有機発光素子
【課題】連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供する。
【解決手段】陽極２と陰極４と、陽極と陰極との間に挟持され、少なくとも発光層３を含む有機化合物層と、から構成され、発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、青色発光する有機発光素子であって、第二ホストが、一般式［１］で示される化合物又は一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物であり、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料である。
【解決手段】陽極２と陰極４と、陽極と陰極との間に挟持され、少なくとも発光層３を含む有機化合物層と、から構成され、発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、青色発光する有機発光素子であって、第二ホストが、一般式［１］で示される化合物又は一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物であり、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含む薄膜を配置させてなる電子素子であり、陽極と陰極との間に電圧を印加し、正孔及び電子を注入することにより駆動する。ここで陽極及び陰極からそれぞれ注入された正孔及び電子が発光性有機化合物を含む薄膜内で再結合し、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戻る際に、有機発光素子は光を放出する。
【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、低印加電圧での高輝度、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。このことから、有機発光素子は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、フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、特に、青色発光素子において、連続駆動を行うと経時的に発光効率が低下するという問題がある。また色純度や発光効率に関しても現状の素子では実用上十分でなく、さらなる性能改良が必要である。
【０００５】
有機発光素子の発光効率劣化の抑制に関して様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、発光層に、２種類のホストとゲスト（発光ドーパント）とを含む有機発光素子が開示されている。また特許文献１の有機発光素子において、第一のホスト成分としてモノマー状態及びアグリゲート状態の両方を形成することができる有機化合物が開示されている。さらに第二のホスト成分として実質的にピンホールのない連続膜を形成することができる有機化合物が開示されている。特許文献１に開示されている有機発光素子は、第一のホスト成分が低濃度の際は、材料同士が相互作用し合わない状態（モノマー状態）が支配的である。一方、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、２以上の分子が相互作用することによって形成される状態（アグリゲート状態）が増加する。これに伴い、発光効率劣化の抑制度合いが大きくなることが特許文献１では報告されている。
【０００６】
特許文献２では、発光効率劣化の原因として、発光層中の材料の励起状態を経由した、材料劣化が示唆されている。特に、励起状態の中でも、励起寿命の長い三重項励起状態からの材料劣化が示唆されている。三重項励起状態からの材料劣化の抑制を目的として、発光層として、ホスト及び１３０ｋＪ／モル未満の最低三重項励起エネルギーレベルの安定剤を含むことを特徴とする素子が開示されている。一般的に最低三重項励起エネルギーが小さいほど三重項励起状態から基底状態への変換が速くなるため、その励起寿命は短くなる。これによって材料劣化の発生確率を下げられることが特許文献２では示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４７０５８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１にて開示されている有機発光素子では、第一のホスト成分が低濃度の青色有機発光素子においては発光効率劣化の抑制が十分ではなかった。また特許文献１にて開示されている有機発光素子において、第一のホスト成分は、平面幾何学的基準を満たし、分子間相互作用を起こしやすい構造である。このため、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、２以上の第一のホスト成分の分子が相互作用を起こすことで発光の長波長化が起こり、色純度の高い青色が得られないという問題があった。
【０００９】
一方、特許文献２にて開示されている有機発光素子において、最低三重項励起エネルギーレベルが１３０ｋＪ／モル未満の安定剤は、その極めて低い最低三重項励起エネルギーから、最低一重項励起エネルギーも小さくなる傾向がある。このため、青色発光材料と共に発光層に混合させると、安定剤の長波長発光により色純度が低下したり、極端に発光効率が低減したりするという問題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、有機発光素子を構成する発光層において生じる材料劣化の発生過程を詳細に検討することにより、発光効率劣化を抑制する方法を見出し、本発明に至った。
【００１２】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物（ベンゾ［ｃ］フェナンスレンの１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。）であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする。
【００１３】
【化１】
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図であり、（ａ）は、第一の実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は、第二の実施形態を示す模式図である。
【図２】発光層に含まれる構成材料のエネルギー関係と、励起状態の生成から基底状態へ戻るまでの過程を表す図である。
【図３】縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。
【図４】全ベンゼン環数が６又は７の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。
【図５】化合物２の1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）チャートを示す図である。
【図６】実施例１、比較例１で作製した有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【図７】比較例２で作製した有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機発光素子は、一対の電極、即ち、陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成される。尚、本発明は、青色発光する有機発光素子に関する。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について説明する。図１は、本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。尚、図１において、（ａ）は、第一の実施形態を示し、（ｂ）は、第二の実施形態を示す。
【００１８】
図１（ａ）の有機発光素子１１は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、発光層３、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。これはキャリア輸送機能と発光機能とを分離したものであり、ホールと電子との再結合領域は発光層内にある。また図１（ａ）の有機発光素子１１は、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料を適時組み合わせて素子を作製することができる。このため極めて材料選択の自由度が増すと共に、発光波長を異にする複数種の材料を使用することができる。このため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリア又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。
【００１９】
図１（ｂ）の有機発光素子１２は、図１（ａ）の有機発光素子１１において、陽極２とホール輸送層５との間にホール注入層７が挿入されている。ホール注入層７の挿入は、陽極２とホール輸送層５との間の密着性やホール注入性の改善に効果があるため、低電圧化に効果的である。
【００２０】
ただし本発明の有機発光素子は、発光層３あるいは発光機能を有する層を有してさえいれば図１（ａ）、（ｂ）の構成に限定されるものではない。ここで発光機能を有する層として、例えば、ホール輸送層５、電子輸送層６等が挙げられる。
【００２１】
また本発明の有機発光素子においては、電子輸送層の一種であるホールブロック層を、発光層３と電子輸送層６との間に挿入してもよい。特に、ＨＯＭＯエネルギーの低い材料をホールブロック層に含ませることにより、発光層３から陰極４側へホールが移動するのを抑制することができるため、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００２２】
本発明の有機発光素子は、発光層３（あるいは発光機能を有する層）に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有する。また本発明の有機発光素子において、発光層に含まれる材料については以下の（ｉ）及び（ｉｉ）の関係が成り立っている。
（ｉ）第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さいこと
（ｉｉ）最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であること
【００２３】
上記（ｉ）の関係が成り立つことにより、三重項励起子の生成によって生じる第一ホストの劣化を防ぐことができる。また上記（ｉｉ）の関係が成り立つことにより、最低一重項励起エネルギーが選択的に発光材料へ移動するため、発光材料由来の発光を色純度が良好な状態で取り出すことができる。以下、各材料について順を追って説明する。
【００２４】
本発明において、第一ホストとは、発光層３（あるいは発光機能を有する層）において生じ得る構成材料の結晶化を阻害する材料であり、母骨格に置換基を有する材料であることが好ましい。これによって、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の発光層３を形成することができると共に、発光層の結晶化による電極間の短絡等を防ぐことができる。
【００２５】
本発明において、第一ホストは、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物であって、この主骨格が４つのベンゼン環を縮合してなる骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）である化合物であることが好ましい。ここで主骨格とは、単結合で結ばれた複数の骨格によって形成された化合物において、最も最低一重項励起エネルギーが小さい骨格をいう。
【００２６】
以上のように定義される第一ホストが好ましい理由を以下に述べる。４つのベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物は、青色発光層のホストとして適切な最低一重項励起エネルギーを有するため好ましい。ただし、この主骨格中に３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合してなる骨格、即ち、部分構造としてアントラセンが含まれる主骨格を有する化合物は、最低三重項励起エネルギーが極めて低くなりやすいため好ましくない。
【００２７】
一方、３つのベンゼン環を縮合して成る骨格である、アントラセン、フェナンスレンを主骨格とする化合物は、第一ホストとして好ましくない。なぜなら、アントラセンは著しく最低三重項励起エネルギーが低いために、第二ホストより最低三重項励起エネルギーが低くなりやすく、第二ホストとの組み合わせが難しいからである。また、フェナンスレンは最低一重項励起エネルギーが極めて大きく、ホール輸送層５や、電子輸送層６に用いられる材料よりも最低一重項励起エネルギーが大きくなりやすい。そのため、最低一重項励起状態の第一ホストから、ホール輸送層５や電子輸送層６に用いられる材料へエネルギー移動しやすく、発光効率の低下を招きやすいためである。
【００２８】
他方、５つ以上のベンゼン環を縮合して成る骨格を主骨格とする化合物は、その最低一重項励起エネルギーが青色発光材料として要求される最低一重項励起エネルギーよりも低くなりやすいため、第一ホストとして好ましくない。
【００２９】
特に、上述した４つのベンゼン環を縮合して成る主骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）のうち、好ましくは、ピレン及びベンゾ［ｃ］フェナンスレンである。下記表１に示すように、４つのベンゼン環を縮合して成る主骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）のうち、ピレン及びベンゾ［ｃ］フェナンスレンが、最低一重項励起エネルギーが３．３ｅＶ乃至３．７ｅＶの範囲であるからである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この範囲は、ホストの主骨格として特に適切な最低一重項励起エネルギーの範囲である。尚、表１に示される最低一重項励起エネルギーは、溶液中における各骨格の吸収極大波長のうち最も長波長のものを示すものである。ここで吸収極大波長は文献値（化学便覧改定４版）を参照したものである。一方、各骨格の吸収スペクトルを測定する際に用いた溶媒は、ピレンとトリフェニレンにはメタノール、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンにはエタノール、クリセンにはシクロヘキサンである。
【００３２】
本発明の有機発光素子を構成する発光層３（あるいは発光機能を有する層）に含まれる第一ホストとしては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
【化２】
【００３４】
本発明において、第二ホストとは、特定の構造を有する縮合多環炭化水素化合物である。具体的には、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択されるいずれか１つの芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物である。
【００３５】
【化３】
【００３６】
ただし、本発明においては、上記縮合によりベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物になる場合は除かれる。
【００３７】
尚、第二ホストは、置換基を有さない縮合多環芳香族炭化水素である。ここで、第二ホストは、化合物を構成する炭素が全てｓｐ2炭素である化合物である。一般的に、置換基と母骨格とをつなぐ炭素−炭素結合（単結合）よりも、縮合多環芳香族炭化水素を形成する炭素−炭素結合の方が結合解離エネルギーは高い。このため、第二ホストは、一般的な母骨格に置換基を有する材料に比べて、結合解離に対して耐性のある材料である。
【００３８】
本発明においては、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さくする必要がある。これにより、図２にて示される第一ホストから第二ホストへのエネルギー移動が速やかに起こるので、第一ホストよりも第二ホストの方が三重項励起状態となる確率が高くなる。また上述したように、置換基を有さない第二ホストは、第一ホストよりも結合解離に耐性があるので、無輻射失活して基底状態に戻りやすい。このため、効果的に結合解離に伴う材料の劣化を抑制することができる。
【００３９】
一方、第一ホスト及び第二ホストが一重項励起状態になっている場合は、励起エネルギーが発光材料へ移動するので、一重項励起状態の発光材料を効率よく生成することができる。ここで、一重項励起状態の発光材料は、基底状態に戻るときに発光（蛍光）が行われる。
【００４０】
ところで、第二ホストは、下記式［１］に示されるように、ベンズ［ｃ］フェナンスレンあるいはベンズ［ｃ］フェナンスレンに特定の芳香環が特定の位置に縮合してなる縮合多環芳香族炭化水素化合物である。
【００４１】
【化４】
【００４２】
上記式に示されるベンゾ［ｃ］フェナンスレンは、１位の炭素と１２位の炭素とが近い位置にあるために、それぞれの炭素に結合する水素原子は互いに反発しあうことになる。この水素原子同士の反発によって、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンは、その全体構造に三次元的なねじれが生じている。この三次元的なねじれが立体障害と同様の効果を生じるために、分子同士の相互作用によって生じるエキシマー発光等の発光波長の長波長化を抑制しやすい。またこの三次元的なねじれは、材料の結晶化を抑制する効果もある。
【００４３】
一方、全体構造に三次元的なねじれが生じていない平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、材料の結晶化を引き起こしやすいことに加え、π電子雲が重なり合うことで分子間相互作用を引き起こしやすい。このため平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、発光層中の濃度を高くするに従い、蒸着可能な分子量という条件下では、発光が青色よりも長波長化しやすくなる。このため色純度の高い青色発光を得ることが難しくなる。
【００４４】
