の中で最安定構造について探索を行った。このＭＭ３による多配座の中での最安定構造を初期構造とし、Ｔｕｒｂｏｍｏｌｅ等の計算化学ソフトウェアを用いて、密度汎関数法（ＤＦＴ）により最低励起状三重項状態Ｔ１の安定構造を求めた。ＤＦＴには、汎関数にＢ３ＬＹＰ、基底関数にｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）を用いればよい。なお、ＭＭ３計算及びＤＦＴの計算には、代わりに同様の機能を持つ計算化学ソフトウェアを用いてもよい。
【０１３２】
次に、芳香族炭化水素同士の各単結合の露出表面積を求める。芳香族炭化水素同士の単結合の露出表面積は、芳香族炭化水素同士の単結合の中点から一定距離以内（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ＝３．０Å）に存在する原子を選択し、それら原子に属する露出表面積の和を計算した（図４）。図４中、ＢＣは芳香族炭化水素同士の単結合の中点である。Ｒは、各原子の中心からｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径（Ｂｏｎｄｉによる値）にプロ−ブ半径を足した値を半径に持つ球の表面を示す。Ｃは炭素原子、Ｈは水素原子である。ＰＸはＢＣから３．０単位以内の領域を示す。ＳＡはＰＸに含まれる原子、ＵＳＡはＰＸに含まれない原子を示す。Ｓは注目した単結合の露出表面積である。なお、図４は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元で計算する。
【０１３３】
露出表面積は、プロ−ブ半径（ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ）を１．７Åとしてブロ−プ球の中心が通ってできる表面の面積を考えればよい。より具体的には、分子のｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径（Ｂｏｎｄｉによる値）＋プロ−ブ半径の表面上にグリッド点を発生させ、他の原子内に入り込んでいるものを除き、残ったグリッド点の数を数えることで近似計算することが可能である（図５）。図５中、Ａはｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径を考慮した原子、ＰＢはプロ−ブ球、ＧＲはグリッド点を示す。Ｒはｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径にプロ−ブ半径を足した値である。なお、図５は簡単のため二次元で書かれているが、実際は三次元で計算する。
【０１３４】
グリッド点の発生には、各原子のｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ半径＋プロ−ブ半径の球に内接する正２０面体を元に、各面を２５の正三角形に分割し、各正三角形の頂点を外接球に射影して得られる立体（ｇｅｏｄｅｓｉｃ ｄｏｍｅ）の頂点を用いた。これにより２５２点のグリッドが生成される。本発明における露出表面積の計算は、もちろんこの近似に限ったものではないが、近似する場合、少なくとも、２５２点以上のグリッド生成をすることが望ましい。
各単結合の露出表面積を計算したら、そのうち最小の値を選択する。
【０１３５】
本発明において、ホ−ル（正孔）輸送性材料としては、陽極からのホ−ルの注入を容易にし、また注入されたホ−ルを発光層に輸送する優れたモビリティを有するることが好ましい。ホ−ル注入輸送性能を有するる低分子および高分子系材料としては、トリアリ−ルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾ−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−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。また、電子親和力の小さい材料は、電子ブロック材料としても使用できる。
【０１３６】
本発明において、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るものから任意に選ぶことができ、ホ−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る材料としては、オキサジアゾ−ル誘導体、オキサゾ−ル誘導体、チアゾ−ル誘導体、チアジアゾ−ル誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾ−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。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホ−ルブロック材料としても使用できる。
【０１３７】
本発明の有機発光素子の有機材料からなる層は、発光層やその他有機層において種々の方法により得られる。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ＣＶＤにより薄膜を形成する。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−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）により薄膜を形成する。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。
【０１３８】
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−ル樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレ−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−ル樹脂、ポリビニルアセタ−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−テルスルホン樹脂、ジアリルフタレ−ト樹脂、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、シリコ−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−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。
【０１３９】
本発明において、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−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−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。
【０１４０】
本発明において、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。
【０１４１】
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−ト等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラ−フィルタ−膜、蛍光色変換フィルタ−膜、誘電体反射膜などを用いて発色光をコントロ−ルする事も可能である。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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−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−し、適当な封止樹脂により素子自体をパッケ−ジングすることもできる。
【０１４４】
本発明に係る有機発光素子は画像表示装置の画素として用いられても良いし、あるいは照明光源として用いられても良い。画像表示装置は本発明に係る有機発光素子である画素とその発光強度を制御するために有機発光素子と接続するトランジスタとを有しても良い。
【０１４５】
画像表示装置はこのような画素を複数有しても良い。照明光源は白色発光する光源でも単色（例えば赤、青、緑のいずれかの色）を発光する光源でも良い。照明光源は複数の異なる色を混色させて白色を発光する光源でも良い。その場合本発明に係る有機発光素子はそのうちの一色を発光するものであってもよい。
【実施例】
【０１４６】
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。
【０１４７】
（合成例）
実施例１乃至６で使用する化合物１乃至１３の合成例を以下に示す。
【０１４８】
【化２３】
【０１４９】
＜化合物１の合成例＞
１００ｍｌナスフラスコにＮ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４．８８ｇ（１４．５ｍｍｏｌ）、２−ヨ−ド−９，９−ジメチルフルオレン６．４０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム４．００ｇ、銅粉３．０ｇ、オルトジクロロベンゼン３０ｍｌを仕込み、冷却管をつけて、２０時間還流撹拌を続けた。反応液を冷却後、濾過し、減圧化でオルトジクロロベンゼンを濃縮除去した後、メタノ−ルを加えて粗製結晶を析出させて濾取した。
【０１５０】
得られた粗製結晶をシリカゲルカラムを用いてトルエン／ヘキサン混合溶液で精製することにより、化合物１の白色結晶７．３２ｇ（収率７０％）が得られた。
【０１５１】
＜化合物２の合成例＞
【０１５２】
【化２４】
