JP2005220080A

JP2005220080A - アダマンタン誘導体及びこれを用いた有機電界発光素子

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Publication number: JP2005220080A
Application number: JP2004029906A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Ikai; 正道猪飼; Takanori Kajioka; 孝則梶岡; Hisato Takeuchi; 久人竹内; Satoshi Yamamoto; 智山本; Koji Noda; 浩司野田; Hisayoshi Fujikawa; 久喜藤川; Yasunori Taga; 康訓多賀
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP4470508B2

Abstract

【課題】耐熱性に優れる化合物の提供。また、このような化合物を用いた、発光効率が高くかつ耐熱性に優れる有機電界発光素子の提供。
【解決手段】下記式（１）で表されるオルトターフェニル構造を含む置換基を有するアダマンタン誘導体。

例えば、２，２−ビス[４−(ｏ−ターフェニル)]アダマンタン、１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル)]アダマンタン、１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル)]−５，７−ジメチルアダマンタン等。
【選択図】なし

Description

本発明は、新規なアダマンタン誘導体、及びこれを用いた有機電界発光素子に関する。

有機発光素子、特に電界発光機能を備えた有機電界発光素子（以下有機ＥＬ素子という）は、次世代平面ディスプレイとして注目されている。この有機電界発光素子を用いることにより、例えば、低消費電力、広視野角、自発光、高速応答性などの特徴を有するフルカラー高解像度ディスプレイの実現が可能である。

従来の有機電界発光素子の発光は、主に蛍光を利用したものであった。すなわち、発光層を挟んで電極を設け、両電極から電子及びホールを注入すると、それらが対電極に向かい、発光層においてある割合で再結合して励起子を生成し、その励起子の励起状態が基底状態に戻るときに発光が生じる。この励起状態には、電子スピンの向きが反平行である一重項励起状態と、電子スピンの向きが平行である三重項励起状態とがある。蛍光はこの一重項励起状態のみが関与する発光形態である。単純な量子力学的推論から、一重項励起状態と三重項励起状態の生成比率は１：３であるので、蛍光を利用した有機電界発光素子の場合には、内部量子効率の最大値は２５％となる。つまり、励起状態の７５％は発光に使用されないことになる。

さらに、有機電界発光素子に用いられる有機材料の屈折率（ｎ）は約１．６〜１．７であり、また、外部への取り出し効率（ηext）は、古典光学における反射と屈折の法則からηext＝１／（２ｎ²）≒０．２、つまり２０％程度である。そのため、蛍光を利用した有機電界発光素子においては、その外部量子効率は、内部量子効率（２５％）×取り出し効率（２０％）となり、最大５％程度と見積もられる。

このため、外部量子効率をさらに向上させるためには、励起状態のうち７５％を占める三重項励起状態からの発光、すなわち燐光も利用する必要がある。燐光の利用が可能となれば、外部量子効率を最大２０％程度まで向上させることができる。

そこで、最近では、燐光型有機ＥＬ素子の開発が進められており、燐光型発光材料を用いることで従来の蛍光素子の外部量子効率における理論限界の５％を超え、緑色では外部量子効率が１９％にも達する高効率素子が報告されている。

燐光発光を利用した燐光型発光材料の開発は高効率発光の観点から活発に研究がされている。緑色、赤色燐光発光材料については、高い色純度を実現する材料が報告されている。また、青色燐光発光材料についても、これを用いた有機電界発光素子が、例えば、非特許文献１〜３などに報告されている。

Adachi et al., Appl.Phys.Lett.,79,2082(2001). Holmes et al., Appl.Phys.Lett.,82,2422(2003). Tokito et al., Appl.Phys.Lett.,83,569(2003).

しかしながら、上記非特許文献１〜３に示されている有機電界発光素子の青色の色純度は高いとは言えず、青色というよりも水色に近く、またその発光効率も耐久性も不十分であり改善が必要であった。そのためには、燐光発光材料自体の開発も必要であるが、発光材料と共に発光層に用いられる、燐光発光材料（ドーパント）のホスト材料の開発も必要である。なぜなら、上記非特許文献１〜３においてホスト材料として用いられているＣＢＰ等のカルバゾール基を含む化合物は、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が非常に低く、有機電界発光素子の耐久性の低さの大きな原因となっている。また、青色燐光発光材料に対してホスト材料として用いるには青色燐光発光材料よりもバンドギャップが広いことが要求されるが、そのような化合物は開発されていなかった。