ここで上述した三次元的なねじれ構造は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンに、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択される芳香環を特定の位置に縮合してなる化合物も有している。ただし、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物は、上述した三次元的なねじれ構造がない極めて平面性の高い化合物となる。例えば、下記式［２］で示されるアンタントレンや、下記式［３］で示されるベンゾ［ｇｈｉ］ペリレンは、化合物の平面性は極めて高い。
【００４５】
【化５】
【００４６】
また本発明において、第二ホストは、全ベンゼン環数が７以下の縮合多環芳香族化合物である。その理由を以下に述べる。
【００４７】
図３は、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。図３のグラフより、全ベンゼン環数が多くなる従い、最低一重項励起エネルギーの平均値が小さくなっている。
【００４８】
図４は、全ベンゼン環数が６又は７の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。尚、図４において、白棒は、全ベンゼン環数が６の縮合多環芳香族化合物であり、黒棒は、全ベンゼン環数が７の縮合多環芳香族化合物である。
【００４９】
図３及び図４を見ると、全ベンゼン環数が６の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約３．１ｅＶである。一方、全ベンゼン環数が７の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約２．９ｅＶである。ここで図３の傾向を考慮すると、全ベンゼン環数が８の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約２．７ｅＶと予測される。一方、青色発光材料の最低一重項励起エネルギーは一般的に２．９ｅＶ程度であることを考慮すると、発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が７以下にするのが望ましいといえる。
【００５０】
なぜなら第二ホストである縮合多環芳香族化合物を、全ベンゼン環数が７以下の縮合多環炭化水素化合物とすることにより、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、青色発光をする発光材料の最低一重項励起エネルギーよりも低くなりにくくなる。このため、第二ホスト自体が発光することによって生じる色純度の低下や、発光効率の低減を抑制することができる。
【００５１】
ただし、図３及び図４に用いた、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーは、以下の計算手法を利用して求めた。
【００５２】
（ａ）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：６−３１Ｇ＊
（ｂ）Ｓ1（吸収）励起エネルギー
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：６−３１Ｇ＊
【００５３】
（ソフト等）
ソフト：Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｅ．０１：
Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｅ．０１，
Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，ＪＲ．，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｘ．Ｌｉ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，Ｐ．Ｙ．Ａｙａｌａ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｍ．Ｃ．Ｓｔｒａｉｎ，Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｄ．Ｋ．Ｍａｌｉｃｋ，Ａ．Ｄ．Ｒａｂｕｃｋ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｑ．Ｃｕｉ，Ａ．Ｇ．Ｂａｂｏｕｌ，Ｓ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ，Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，Ｂ．Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｏｖ，Ｇ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｌｉａｓｈｅｎｋｏ，Ｐ．Ｐｉｓｋｏｒｚ，Ｉ．Ｋｏｍａｒｏｍｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｍ．Ａ．Ａｌ−Ｌａｈａｍ，Ｃ．Ｙ．Ｐｅｎｇ，Ａ．Ｎａｎａｙａｋｋａｒａ，Ｍ．Ｃｈａｌｌａｃｏｍｂｅ，Ｐ．Ｍ．Ｗ．Ｇｉｌｌ，Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｗ．Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ，ａｎｄ Ｊ．Ａ．Ｐｏｐｌｅ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．
【００５４】
また、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン自体が立体的ねじれ構造を形成しても、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンに多くの芳香環が縮合すれば、分子内の平面部分の面積が大きくなってしまい、発光波長の長波化を招きやすくなる。これを考慮しても発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が７以下にするのが望ましいといえる。
【００５５】
ところでベンゾ［ｃ］フェナンスレンに芳香環を縮合させる場合、縮合される芳香環と芳香環の縮合に関与すると想定されるベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格中の炭素との関係は、下記表２に示される通りである。
【００５６】
【表２】
【００５７】
表２に示されるように、第二ホストとして使用される化合物の中には、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンとフェナレン環とが縮合してなる化合物が含まれる。ここでベンゾ［ｃ］フェナンスレンとフェナレン環とが縮合する場合、下記式［４］で示されるフェナレン環は、少なくとも１位の炭素が当該縮合に関与しなければならない。
【００５８】
【化６】
【００５９】
本発明において、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことが好ましい。これにより、第一ホストにてホールと電子とが再結合することで第１ホスト内において発生した一重項励起状態の励起エネルギーが第二ホストへエネルギー移動しにくくなる。つまり、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなる。これによって、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができ、色純度の高い青色を取り出すことができる。ここでエキシマー発光とは、一重項励起状態にある化合物と基底状態にある同種の化合物とが相互作用することで生じる光をいうものである。またエキシマー発光の光は、一重項励起状態にある化合物が基底状態に戻る際に発する光よりも長波長であるという特徴がある。
【００６０】
また本発明においては、第二ホストのＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギーが、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーより低く、かつ第二ホストのＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギーが、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高いことが好ましい。これにより、第二ホストよりも第一ホストの方に正孔及び電子が存在しやすくなるので、第二ホストよりも第一ホストにおいて正孔と電子とが再結合する確率が大きくなる。この結果、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなるため、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので、色純度の高い青色を得ることができる。
【００６１】
第二ホストとして使用される縮合多環炭化水素として、例えば、以下の構造式で示される材料が挙げられる。ただし本発明は、これらに限定するものではない。
【００６２】
【化７】
【００６３】
尚、以上に示された例示化合物は、下記表３に示されるように、特に、色純度、結晶化の抑制及び発光波長の長波長化を抑制した青色発光の出力のいずれかにおいて優れている。
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３において、グループ１の化合物は、青色有機発光素子のホストとして適した一重項励起エネルギーを有し、第二ホストとして好ましい。これによって、発光材料の一重項励起エネルギーの大きな発光材料との組み合わせが可能になり、より色純度の高い青色を得るのに有利である。
【００６６】
表３において、グループ２の化合物は、分子内にアントラセン骨格を含んでいるため、最低三重項励起エネルギーが小さく、第二ホストとして好ましい。これによって、最低三重項励起エネルギーが小さい第一ホストとの組み合わせが可能になる。特に、グループ２の化合物については、安定なアモルファス性の層を形成するのに適したピレン骨格を有する第一ホストと組み合わせやすくなり、材料の結晶化等による、電極間の短絡等を防ぐのに有利である。
【００６７】
表３において、グループ３の化合物は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格に起因する三次元的ねじれ構造が２箇所以上有している。これにより、化合物全体における平面な領域が小さくなるので、第二ホストとして好ましい。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。
【００６８】
表３において、グループ４の化合物は、下記一般式［５］で表されるフェナントロ［３，４−ｃ］フェナントレンに由来する骨格を有しているので、第二ホストとして好ましい。
【００６９】
【化８】
【００７０】
ここで、フェナントロ［３，４−ｃ］フェナントレンの１位の炭素と１４位の炭素の距離は小さく、それぞれの炭素に結合する水素原子間での反発力が大きいために、構造の三次元的ねじれが大きくなる。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。
【００７１】
本発明においては、三重項励起状態の第二ホストを集中的に存在させつつこれ以外の材料が三重項励起状態にさせないようにするために、発光層に含まれる第二ホストの含有量は発光層全体の２５重量％以上７５重量％以下とすることが好ましい。ここで、第二ホストの濃度を７５重量％より高くすると、発光層の結晶化が起こりやすくなる。
【００７２】
本発明において、発光材料とは、好ましくは、五員環構造を有する化合物である。五員環構造を有する材料は、ＬＵＭＯエネルギーが低くなりやすいため、発光層中に分散された発光材料に電子がトラップされやすくなる。これにより、発光材料において正孔と電子とが再結合しやすくなる。ここ正孔と電子とが再結合によって生成した一重項励起状態の発光材料は、そのまま発光し基底状態に戻るため、一重項励起状態の第二ホストが存在しにくくなる。故に、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので色純度の高い青色を得ることができる。特に、フルオランテン骨格、又はベンゾ［ｋ］フルオランテン骨格又はアセナフト［１，２−ｋ］ベンゾ［ｅ］アセフェナンスレン骨格を有する材料はＬＵＭＯエネルギーが低いので、好ましい。
【００７３】
ここで発光材料のうち、フルオランテン骨格、又はベンゾ［ｋ］フルオランテン骨格、又はアセナフト［１，２−ｋ］ベンゾ［ｅ］アセフェナンスレン骨格を有する化合物としては、例えば、以下に示される化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定するものではない。
【００７４】
【化９】
【００７５】
発光層３に含まれる発光材料の含有量は、発光層３に含まれる第一ホストや、第二ホストの含有量よりも低いことが好ましい。これによって、発光材料の濃度消光を回避し、発光効率の向上を行うことができる。また含有量を低くすることで、発光材料が三重項励起状態になる確率は低く、発光効率劣化に対する影響は少ない。
【００７６】
また、本発明において、第一ホストとしてベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格を有する化合物を、第二ホストとして例示化合物７又は９の化合物を、発光材料としてフルオランテン骨格を部分構造に有する化合物をそれぞれ使用するのが特に好ましい。この組み合わせは本発明の条件を満たしやすいからである。
【００７７】
一方、本発明において、発光層中の材料の中で最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料を発光材料にする方が、発光層内において、発光材料が発光するために好適な条件となるので望ましい。
【００７８】
他方、発光材料は、基本骨格に置換基を有する化合物が好ましい。これによって、回転可能な置換基が化合物自体の立体障害として働き、濃度消光を回避できる。このため、高発光効率を実現することができる。
【００７９】
ところで、有機発光素子を構成する発光層は、一般的に発光層の大部分を占めるホストと、発光層に少量含まれる発光材料とを混合して構成されることが多い。また、発光層は、ガラス転移温度が高く安定なアモルファス性の層である。もしも発光層がアモルファス性を失い結晶化すると、結晶粒界が引き起こす電極間の短絡等の弊害がある。そのため一般的に、発光層には母骨格に置換基を有するホストを用いる。例えば、縮合多環炭化水素の母骨格に、アリール基やアルキル基を結合させた材料等が挙げられる。これらの材料は、回転可能な置換基が立体障害の要因となるため、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の層を形成するのに適している。
【００８０】
ここで、本発明者等は、一般的に発光層に用いられる母骨格に置換基を有するホストが劣化する過程に着目して研究を行った。その結果、新たに、以下の現象が明らかになった。具体的には、母骨格に置換基を有するホストは、励起エネルギーを得て三重項励起状態になると、そこから母骨格と置換基をつなぐ単結合が容易に解離するということである。そして、それが有機発光素子における重要な発光効率劣化の要因であることである。
【００８１】
以下に、母骨格に置換基を有するホストが三重項励起状態から、結合解離劣化することの検証実験を説明する。
【００８２】
（検証実験）
（１）検証実験用のサンプル作製
＜サンプル１の作製＞
ガラス基板上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極を形成した。このとき陽極の膜厚を１３０ｎｍとした。次に、この陽極付基板をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【００８３】
次に、真空蒸着法により、陽極上に、下記サンプル化合物１（ホスト）と、下記サンプル化合物２（発光材料）とを、それぞれ別のボートから同時に真空蒸着して有機化合物層（発光層）を形成した。このときサンプル化合物１とサンプル化合物２との混合比を９５：５（重量比）とし、有機化合物層の膜厚を５０ｎｍとした。
【００８４】
【化１０】
【００８５】
次に、真空蒸着法により、有機化合物層上に、アルミニウムを成膜して陰極を形成したこのとき陰極の膜厚を１５０ｎｍとした。
【００８６】
最後に、サンプルが水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着剤で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにしてサンプル１を作製した。
【００８７】
＜サンプル２の作成＞
サンプル１を作製する際において、ホストとして、サンプル化合物１の代わりに下記サンプル化合物３を使用することを除いては、サンプル１と同様の方法でサンプル２を作製した。
【００８８】
【化１１】
【００８９】
＜サンプル３の作成＞
サンプル１を作製する際において、有機化合物層を形成する際に、サンプル化合物１（ホスト）と、サンプル化合物３（ホスト）と、サンプル化合物２（発光材料）を、混合比で４７．５：４７．５：５（重量比）で共蒸着した。これを除いては、サンプル１と同様の方法でサンプル３を作製した。
【００９０】
（２）検証実験の詳細
サンプル１に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を１６８時間、照射した。このときの照射強度は、５．４Ｗ／ｃｍ2であった。また光を照射する際に、両電極間の電圧は０Ｖを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。また照射する光は、有機化合物層にて吸収され、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）の分子が生成される。また有機化合物層のフォトルミネッセンスを測定したところ、照射前に対して、１６８時間照射後の強度が約１５％となっていた。
【００９１】
光照射後のサンプル１の有機化合物層に含まれる有機化合物の同定を、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。
【００９２】