【０１５３】
１）中間体化合物２−１の合成
（３−Ｂｒｏｍｏ−ｐｈｅｎｙｌ）−（９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ（化合物２−１）は、
（９，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅと３−Ｂｒｏｍｏｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅを原料として用いＵｌｌｍａｎｎ反応により製造できる。
【０１５４】
２）化合物２の合成
３００ｍｌ三ツ口フラスコを用意した。その中にジボレ−トビフェニレン中間体２−２１．８ｇ（４．４ｍｍｏｌ）を入れた。更に（３−Ｂｒｏｍｏ−ｐｈｅｎｙｌ）−（９，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−ｆｌｕｏｒｅｎ−２−ｙｌ）−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ［１−１］４．３ｇ（９．７ｍｍｏｌ）を入れた。更にトルエン１００ｍｌおよびエタノ−ル５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸カルシウム１２ｇ／水５０ｍｌの水溶液を滴下した。次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２５ｇ（０．２２ｍｍｏｌ）を添加した。室温で３０分攪拌した後７０度に昇温し９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（ヘキサン＋トルエン混合展開溶媒）で精製し、化合物２（白色結晶）１．４ｇ（収率７４％）を得た。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８７２．４を確認した。
【０１５５】
＜化合物３の合成例＞
【０１５６】
【化２５】
【０１５７】
（１）中間体３−１の合成
反応容器に、以下に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
５−ブロモアセナフチレン：１４．５ｇ（６２．８ｍｍｏｌ）
ジフェニルイソベンゾフラン：１７．１ｇ（６３．３ｍｍｏｌ）
キシレン：２００ｍｌ
次に、反応溶液を溶媒であるキシレンが還流する温度で加熱しながら５時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去した。次に、無水トリフルオロ酢酸２６ｍｌとクロロホルム２６０ｍｌとを加えた後、反応溶液を還流させながら１時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、この残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ−（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／３）で精製することにより、中間体３−１である４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンを黄色固体として１６ｇ得た。
【０１５８】
（２）化合物３の合成
反応容器を窒素雰囲気にしてから、以下の試薬、溶媒を仕込んだ。
４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン：０．７ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）
２−（フルオランテン−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボロラン：０．４８ｇ（１．４５ｍｍｏｌ）
トルエン：１００ｍｌ
エタノ−ル：５０ｍｌ）
次に、炭酸セシウム０．９５ｇ（２．９０ｍｍｏｌ）を蒸留水１５ｍｌに溶解させた水溶液を反応溶液中に加えた後、反応溶液を５０℃に加熱し３０分攪拌した。
【０１５９】
さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．１７ｇ（０．１４５ｍｍｏｌ）を加えた後、反応溶液を９０℃に加熱したシリコ−ンオイルバス上で加熱しながら５時間攪拌した。次に、反応溶液を室温まで冷却した後、水、トルエン、酢酸エチルを加え、有機層を分離した。また水層についてさらにトルエン、酢酸エチルの混合溶媒で２回溶媒抽出を行い、有機層をはじめに分離した有機層に追加した。次に、集めた有機層を飽和食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥した。次に、有機層の溶媒を減圧留去することで残渣を得た。次に、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ−（展開溶媒：トルエン／ヘプタン＝１／３）で精製することで結晶を得た。次に、得られた結晶を１２０℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことによって、化合物３を淡黄色固体として０．６ｇ得た。
【０１６０】
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６０４．７を確認した。
【０１６１】
化合物３を含む濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌのトルエン溶液のＰＬスペクトルを、日立製Ｆ−４５００を用いて励起波長３５０ｎｍで測定したところ、４５１ｎｍ強度を有する青色発光スペクトルを観測した。（図６のＬ３）
＜化合物４の合成例＞
【０１６２】
【化２６】
【０１６３】
（１）中間体４−３の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体４−１、１．０ｇ（２．５１ｍｍｏｌ）、中間体４−２、１．０ｇ（２．５１ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、５．０ｇ、トルエン５０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体４−３（黄白色結晶）０．９２７ｇ（収率６８％）を得た。
【０１６４】
（２）化合物４の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体４−３、０．９２４ｇ（１．７０ｍｍｏｌ）、中間体４−４、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４（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。
化合物４を含む濃度１ｘ１０−５ｍｏｌ／ｌのトルエン溶液のＰＬスペクトルを、日立製Ｆ−４５００を用いて励起波長３５０ｎｍで測定したところ、４４３ｎｍに最大強度を有する青色発光スペクトルを観測した。（図６のＬ４）
＜化合物５の合成例＞
【０１６５】
【化２７】
【０１６６】
３００ｍｌ三ツ口フラスコに、２−ヨ−ド−９，９−ジメチルフルオレン［中間体５−１］５．８ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）およびジエチルエ−テル８０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、−７８度で撹拌下、ｎ−ブチルリチウム（１５％ヘキサン溶液）１１．７ｍｌ（１８．１ｍｍｏｌ）を滴下した。室温まで昇温し１時間撹拌した後、−２０度に冷却しフェナントロリン［８Ｂ］０．８１ｇ（４．５１ｍｍｏｌ）のトルエン１００ｍｌ分散液を滴下した。室温で１２時間撹拌後、水を加え有機層をクロロホルムで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、アルミナカラム（ヘキサン＋クロロホルム混合展開溶媒）で精製し、化合物５（白色結晶）２．０４ｇ（収率８０％）を得た。
【０１６７】
＜化合物６の合成例＞
（１）中間体６−１の合成
【０１６８】
【化２８】
【０１６９】
８−ブロモ−３−クロロベンゼン［ｃ］フェナンスレン ２６０ｍｇ（０．７６ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸 ９７ｍｇ（０．８０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） ５３ｍｇ（０．０４６ｍｍｏｌ）をトルエン４ｍｌ、エタノ−ル１ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）２ｍｌ中に入れ、９０℃で４時間攪拌した。冷却後、水１００ｍｌを加えトルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をろ過し、ろ液を濃縮したものを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：９）にて精製後、メタノ−ルで洗浄を行い白色固体中間体６−１を１８０ｍｇ（収率：６９％）得た。
【０１７０】
（２）中間体６−２の合成
【０１７１】
【化２９】
【０１７２】