本発明は、耐熱性に優れる化合物を提供する。また、このような化合物を用いた、発光効率が高くかつ耐熱性に優れる有機電界発光素子等を提供する。

本発明は、下記式（１）で表されるオルトターフェニル構造、を含む置換基を有するアダマンタン誘導体である。

また、前記アダマンタン誘導体は、下記式（２）

で表され、式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも１つは下記式（３）または式（４）

（式（３）中のＲ₁₇〜Ｒ₃₃及び式（４）中のＲ₃₄〜Ｒ₅₈は、それぞれ水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基、炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基のいずれかを表し、式（３）中のｌは０〜１０の整数を表し、式（４）中のｍ，ｎはそれぞれ整数を表し、同一でも互いに異なっていても良く、ｍ＋ｎ＝０〜１０である。）で表される置換基であり、式（２）中のＲ₁〜Ｒ₁₆のうち、式（３）または式（４）で表される置換基以外の置換基は、それぞれ水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基、炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基のいずれかであることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₅及びＲ₆、あるいはＲ₇及びＲ₈、あるいはＲ₉及びＲ₁₀、あるいはＲ₁₁及びＲ₁₂、あるいはＲ₁₃及びＲ₁₄、あるいはＲ₁₅及びＲ₁₆、の組み合わせのうちの少なくとも１組は前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体は、前記式（３）または前記式（４）において、ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ０であることが好ましい。

また、本発明は、下記式（５）〜（１５）のいずれかの構造で表される化合物であるアダマンタン誘導体である。

また、本発明は、有機層を備える有機電界発光素子であって、前記アダマンタン誘導体を前記有機層中に含む。

また、本発明は、発光層を備える有機電界発光素子であって、前記アダマンタン誘導体を前記発光層中に含む。

また、本発明は、有機電界発光素子であって、ホスト材料及びドーパント材料を含む発光層を備え、前記ホスト材料は、前記アダマンタン誘導体を含む。

また、本発明は、有機電界発光素子であって、ホスト材料及び燐光発光性のドーパント材料を含む発光層を備え、前記ホスト材料は、前記アダマンタン誘導体を含む。

さらに、本発明は、有機電界発光素子であって、ホスト材料及び青色燐光発光性のドーパント材料を含む発光層を備え、前記ホスト材料は、前記アダマンタン誘導体を含む。

本発明において、アダマンタン誘導体にオルトターフェニル構造を含む置換基を導入することにより、耐熱性に優れる化合物を提供することができる。また、このような化合物を用いることにより、発光効率が高くかつ耐熱性に優れる有機電界発光素子等を実現することができる。

本発明の実施形態について以下説明する。

（実施形態１：アダマンタン誘導体）
本発明の実施形態に係るアダマンタン誘導体は、下記式（１）で表されるオルトターフェニル構造、を含むオルトターフェニル構造を含む置換基を有する。また、アダマンタン誘導体は、下記式（２）で表され、

式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも１つは下記式（３）または式（４）

ここで、炭素数１〜６のアルキル基としては、メチル基；エチル基；直鎖、分岐または環状のプロピル基；直鎖、分岐または環状のブチル基；直鎖、分岐または環状のペンチル基；直鎖、分岐または環状のヘキシル基等が挙げられる。炭素数が７以上であると、アダマンタン誘導体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するので、炭素数６以下であることが好ましい。

炭素数２〜６のアルケニル基としては、ビニル基；直鎖、分岐または環状のプロペニル基；直鎖、分岐または環状のブテニル基；直鎖、分岐または環状のペンテニル基；直鎖、分岐または環状のヘキセニル基等が挙げられる。炭素数が７以上であると、アダマンタン誘導体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するので、炭素数６以下であることが好ましい。

炭素数２〜６のアルキニル基としては、アセチレン基；プロピニル基；直鎖または分岐のブチニル基；直鎖または分岐のペンチニル基；直鎖または分岐のヘキシニル基等が挙げられる。炭素数が７以上であると、アダマンタン誘導体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するので、炭素数６以下であることが好ましい。

アリール基としては、例えば、下記式で示すいずれかの芳香族環が挙げられる。

ヘテロアリール基としては、例えば、下記式で示すいずれかの複素芳香族環が挙げられる。

炭素数１〜６のアルコキシル基としては、メトキシ基；エトキシ基；直鎖、分岐または環状のプロポキシ基；直鎖、分岐または環状のブトキシ基；直鎖、分岐または環状のペンチルオキシ基；直鎖、分岐または環状のヘキシルオキシ基等が挙げられる。炭素数が７以上であると、アダマンタン誘導体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するので、炭素数６以下であることが好ましい。

アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、等の脂肪族アシル基；ベンゾイル基、トルオイル基、アニソイル基、ナフトイル基、等の芳香族アシル基等が挙げられる。

アシロキシ基としては、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、等の脂肪族アシロキシ基；ベンゾイルオキシ基、トルオイルオキシ基、アニソイルオキシ基、ナフトイルオキシ基、等の芳香族アシル基等が挙げられる。

エステル基としては、メトキシカルボニル基，エトキシカルボニル基，直鎖、分岐または環状のプロポキシカルボニル基，直鎖、分岐または環状のブトキシカルボニル基，直鎖、分岐または環状のペンチルオキシカルボニル基，直鎖、分岐または環状のヘキシルオキシカルボニル基等の脂肪族エステル基；フェノキシカルボニル基、トリルカルボニル基、アニシルカルボキシ基等の芳香族エステル基等が挙げられる。

ハロゲン基としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。

炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基；ペンタフルオロエチル基；直鎖、分岐または環状のパーフルオロプロピル基；直鎖、分岐または環状のパーフルオロブチル基；直鎖、分岐または環状のパーフルオロペンチル基；直鎖、分岐または環状のパーフルオロヘキシル基等が挙げられる。炭素数が７以上であると、アダマンタン誘導体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するので、炭素数６以下であることが好ましい。

上記式（２）におけるＲ₁〜Ｒ₁₆のうちの上記式（３）または上記式（４）で示される置換基以外の置換基、上記式（３）におけるＲ₁₇〜Ｒ₃₃、及び式（４）中のＲ₃₄〜Ｒ₅₈としては、化合物の安定性、塗布膜としたときの安定性の点から、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基が好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体を青色燐光発光用有機ＥＬ素子のホスト材料または青色蛍光発光用有機ＥＬ素子のホスト材料として使用する場合には、上記式（２）におけるＲ₁〜Ｒ₁₆のうちの上記式（３）または上記式（４）で示される置換基以外の置換基、上記式（３）におけるＲ₁₇〜Ｒ₃₃、及び式（４）中のＲ₃₄〜Ｒ₅₈としては、多環縮合芳香族基以外の置換基であることが好ましい。

また、前記アダマンタン誘導体を青色燐光発光用有機ＥＬ素子のホスト材料として使用する場合には、上記式（２）におけるＲ₁〜Ｒ₁₆のうちの上記式（３）または上記式（４）で示される置換基以外の置換基としては、アリーレン基以外の置換基であることが好ましい。

上記式（３）中のｌは０〜１０の整数であることが好ましく、０〜４の整数であることがより好ましく、０〜２の整数であることがさらに好ましく、０であることがとりわけ好ましい。ｌが１１以上であると、蒸着膜を形成するときに昇華が困難になるので好ましくない。

また、上記式（４）中のｍ，ｎはそれぞれ整数を表し、同一でも互いに異なっていても良い。ｍ＋ｎ＝０〜１０であることが好ましく、０〜４であることがより好ましく、０〜２であることがさらに好ましく、０であることがとりわけ好ましい。ｍ＋ｎの値が１１以上であると、蒸着膜を形成するときに昇華が困難になるので好ましくない。

また、本実施形態におけるアダマンタン誘導体は、前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。アダマンタン骨格において置換可能な位置は、１位から１０位まで１０箇所あるが、１置換のみ可能な１位、３位、５位、７位と、２置換が可能な２位、４位、６位、８位、９位、１０位とがある。このとき、１置換のみ可能な１位、３位、５位、７位のＲ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることがより好ましい。また、２置換が可能な２位、４位、６位、８位、９位、１０位のＲ₅〜Ｒ₁₆は、前記式（３）または前記式（４）で表される置換基ではなく、１置換のみ可能な１位、３位、５位、７位のＲ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることもより好ましい。

また、２置換が可能な２位、４位、６位、８位、９位、１０位のＲ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることもより好ましい。また、１置換のみ可能な１位、３位、５位、７位のＲ₁〜Ｒ₄は、前記式（３）または前記式（４）で表される置換基ではなく、２置換が可能な２位、４位、６位、８位、９位、１０位のＲ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることもより好ましい。