この結果、サンプル化合物１やサンプル化合物２以外の化合物、具体的には、サンプル化合物１のフェニル基欠損体やサンプル化合物１のナフチル基欠損体が検出された。これらの検出物、特に、サンプル化合物１の欠損体は、サンプル化合物１の基本骨格であるアントラセン骨格と、フェニル基又はナフチル基をつなぐ炭素−炭素結合（単結合）が解離しなければ生じ得ないものである。またサンプル化合物１のフェニル基付加体やサンプル化合物１のナフチル基付加体、さらにその異性体も検出された。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、他のサンプル化合物１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。この実験から、母骨格に置換基を有する材料は、励起状態になると、母骨格と置換基とをつなぐ炭素−炭素結合（単結合）の解離が起こり、これによって化合物自体が劣化することが分かった。
【００９３】
次に、サンプル１、サンプル２、サンプル３に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を照射した。照射強度はそれぞれ１Ｗ／ｃｍ2、１．２Ｗ／ｃｍ2、２．７Ｗ／ｃｍ2である。また各照射強度は、各サンプルの有機化合物層が単位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。また光を照射する際に、両電極間の電圧は０Ｖを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。
【００９４】
この結果、サンプル１のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になる時間は約１３時間後、サンプル２のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になるのは約１．５時間後であった。
【００９５】
サンプル１及びサンプル２は、発光材料が同一であるため、ホストであるサンプル化合物１とサンプル化合物３との結合解離に対する耐性の違いが、フォトルミネッセンスが初期の９０％になる時間の違いに反映されていると考えられる。
【００９６】
また、サンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になるのは約１４時間後であった。この時間は、サンプル２よりも、サンプル１の結果に近い時間である。
【００９７】
ここでサンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になる時間が、サンプル１の時間に近くなる理由は、ホストの励起状態、特に三重項励起状態からの結合解離劣化によるものであり、具体的には以下のように説明できる。
【００９８】
サンプル１、サンプル２においては、有機化合物層にて生成された三重項励起エネルギーは、それぞれの有機化合物層の大部分を占めるホストである、サンプル化合物１又はサンプル化合物３に拡散する。一方、サンプル３は、２種類のホスト（サンプル化合物１、サンプル化合物３）を有している。ここでサンプル３の場合、三重項励起状態は、最低三重項励起エネルギーが大きい材料から小さい材料へ速やかにエネルギー移動するため、最低三重項励起エネルギーが小さい材料に存在する確率が高い。密度汎関数法による計算によって最低三重項励起エネルギーを求めると、サンプル化合物１は１．６６ｅＶ、サンプル化合物３が２．３４ｅＶであったので、サンプル３ではサンプル化合物１が三重項励起状態となる確率が高い。よって、サンプル１とサンプル３では共に、サンプル化合物１の三重項励起状態から結合解離劣化が起こるために、サンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％になる時間が、サンプル１の時間に近いと解釈できる。この実験から、ホストが三重項励起状態になったときに結合解離劣化が起こることが分かった。
【００９９】
以上の一連の実験を通じて、有機発光素子に用いられる材料の劣化過程を詳細に検討した結果、本発明者等は、母骨格に置換基を有する材料が三重項励起状態を経由して、母骨格と置換基をつなぐ結合が解離するという劣化過程を新たに明らかにした。
【０１００】
本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。また本発明により効果的に材料の結合解離劣化を抑制することができる。
【０１０１】
次に、本発明の有機発光素子を構成する他の構成部材について説明する。
【０１０２】
ホール輸送層５やホール注入層７に含まれるホール（正孔）輸送性材料としては、陽極２からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【０１０３】
電子輸送層６に含まれる電子注入輸送性材料としては、陰極４からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホールブロック層の構成材料として使用することができる。
【０１０４】
陽極２の構成材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。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を複数種組み合わせてなる合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陽極２は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【０１０５】
一方、陰極４の構成材料としては、仕事関数の小さなものがよい。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を使用することができる。またこれらの金属単体を複数種組み合わせた合金、例えば、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−インジウム等も使用することができる。さらに酸化錫インジウム（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一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極４は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【０１０６】
また陽極２及び陰極４は、少なくともいずれか一方が透明又は半透明であることが望ましい。
【０１０７】
本発明の有機発光素子で使用する基板１としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【０１０８】
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）及び、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。
【０１０９】
本発明の有機発光素子において、有機材料からなる層（有機化合物層）、即ち、発光層３やその他の層は、種々の方法により形成することができる。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により各層の薄膜を形成する。あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）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。
【０１１０】
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る。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの樹脂は、ホモポリマーであってもよいしコポリマーであってもよい。さらにこれらの樹脂は、一種類を単独で使用してもよいし二種類以上を混合して使用してもよい。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。
【０１１１】
尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【実施例】
【０１１２】
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。
【０１１３】
（実施例で使用した化合物）
実施例で使用した主要な化合物を以下に示す。
【０１１４】
【化１２】
【０１１５】
（合成例）
実施例１で使用する化合物１及び３乃至６の合成例を以下に説明する。
【０１１６】
＜化合物１の合成例＞
【０１１７】
【化１３】
【０１１８】
（１）４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンの合成
反応容器に下記に示す試薬、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
【０１１９】
次に、反応溶液を還流させながら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及びクロロホルム２６０ｍｌをさらに加えた後、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させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、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。
【０１２０】
（２）化合物１の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、下記に示す試薬、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
エタノール：５０ｍｌ
【０１２１】
次に、炭酸セシウム０．９５ｇ（２．９０ｍｍｏｌ）と蒸留水１５ｍｌとを混合して調製した炭酸セシウム水溶液を加えた後、反応溶液を５０℃に加熱しこの温度（５０℃）で３０分攪拌した。
【０１２２】
次に、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℃に加熱したシリコー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。次に、水、トルエン及び酢酸エチルを加え、溶媒抽出操作を行い、有機層を分離した。次に、水層についてトルエンと酢酸エチルとの混合溶媒による溶媒抽出操作を２回行ったときに得られる有機層を、始めに分離した有機層に加えた。次に、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得られる残渣（粗生成物）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：３）で精製した。次に、精製物を１２０℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことにより、化合物２を淡黄色固体として０．６ｇ得た。
【０１２３】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの材料のＭ+である６０４．２を確認した。
【０１２４】
さらに、1Ｈ−ＮＭＲ測定により、図５に示されるＮＭＲチャートが得られ、この材料の構造を確認した。同定結果は以下の通りである。
［1Ｈ−ＮＭＲ（４００Ｈｚ、ＣＤＣｌ3）］
δ ８．０１（ｄ，１Ｈ），７．９１−７．９５（ｍ，３Ｈ），７．５８−７．７１（ｍ，１３Ｈ），７．３９−７．５４（ｍ，８Ｈ），７．２２（ｑ，１Ｈ），６．７４（ｄ，１Ｈ），６．６３（ｄ，１Ｈ）
【０１２５】
このようにして得られた化合物２の純度を、日本分光株式会社製高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用い、下記に示したサンプル濃度、分析カラム、各種測定条件により測定した。その結果、ＵＶ及び蛍光検出器において、純度は共に９９．９％以上であることを確認した。
【０１２６】
［サンプル］ （化合物２）：１ｍｇ／ＴＨＦ：１０ｇ
［分析カラム］ ＹＭＣ Ｍ８０
［カラム温度設定］ ４０℃
［注入量］ ５．０μｌ
［展開溶媒］ ＭｅＯＨ：ＣＨＣｌ3＝９０：１０
［流速］ １．０ｍｌ／ｍｉｎ
［測定時間］２０ｍｉｎ
［ＨＰＬＣ検出条件］
ＵＶ吸収波長 ２５４ｎｍ
蛍光励起波長 ３５０ｎｍ
蛍光検出波長 ４５０ｎｍ
【０１２７】
＜化合物３の合成例＞
【０１２８】
【化１４】
【０１２９】
５０ｍＬナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
３−クロロベンゾ［ｃ］フェナンスレン：４００ｍｇ（１．５２ｍｍｏｌ）
２ＦＬＰＢ：８１９ｍｇ（１．６０ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）：３４ｍｇ（１５２μｍｏｌ）
ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシビフェニル−２−イル）ホスフィン：１５６ｍｇ（３８１μｍｏｌ）
りん酸カリウム：０．９７ｇ（４．５７ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍＬ
水：０．５ｍＬ
【０１３０】
次に、反応系内を窒素雰囲気下にした後、反応溶液を１００℃に加熱し、この温度（１００℃）で４時間半撹拌した。反応終了後、反応溶液に水を加えてさらに攪拌することで析出した生成物をろ過して灰色粉の粗生成物を得た。次に、この粗生成物を加熱したトルエンに溶解させてから、短いシリカゲルカラムに通して残存触媒を除去した後、トルエン／オクタン混合溶媒で再結晶を行うことで結晶を得た。次に、得られた結晶を１５０℃で真空乾燥させた後、１．０×１０-4Ｐａ、３４５℃の条件下で昇華精製を行うことにより、高純度の化合物３を５１８ｍｇ（収率５６％）得た。
【０１３１】
得られた化合物の同定を行った。結果を以下に示す。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６１２．３５、計算値：Ｃ48Ｈ36＝６１２．２８
［1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）］
δ ９．２４（ｄ，１Ｈ），９．１９（ｄ，１Ｈ），８．３２（ｓ，１Ｈ），８．１５−７．９５（ｍ，３Ｈ），７．９５−７．５３（ｍ，１５Ｈ），７．５３−７．２８（ｍ，３Ｈ），１．６８（ｓ，６Ｈ），１．５８（ｓ，６Ｈ）．
【０１３２】
＜化合物４の合成例＞
【０１３３】
【化１５】
【０１３４】
１００ｍｌのナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン：４．８８ｇ（１４．５ｍｍｏｌ）
２−ヨード−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
【０１３５】
次に、ナスフラスコに冷却管をつけた後、反応溶液を還流させながら２０時間撹拌した。次に、反応溶液を冷却した。次に、反応溶液を濾過し、溶媒であるオルトジクロロベンゼンを減圧除去した後、メタノールを加えたときに析出した粗製結晶を濾取した。次に、得られた粗製結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン／ヘキサン混合溶媒）で精製することにより、化合物４を白色結晶として７．３２ｇ（収率７０％）得た。
【０１３６】
＜化合物５の合成例＞
【０１３７】
【化１６】
【０１３８】
（１）中間体化合物１−１の合成
２，７−ジターシャリブチルフルオレン（シグマアルドリッチ社）を原料として、非特許文献３に記載の方法を利用することにより、中間体化合物１−１が得られる。
【０１３９】
（２）化合物５の合成
２００ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体化合物１−１：４．５６ｇ（１２．０ｍｍｏｌ）
化合物１−２：０．８２８ｇ（４．００ｍｍｏｌ）
ナトリウムターシャリブトキシド：０．９６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）
キシレン：１００ｍｌ
【０１４０】
次に、反応系内を窒素雰囲気にした。次に、反応溶液を室温で攪拌しながら、トリターシャリブチルフォスフィン３４．４ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を添加した。次に、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。次に、反応溶液を１２５℃に昇温し、この温度（１２５℃）で３時間攪拌した。反応終了後、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン混合溶媒）で精製することにより、化合物７を白色結晶として２．５３ｇ（収率７８．０％）得た。
【０１４１】
質量分析法により、この材料のＭ+である８１７．５を確認した。また、ＤＳＣ示差走査熱量分析法により、融点２６７℃及びガラス転移点１４３℃を確認した。
【０１４２】
＜化合物６の合成例＞
【０１４３】
【化１７】
【０１４４】
３００ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレン（化合物８Ａ）：５．８ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）
ジエチルエーテル：８０ｍｌ
【０１４５】
次に、反応系内を窒素雰囲気にした後、反応溶液を−７８℃冷却した後、この温度（−７８℃）で反応溶液を撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム（１５％ヘキサン溶液）１１．７ｍｌ（１８．１ｍｍｏｌ）を滴下した。次に、反応溶液を室温まで昇温した後、この温度（室温）で１時間撹拌した。次に、反応溶液を−２０℃に冷却した後、フェナントロリン（化合物８Ｂ）０．８１ｇ（４．５１ｍｍｏｌ）とトルエン１００ｍｌとを混合して調製した分散液を滴下した。次に、反応溶液を室温で１２時間撹拌した後、水を加えた。次に、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させた後、溶媒を減圧留去することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をアルミナカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／クロロホルム混合溶媒）で精製することにより、化合物６を白色結晶として２．０４ｇ（収率８０％）得た。
【０１４６】
（実施例１）
（１）素子の作製・評価