次に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０） ４８ｍｇ（０．０５３ｍｍｏｌ）、トリシクロへキシルホスフィン ３７ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン５ｍｌ中に入れ、室温で１５分攪拌した後、中間体６−１ １８０ｍｇ（０．５３ｍｍｏｌ）、ビスピナコラトジボロン ０．２０ｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ７７ｍｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、を加え９５℃で３時間攪拌した。冷却後、水１００ｍｌを加えトルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、この溶液をろ過し、ろ液を濃縮した。これを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：１）にて精製後、メタノ−ルで洗浄し、白色固体中間体６−２を６８ｍｇ（収率：３０％）得た。
【０１７３】
（３）中間体６−３の合成
【０１７４】
【化３０】
【０１７５】
次に、中間体６−ブロモナフタレン−２−オ−ル ３．０ｇ（１３ｍｍｏｌ）、（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ボロン酸 ３．３ｇ（１４ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） ０．３１ｇ（０．２７ｍｍｏｌ）をトルエン１００ｍｌ、エタノ−ル５０ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）５０ｍｌ中に入れ、７６℃で２４時間攪拌した。冷却後、クロロホルムで抽出を行った。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をカラムクロマトグラフィ−（クロロホルム）にて粗精製を行った。これを、ヘプタンで洗浄を行い薄い茶色固体中間体６−３を２．７ｇ（収率：６０％）得た。
【０１７６】
（４）中間体６−４の合成
【０１７７】
【化３１】
【０１７８】
次に、中間体６−３ ０．３０ｇ（０．８９ｍｍｏｌ）をピリジン３ｍｌに溶解させ０℃にした後、無水トリフルオロメタンスルホン酸０．３６ｍｌ（２．１ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した。反応溶液の温度を徐々に室温に上げながら２時間攪拌した。水、トルエンを加え、トルエンで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ−（トルエン：ヘプタン＝１：２）で精製し、中間体６−４を０．２３ｇ（収率５６％）得た。
【０１７９】
（５）化合物６の合成
【０１８０】
【化３２】
【０１８１】
次に、中間体６−２ ６８ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）、中間体６−４ ７０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０） １７ｍｇ（０．０１５ｍｍｏｌ）をトルエン２ｍｌ、エタノ−ル１ｍｌ、炭酸ナトリウム水溶液（２０ｗ％溶液）１ｍｌ中に入れ、９０℃で２時間攪拌した。冷却後、トルエンで抽出を行い、水１００ｍｌｘ２回で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶液をろ過し、ろ液を濃縮したものを、カラムクロマトグラフィ−（クロロホルム：ヘプタン＝１：４）にて精製後、メタノ−ルで洗浄を行い白色固体 化合物６を６８ｍｇ（収率：６９％）得た。
【０１８２】
また、ＮＭＲ測定によりこの化合物の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．２６（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝９．５Ｈｚ），８．４１（Ｓ１Ｈ），８．３３（Ｓ１Ｈ），８．１９（Ｓ１Ｈ），８．１４（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），８．０４−８．１１（ｍ，５Ｈ），７．９０（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５Ｈｚ），７．８６（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ），７．８３（ｓ，２Ｈ），７．７２−７．８０（ｍ，３Ｈ），７．６４（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．０Ｈｚ），７．５５−７．６１（ｍ，３Ｈ），７．４７−７．５１（ｍ，２Ｈ），７．３４−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６０（ｓ，６Ｈ）．
【０１８３】
＜化合物７の合成例＞
以下に示すスキ−ムに従い、合成した。
【０１８４】
【化３３】
【０１８５】
（１）中間体７−２の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−１、０．９００ｇ（３．５７ｍｍｏｌ）、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド、１．３８９ｇ（３．５６ｍｍｏｌ）、塩化亜鉛、０．４８６（３．５７ｍｍｏｌ）及びクロロホルム６０ｍｌを入れ、室温下、３時間攪拌した。反応後、水１００ｍｌを加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−２（白色結晶）０．９６３ｇ（収率９６％）を得た。
【０１８６】
（２）中間体７−３の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−２、０．９００ｇ（３．４３ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン］ジクロロニッケル、１８８ｍｇ（０．３４３ｍｍｏｌ）、４，４，５，５，−テトラメチル−１，３，２，−ジオキサボロラン、０．９９ｍｌ（６．８５ｍｍｏｌ）、トルエン、３０ｍｌおよびトリエチルアミン、５ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、９０度に昇温し、６時間攪拌した。反応後、水５０ｍｌを加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−３（白色結晶）１．１０ｇ（収率８４．７％）を得た。
【０１８７】
（３）中間体７−５の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、ａ−４、０．６２４ｇ（２．８０ｍｍｏｌ）、中間体７−５、１．１０ｇ（２．９１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍｌおよびエタノ−ル１０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、炭酸ナトリウム１０ｇ／水２０ｍｌの水溶液を滴下し、次いでテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１６１ｍｇを添加した。７７度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−５（白色結晶）０．９４ｇ（収率８５％）を得た。
【０１８８】
（４）中間体７−６の合成
２００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−５、０．９４ｇ（２．３８ｍｍｏｌ）及び無水ピリジン５０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、氷冷で攪拌下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物（Ｔｆ２Ｏ）、０．５６ｍｌ（４．４７ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下し、１時間攪拌後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。反応後、反応溶液に水５０ｍｌ加え、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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、中間体７−６（白色結晶）１．０９ｇ（収率８７％）を得た。
【０１８９】
（５）化合物７の合成
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、中間体７−７、０．１８０ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物７（黄白色結晶）０．３６０ｇ（収率７５％）を得た。
質量分析法により、例化合物７のＭ＋である５０４を確認した。
また、１ＨＮＭＲ測定により、化合物７の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，４００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９５（ｄ，１Ｈ），８．９３−８．８７（ｍ，１Ｈ），８．２４−７．９２（ｍ，１２Ｈ），７．８４（ｄ，１Ｈ），７．７９−７．７７（ｍ，２Ｈ）， ７．７４（ｄ，２Ｈ），７．６２−７．５９（ｍ，２Ｈ），７．５５−７．４８（ｍ，４Ｈ）
【０１９０】
＜化合物８の合成例＞
以下に示すスキ−ムに従い、合成した。
【０１９１】
【化３４】
【０１９２】