また、２置換が可能な２位のＲ₅及びＲ₆、あるいは４位のＲ₇及びＲ₈、あるいは６位のＲ₉及びＲ₁₀、あるいは８位のＲ₁₁及びＲ₁₂、あるいは９位のＲ₁₃及びＲ₁₄、あるいは１０位のＲ₁₅及びＲ₁₆、の組み合わせのうちの少なくとも１組は前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることがさらに好ましい。また、１置換のみ可能な１位、３位、５位、７位のＲ₁〜Ｒ₄は、前記式（３）または前記式（４）で表される置換基ではなく、２置換が可能な２位のＲ₅及びＲ₆、あるいは４位のＲ₇及びＲ₈、あるいは６位のＲ₉及びＲ₁₀、あるいは８位のＲ₁₁及びＲ₁₂、あるいは９位のＲ₁₃及びＲ₁₄、あるいは１０位のＲ₁₅及びＲ₁₆、の組み合わせのうちの少なくとも１組のみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることもさらに好ましい。

また、本実施形態におけるアダマンタン誘導体としては、具体的には、下記式（５）〜（１５）のいずれかの構造で示される化合物が挙げられる。

本実施形態におけるオルトターフェニル構造を含む置換基を導入したアダマンタン誘導体は、アダマンタン骨格にオルトターフェニル構造を含む置換基を導入することにより分子量が大きくなり、その結果、融点やガラス転移温度（Ｔｇ）等、特にガラス転移温度が高く、例えば有機ＥＬ素子等のデバイスに用いるために薄膜化した場合にも、膜の安定性が向上すると考えられる。また、オルトターフェニル構造は、隣り合うベンゼン環同士が立体障害のためにねじれた（回転した）構造をとる。その結果、分子同士の凝集が抑えられ、その観点からも蒸着膜、塗布膜等の薄膜の安定性が向上すると考えられる。したがって、分子同士の凝集を抑える観点から、前述したように前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることが好ましい。また、隣り合うベンゼン環同士で非共役となり、さらに、ベンゼン環とアダマンタン骨格の間にも共役がないため、バンドギャップが広い材料となると考えられる。

（実施形態２：有機ＥＬ素子）
次に、本発明の実施形態１に係るアダマンタン誘導体、を使用した有機ＥＬ素子の実施形態について説明する。

図１は、有機ＥＬ素子の概略断面構造を示す。ガラス、プラスチック等の透明基板１０には、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等を用いて透明電極１２が形成される。透明電極１２は、ここでは陽極として機能する。透明電極１２上には少なくとも1層の有機層２０が形成されている。

有機層２０は、少なくとも発光層２４を備え、用いる有機化合物の機能等によって層構造が異なる。発光層の単層構造の他、正孔輸送層／発光層、発光層／電子輸送層、正孔輸送層／発光層／電子輸送層、等の多層構造を採用することが可能である。本実施形態では、透明電極１２側から順に、正孔輸送層２２／発光層２４／正孔ブロック層２６／電子輸送層２８が積層されている。

有機層２０上には、金属電極１４が形成されている。金属電極１４は、ここでは陰極として機能する。この金属電極１４は、例えば、図１に示すようにＬｉＦ層（電子注入層）とＡｌ電極等との積層体により構成することができる。また、Ａｌ電極の単独層により金属電極１４を構成することもできる。また、Ａｌの他にも、例えば、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金等を使用することができる。また、図示しないが、透明電極１２と正孔輸送層２２との間には銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、スターバーストアミン、バナジウム酸等を用いて正孔注入層を形成してもよい。

本実施形態２では、以上のような構成の有機ＥＬ素子において上記実施形態１で説明したアダマンタン誘導体を用いる。このアダマンタン誘導体は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層等の有機薄膜用の材料として用いることができるが、特に発光層の材料として用いることが好ましい。ここで、前記アダマンタン誘導体は、高効率な蛍光発光または燐光発光が可能であり、この化合物を発光材料として用いることで高効率の蛍光発光型有機ＥＬ素子または高効率の燐光発光型有機ＥＬ素子を実現することができる。特に、燐光発光型有機ＥＬ素子の発光層の材料として用いると、高効率の素子を実現することができるのでより好ましい。前記アダマンタン誘導体は、単独で発光層２４の材料として用いることもできるが、発光効率、駆動電力の低減、発光色の色純度向上等の観点より、ホスト材料として用いて、ドーパント材料を所定量ドープして発光層２４とすることが好ましい。