図２に示される有機発光素子を、以下に説明する方法により作製した。まずスパッタ法により、ガラス基板（基板１）上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１３０ｎｍとした。次に、陽極２が形成されている基板１を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【０１４７】
次に、化合物４（ホール注入性材料）とクロロホルムとを混合して０．１重量％のトルエン溶液を調製した。次に、このトルエン溶液を陽極２上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に回転数１０００ＲＰＭで１分間スピンコートを行うことで膜を形成した。次に、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去した。以上の方法にて形成されたホール注入層７の膜厚は１１ｎｍであった。
【０１４８】
次に、真空蒸着法により、ホール注入層７上に、化合物５を成膜してホール輸送層５を形成した。このときホール輸送層５の膜厚を１５ｎｍとした。
【０１４９】
次に、真空蒸着法により、ホール輸送層５上に、化合物３（第一ホスト）と、化合物２（第二ホスト、東京化成製）と、化合物１（ゲスト）を、それぞれ別のボートから同時蒸着して発光層３を形成した。このとき発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ５０重量％、４５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節し、発光層３の膜厚を３０ｎｍとした。
【０１５０】
次に、真空蒸着法により、発光層３上に、化合物６を成膜することにより電子輸送層６を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を３０ｎｍとした。
【０１５１】
尚、本実施例の有機発光素子を構成する有機化合物層（ホール注入層７、ホール輸送層５、発光層３、電子輸送層６）を形成する際には、蒸着時の真空度を７．０×１０-5Ｐａ以下とし、成膜速度を０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。ただし、発光層３はホスト及びドーパントの両者を合わせた蒸着速度である。またホール輸送層５の蒸着が完了してから発光層３の蒸着を開始するまでは真空状態を維持しており、その間の時間は１０分以内であった。さらに発光層４の蒸着が完了してから電子輸送層６の蒸着を開始するまでにおいても真空状態を維持しておりその間の時間は１０分以内であった。
【０１５２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜してＬｉＦ膜を形成した。このときＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０５ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。尚、ＬｉＦ膜及びＡｌ膜は電子注入電極（陰極４）として機能する。
【０１５３】
最後に、素子が大気中の水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ用水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにして有機発光素子を得た。
【０１５４】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、アルミニウム電極（陰極４）を負極にして、５．６Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１９１７ｃｄ／ｍ2、発光効率９．０ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．５１、２．６）の、化合物１に由来する最大発光波長４６３ｎｍの青色発光が観測された（図６）。
【０１５５】
さらに、本実施例の有機発光素子に、電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ちながら電圧を印加し続けたところ、輝度半減時間（電圧の印加を開始してから初期輝度の５０％の発光輝度になるまでにかかった時間）は３０６時間であり、耐久性能は良好であった。
【０１５６】
（２）ホストの最低三重項励起エネルギーの評価
次に、第一ホストの最低三重項励起エネルギーを測定した。まず、化合物５と、下記に示される化合物７（三重項増感剤）とを同時蒸着して、スライドガラス上へ薄膜を形成することで測定用サンプルを作製した。このとき薄膜中の化合物７（三重項増感剤）の濃度は１０重量％であり、膜厚は１００ｎｍであった。
【０１５７】
【化１８】
【０１５８】
次に、作製したサンプルについて蛍光スペクトルを測定した。具体的には、日立製蛍光光度計Ｆ４５００にてサンプルのフォトルミネッセンスを測定した。
【０１５９】
次に、サンプルの燐光スペクトルを測定し、得られた燐光スペクトルから最低三重項励起エネルギーを求めた。ここで燐光スペクトルの測定は、液体窒素温度（７７Ｋ）等の低温下において測定を行った。また最低三重項励起エネルギー（Ｔ1）は、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピーク（最も短波長のピーク）から求めた。
【０１６０】
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ー移動を考慮して求めた。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、アクセプターへの三重項―三重項エネルギー移動を用いて最低三重項励起エネルギーが得られる方法を用いた。さらに、上記のいずれの実験方法でも最低三重項励起エネルギーが得られない場合は、以下の計算手法を利用して、最低三重項励起エネルギーを求めた。
【０１６１】
（ａ）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３−ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
（ｂ）Ｓ1（吸収）、Ｔ1（吸収）励起エネルギー
時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３−ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
【０１６２】
（ソフト等）
ソフト：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｖｅｒｓｉｏｎ ５．１０：
ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
Ｒ．Ａｈｌｒｉｃｈｓ，Ｍ．Ｂａｅｒ，Ｍ．Ｈａｅｓｅｒ，Ｈ．Ｈｏｒｎ，ａｎｄ Ｃ．Ｋｏｅｌｍｅｌ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ：ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｓｙｓｔｅｍ ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１６２：１６５（１９８９）
【０１６３】
この結果、第一ホストの最低三重項励起エネルギーは、２．１８ｅＶであった。
【０１６４】
同様の方法で、第二ホストの最低三重項励起エネルギーを測定したところ、２．１ｅＶであった。従って、本実施例において、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さいことがわかった。
【０１６５】
（３）ホストのＨＯＭＯエネルギー及びＬＵＭＯエネルギーの評価
発光層に含まれる２種類のホスト（第一ホスト、第二ホスト）の薄膜をそれぞれ真空蒸着法により作製した。次に、作製した薄膜について、以下に示す方法で各物性を評価した。尚、同様の方法で発光材料の最低一重項励起エネルギーについても併せて評価した。
【０１６６】
（３−１）最低一重項励起エネルギー
日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いて、サンプルの可視光−紫外吸収スペクトルを測定し、得られた可視光−紫外吸収スペクトルの吸収端からエネルギーギャップを求めた。尚、得られたエネルギーギャップは最低一重項励起エネルギーに相当する。
【０１６７】
（３−２）最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー
大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。尚、測定によって得られるものはイオン化ポテンシャルであるが、これが最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギーに相当する。
【０１６８】
（３−３）最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー
（３−１）及び（３−２）で得られたエネルギーギャップ及びイオン化ポテンシャルを用いて、以下の計算式で電子親和力を求めた。尚、電子親和力は最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギーに相当する。
電子親和力＝イオン化ポテンシャル−エネルギーギャップ
【０１６９】
この結果、第一ホストの最低一重項励起エネルギーは、３．０３ｅＶであり、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、３．２２ｅＶであり、発光材料の最低一重項励起エネルギーは２．８１ｅＶであった。従って、発光材料の最低一重項励起エネルギーが発光層に含まれる材料の中で最も小さく、第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーよりも大きいことがわかった。
【０１７０】
また、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーは、５．８ｅＶであり、第二ホストのＨＯＭＯエネルギーは、５．９３ｅＶであった。一方、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーは、２．７７ｅＶであり、第二ホストのＬＵＭＯエネルギーは、２．７１ｅＶであった。
【０１７１】
従って、第二ホストのＨＯＭＯエネルギーは、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーより低く、第二ホストのＬＵＭＯエネルギーが、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高い。ことがわかった。
【０１７２】
（比較例１）
実施例１において、発光層３を形成する際に、化合物２（第二ホスト）を使用せず、発光層３に含まれる化合物３及び化合物１の含有量を、それぞれ９５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１７３】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．４Ｖの電圧を印加した。その結果、発光輝度１２８８ｃｄ／ｍ2、発光効率８．５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．５２、２．５２）、化合物２に由来する最大発光波長４６３ｎｍの青色発光が観測された（図６）。
【０１７４】
次に、本比較例の素子について実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約１９５時間であり、実施例１に比較して耐久性能に劣る結果が得られた。
【０１７５】
本比較例の有機発光素子は、発光層内に第二ホストが含まれていないため、実施例１の素子と比べて、三重項励起状態の第一ホストが高い確率で存在する。これにより、第一ホストの結合解離による材料劣化がより多く起こることが想定され、これが、本比較例の有機発光素子の耐久性能が劣る原因と推察される。
【０１７６】
また図４より、比較例１の発光スペクトルは実施例１とほとんど変わらず、実施例１において第二ホストのエキシマー発光は発生せずに青色発光のみが行われていることがわかった。
【０１７７】
（実施例２）
実施例１において、発光層３を形成する際に、発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ９０重量％、５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１７８】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．２Ｖの電圧を印加した。その結果、発光輝度１４２３ｃｄ／ｍ2、発光効率８．９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．４８、２．５）、最大発光波長４６３ｎｍの化合物２に由来する青色の発光が観測された。
【０１７９】
次に、実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約２１５時間後であった。
【０１８０】
（実施例３）
実施例１において、発光層３を形成する際に、発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ７０重量％、２５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１８１】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．２Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１５７１ｃｄ／ｍ2、発光効率９．４ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．４８、２．５５）、最大発光波長４６３ｎｍの化合物３に由来する青色の発光が観測された。
【０１８２】
次に、実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約２８０時間後であった。
【０１８３】
実施例１乃至３及び比較例１の結果から、第二ホストの濃度を高くなるに従い輝度半減時間が長くなることがわかった。これは第二ホストの濃度が低いと、集中的に第二ホストを三重項励起状態にすることができなくなることで、三重項励起状態の第一ホストが多くなり、これにより第一ホストの結合解離劣化が起こりやすくなるためである。本発明において、集中的に第二ホストを三重項励起状態にして、優れた駆動耐久性能を得るためには、発光層３内の第二ホストの濃度を２５重量％以上にすることが好ましい。
【０１８４】
（比較例２）
実施例１において、第二ホストとして、化合物２の代わりに下記に示す化合物８を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１８５】
【化１９】
【０１８６】
化合物８は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンを部分構造として有しておらず、平面性の高い構造をしている。
【０１８７】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、４．８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１０６３ｃｄ／ｍ2、発光効率５．５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（２．６４、４．７７）、化合物２に由来する青色の発光に加えて、それより長波長な最大発光波長５２４ｎｍの緑色の発光が観測された（図７）。この緑色の発光は、第二ホスト（化合物１０）の濃度が１％の素子では観測されないため、発光層中の化合物１０の濃度を４５％と高くしたために、化合物１と化合物８との相互作用による長波長化した発光が観測されたものである。
【０１８８】
この素子に窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ち電圧を印加したところ、駆動してから１時間経過したときに、電圧が急激に下がり、発光が行われなくなった。これは、化合物８が平面性の高い構造であるため、発光層において化合物８等の結晶化が起こり、陽極２と陰極４との短絡を引き起こしたためであると考えられる。
【符号の説明】
【０１８９】
１：基板、２：陽極、３：発光層、４：陰極、５：ホール輸送層、６：電子輸送層、７：ホール注入層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含む薄膜を配置させてなる電子素子であり、陽極と陰極との間に電圧を印加し、正孔及び電子を注入することにより駆動する。ここで陽極及び陰極からそれぞれ注入された正孔及び電子が発光性有機化合物を含む薄膜内で再結合し、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戻る際に、有機発光素子は光を放出する。
【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、低印加電圧での高輝度、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。このことから、有機発光素子は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、フルカラーディスプレイ等への応用を考えた場合、特に、青色発光素子において、連続駆動を行うと経時的に発光効率が低下するという問題がある。また色純度や発光効率に関しても現状の素子では実用上十分でなく、さらなる性能改良が必要である。
【０００５】
有機発光素子の発光効率劣化の抑制に関して様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、発光層に、２種類のホストとゲスト（発光ドーパント）とを含む有機発光素子が開示されている。また特許文献１の有機発光素子において、第一のホスト成分としてモノマー状態及びアグリゲート状態の両方を形成することができる有機化合物が開示されている。さらに第二のホスト成分として実質的にピンホールのない連続膜を形成することができる有機化合物が開示されている。特許文献１に開示されている有機発光素子は、第一のホスト成分が低濃度の際は、材料同士が相互作用し合わない状態（モノマー状態）が支配的である。一方、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、２以上の分子が相互作用することによって形成される状態（アグリゲート状態）が増加する。これに伴い、発光効率劣化の抑制度合いが大きくなることが特許文献１では報告されている。