１００ｍｌ三ツ口フラスコに、中間体７−６、０．５０ｇ（０．９５ｍｍｏｌ）、中間体８−１、０．２４８ｇ（１．０４ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム、１．０６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍｌ、エタノ−ル１０ｍｌ及び水２０ｍｌを入れ、窒素雰囲気中、室温で攪拌下、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、５７．８ｍｇを添加した。８０度に昇温し、５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（トルエン、ヘプタン混合、展開溶媒）で精製し、化合物８（白黄色結晶）０．４２３ｇ（収率７８％）を得た。
【０１９３】
質量分析法により、化合物８のＭ＋である５７０を確認した。
【０１９４】
また、１ＨＮＭＲ測定により、化合物８の構造を確認した。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，６００ＭＨｚ） σ（ｐｐｍ）：９．０１（ｄ，１Ｈ），８．９６（ｄ，１Ｈ），８．８８−８．９４（ｍ，２Ｈ），８．２５（Ｓ１Ｈ），８．２３（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｄ，１Ｈ），８．１５（ｓ，２Ｈ），８．１２（ｄ，１Ｈ），８．０７（Ｔ１Ｈ），８．０６（ｄ，１Ｈ），８．０２（ｄ，１Ｈ），７．９３（ｄｄ，１Ｈ），７．８７（Ｔ１Ｈ），７．８５（Ｓ１Ｈ），７．８３（ｄｄ，１Ｈ），７．７８−７．８１（ｍ，４Ｈ），７．５０（ｄ，１Ｈ），７．３５−７．４０（ｍ，２Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）．
【０１９５】
＜化合物９の合成例＞
以下に説明する方法により例示化合物１−１を製造した。なお、２，７−（Ｂｐｉｎ）２ピレンはＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、２００５年、２１７２−２１７４ペ−ジに記載の方法に従って合成した。
【０１９６】
【化３５】
【０１９７】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（５０ｍｌ）、エタノ−ル（１０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに炭酸ナトリウム １．４５ｇ（１３．７ｍｍｏｌ）を蒸留水７ｍｌに溶解させた水溶液を加え、９０℃に加熱したシリコ−ンオイルバス上で５時間加熱攪拌した。
７−ｔｅｒｔ−ブチル−１−ブロモピレン ２．０３ｇ（６．０２ｍｍｏｌ）
２，７−（Ｂｐｉｎ）２ピレン １．２４ｇ（２．７４ｍｍｏｌ）
ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２） ０．１９２ｇ（０．２７４ｍｍｏｌ）
室温まで冷却後、析出した固体をろ過し、さらに水、メタノ−ルで洗浄した。得られた固体を真空乾燥した後、クロロベンゼンに加熱溶解させて熱ろ過を行い、不溶物を取り除いた。さらに、得られたろ液から再結晶を行い、白色結晶である化合物９を１．１３ｇ（収率５８％）得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である７１４．３を確認した。
【０１９８】
＜化合物１０の合成例＞
【０１９９】
【化３６】
【０２００】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、２０時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン １．７０ｇ（４．４０ｍｍｏｌ）
２，７−ジブロフェナンスレン ７２４ｍｇ（２．１６ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ８０．８ｍｇ（０．０７０ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−ド １．６５ｇを得た後、クロロベンゼンで再結晶をおこない、白色の粉末である化合物１０を０．９４ｇ（収率６３％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である６９０．２を確認した。
【０２０１】
＜化合物１１の合成例＞
【０２０２】
【化３７】
【０２０３】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、２０時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン １．４１ｇ（３．６７ｍｍｏｌ）
２，６−ジブロモナフタレン ５０８ｍｇ（１．７８ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ８５ｍｇ（０．０８１ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−ド ０．９０ｇを得た後、クロロベンゼンで再結晶をおこない、白色の粉末である化合物１１を０．８８ｇ（収率６３％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である６３９．９を確認した。
【０２０４】
＜化合物１２の合成例＞
【０２０５】
【化３８】
【０２０６】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、１６．５時間還流させた。
中間体１２−１ １．００ｇ（２．１５ｍｍｏｌ）
中間体１２−２ ０．８９ｇ（２．１１ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム ２９６．９ｍｇ（０．２５７ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、クル−度１．４６ｇを得た後、アセトンで分散し、極性の高い不純物を除いた。トルエンで再結晶し、メタノ−ルに分散して白色の粉末である化合物１２を０．８３ｇ（収率６６％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である５８６．３を確認した。
【０２０７】
＜化合物１３の合成例＞
【０２０８】
【化３９】
【０２０９】
窒素雰囲気下、以下の化合物をトルエン（８０ｍｌ）、エタノ−ル（４０ｍｌ）の混合溶媒に溶解させ、さらに１０ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液（４０ｍｌ）を加え、系中に酸素を除くためにアルゴンでバブリングをおこなったのち、１５時間還流させた。
２−（７−ｔｅｒｔ−ブチルピレン−１−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］ジオキサボラン ３．２ｇ（８．３３ｍｍｏｌ）
中間体１２−２ ３．２ｇ（７．９５ｍｍｏｌ）
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム １８９ｍｇ（０．１５４ｍｍｏｌ）
室温に戻したのち、クロロホルムで抽出をおこない、硫酸マグネシウムで乾燥させた。残留するパラジウムを除くために、富士シリシア製重金属除去用シリカ（ＳＨ ｔｙｐｅ）を加え、しばらく撹拌したのち、硫酸マグネシウムと一緒にろ別した。有機層を濃縮して、アセトン、メタノ−ルの順に分散し、極性の高い不純物を除いた。トルエンで再結晶し、シクロヘキサンに分散して白色の粉末である化合物１３を２．４９ｇ（収率６６％）を得た。
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳによりこの化合物のＭ＋である５１０．２を確認した。
【０２１０】
また、以下に示す比較例で使用した化合物の化学式を示す。
【０２１１】
【化４０】
【０２１２】
次に、これらの実施例及び比較例で使用した化合物のうち、化合物３、化合物４、化合物６乃至１７について、ＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−を表１に示す。各化合物について、薄膜を各々真空蒸着によりスライドガラス上へ薄膜を作成し、それぞれを大気下光電子分光装置（装置名ＡＣ−１）でＨＯＭＯエネルギ−を測定した。またさらに、可視光吸収スペクトルの測定（装置名Ｕ−３０１０）から、エネルギ−ギャップを測定し、ＬＵＭＯエネルギ−を算出した。
【０２１３】
【表１】
【０２１４】
また、これらの実施例及び比較例で使用した化合物のうち、化合物６乃至１７について、励起最低三重項エネルギ−と芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積の最小値を表２に示す。化合物６と化合物１３は、各化合物について、薄膜を各々真空蒸着によりスライドガラス上へ薄膜を作成し、励起最低三重項エネルギ−を測定した。化合物７乃至１２、化合物１５乃至１７は、各化合物と三重項増感剤である化合物１８を同時蒸着して、スライドガラス上へ薄膜を作成し、励起最低三重項エネルギ−を測定した。三重項増感剤の濃度は１０ｗｔ％で、膜厚は１００ｎｍであった。各励起最低三重項エネルギ−は、蛍光光度計（装置名Ｆ４５００）にて測定を行った。
【０２１５】
【化４１】
【０２１６】
化合物１４についての励起最低三重項エネルギ−は、以下の計算方法を用いて励起最低三重項（吸収）励起エネルギ−の計算値を求め、式２から、薄膜状態の励起最低三重項エネルギ−の測定値を推定した値である。
【０２１７】
１）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
２）励起最低三重項（吸収）励起エネルギ−
時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