次に、実施形態１に係るアダマンタン誘導体と共に有機ＥＬ素子の有機層２０に使用可能な材料の例を説明する。まず、発光層２４のホスト材料として、このアダマンタン誘導体を用いる場合に、ドーパント材料としては、青色燐光用としては例えば下記式（１６）に示されるような化合物が挙げられる。緑色燐光用としては例えば下記式（１７）に示されるような化合物が挙げられる。赤色燐光用としては例えば下記式（１８）に示されるような化合物が挙げられる。青色蛍光用としては例えば下記式（１９）に示されるような化合物が挙げられる。

ここで、上記式（１６）に示される化合物は、ＦＩｒｐｉｃ（Iridium(III)bis(2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C^2')picolinate）、上記式（１７）に示される化合物は、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（tris(2-phenylpyridine) iridium(III)）、上記式（１８）に示される化合物は、Ｉｒ（ｐｉｑ）₃（tris(2-phenylisoquinoline) iridium (III)）、上記式（１９）に示される化合物は、Bis[4-(N,N-diphenylamino)styryl]-9,10-Anthratheneである。

また、正孔輸送層２２に用いる材料としては、正孔輸送機能を備えていれば特に限定されないが、例えば、トリフェニルアミンの多量体を使用することができ、一例としては、下記式（２０）に示すα−ＮＰＤ（4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl）、下記式（２１）に示すＴＰＴＥ（triphenylamine tetramer）を使用することができる。

また、電子輸送層２８に用いる材料としては、電子輸送機能を備えていれば特に限定されないが、例えば、下記式（２２）に示すアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ₃:Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)）
）を使用することができる。

ところで、発光層２４のホスト材料として用いる上記実施形態1に係るアダマンタン誘導体は、ハイポーラ性を有することが多い。発光層２４のホスト材料としてハイポーラ性の化合物を用いる場合、発光層２４から電子輸送層２８に正孔が流れ出てしまうことを防止するために発光層２４と電子輸送層２８との間に正孔ブロック層２６を形成することが好適である。電子輸送層２８にＡｌｑ₃等を用いている場合に電位輸送層２８に正孔が流れ込むことでこのＡｌｑ₃等が発光したり、正孔を発光層に閉じ込めることができずに発光効率が低下するなどといった問題を防止することができる。正孔ブロック層２６に用いる材料としては、下記式（２３）に示すＴＰＢＩ（2,2',2''-(1,3,5-phenylene)tris[1-phenyl-1H-benzimidazole）や、下記式（２４）に示すバソクプロイン（ＢＣＰ）や、下記式（２５）に示すＢＡｌｑ（Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato) 4-phenylphenolate）等を挙げることができる。

次に、実施形態１に係るアダマンタン誘導体を燐光発光のためのホスト材料として用いた、本実施形態２に係る有機ＥＬ素子の発光原理について説明する。

陽極として機能する透明電極１２と、陰極として機能する金属電極１４から、正孔及び電子を有機層２０に注入すると、正孔は正孔輸送層２２を介して、電子は電子輸送層２８及び正孔ブロック層２６を介して輸送され、発光層２４に到達し、正孔と電子は再結合する。この正孔と電子の再結合により、まず発光層２４中のホスト材料である前記アダマンタン誘導体が励起状態となる。前述したように、この励起状態は、一重項励起状態が２５％、三重項励起状態が７５％となっていると考えられる。このような割合のホスト材料の励起エネルギは、ドーパント材料に移動し、ドーパント材料は、それぞれ一重項励起状態及び三重項励起状態となる。ドーパント材料の一重項励起状態は、さらに三重項励起状態に移動し、最終的に三重項励起状態からの燐光発光が主となる。これによって、発生した励起状態のエネルギのほぼ全てが発光エネルギとして使用されることになる。

本実施形態においては、前記アダマンタン誘導体をホスト材料として使用すると、併用する燐光発光用ドーパント材料、例えば式（１６）〜式（１８）として例示した材料、に応じて、青色、緑色、赤色の各燐光発光を高色純度、高効率で得ることができる。また、前記アダマンタン誘導体のアダマンタン骨格上の置換基や、オルトターフェニル構造を含む置換基上の置換基を変更することによって、アダマンタン誘導体のバンドギャップの幅（吸収波長）を調整することができ、青色、緑色、赤色の各燐光発光用ドーパント材料に最適化したホスト材料を設計することができる。特に、このアダマンタン誘導体は従来十分な耐久性が得られていなかった青色燐光発光のホスト材料と比較して、極めて優れた青色燐光発光のホスト材料として使用することができる。