【０００６】
特許文献２では、発光効率劣化の原因として、発光層中の材料の励起状態を経由した、材料劣化が示唆されている。特に、励起状態の中でも、励起寿命の長い三重項励起状態からの材料劣化が示唆されている。三重項励起状態からの材料劣化の抑制を目的として、発光層として、ホスト及び１３０ｋＪ／モル未満の最低三重項励起エネルギーレベルの安定剤を含むことを特徴とする素子が開示されている。一般的に最低三重項励起エネルギーが小さいほど三重項励起状態から基底状態への変換が速くなるため、その励起寿命は短くなる。これによって材料劣化の発生確率を下げられることが特許文献２では示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４７０５８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１にて開示されている有機発光素子では、第一のホスト成分が低濃度の青色有機発光素子においては発光効率劣化の抑制が十分ではなかった。また特許文献１にて開示されている有機発光素子において、第一のホスト成分は、平面幾何学的基準を満たし、分子間相互作用を起こしやすい構造である。このため、第一のホスト成分を高濃度にするに従い、２以上の第一のホスト成分の分子が相互作用を起こすことで発光の長波長化が起こり、色純度の高い青色が得られないという問題があった。
【０００９】
一方、特許文献２にて開示されている有機発光素子において、最低三重項励起エネルギーレベルが１３０ｋＪ／モル未満の安定剤は、その極めて低い最低三重項励起エネルギーから、最低一重項励起エネルギーも小さくなる傾向がある。このため、青色発光材料と共に発光層に混合させると、安定剤の長波長発光により色純度が低下したり、極端に発光効率が低減したりするという問題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、有機発光素子を構成する発光層において生じる材料劣化の発生過程を詳細に検討することにより、発光効率劣化を抑制する方法を見出し、本発明に至った。
【００１２】
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物（ベンゾ［ｃ］フェナンスレンの１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。）であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする。
【００１３】
【化１】
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、連続駆動寿命の長い、高効率で、色純度の高い青色有機発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図であり、（ａ）は、第一の実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は、第二の実施形態を示す模式図である。
【図２】発光層に含まれる構成材料のエネルギー関係と、励起状態の生成から基底状態へ戻るまでの過程を表す図である。
【図３】縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。
【図４】全ベンゼン環数が６又は７の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。
【図５】化合物２の1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）チャートを示す図である。
【図６】実施例１、比較例１で作製した有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【図７】比較例２で作製した有機ＥＬ素子のＥＬスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機発光素子は、一対の電極、即ち、陽極と陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成される。尚、本発明は、青色発光する有機発光素子に関する。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機発光素子について説明する。図１は、本発明の有機発光素子における実施形態の例を示す断面模式図である。尚、図１において、（ａ）は、第一の実施形態を示し、（ｂ）は、第二の実施形態を示す。
【００１８】
図１（ａ）の有機発光素子１１は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層５、発光層３、電子輸送層６及び陰極４が順次設けられている。これはキャリア輸送機能と発光機能とを分離したものであり、ホールと電子との再結合領域は発光層内にある。また図１（ａ）の有機発光素子１１は、ホール輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した材料を適時組み合わせて素子を作製することができる。このため極めて材料選択の自由度が増すと共に、発光波長を異にする複数種の材料を使用することができる。このため、発光色相の多様化が可能になる。さらに、中央の発光層３に各キャリア又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。
【００１９】
図１（ｂ）の有機発光素子１２は、図１（ａ）の有機発光素子１１において、陽極２とホール輸送層５との間にホール注入層７が挿入されている。ホール注入層７の挿入は、陽極２とホール輸送層５との間の密着性やホール注入性の改善に効果があるため、低電圧化に効果的である。
【００２０】
ただし本発明の有機発光素子は、発光層３あるいは発光機能を有する層を有してさえいれば図１（ａ）、（ｂ）の構成に限定されるものではない。ここで発光機能を有する層として、例えば、ホール輸送層５、電子輸送層６等が挙げられる。
【００２１】
また本発明の有機発光素子においては、電子輸送層の一種であるホールブロック層を、発光層３と電子輸送層６との間に挿入してもよい。特に、ＨＯＭＯエネルギーの低い材料をホールブロック層に含ませることにより、発光層３から陰極４側へホールが移動するのを抑制することができるため、発光効率の向上に効果的な構成である。
【００２２】
本発明の有機発光素子は、発光層３（あるいは発光機能を有する層）に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有する。また本発明の有機発光素子において、発光層に含まれる材料については以下の（ｉ）及び（ｉｉ）の関係が成り立っている。
（ｉ）第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さいこと
（ｉｉ）最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であること
【００２３】
上記（ｉ）の関係が成り立つことにより、三重項励起子の生成によって生じる第一ホストの劣化を防ぐことができる。また上記（ｉｉ）の関係が成り立つことにより、最低一重項励起エネルギーが選択的に発光材料へ移動するため、発光材料由来の発光を色純度が良好な状態で取り出すことができる。以下、各材料について順を追って説明する。
【００２４】
本発明において、第一ホストとは、発光層３（あるいは発光機能を有する層）において生じ得る構成材料の結晶化を阻害する材料であり、母骨格に置換基を有する材料であることが好ましい。これによって、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の発光層３を形成することができると共に、発光層の結晶化による電極間の短絡等を防ぐことができる。
【００２５】
本発明において、第一ホストは、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物であって、この主骨格が４つのベンゼン環を縮合してなる骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）である化合物であることが好ましい。ここで主骨格とは、単結合で結ばれた複数の骨格によって形成された化合物において、最も最低一重項励起エネルギーが小さい骨格をいう。
【００２６】
以上のように定義される第一ホストが好ましい理由を以下に述べる。４つのベンゼン環を縮合してなる主骨格を有する化合物は、青色発光層のホストとして適切な最低一重項励起エネルギーを有するため好ましい。ただし、この主骨格中に３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合してなる骨格、即ち、部分構造としてアントラセンが含まれる主骨格を有する化合物は、最低三重項励起エネルギーが極めて低くなりやすいため好ましくない。
【００２７】
一方、３つのベンゼン環を縮合して成る骨格である、アントラセン、フェナンスレンを主骨格とする化合物は、第一ホストとして好ましくない。なぜなら、アントラセンは著しく最低三重項励起エネルギーが低いために、第二ホストより最低三重項励起エネルギーが低くなりやすく、第二ホストとの組み合わせが難しいからである。また、フェナンスレンは最低一重項励起エネルギーが極めて大きく、ホール輸送層５や、電子輸送層６に用いられる材料よりも最低一重項励起エネルギーが大きくなりやすい。そのため、最低一重項励起状態の第一ホストから、ホール輸送層５や電子輸送層６に用いられる材料へエネルギー移動しやすく、発光効率の低下を招きやすいためである。
【００２８】
他方、５つ以上のベンゼン環を縮合して成る骨格を主骨格とする化合物は、その最低一重項励起エネルギーが青色発光材料として要求される最低一重項励起エネルギーよりも低くなりやすいため、第一ホストとして好ましくない。
【００２９】
特に、上述した４つのベンゼン環を縮合して成る主骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）のうち、好ましくは、ピレン及びベンゾ［ｃ］フェナンスレンである。下記表１に示すように、４つのベンゼン環を縮合して成る主骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）のうち、ピレン及びベンゾ［ｃ］フェナンスレンが、最低一重項励起エネルギーが３．３ｅＶ乃至３．７ｅＶの範囲であるからである。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この範囲は、ホストの主骨格として特に適切な最低一重項励起エネルギーの範囲である。尚、表１に示される最低一重項励起エネルギーは、溶液中における各骨格の吸収極大波長のうち最も長波長のものを示すものである。ここで吸収極大波長は文献値（化学便覧改定４版）を参照したものである。一方、各骨格の吸収スペクトルを測定する際に用いた溶媒は、ピレンとトリフェニレンにはメタノール、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンにはエタノール、クリセンにはシクロヘキサンである。
【００３２】
本発明の有機発光素子を構成する発光層３（あるいは発光機能を有する層）に含まれる第一ホストとしては、例えば、以下に示す化合物が挙げられる。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
【化２】
【００３４】
本発明において、第二ホストとは、特定の構造を有する縮合多環炭化水素化合物である。具体的には、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択されるいずれか１つの芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物である。
【００３５】
【化３】
【００３６】
ただし、本発明においては、上記縮合によりベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物になる場合は除かれる。
【００３７】
尚、第二ホストは、置換基を有さない縮合多環芳香族炭化水素である。ここで、第二ホストは、化合物を構成する炭素が全てｓｐ2炭素である化合物である。一般的に、置換基と母骨格とをつなぐ炭素−炭素結合（単結合）よりも、縮合多環芳香族炭化水素を形成する炭素−炭素結合の方が結合解離エネルギーは高い。このため、第二ホストは、一般的な母骨格に置換基を有する材料に比べて、結合解離に対して耐性のある材料である。
【００３８】
本発明においては、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さくする必要がある。これにより、図２にて示される第一ホストから第二ホストへのエネルギー移動が速やかに起こるので、第一ホストよりも第二ホストの方が三重項励起状態となる確率が高くなる。また上述したように、置換基を有さない第二ホストは、第一ホストよりも結合解離に耐性があるので、無輻射失活して基底状態に戻りやすい。このため、効果的に結合解離に伴う材料の劣化を抑制することができる。
【００３９】
一方、第一ホスト及び第二ホストが一重項励起状態になっている場合は、励起エネルギーが発光材料へ移動するので、一重項励起状態の発光材料を効率よく生成することができる。ここで、一重項励起状態の発光材料は、基底状態に戻るときに発光（蛍光）が行われる。
【００４０】
ところで、第二ホストは、下記式［１］に示されるように、ベンズ［ｃ］フェナンスレンあるいはベンズ［ｃ］フェナンスレンに特定の芳香環が特定の位置に縮合してなる縮合多環芳香族炭化水素化合物である。
【００４１】
【化４】
【００４２】
上記式に示されるベンゾ［ｃ］フェナンスレンは、１位の炭素と１２位の炭素とが近い位置にあるために、それぞれの炭素に結合する水素原子は互いに反発しあうことになる。この水素原子同士の反発によって、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンは、その全体構造に三次元的なねじれが生じている。この三次元的なねじれが立体障害と同様の効果を生じるために、分子同士の相互作用によって生じるエキシマー発光等の発光波長の長波長化を抑制しやすい。またこの三次元的なねじれは、材料の結晶化を抑制する効果もある。
【００４３】
一方、全体構造に三次元的なねじれが生じていない平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、材料の結晶化を引き起こしやすいことに加え、π電子雲が重なり合うことで分子間相互作用を引き起こしやすい。このため平面性の高い縮合多環炭化水素化合物は、発光層中の濃度を高くするに従い、蒸着可能な分子量という条件下では、発光が青色よりも長波長化しやすくなる。このため色純度の高い青色発光を得ることが難しくなる。
【００４４】
ここで上述した三次元的なねじれ構造は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンに、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環及びフェナントレン環から選択される芳香環を特定の位置に縮合してなる化合物も有している。ただし、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物は、上述した三次元的なねじれ構造がない極めて平面性の高い化合物となる。例えば、下記式［２］で示されるアンタントレンや、下記式［３］で示されるベンゾ［ｇｈｉ］ペリレンは、化合物の平面性は極めて高い。
【００４５】
【化５】
【００４６】
また本発明において、第二ホストは、全ベンゼン環数が７以下の縮合多環芳香族化合物である。その理由を以下に述べる。
【００４７】
図３は、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーの平均値を示すグラフである。図３のグラフより、全ベンゼン環数が多くなる従い、最低一重項励起エネルギーの平均値が小さくなっている。
【００４８】
図４は、全ベンゼン環数が６又は７の縮合多環芳香族化合物における各化合物が有する最低一重項励起エネルギーの個数分布を示すグラフである。尚、図４において、白棒は、全ベンゼン環数が６の縮合多環芳香族化合物であり、黒棒は、全ベンゼン環数が７の縮合多環芳香族化合物である。
【００４９】
図３及び図４を見ると、全ベンゼン環数が６の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約３．１ｅＶである。一方、全ベンゼン環数が７の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約２．９ｅＶである。ここで図３の傾向を考慮すると、全ベンゼン環数が８の縮合多環芳香族化合物が有する最低一重項励起エネルギーの平均は、約２．７ｅＶと予測される。一方、青色発光材料の最低一重項励起エネルギーは一般的に２．９ｅＶ程度であることを考慮すると、発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が７以下にするのが望ましいといえる。
【００５０】
なぜなら第二ホストである縮合多環芳香族化合物を、全ベンゼン環数が７以下の縮合多環炭化水素化合物とすることにより、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、青色発光をする発光材料の最低一重項励起エネルギーよりも低くなりにくくなる。このため、第二ホスト自体が発光することによって生じる色純度の低下や、発光効率の低減を抑制することができる。
【００５１】
ただし、図３及び図４に用いた、本発明において第二ホストとしての構造的要件を満たす縮合多環芳香族化合物の全ベンゼン環数に対する最低一重項励起エネルギーは、以下の計算手法を利用して求めた。
【００５２】
（ａ）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３ＬＹＰ
基底関数：６−３１Ｇ＊
（ｂ）Ｓ1（吸収）励起エネルギー
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：６−３１Ｇ＊
【００５３】
（ソフト等）
ソフト：Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｅ．０１：
Ｇａｕｓｓｉａｎ ０３，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｅ．０１，
Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，Ｇ．Ｗ．Ｔｒｕｃｋｓ，Ｈ．Ｂ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ，Ｇ．Ｅ．Ｓｃｕｓｅｒｉａ，Ｍ．Ａ．Ｒｏｂｂ，Ｊ．Ｒ．Ｃｈｅｅｓｅｍａｎ，Ｊ．Ａ．Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ，ＪＲ．，Ｔ．Ｖｒｅｖｅｎ，Ｋ．Ｎ．Ｋｕｄｉｎ，Ｊ．Ｃ．Ｂｕｒａｎｔ，Ｊ．Ｍ．Ｍｉｌｌａｍ，Ｓ．Ｓ．Ｉｙｅｎｇａｒ，Ｊ．Ｔｏｍａｓｉ，Ｖ．Ｂａｒｏｎｅ，Ｂ．Ｍｅｎｎｕｃｃｉ，Ｍ．Ｃｏｓｓｉ，Ｇ．Ｓｃａｌｍａｎｉ，Ｎ．Ｒｅｇａ，Ｇ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｓｏｎ，Ｈ．Ｎａｋａｔｓｕｊｉ，Ｍ．Ｈａｄａ，Ｍ．Ｅｈａｒａ，Ｋ．Ｔｏｙｏｔａ，Ｒ．Ｆｕｋｕｄａ，Ｊ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｍ．Ｉｓｈｉｄａ，Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｙ．Ｈｏｎｄａ，Ｏ．Ｋｉｔａｏ，Ｈ．Ｎａｋａｉ，Ｍ．Ｋｌｅｎｅ，Ｘ．Ｌｉ，Ｊ．Ｅ．Ｋｎｏｘ，Ｈ．Ｐ．Ｈｒａｔｃｈｉａｎ，Ｊ．Ｂ．Ｃｒｏｓｓ，Ｖ．Ｂａｋｋｅｎ，Ｃ．Ａｄａｍｏ，Ｊ．Ｊａｒａｍｉｌｌｏ，Ｒ．Ｇｏｍｐｅｒｔｓ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒａｔｍａｎｎ，Ｏ．Ｙａｚｙｅｖ，Ａ．Ｊ．Ａｕｓｔｉｎ，Ｒ．Ｃａｍｍｉ，Ｃ．Ｐｏｍｅｌｌｉ，Ｊ．Ｗ．Ｏｃｈｔｅｒｓｋｉ，Ｐ．Ｙ．Ａｙａｌａ，Ｋ．Ｍｏｒｏｋｕｍａ，Ｇ．Ａ．Ｖｏｔｈ，Ｐ．Ｓａｌｖａｄｏｒ，Ｊ．Ｊ．Ｄａｎｎｅｎｂｅｒｇ，Ｖ．Ｇ．Ｚａｋｒｚｅｗｓｋｉ，Ｓ．Ｄａｐｐｒｉｃｈ，Ａ．Ｄ．Ｄａｎｉｅｌｓ，Ｍ．Ｃ．Ｓｔｒａｉｎ，Ｏ．Ｆａｒｋａｓ，Ｄ．Ｋ．Ｍａｌｉｃｋ，Ａ．Ｄ．Ｒａｂｕｃｋ，Ｋ．Ｒａｇｈａｖａｃｈａｒｉ，Ｊ．Ｂ．Ｆｏｒｅｓｍａｎ，Ｊ．Ｖ．Ｏｒｔｉｚ，Ｑ．Ｃｕｉ，Ａ．Ｇ．Ｂａｂｏｕｌ，Ｓ．Ｃｌｉｆｆｏｒｄ，Ｊ．Ｃｉｏｓｌｏｗｓｋｉ，Ｂ．Ｂ．Ｓｔｅｆａｎｏｖ，Ｇ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｌｉａｓｈｅｎｋｏ，Ｐ．Ｐｉｓｋｏｒｚ，Ｉ．Ｋｏｍａｒｏｍｉ，Ｒ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｄ．Ｊ．Ｆｏｘ，Ｔ．Ｋｅｉｔｈ，Ｍ．Ａ．Ａｌ−Ｌａｈａｍ，Ｃ．Ｙ．Ｐｅｎｇ，Ａ．Ｎａｎａｙａｋｋａｒａ，Ｍ．Ｃｈａｌｌａｃｏｍｂｅ，Ｐ．Ｍ．Ｗ．Ｇｉｌｌ，Ｂ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｗ．Ｗｏｎｇ，Ｃ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ，ａｎｄ Ｊ．Ａ．Ｐｏｐｌｅ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ ＣＴ，２００４．
【００５４】
また、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン自体が立体的ねじれ構造を形成しても、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンに多くの芳香環が縮合すれば、分子内の平面部分の面積が大きくなってしまい、発光波長の長波化を招きやすくなる。これを考慮しても発光層の第二ホストとして本発明の有機発光素子に含まれる縮合多環芳香族化合物は、全ベンゼン環数が７以下にするのが望ましいといえる。
【００５５】
ところでベンゾ［ｃ］フェナンスレンに芳香環を縮合させる場合、縮合される芳香環と芳香環の縮合に関与すると想定されるベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格中の炭素との関係は、下記表２に示される通りである。
【００５６】
【表２】
【００５７】
表２に示されるように、第二ホストとして使用される化合物の中には、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンとフェナレン環とが縮合してなる化合物が含まれる。ここでベンゾ［ｃ］フェナンスレンとフェナレン環とが縮合する場合、下記式［４］で示されるフェナレン環は、少なくとも１位の炭素が当該縮合に関与しなければならない。
【００５８】
【化６】
【００５９】
本発明において、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことが好ましい。これにより、第一ホストにてホールと電子とが再結合することで第１ホスト内において発生した一重項励起状態の励起エネルギーが第二ホストへエネルギー移動しにくくなる。つまり、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなる。これによって、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができ、色純度の高い青色を取り出すことができる。ここでエキシマー発光とは、一重項励起状態にある化合物と基底状態にある同種の化合物とが相互作用することで生じる光をいうものである。またエキシマー発光の光は、一重項励起状態にある化合物が基底状態に戻る際に発する光よりも長波長であるという特徴がある。
【００６０】
また本発明においては、第二ホストのＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギーが、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーより低く、かつ第二ホストのＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギーが、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高いことが好ましい。これにより、第二ホストよりも第一ホストの方に正孔及び電子が存在しやすくなるので、第二ホストよりも第一ホストにおいて正孔と電子とが再結合する確率が大きくなる。この結果、第二ホストが一重項励起状態になりにくくなるため、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので、色純度の高い青色を得ることができる。
【００６１】
第二ホストとして使用される縮合多環炭化水素として、例えば、以下の構造式で示される材料が挙げられる。ただし本発明は、これらに限定するものではない。
【００６２】
【化７】
【００６３】
尚、以上に示された例示化合物は、下記表３に示されるように、特に、色純度、結晶化の抑制及び発光波長の長波長化を抑制した青色発光の出力のいずれかにおいて優れている。
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３において、グループ１の化合物は、青色有機発光素子のホストとして適した一重項励起エネルギーを有し、第二ホストとして好ましい。これによって、発光材料の一重項励起エネルギーの大きな発光材料との組み合わせが可能になり、より色純度の高い青色を得るのに有利である。
【００６６】
表３において、グループ２の化合物は、分子内にアントラセン骨格を含んでいるため、最低三重項励起エネルギーが小さく、第二ホストとして好ましい。これによって、最低三重項励起エネルギーが小さい第一ホストとの組み合わせが可能になる。特に、グループ２の化合物については、安定なアモルファス性の層を形成するのに適したピレン骨格を有する第一ホストと組み合わせやすくなり、材料の結晶化等による、電極間の短絡等を防ぐのに有利である。
【００６７】
表３において、グループ３の化合物は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格に起因する三次元的ねじれ構造が２箇所以上有している。これにより、化合物全体における平面な領域が小さくなるので、第二ホストとして好ましい。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。
【００６８】
表３において、グループ４の化合物は、下記一般式［５］で表されるフェナントロ［３，４−ｃ］フェナントレンに由来する骨格を有しているので、第二ホストとして好ましい。
【００６９】
【化８】
【００７０】
ここで、フェナントロ［３，４−ｃ］フェナントレンの１位の炭素と１４位の炭素の距離は小さく、それぞれの炭素に結合する水素原子間での反発力が大きいために、構造の三次元的ねじれが大きくなる。これによって、材料同士の分子間相互作用による発光波長の長波化を抑制することができる。
【００７１】
本発明においては、三重項励起状態の第二ホストを集中的に存在させつつこれ以外の材料が三重項励起状態にさせないようにするために、発光層に含まれる第二ホストの含有量は発光層全体の２５重量％以上７５重量％以下とすることが好ましい。ここで、第二ホストの濃度を７５重量％より高くすると、発光層の結晶化が起こりやすくなる。
【００７２】
本発明において、発光材料とは、好ましくは、五員環構造を有する化合物である。五員環構造を有する材料は、ＬＵＭＯエネルギーが低くなりやすいため、発光層中に分散された発光材料に電子がトラップされやすくなる。これにより、発光材料において正孔と電子とが再結合しやすくなる。ここ正孔と電子とが再結合によって生成した一重項励起状態の発光材料は、そのまま発光し基底状態に戻るため、一重項励起状態の第二ホストが存在しにくくなる。故に、第二ホストからのエキシマー発光を抑制することができるので色純度の高い青色を得ることができる。特に、フルオランテン骨格、又はベンゾ［ｋ］フルオランテン骨格又はアセナフト［１，２−ｋ］ベンゾ［ｅ］アセフェナンスレン骨格を有する材料はＬＵＭＯエネルギーが低いので、好ましい。
【００７３】
ここで発光材料のうち、フルオランテン骨格、又はベンゾ［ｋ］フルオランテン骨格、又はアセナフト［１，２−ｋ］ベンゾ［ｅ］アセフェナンスレン骨格を有する化合物としては、例えば、以下に示される化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定するものではない。
【００７４】
【化９】
【００７５】
発光層３に含まれる発光材料の含有量は、発光層３に含まれる第一ホストや、第二ホストの含有量よりも低いことが好ましい。これによって、発光材料の濃度消光を回避し、発光効率の向上を行うことができる。また含有量を低くすることで、発光材料が三重項励起状態になる確率は低く、発光効率劣化に対する影響は少ない。
【００７６】
また、本発明において、第一ホストとしてベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格を有する化合物を、第二ホストとして例示化合物７又は９の化合物を、発光材料としてフルオランテン骨格を部分構造に有する化合物をそれぞれ使用するのが特に好ましい。この組み合わせは本発明の条件を満たしやすいからである。
【００７７】
一方、本発明において、発光層中の材料の中で最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料を発光材料にする方が、発光層内において、発光材料が発光するために好適な条件となるので望ましい。
【００７８】
他方、発光材料は、基本骨格に置換基を有する化合物が好ましい。これによって、回転可能な置換基が化合物自体の立体障害として働き、濃度消光を回避できる。このため、高発光効率を実現することができる。
【００７９】
ところで、有機発光素子を構成する発光層は、一般的に発光層の大部分を占めるホストと、発光層に少量含まれる発光材料とを混合して構成されることが多い。また、発光層は、ガラス転移温度が高く安定なアモルファス性の層である。もしも発光層がアモルファス性を失い結晶化すると、結晶粒界が引き起こす電極間の短絡等の弊害がある。そのため一般的に、発光層には母骨格に置換基を有するホストを用いる。例えば、縮合多環炭化水素の母骨格に、アリール基やアルキル基を結合させた材料等が挙げられる。これらの材料は、回転可能な置換基が立体障害の要因となるため、ガラス転移温度の高い安定なアモルファス性の層を形成するのに適している。
【００８０】
ここで、本発明者等は、一般的に発光層に用いられる母骨格に置換基を有するホストが劣化する過程に着目して研究を行った。その結果、新たに、以下の現象が明らかになった。具体的には、母骨格に置換基を有するホストは、励起エネルギーを得て三重項励起状態になると、そこから母骨格と置換基をつなぐ単結合が容易に解離するということである。そして、それが有機発光素子における重要な発光効率劣化の要因であることである。
【００８１】
以下に、母骨格に置換基を有するホストが三重項励起状態から、結合解離劣化することの検証実験を説明する。
【００８２】
（検証実験）
（１）検証実験用のサンプル作製
＜サンプル１の作製＞
ガラス基板上に、スパッタ法により、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極を形成した。このとき陽極の膜厚を１３０ｎｍとした。次に、この陽極付基板をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【００８３】
次に、真空蒸着法により、陽極上に、下記サンプル化合物１（ホスト）と、下記サンプル化合物２（発光材料）とを、それぞれ別のボートから同時に真空蒸着して有機化合物層（発光層）を形成した。このときサンプル化合物１とサンプル化合物２との混合比を９５：５（重量比）とし、有機化合物層の膜厚を５０ｎｍとした。
【００８４】
【化１０】
【００８５】
次に、真空蒸着法により、有機化合物層上に、アルミニウムを成膜して陰極を形成したこのとき陰極の膜厚を１５０ｎｍとした。
【００８６】
最後に、サンプルが水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着剤で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにしてサンプル１を作製した。
【００８７】
＜サンプル２の作成＞
サンプル１を作製する際において、ホストとして、サンプル化合物１の代わりに下記サンプル化合物３を使用することを除いては、サンプル１と同様の方法でサンプル２を作製した。
【００８８】
【化１１】
【００８９】
＜サンプル３の作成＞
サンプル１を作製する際において、有機化合物層を形成する際に、サンプル化合物１（ホスト）と、サンプル化合物３（ホスト）と、サンプル化合物２（発光材料）を、混合比で４７．５：４７．５：５（重量比）で共蒸着した。これを除いては、サンプル１と同様の方法でサンプル３を作製した。
【００９０】
（２）検証実験の詳細
サンプル１に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を１６８時間、照射した。このときの照射強度は、５．４Ｗ／ｃｍ2であった。また光を照射する際に、両電極間の電圧は０Ｖを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。また照射する光は、有機化合物層にて吸収され、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）の分子が生成される。また有機化合物層のフォトルミネッセンスを測定したところ、照射前に対して、１６８時間照射後の強度が約１５％となっていた。
【００９１】
光照射後のサンプル１の有機化合物層に含まれる有機化合物の同定を、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。
【００９２】
この結果、サンプル化合物１やサンプル化合物２以外の化合物、具体的には、サンプル化合物１のフェニル基欠損体やサンプル化合物１のナフチル基欠損体が検出された。これらの検出物、特に、サンプル化合物１の欠損体は、サンプル化合物１の基本骨格であるアントラセン骨格と、フェニル基又はナフチル基をつなぐ炭素−炭素結合（単結合）が解離しなければ生じ得ないものである。またサンプル化合物１のフェニル基付加体やサンプル化合物１のナフチル基付加体、さらにその異性体も検出された。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、他のサンプル化合物１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。この実験から、母骨格に置換基を有する材料は、励起状態になると、母骨格と置換基とをつなぐ炭素−炭素結合（単結合）の解離が起こり、これによって化合物自体が劣化することが分かった。
【００９３】
次に、サンプル１、サンプル２、サンプル３に、ガラス基板側から波長３６５ｎｍの光を照射した。照射強度はそれぞれ１Ｗ／ｃｍ2、１．２Ｗ／ｃｍ2、２．７Ｗ／ｃｍ2である。また各照射強度は、各サンプルの有機化合物層が単位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。また光を照射する際に、両電極間の電圧は０Ｖを維持しており、いわゆる通電されていない状態にある。
【００９４】
この結果、サンプル１のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になる時間は約１３時間後、サンプル２のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になるのは約１．５時間後であった。
【００９５】
サンプル１及びサンプル２は、発光材料が同一であるため、ホストであるサンプル化合物１とサンプル化合物３との結合解離に対する耐性の違いが、フォトルミネッセンスが初期の９０％になる時間の違いに反映されていると考えられる。
【００９６】
また、サンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になるのは約１４時間後であった。この時間は、サンプル２よりも、サンプル１の結果に近い時間である。
【００９７】
ここでサンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％の発光輝度になる時間が、サンプル１の時間に近くなる理由は、ホストの励起状態、特に三重項励起状態からの結合解離劣化によるものであり、具体的には以下のように説明できる。
【００９８】