Ｒ．Ａｈｌｒｉｃｈｓ，Ｍ．Ｂａｅｒ，Ｍ．Ｈａｅｓｅｒ，Ｈ．Ｈｏｒｎ，ａｎｄ Ｃ．Ｋｏｅｌｍｅｌ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ：ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｓｙｓｔｅｍ ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．ＬｅｔＴ１６２：１６５（１９８９）
【０２１８】
化合物３乃至１７について、芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積の最小値は、以下の計算方法を用いて計算した。
【０２１９】
１）初期構造（配座異性体の最適化構造の中で最安定構造探索）
分子力場計算法（ＭＭ３）
ソフトウェア：Ｃａｃｈｅ
２）励起最低三重項状態の構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
ソフトウェア：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ
３）各芳香族炭化水素同士の単結合における露出表面積及びその最小値
ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ＝３．０Å
ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ＝１．７Å
近似法：ｇｅｏｄｅｓｉｃ ｄｏｍｅ近似法
【０２２０】
【表２】
【０２２１】
（実施例１）
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
ホ−ル注入層材料として前記化合物１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ＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコ−トを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オ−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−ル注入層の厚みは１１ｎｍであった。
【０２２２】
次にホ−ル輸送層として前記化合物２を、真空蒸着法を用いて１５ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２２３】
次に発光層として、ホスト材料として前記化合物６と、電子とラップ性青蛍光材料として前記化合物３を、それぞれ別のボ−トから同時蒸着して形成した。発光材料の濃度は５ｗｔ％で、膜厚は３０ｎｍであった。
【０２２４】
次にホ−ルブロック層として前記化合物７を、真空蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚で成膜した。
更に電子輸送層として、前記化合物５を真空蒸着した。電子輸送層の膜厚は３０ｎｍであった。
【０２２５】
上記有機物層の蒸着時の真空度は７．０×１０−５Ｐａ以下、成膜速度は０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件であった。ただし、発光層はホスト材料およびド−パント材料の両者を合わせた蒸着速度である。
【０２２６】
次に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ０．５ｎｍ形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け電子注入電極（陰極）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、フッ化リチウムは０．０５ｎｍ／ｓｅｃ、アルミニウムは１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。
得られた有機発光素子は、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ用水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【０２２７】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．６Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度３５０８ｃｄ／ｍ２、発光効率７．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１７、０．２９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２２８】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１４３時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２２９】
表１より、化合物３と化合物６のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物６）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２３０】
また、表１より、化合物６と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２３１】
また、表２より、化合物６と化合物７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物７）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２３２】
さらに、化合物６と化合物７は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２３３】
また、
表２より、化合物６と化合物７は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２３４】
（実施例２）
実施例１において、ホ−ルブロック層として、化合物７の代わりに化合物９を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２３５】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度２１５１ｃｄ／ｍ２、発光効率６．６９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．２０、０．３３）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２３６】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは２３７時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２３７】
表１より、化合物６と化合物９のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物９）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２３８】
また、表２より、化合物６と化合物９の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物９）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２３９】
さらに、化合物６と化合物９は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２４０】
また、
表２より、化合物６と化合物９は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２４１】
（実施例３）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物８を使用し、
ホ−ルブロック層として、化合物７の代わりに化合物１０を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２４２】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度５１７６ｃｄ／ｍ２、発光効率７．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１６）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２４３】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは３７８時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２４４】
表１より、化合物３と化合物８のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物８）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２４５】
表１より、化合物８と化合物１０のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１０）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２４６】