また、ここでは、前記アダマンタン誘導体燐光発光のためのホスト材料として使用した例を説明したが、蛍光発光用のホスト材料として使用することもできる。併用する蛍光発光用ドーパント材料、例えば式（１９）として例示した材料、に応じて、青色、緑色、赤色の蛍光発光を高色純度、高効率で得ることができる。特に、このアダマンタン誘導体は青色の蛍光発光用のホスト材料として好適に使用することができる。

また、本実施形態１に係るアダマンタン誘導体は、有機ＥＬ素子に限らず、表示素子，コンピュータ，テレビ，携帯電話，デジタルカメラ，ＰＤＡ，カーナビゲーション等のディスプレイやバックライト；照明、インテリア、標識、交通信号機、看板など；ＣＤ，ＤＶＤ等の記録光源、読み取り光源；複写機、スキャナ等の光源；ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ−Ｒ等の記録用光ディスクの記録層用色素；レーザー色素；増感色素；医療診断用蛍光薬剤；等の幅広い分野に好適に使用することができる。

また、本実施形態２に係る有機ＥＬ素子は、表示素子，コンピュータ，テレビ，携帯電話，デジタルカメラ，ＰＤＡ，カーナビゲーション等のディスプレイ；バックライト等の光源；照明；インテリア；標識；交通信号機；看板などに好適に使用することができる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンの合成＞

上記式（２６）に示す２，２−ビス（４−ヨードフェニル）アダマンタン２．７０ｇ（５．００ｍｍｏｌ）、２−ビフェニルホウ酸２．１８ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム３３．７ｍｇ（０．１５０ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１１８ｍｇ（０．４５０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム１．６６ｇ（１２．０ｍｍｏｌ）を、アセトン／水の２：１混合液１５０ｍＬに懸濁させ、十分に脱気した後、窒素雰囲気下で還流した。２４時間還流後、水８０ｍＬを反応液中に加え、室温で２時間撹拌した。析出した固体を吸引ろ過し、水で洗浄した。得られた固体をクロロホルムに溶解し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下、溶媒を留去した後、塩化メチレン／ヘキサンで再結晶することにより、下記式（５）に示す目的物２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを１．６２ｇ（収率５５％）得た。昇華精製により精製を行った。構造は赤外分光光度計（ＩＲ）及び核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）により確認した。

無色固体、融点：２４４℃、ガラス転移温度：１１０℃
ＩＲ（ＫＢｒ）：３０５５，３０１７，２９１３，２８５５，１４７４，１０１０，８２４，７６４，７４７，７０１ｃｍ^-1
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：１．６９（ｄ，Ｊ＝１１．３Ｈｚ，４Ｈ），１．７０（ｓ，２Ｈ），１．８２（ｓ，２Ｈ）、１．９９（ｄ，Ｊ＝１２．２Ｈｚ，４Ｈ），３．１２（ｓ，２Ｈ），６．９６（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，４Ｈ），７．０３（ｄｍ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，４Ｈ），７．０８（ｔｍ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，４Ｈ），７．１３（ｔｍ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．１９（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，４Ｈ），７．３９（ｍ，８Ｈ）ｐｐｍ
¹³Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：２７．６０，３２．００，３３．３８，３８．０２，５０．１４，１２５．３８，１２６．２８，１２７．２３，１２７．３４，１２７．５５，１２９．８５，１２９．８７，１３０．２０，１３０．３５，１３７．６２，１４０．５１，１４０．５３，１４１．４４，１４６．７３ｐｐｍ

（実施例２）
＜１，３−ジフェニルアダマンタンの合成＞
アダマンタン１．０２ｇ（７．４９ｍｍｏｌ）、塩化鉄六水和物１９．７ｇ（７２．９ｍｍｏｌ）、Ｋ１０モンモリロナイト２０ｇを、ベンゼン１００ｍＬに加え、ディーン・スタークトラップを用いて脱水しながら、１７時間還流した。反応液をろ過し、残渣をヘキサンで洗浄した。ろ液とヘキサン洗浄液とを合わせて、水洗し、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、濃縮物をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘキサン＝１：９）で精製した。さらにエタノールで再結晶することにより、下記式（２７）に示す１，３−ジフェニルアダマンタンを０．９００ｇ（収率４１．７％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