サンプル１、サンプル２においては、有機化合物層にて生成された三重項励起エネルギーは、それぞれの有機化合物層の大部分を占めるホストである、サンプル化合物１又はサンプル化合物３に拡散する。一方、サンプル３は、２種類のホスト（サンプル化合物１、サンプル化合物３）を有している。ここでサンプル３の場合、三重項励起状態は、最低三重項励起エネルギーが大きい材料から小さい材料へ速やかにエネルギー移動するため、最低三重項励起エネルギーが小さい材料に存在する確率が高い。密度汎関数法による計算によって最低三重項励起エネルギーを求めると、サンプル化合物１は１．６６ｅＶ、サンプル化合物３が２．３４ｅＶであったので、サンプル３ではサンプル化合物１が三重項励起状態となる確率が高い。よって、サンプル１とサンプル３では共に、サンプル化合物１の三重項励起状態から結合解離劣化が起こるために、サンプル３のフォトルミネッセンスが初期の９０％になる時間が、サンプル１の時間に近いと解釈できる。この実験から、ホストが三重項励起状態になったときに結合解離劣化が起こることが分かった。
【００９９】
以上の一連の実験を通じて、有機発光素子に用いられる材料の劣化過程を詳細に検討した結果、本発明者等は、母骨格に置換基を有する材料が三重項励起状態を経由して、母骨格と置換基をつなぐ結合が解離するという劣化過程を新たに明らかにした。
【０１００】
本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。また本発明により効果的に材料の結合解離劣化を抑制することができる。
【０１０１】
次に、本発明の有機発光素子を構成する他の構成部材について説明する。
【０１０２】
ホール輸送層５やホール注入層７に含まれるホール（正孔）輸送性材料としては、陽極２からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを発光層に輸送する優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【０１０３】
電子輸送層６に含まれる電子注入輸送性材料としては、陰極４からの電子の注入を容易にし、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子注入輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。また、イオン化ポテンシャルの大きい材料は、ホールブロック層の構成材料として使用することができる。
【０１０４】
陽極２の構成材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。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を複数種組み合わせてなる合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陽極２は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【０１０５】
一方、陰極４の構成材料としては、仕事関数の小さなものがよい。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を使用することができる。またこれらの金属単体を複数種組み合わせた合金、例えば、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−インジウム等も使用することができる。さらに酸化錫インジウム（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一種類を単独で使用してもよいしあるいは二種類以上を併用して使用してもよい。また陰極４は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【０１０６】
また陽極２及び陰極４は、少なくともいずれか一方が透明又は半透明であることが望ましい。
【０１０７】
本発明の有機発光素子で使用する基板１としては、特に限定するものではないが、金属製基板、セラミックス製基板等の不透明性基板、ガラス、石英、プラスチックシート等の透明性基板が用いられる。また、基板にカラーフィルター膜、蛍光色変換フィルター膜、誘電体反射膜等を用いて発色光をコントロールすることも可能である。
【０１０８】
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）及び、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。
【０１０９】
本発明の有機発光素子において、有機材料からなる層（有機化合物層）、即ち、発光層３やその他の層は、種々の方法により形成することができる。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により各層の薄膜を形成する。あるいは、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）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。
【０１１０】
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る。例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの樹脂は、ホモポリマーであってもよいしコポリマーであってもよい。さらにこれらの樹脂は、一種類を単独で使用してもよいし二種類以上を混合して使用してもよい。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。
【０１１１】
尚、作製した素子に対して、酸素や水分等との接触を防止する目的で保護層あるいは封止層を設けることもできる。保護層としては、ダイヤモンド薄膜、金属酸化物、金属窒化物等の無機材料膜、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられる。また、ガラス、気体不透過性フィルム、金属等をカバーし、適当な封止樹脂により素子自体をパッケージングすることもできる。
【実施例】
【０１１２】
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。
【０１１３】
（実施例で使用した化合物）
実施例で使用した主要な化合物を以下に示す。
【０１１４】
【化１２】
【０１１５】
（合成例）
実施例１で使用する化合物１及び３乃至６の合成例を以下に説明する。
【０１１６】
＜化合物１の合成例＞
【０１１７】
【化１３】
【０１１８】
（１）４−ブロモ−７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンの合成
反応容器に下記に示す試薬、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
【０１１９】
次に、反応溶液を還流させながら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及びクロロホルム２６０ｍｌをさらに加えた後、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させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：３）で精製することにより、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。
【０１２０】
（２）化合物１の合成
反応容器内を窒素雰囲気にした後、下記に示す試薬、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
エタノール：５０ｍｌ
【０１２１】
次に、炭酸セシウム０．９５ｇ（２．９０ｍｍｏｌ）と蒸留水１５ｍｌとを混合して調製した炭酸セシウム水溶液を加えた後、反応溶液を５０℃に加熱しこの温度（５０℃）で３０分攪拌した。
【０１２２】
次に、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℃に加熱したシリコー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。次に、水、トルエン及び酢酸エチルを加え、溶媒抽出操作を行い、有機層を分離した。次に、水層についてトルエンと酢酸エチルとの混合溶媒による溶媒抽出操作を２回行ったときに得られる有機層を、始めに分離した有機層に加えた。次に、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得られる残渣（粗生成物）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相；トルエン：ヘプタン＝１：３）で精製した。次に、精製物を１２０℃で真空乾燥し、さらに昇華精製を行うことにより、化合物２を淡黄色固体として０．６ｇ得た。
【０１２３】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ（マトリックス支援イオン化−飛行時間型質量分析）によりこの材料のＭ+である６０４．２を確認した。
【０１２４】
さらに、1Ｈ−ＮＭＲ測定により、図５に示されるＮＭＲチャートが得られ、この材料の構造を確認した。同定結果は以下の通りである。
［1Ｈ−ＮＭＲ（４００Ｈｚ、ＣＤＣｌ3）］
δ ８．０１（ｄ，１Ｈ），７．９１−７．９５（ｍ，３Ｈ），７．５８−７．７１（ｍ，１３Ｈ），７．３９−７．５４（ｍ，８Ｈ），７．２２（ｑ，１Ｈ），６．７４（ｄ，１Ｈ），６．６３（ｄ，１Ｈ）
【０１２５】
このようにして得られた化合物２の純度を、日本分光株式会社製高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用い、下記に示したサンプル濃度、分析カラム、各種測定条件により測定した。その結果、ＵＶ及び蛍光検出器において、純度は共に９９．９％以上であることを確認した。
【０１２６】
［サンプル］ （化合物２）：１ｍｇ／ＴＨＦ：１０ｇ
［分析カラム］ ＹＭＣ Ｍ８０
［カラム温度設定］ ４０℃
［注入量］ ５．０μｌ
［展開溶媒］ ＭｅＯＨ：ＣＨＣｌ3＝９０：１０
［流速］ １．０ｍｌ／ｍｉｎ
［測定時間］２０ｍｉｎ
［ＨＰＬＣ検出条件］
ＵＶ吸収波長 ２５４ｎｍ
蛍光励起波長 ３５０ｎｍ
蛍光検出波長 ４５０ｎｍ
【０１２７】
＜化合物３の合成例＞
【０１２８】
【化１４】
【０１２９】
５０ｍＬナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
３−クロロベンゾ［ｃ］フェナンスレン：４００ｍｇ（１．５２ｍｍｏｌ）
２ＦＬＰＢ：８１９ｍｇ（１．６０ｍｍｏｌ）
酢酸パラジウム（ＩＩ）：３４ｍｇ（１５２μｍｏｌ）
ジシクロヘキシル（２’，６’−ジメトキシビフェニル−２−イル）ホスフィン：１５６ｍｇ（３８１μｍｏｌ）
りん酸カリウム：０．９７ｇ（４．５７ｍｍｏｌ）
トルエン：２０ｍＬ
水：０．５ｍＬ
【０１３０】
次に、反応系内を窒素雰囲気下にした後、反応溶液を１００℃に加熱し、この温度（１００℃）で４時間半撹拌した。反応終了後、反応溶液に水を加えてさらに攪拌することで析出した生成物をろ過して灰色粉の粗生成物を得た。次に、この粗生成物を加熱したトルエンに溶解させてから、短いシリカゲルカラムに通して残存触媒を除去した後、トルエン／オクタン混合溶媒で再結晶を行うことで結晶を得た。次に、得られた結晶を１５０℃で真空乾燥させた後、１．０×１０-4Ｐａ、３４５℃の条件下で昇華精製を行うことにより、高純度の化合物３を５１８ｍｇ（収率５６％）得た。
【０１３１】
得られた化合物の同定を行った。結果を以下に示す。
［ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ］
実測値：ｍ／ｚ＝６１２．３５、計算値：Ｃ48Ｈ36＝６１２．２８
［1Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ3）］
δ ９．２４（ｄ，１Ｈ），９．１９（ｄ，１Ｈ），８．３２（ｓ，１Ｈ），８．１５−７．９５（ｍ，３Ｈ），７．９５−７．５３（ｍ，１５Ｈ），７．５３−７．２８（ｍ，３Ｈ），１．６８（ｓ，６Ｈ），１．５８（ｓ，６Ｈ）．
【０１３２】
＜化合物４の合成例＞
【０１３３】
【化１５】
【０１３４】
１００ｍｌのナスフラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン：４．８８ｇ（１４．５ｍｍｏｌ）
２−ヨード−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
【０１３５】
次に、ナスフラスコに冷却管をつけた後、反応溶液を還流させながら２０時間撹拌した。次に、反応溶液を冷却した。次に、反応溶液を濾過し、溶媒であるオルトジクロロベンゼンを減圧除去した後、メタノールを加えたときに析出した粗製結晶を濾取した。次に、得られた粗製結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン／ヘキサン混合溶媒）で精製することにより、化合物４を白色結晶として７．３２ｇ（収率７０％）得た。
【０１３６】
＜化合物５の合成例＞
【０１３７】
【化１６】
【０１３８】
（１）中間体化合物１−１の合成
２，７−ジターシャリブチルフルオレン（シグマアルドリッチ社）を原料として、非特許文献３に記載の方法を利用することにより、中間体化合物１−１が得られる。
【０１３９】
（２）化合物５の合成
２００ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
中間体化合物１−１：４．５６ｇ（１２．０ｍｍｏｌ）
化合物１−２：０．８２８ｇ（４．００ｍｍｏｌ）
ナトリウムターシャリブトキシド：０．９６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）
キシレン：１００ｍｌ
【０１４０】
次に、反応系内を窒素雰囲気にした。次に、反応溶液を室温で攪拌しながら、トリターシャリブチルフォスフィン３４．４ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を添加した。次に、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。次に、反応溶液を１２５℃に昇温し、この温度（１２５℃）で３時間攪拌した。反応終了後、有機層をトルエンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去することで粗生成物を得た。次に、この粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘプタン／トルエン混合溶媒）で精製することにより、化合物７を白色結晶として２．５３ｇ（収率７８．０％）得た。
【０１４１】
質量分析法により、この材料のＭ+である８１７．５を確認した。また、ＤＳＣ示差走査熱量分析法により、融点２６７℃及びガラス転移点１４３℃を確認した。
【０１４２】
＜化合物６の合成例＞
【０１４３】
【化１７】
【０１４４】
３００ｍｌの三ツ口フラスコに、下記に示す試薬、溶媒を仕込んだ。
２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレン（化合物８Ａ）：５．８ｇ（１８．１ｍｍｏｌ）
ジエチルエーテル：８０ｍｌ
【０１４５】
次に、反応系内を窒素雰囲気にした後、反応溶液を−７８℃冷却した後、この温度（−７８℃）で反応溶液を撹拌しながら、ｎ−ブチルリチウム（１５％ヘキサン溶液）１１．７ｍｌ（１８．１ｍｍｏｌ）を滴下した。次に、反応溶液を室温まで昇温した後、この温度（室温）で１時間撹拌した。次に、反応溶液を−２０℃に冷却した後、フェナントロリン（化合物８Ｂ）０．８１ｇ（４．５１ｍｍｏｌ）とトルエン１００ｍｌとを混合して調製した分散液を滴下した。次に、反応溶液を室温で１２時間撹拌した後、水を加えた。次に、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させた後、溶媒を減圧留去することにより粗生成物を得た。次に、この粗生成物をアルミナカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／クロロホルム混合溶媒）で精製することにより、化合物６を白色結晶として２．０４ｇ（収率８０％）得た。
【０１４６】
（実施例１）
（１）素子の作製・評価
図２に示される有機発光素子を、以下に説明する方法により作製した。まずスパッタ法により、ガラス基板（基板１）上に、陽極としての酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜して陽極２を形成した。このとき陽極２の膜厚を１３０ｎｍとした。次に、陽極２が形成されている基板１を、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。さらに、ＵＶ／オゾン洗浄した。以上のようにして処理した基板を透明導電性支持基板として以下の工程で用いた。
【０１４７】
次に、化合物４（ホール注入性材料）とクロロホルムとを混合して０．１重量％のトルエン溶液を調製した。次に、このトルエン溶液を陽極２上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に回転数１０００ＲＰＭで１分間スピンコートを行うことで膜を形成した。次に、８０℃の真空オーブンで１０分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去した。以上の方法にて形成されたホール注入層７の膜厚は１１ｎｍであった。
【０１４８】
次に、真空蒸着法により、ホール注入層７上に、化合物５を成膜してホール輸送層５を形成した。このときホール輸送層５の膜厚を１５ｎｍとした。
【０１４９】
次に、真空蒸着法により、ホール輸送層５上に、化合物３（第一ホスト）と、化合物２（第二ホスト、東京化成製）と、化合物１（ゲスト）を、それぞれ別のボートから同時蒸着して発光層３を形成した。このとき発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ５０重量％、４５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節し、発光層３の膜厚を３０ｎｍとした。
【０１５０】
次に、真空蒸着法により、発光層３上に、化合物６を成膜することにより電子輸送層６を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を３０ｎｍとした。
【０１５１】