また、表２より、化合物８と化合物１０の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物８）−Ｔ１（化合物１０）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２４７】
さらに、化合物８と化合物１０は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２４８】
また、
表２より、化合物８と化合物１０は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２４９】
（実施例４）
実施例３において、ホ−ルブロック層として、化合物１０の代わりに化合物１１を使用した以外は、実施例３と同様の方法により素子を作製した。
【０２５０】
本実施例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度４４６８ｃｄ／ｍ２、発光効率７．７５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２６）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２５１】
さらに、本実施例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは４１１時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２５２】
表１より、化合物８と化合物１１のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物８）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１１）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２５３】
また、表２より、化合物８と化合物１１の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物８）−Ｔ１（化合物１１）＞ ０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２５４】
さらに、化合物８と化合物１１は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。
【０２５５】
また、
表２より、化合物８と化合物１１は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２５６】
（比較例１）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物１４を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２５７】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度３２９３ｃｄ／ｍ２、発光効率６．１３ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２７）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２５８】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは２３時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２５９】
表１より、化合物３と化合物１４のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物１４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物１４）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみをトラップしている。
【０２６０】
表１より、化合物１４と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１４）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２６１】
また、表２より、化合物１４と化合物７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０２６２】
さらに、化合物１４は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１４は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２６３】
（比較例２）
実施例１において、発光層ホスト材料として、化合物６の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２６４】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度２００ｃｄ／ｍ２、発光効率６．３７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２０）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２６５】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは３９時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２６６】
表１より、化合物３と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物３）｜−｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜＜０．１５ｅＶ
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜＝｜ＨＯＭＯ（化合物３）｜
となっており、発光層は、青蛍光材料 化合物３によって電子のみを効果的にトラップした素子構成になっていない。
【０２６７】
表１より、化合物１５と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜
を満たし、電子をわずかながらトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２６８】
また、表２より、化合物１５と化合物７の励起最低三重項エネルギ−は、
Ｔ１（化合物１５）−Ｔ１（化合物７）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２６９】
化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２７０】
（比較例３）
実施例１において、ホ−ルブロック材料として、化合物７の代わりに化合物１６を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２７１】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度３０５６ｃｄ／ｍ２、発光効率８．５２ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２８）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２７２】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは６９時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２７３】
表１より、化合物６と化合物１６のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１６）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２７４】
また、表２より、化合物１６と化合物６の励起最低三重項エネルギ−は、
Ｔ１（化合物６）−Ｔ１（化合物１６）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２７５】
化合物１６は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。また、
表２より、化合物１６は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２７６】
（比較例４）
実施例１において、ホ−ルブロック材料として、化合物７の代わりに化合物１７を使用した以外は、実施例１と同様の方法により素子を作製した。
【０２７７】
本比較例の素子は、５．６Ｖの印加電圧をかけた時に、発光輝度１１０９ｃｄ／ｍ２、発光効率５．４６ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１６、０．２２）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２７８】
さらに、本比較例の素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは７０時間であり、実施例１乃至４と比較して耐久性能は劣った。
【０２７９】
表１より、化合物６と化合物１７のＨＯＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物６）｜＜｜ＨＯＭＯ（化合物１７）｜
を満たし、電子のみをトラップする発光層の陰極側の隣接層は、ホ−ルをブロックしている。
【０２８０】