白色結晶
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：１．７９（ｓ，２Ｈ），１．９６（ｓ，８Ｈ），２．０５（ｓ，２Ｈ），２．３１（ｓ，２Ｈ），７．１９（ｔ，２Ｈ），７．３２（ｔ，４Ｈ），７．４０（ｄ，４Ｈ）ｐｐｍ

＜１，３−ビス（４−ヨードフェニル）アダマンタンの合成＞
上記式（２７）で示される１，３−ジフェニルアダマンタン０．５７７ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ヨウ素０．５０８ｇ（２．０２ｍｍｏｌ）を、クロロホルム１１ｍＬに加え、ヨウ素が溶解するまで１５分間撹拌した。この溶液に[ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード]ベンゼン０．８６０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、室温で２４時間撹拌した。この溶液にクロロホルム２０ｍＬを加え、５％亜硝酸ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、濃縮物をクロロホルム／メタノールで再結晶することにより、下記式（２８）で示す１，３−ビス（４−ヨードフェニル）アダマンタンを０．８１０ｇ（収率７５．０％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

白色結晶
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：１．７７（ｓ，２Ｈ），１．９０（ｓ，８Ｈ），１．９４（ｓ，２Ｈ），２．３１（ｓ，２Ｈ），７．１３（ｄ，４Ｈ），７．６３（ｄ，４Ｈ）ｐｐｍ

＜１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタンの合成＞
上記式（２８）で示される１，３−ビス（４−ヨードフェニル）アダマンタン０．５００ｇ（０．９２６ｍｍｏｌ）、２−ビフェニルホウ酸０．４０３ｇ（２．０４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．０２３ｇ（０．０９４ｍｍｏｌ）、ｏ−トルイルホスフィン０．０８６ｇ（０．２８３ｍｍｏｌ）を、ジメトキシエタン８ｍＬに加えた。この混合溶液に、炭酸カリウム０．３２０ｇ（２．３２ｍｍｏｌ）を水２．３ｍＬに溶解させた水溶液を加え、窒素雰囲気下で１０時間還流した。冷却後、水５０ｍＬを反応液中に加え、クロロホルムで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、シリカゲルカラム（クロロホルム：ヘキサン＝１：５〜１：１）で精製し、下記式（１０）で示す１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを０．４９９ｇ（収率９０．９％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

白色粉末、融点：＞３００℃、ガラス転移温度：８７℃
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：１．７５（ｓ，２Ｈ），１．９０（ｓ，８Ｈ），１．９６（ｓ，２Ｈ），２．２７（ｓ，２Ｈ），７．０８（ｄ，４Ｈ），７．１３−７．１５（ｍ，４Ｈ），７．１９−７．２４（ｍ，１０Ｈ），７．３８−７．４４（ｍ，８Ｈ）ｐｐｍ
¹³Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：２９．５２，３５．８７，３７．００，４２．２０，４８．８６，１２４．３８，１２６．３４，１２７．２２，１２７．４１，１２７．７９，１２９．５７，１２９．８７，１３０．６１，１３０．６６，１３８．６６，１４０．３７，１４０．４９，１４１．６５，１４８．８３

（実施例３）
＜１，３−ジフェニル−５，７−ジメチルアダマンタンの合成＞
１，３−ジメチルアダマンタン１．２３ｇ（７．４９ｍｍｏｌ）、塩化鉄１１．８３ｇ（７２．９ｍｍｏｌ）、Ｋ１０モンモリロナイト２０ｇを、ベンゼン１００ｍＬに加え、ディーン・スタークトラップを用いて脱水しながら、２２時間還流した。反応液をろ過し、残渣をヘキサンで洗浄した。ろ液とヘキサン洗浄液とを合わせて、水洗し、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、濃縮物をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘキサン＝１：１０〜１：１）で精製し、下記式（２９）で示す１，３−ジフェニル−５，７−ジメチルアダマンタンを０．２８０ｇ（収率１１．８％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

無色油状物質
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：０．９８（ｓ，６Ｈ），１．２６（ｓ，２Ｈ），１．５９（ｑ，８Ｈ），１．９１（ｓ，２Ｈ），７．１７（ｔ，２Ｈ），７．３２（ｔ，４Ｈ），７．４０（ｄ，４Ｈ）ｐｐｍ