尚、本実施例の有機発光素子を構成する有機化合物層（ホール注入層７、ホール輸送層５、発光層３、電子輸送層６）を形成する際には、蒸着時の真空度を７．０×１０-5Ｐａ以下とし、成膜速度を０．０８ｎｍ／ｓｅｃ以上０．１０ｎｍ／ｓｅｃ以下とした。ただし、発光層３はホスト及びドーパントの両者を合わせた蒸着速度である。またホール輸送層５の蒸着が完了してから発光層３の蒸着を開始するまでは真空状態を維持しており、その間の時間は１０分以内であった。さらに発光層４の蒸着が完了してから電子輸送層６の蒸着を開始するまでにおいても真空状態を維持しておりその間の時間は１０分以内であった。
【０１５２】
次に、真空蒸着法により、電子輸送層６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を成膜してＬｉＦ膜を形成した。このときＬｉＦ膜の膜厚を０．５ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．０５ｎｍ／ｓｅｃとした。次に、真空蒸着法により、ＬｉＦ膜上に、アルミニウムを成膜してＡｌ膜を形成した。このときＡｌ膜の膜厚を１５０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を１．０ｎｍ／ｓｅｃ以上１．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。尚、ＬｉＦ膜及びＡｌ膜は電子注入電極（陰極４）として機能する。
【０１５３】
最後に、素子が大気中の水分を吸着しないように、露点−７０℃以下の窒素雰囲気下において保護用ガラス板をかぶせ、エポキシ系接着材で封止した。尚、保護ガラスの接着面側には掘り込みを入れ、水分吸着用のシート（有機ＥＬ用水分ゲッターシート、ダイニック株式会社製）を封入した。以上のようにして有機発光素子を得た。
【０１５４】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極２）を正極、アルミニウム電極（陰極４）を負極にして、５．６Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１９１７ｃｄ／ｍ2、発光効率９．０ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．５１、２．６）の、化合物１に由来する最大発光波長４６３ｎｍの青色発光が観測された（図６）。
【０１５５】
さらに、本実施例の有機発光素子に、電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ちながら電圧を印加し続けたところ、輝度半減時間（電圧の印加を開始してから初期輝度の５０％の発光輝度になるまでにかかった時間）は３０６時間であり、耐久性能は良好であった。
【０１５６】
（２）ホストの最低三重項励起エネルギーの評価
次に、第一ホストの最低三重項励起エネルギーを測定した。まず、化合物５と、下記に示される化合物７（三重項増感剤）とを同時蒸着して、スライドガラス上へ薄膜を形成することで測定用サンプルを作製した。このとき薄膜中の化合物７（三重項増感剤）の濃度は１０重量％であり、膜厚は１００ｎｍであった。
【０１５７】
【化１８】
【０１５８】
次に、作製したサンプルについて蛍光スペクトルを測定した。具体的には、日立製蛍光光度計Ｆ４５００にてサンプルのフォトルミネッセンスを測定した。
【０１５９】
次に、サンプルの燐光スペクトルを測定し、得られた燐光スペクトルから最低三重項励起エネルギーを求めた。ここで燐光スペクトルの測定は、液体窒素温度（７７Ｋ）等の低温下において測定を行った。また最低三重項励起エネルギー（Ｔ1）は、測定された燐光スペクトルの第一の発光ピーク（最も短波長のピーク）から求めた。
【０１６０】
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ー移動を考慮して求めた。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、アクセプターへの三重項―三重項エネルギー移動を用いて最低三重項励起エネルギーが得られる方法を用いた。さらに、上記のいずれの実験方法でも最低三重項励起エネルギーが得られない場合は、以下の計算手法を利用して、最低三重項励起エネルギーを求めた。
【０１６１】
（ａ）構造最適化
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３−ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
（ｂ）Ｓ1（吸収）、Ｔ1（吸収）励起エネルギー
時間依存密度汎関数法（ＴＤＤＦＴ）
密度汎関数法（ＤＦＴ）
汎関数：Ｂ３−ＬＹＰ
基底関数：ｄｅｆ２−ＳＶ（Ｐ）
【０１６２】
（ソフト等）
ソフト：ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｖｅｒｓｉｏｎ ５．１０：
ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ：
Ｒ．Ａｈｌｒｉｃｈｓ，Ｍ．Ｂａｅｒ，Ｍ．Ｈａｅｓｅｒ，Ｈ．Ｈｏｒｎ，ａｎｄ Ｃ．Ｋｏｅｌｍｅｌ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ：ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｓｙｓｔｅｍ ＴＵＲＢＯＭＯＬＥ Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１６２：１６５（１９８９）
【０１６３】
この結果、第一ホストの最低三重項励起エネルギーは、２．１８ｅＶであった。
【０１６４】
同様の方法で、第二ホストの最低三重項励起エネルギーを測定したところ、２．１ｅＶであった。従って、本実施例において、第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーよりも小さいことがわかった。
【０１６５】
（３）ホストのＨＯＭＯエネルギー及びＬＵＭＯエネルギーの評価
発光層に含まれる２種類のホスト（第一ホスト、第二ホスト）の薄膜をそれぞれ真空蒸着法により作製した。次に、作製した薄膜について、以下に示す方法で各物性を評価した。尚、同様の方法で発光材料の最低一重項励起エネルギーについても併せて評価した。
【０１６６】
（３−１）最低一重項励起エネルギー
日立製分光光度計Ｕ−３０１０を用いて、サンプルの可視光−紫外吸収スペクトルを測定し、得られた可視光−紫外吸収スペクトルの吸収端からエネルギーギャップを求めた。尚、得られたエネルギーギャップは最低一重項励起エネルギーに相当する。
【０１６７】
（３−２）最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー
大気下光電子分光法（測定器名ＡＣ−２、理研機器製）を用いて測定した。尚、測定によって得られるものはイオン化ポテンシャルであるが、これが最高被占軌道（ＨＯＭＯ）エネルギーに相当する。
【０１６８】
（３−３）最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー
（３−１）及び（３−２）で得られたエネルギーギャップ及びイオン化ポテンシャルを用いて、以下の計算式で電子親和力を求めた。尚、電子親和力は最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギーに相当する。
電子親和力＝イオン化ポテンシャル−エネルギーギャップ
【０１６９】
この結果、第一ホストの最低一重項励起エネルギーは、３．０３ｅＶであり、第二ホストの最低一重項励起エネルギーは、３．２２ｅＶであり、発光材料の最低一重項励起エネルギーは２．８１ｅＶであった。従って、発光材料の最低一重項励起エネルギーが発光層に含まれる材料の中で最も小さく、第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーよりも大きいことがわかった。
【０１７０】
また、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーは、５．８ｅＶであり、第二ホストのＨＯＭＯエネルギーは、５．９３ｅＶであった。一方、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーは、２．７７ｅＶであり、第二ホストのＬＵＭＯエネルギーは、２．７１ｅＶであった。
【０１７１】
従って、第二ホストのＨＯＭＯエネルギーは、第一ホストのＨＯＭＯエネルギーより低く、第二ホストのＬＵＭＯエネルギーが、第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高い。ことがわかった。
【０１７２】
（比較例１）
実施例１において、発光層３を形成する際に、化合物２（第二ホスト）を使用せず、発光層３に含まれる化合物３及び化合物１の含有量を、それぞれ９５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１７３】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．４Ｖの電圧を印加した。その結果、発光輝度１２８８ｃｄ／ｍ2、発光効率８．５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．５２、２．５２）、化合物２に由来する最大発光波長４６３ｎｍの青色発光が観測された（図６）。
【０１７４】
次に、本比較例の素子について実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約１９５時間であり、実施例１に比較して耐久性能に劣る結果が得られた。
【０１７５】
本比較例の有機発光素子は、発光層内に第二ホストが含まれていないため、実施例１の素子と比べて、三重項励起状態の第一ホストが高い確率で存在する。これにより、第一ホストの結合解離による材料劣化がより多く起こることが想定され、これが、本比較例の有機発光素子の耐久性能が劣る原因と推察される。
【０１７６】
また図４より、比較例１の発光スペクトルは実施例１とほとんど変わらず、実施例１において第二ホストのエキシマー発光は発生せずに青色発光のみが行われていることがわかった。
【０１７７】
（実施例２）
実施例１において、発光層３を形成する際に、発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ９０重量％、５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１７８】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．２Ｖの電圧を印加した。その結果、発光輝度１４２３ｃｄ／ｍ2、発光効率８．９ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．４８、２．５）、最大発光波長４６３ｎｍの化合物２に由来する青色の発光が観測された。
【０１７９】
次に、実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約２１５時間後であった。
【０１８０】
（実施例３）
実施例１において、発光層３を形成する際に、発光層３に含まれる化合物３、化合物２及び化合物１の濃度を、それぞれ７０重量％、２５重量％、５重量％となるように蒸着レートを調節した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１８１】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、５．２Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１５７１ｃｄ／ｍ2、発光効率９．４ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（１．４８、２．５５）、最大発光波長４６３ｎｍの化合物３に由来する青色の発光が観測された。
【０１８２】
次に、実施例１と同様に輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約２８０時間後であった。
【０１８３】
実施例１乃至３及び比較例１の結果から、第二ホストの濃度を高くなるに従い輝度半減時間が長くなることがわかった。これは第二ホストの濃度が低いと、集中的に第二ホストを三重項励起状態にすることができなくなることで、三重項励起状態の第一ホストが多くなり、これにより第一ホストの結合解離劣化が起こりやすくなるためである。本発明において、集中的に第二ホストを三重項励起状態にして、優れた駆動耐久性能を得るためには、発光層３内の第二ホストの濃度を２５重量％以上にすることが好ましい。
【０１８４】
（比較例２）
実施例１において、第二ホストとして、化合物２の代わりに下記に示す化合物８を使用したことを除いては、実施例１と同様の方法により有機発光素子を作製した。
【０１８５】
【化１９】
【０１８６】
化合物８は、ベンゾ［ｃ］フェナンスレンを部分構造として有しておらず、平面性の高い構造をしている。
【０１８７】
得られた素子について、ＩＴＯ電極（陽極）を正極、アルミニウム電極（陰極）を負極にして、４．８Ｖの電圧を印加した。その結果発光輝度１０６３ｃｄ／ｍ2、発光効率５．５ｃｄ／Ａ、ＣＩＥｘｙ色度（２．６４、４．７７）、化合物２に由来する青色の発光に加えて、それより長波長な最大発光波長５２４ｎｍの緑色の発光が観測された（図７）。この緑色の発光は、第二ホスト（化合物１０）の濃度が１％の素子では観測されないため、発光層中の化合物１０の濃度を４５％と高くしたために、化合物１と化合物８との相互作用による長波長化した発光が観測されたものである。
【０１８８】
この素子に窒素雰囲気下で電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ2に保ち電圧を印加したところ、駆動してから１時間経過したときに、電圧が急激に下がり、発光が行われなくなった。これは、化合物８が平面性の高い構造であるため、発光層において化合物８等の結晶化が起こり、陽極２と陰極４との短絡を引き起こしたためであると考えられる。
【符号の説明】
【０１８９】
１：基板、２：陽極、３：発光層、４：陰極、５：ホール輸送層、６：電子輸送層、７：ホール注入層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物（ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。）であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする、有機発光素子。
【化１】
【請求項２】
前記発光層に含まれる前記第二ホストの濃度が、２５重量％以上７５重量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第二ホストのＨＯＭＯエネルギーが、前記第一ホストのＨＯＭＯエネルギーよりも低く、
前記第二ホストのＬＵＭＯエネルギーが、前記第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高いことを特徴とする、請求項１及至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第一ホストが、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有し、
前記主骨格が４つのベンゼン環を縮合して成る骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）であることを特徴とする、請求項１及至４のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１】
陽極と陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に挟持され、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、から構成され、
前記発光層に、第一ホストと、第二ホストと、ゲストと、を有し、
青色発光する有機発光素子であって、
前記第二ホストが、下記一般式［１］で示される化合物又は下記一般式［１］で示される化合物にベンゼン環、ナフタレン環、フェナレン環、アントラセン環、フェナントレン環から選択される芳香環が縮合してなるベンゼン環数が７環以下の化合物（ベンゾ［ｃ］フェナンスレン骨格の１位及び１２位の炭素が同一の炭素と結合する化合物を除く。）であり、
前記第二ホストの最低三重項励起エネルギーが、第一ホストの最低三重項励起エネルギーより小さく、
前記発光層において、最低一重項励起エネルギーが最も小さい材料が、発光材料であることを特徴とする、有機発光素子。
【化１】
【請求項２】
前記発光層に含まれる前記第二ホストの濃度が、２５重量％以上７５重量％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第二ホストの最低一重項励起エネルギーが、第一ホストの最低一重項励起エネルギーより大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第二ホストのＨＯＭＯエネルギーが、前記第一ホストのＨＯＭＯエネルギーよりも低く、
前記第二ホストのＬＵＭＯエネルギーが、前記第一ホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高いことを特徴とする、請求項１及至３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第一ホストが、ベンゼン環を縮合してなる主骨格を有し、
前記主骨格が４つのベンゼン環を縮合して成る骨格（３つ以上のベンゼン環が直線的に縮合する場合は除く。）であることを特徴とする、請求項１及至４のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９９５９３（Ｐ２０１２−９９５９３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５０７６（Ｐ２０１０−２４５０７６）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【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２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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