また、表２より、化合物６と化合物１７の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０２８１】
化合物１７は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながら前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されてはいない。ただし、
表２より、化合物１７は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０２８２】
（実施例５）
基板としてのガラス基板上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法にて１３０ｎｍ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−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。
【０２８３】
ホ−ル注入層材料として前記化合物１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。
【０２８４】
この溶液を上記のＩＴＯ電極上に滴下し、最初に５００ＲＰＭの回転で１０秒、次に１０００ＲＰＭの回転で１分間スピンコ−トを行い膜形成した。この後１０分間、８０℃の真空オ−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−ル注入層の厚みは１１ｎｍであった。
【０２８５】
次に電子ブロック層として前記化合物１２を、真空蒸着法を用いて１５ｎｍの膜厚で成膜した。
【０２８６】
次に発光層として、ホスト材料として前記化合物７と、ホ−ルのみをトラップする青蛍光材料として前記化合物４をそれぞれ別のボ−トから同時蒸着して形成した。発光材料の濃度は１０ｗｔ％で、膜厚は３０ｎｍであった。
【０２８７】
更に電子輸送層として、前記化合物５を真空蒸着した。電子輸送層の膜厚は３０ｎｍであった。
【０２８８】
上記有機物層の蒸着時の真空度は７．０×１０−５Ｐａ以下、成膜速度は０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件であった。ただし、発光層はホスト材料およびド−パント材料の両者を合わせた蒸着速度である。
【０２８９】
次に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を先ほどの有機層の上に、真空蒸着法により厚さ０．５ｎｍ形成し、更に真空蒸着法により厚さ１５０ｎｍのアルミニウム膜を設け電子注入電極（陰極）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、フッ化リチウムは０．０５ｎｍ／ｓｅｃ、アルミニウムは１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件で成膜した。
【０２９０】
得られた有機発光素子は、水分の吸着が起こらないように、露点−７０度以下の窒素雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。なお、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシ−ト（有機ＥＬ用水分ゲッタ−シ−ト、ダイニック株式会社製）を封入した。
【０２９１】
この様にして得られた素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度２１１０ｃｄ／ｍ２、発光効率２．４０ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２０）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２９２】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１１時間であり、耐久性能は良好であった。
【０２９３】
表１より、化合物４と化合物７のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物７）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０２９４】
また、表１より、化合物７と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１２）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０２９５】
また、表２より、化合物７と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物７）−Ｔ１（化合物１２）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０２９６】
さらに、化合物７と化合物１２は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこれら炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。また、
表２より、化合物７と化合物１２は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０２９７】
（実施例６）
実施例５において、電子ブロック層として、化合物１２の代わりに化合物１３を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。
【０２９８】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１４７２ｃｄ／ｍ２、発光効率１．７７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．２３）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０２９９】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは１７時間であり、耐久性能は良好であった。
【０３００】
表１より、化合物７と化合物１３のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１３）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物７）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３０１】
また、表２より、化合物７と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（化合物７）−Ｔ１（化合物１３）＞０．１ｅＶ
を満たしている。
【０３０２】
さらに、化合物７と化合物１３は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。加えてこれら炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されている。また、
表２より、化合物７と化合物１３は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７より大きい。
【０３０３】
（比較例５）
実施例５において、発光層ホスト材料として、化合物７の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例５と同様の方法により素子を作製した。
【０３０４】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度５４５ｃｄ／ｍ２、発光効率１．８９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０３０５】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは６時間であり、実施例５及び実施例６と比較して耐久性能は劣った。
【０３０６】
表１より、化合物４と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０３０７】
また、表１より、化合物１５と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１２）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３０８】
また、表２より、化合物１５と化合物１２の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０３０９】
さらに、化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながらこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されていない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【０３１０】
（比較例６）
実施例６において、発光層ホスト材料として、化合物７の代わりに化合物１５を使用した以外は、実施例６と同様の方法により素子を作製した。
【０３１１】
本実施例の素子に、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度５６５ｃｄ／ｍ２、発光効率２．３７ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（０．１５、０．１９）の、青蛍光ド−パント材料に由来する青色の発光が観測された。
【０３１２】
さらに、この素子に電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に保ち電圧を印加したところ、初期の５０％の発光輝度になるのは７時間であり、実施例５及び実施例６と比較して耐久性能はは劣った。
【０３１３】
表１より、化合物４と化合物１５のＨＯＭＯエネルギ−、ＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＨＯＭＯ（化合物１５）｜−｜ＨＯＭＯ（化合物４）｜＞０．１５ｅＶ
｜ＬＵＭＯ（化合物４）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、発光層は、青蛍光材料 化合物４によってホ−ルのみをトラップしている。
【０３１４】
また、表１より、化合物１５と化合物１２のＬＵＭＯエネルギ−は、
｜ＬＵＭＯ（化合物１３）｜＜｜ＬＵＭＯ（化合物１５）｜
を満たし、ホ−ルのみをトラップする発光層の陽極側の隣接層は、電子をブロックしている。
【０３１５】
また、表２より、化合物１５と化合物１３の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１は、
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞０．１ｅＶ
を満たしていない。
【０３１６】
さらに、化合物１５は、アルキル基で置換されてもよい一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物である。しかしながらこの炭化水素化合物は、前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、一般式［１］又は［２］のみで表されていない。また、
表２より、化合物１５は、前記芳香族炭化水素同士の前記単結合における露出表面積の最小値が８７以下である。
【符号の説明】
【０３１７】
１ 基板
２ 陽極
３ 発光層
４ 陰極
５ ホ−ル輸送層
６ ホ−ルブロック層
７ 電子ブロック層
８ 電子輸送層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料と電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接したホ−ルブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＨＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記ホ−ルブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子。
【化１】
【化２】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【請求項２】
請求項１における前記ホスト材料及び前記ホ−ルブロック層の材料が、前記各単結合の露出表面積の最小値が８７より大きいことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料が、フルオランテン骨格を部分構造に有する炭化水素化合物であることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料とホ−ルトラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接した電子ブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＥＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記電子ブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子。
【化３】
【化４】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【請求項５】
請求項２における前記ホスト材料及び前記電子ブロック層の材料が、前記各単結合の露出表面積の最小値が８７より大きい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】
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）が２．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１及至５に記載の有機発光素子。
【請求項１】
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料と電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接したホ−ルブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＜｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記ホ−ルブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＨＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＨＢＬ）＞０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記ホ−ルブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子。
【化１】
【化２】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【請求項２】
請求項１における前記ホスト材料及び前記ホ−ルブロック層の材料が、前記各単結合の露出表面積の最小値が８７より大きいことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記電子トラップ性の青色蛍光ド−パント材料が、フルオランテン骨格を部分構造に有する炭化水素化合物であることを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
陽極および陰極からなる１対の電極と、該１対の電極間に配置された、ホスト材料とホ−ルトラップ性の青色蛍光ド−パント材料を有する発光層と、
前記発光層に隣接した電子ブロック層を少なくとも有する有機発光素子において、
前記ホスト材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最低空軌道エネルギ−ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＬＵＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜
であり、
前記ホスト材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）と、前記青色蛍光ド−パント材料の最高被占軌道エネルギ−ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）が、
｜ＨＯＭＯ（Ｈｏｓｔ）｜−｜ＨＯＭＯ（Ｄｏｐａｎｔ）｜＞０．１５ｅＶ
であり、
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）と、前記電子ブロック層の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（ＥＢＬ）が
Ｔ１（Ｈｏｓｔ）−Ｔ１（ＥＢＬ）＞ ０．１ｅＶ
であり、
前記ホスト材料と前記電子ブロック層の材料は互いに異なる炭化水素化合物であり、前記炭化水素化合物は無置換あるいはアルキル基で置換される一価以上の芳香族炭化水素を複数個有し、前記芳香族炭化水素同士の単結合のみから構成される炭化水素化合物であり、
前記単結合及び前記単結合で結ばれる前記芳香族炭化水素の部分構造が、下記一般式［１］又は［２］のみで表される
ことを特徴とする有機発光素子。
【化３】
【化４】
（ただし、式［１］及び［２］中の太線は前記単結合を示す。）
【請求項５】
請求項２における前記ホスト材料及び前記電子ブロック層の材料が、前記各単結合の露出表面積の最小値が８７より大きい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】
前記ホスト材料の励起最低三重項エネルギ−Ｔ１（Ｈｏｓｔ）が２．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１及至５に記載の有機発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２１６６４０（Ｐ２０１１−２１６６４０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２８１７（Ｐ２０１０−８２８１７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【特許番号】特許第４７８１４７４号（Ｐ４７８１４７４）
【特許公報発行日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【特許番号】特許第４７８１４７４号（Ｐ４７８１４７４）
【特許公報発行日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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