＜１，３−ビス（４−ヨードフェニル）−５，７−ジメチルアダマンタンの合成＞
上記式（２９）で示される１，３−ジフェニル−５，７−ジメチルアダマンタン０．２８０ｇ（０．８８ｍｍｏｌ）、ヨウ素０．２３０ｇ（０．９０６ｍｍｏｌ）を、クロロホルム５ｍＬに加え、ヨウ素が溶解するまで１０分間撹拌した。この溶液に[ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード]ベンゼン０．３９０ｇ（０．９０７ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、室温で２４時間撹拌した。この溶液にクロロホルム１０ｍＬを加え、５％亜硝酸ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、濃縮物をシリカゲルカラム（クロロホルム：ヘキサン＝０：１０〜１０：１）で精製することにより、下記式（３０）で示す１，３−ビス（４−ヨードフェニル）−５，７−ジメチルアダマンタンを０．３８０ｇ（収率７６．０％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

白色粉末
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：０．９７（ｓ，６Ｈ），１．２４（ｓ，２Ｈ），１．５３（ｑ，８Ｈ），１．７９（ｓ，２Ｈ），７．１２（ｄ，４Ｈ），７．６２（ｄ，４Ｈ）ｐｐｍ

＜１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタンの合成＞
上記式（３０）で示される１，３−ビス（４−ヨードフェニル）−５，７−ジメチルアダマンタン０．２００ｇ（０．３５２ｍｍｏｌ）、２−ビフェニルホウ酸０．１５３ｇ（０．７７３ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．００８６ｇ（０．０３５ｍｍｏｌ）、ｏ−トルイルホスフィン０．０３２１ｇ（０．１０５ｍｍｏｌ）を、ジメトキシエタン３ｍＬに加えた。この混合溶液に、炭酸カリウム０．１２２ｇ（０．８８３ｍｍｏｌ）を水０．９ｍＬに溶解させた水溶液を加え、窒素雰囲気下で１０時間還流した。冷却後、水３０ｍＬを反応液中に加え、クロロホルムで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層について減圧下、溶媒を留去した後、シリカゲルカラム（クロロホルム：ヘキサン＝１：５〜１：１）で精製し、下記式（１２）で示す１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタンを０．１９０ｇ（収率８６．９％）得た。構造はＮＭＲにより確認した。

白色結晶、融点：＞３００℃、ガラス転移温度：７０℃
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：０．９５（ｓ，６Ｈ），１．２２（ｓ，２Ｈ），１．５４（ｑ，８Ｈ），１．８２（ｓ，２Ｈ），７．０７（ｄ，４Ｈ），７．１３−７．１５（ｍ，４Ｈ），７．１９−７．２２（ｍ，１０Ｈ），７．３８−７．４１（ｍ，８Ｈ）ｐｐｍ
¹³Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）：３０．５５，３２．４０，３８．７８，４７．６０，４８．６５，５０．０４，１２４．５１，１２６．３５，１２７．２３，１２７．４１，１２７．８１，１２９．５８，１２９．８７，１３０．６２，１３０．６６，１３８．７３，１４０．３６，１４０．４９，１４１．６５，１４８．２６

（実施例４）
＜青色用燐光発光有機電界発光素子の評価＞
ガラス基板上にＩＴＯの透明電極を１５０ｎｍの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、ＵＶオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ＡｒとＯ₂のプラズマ処理を行った。

真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、上記式（２０）で示すα−ＮＰＤを３０ｎｍ堆積して、正孔輸送層を形成した。次に、発光層のホスト材料として上記式（５）で示した２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタン（昇華精製あり）を用い、ドーパント材料として上記式（１６）で示すイリジウム錯体（ＦＩｒｐｉｃ）が７重量％の割合となるように同時蒸着して発光層を５０ｎｍの厚さに形成した。

さらに、上記式（２３）で示すＴＰＢＩを用いて正孔ブロック層を２０ｎｍ堆積し、電子輸送層として上記式（２２）で示すＡｌｑ₃を３０ｎｍ堆積した。さらにこの後、電子注入層としてＬｉＦ層を０．５ｎｍ、金属電極としてＡｌを１５０ｎｍ蒸着した。以上により素子部を得た。

このような素子部の形成された基板を連続して（in-situ）高真空に排気したチャンバへ搬送し、そのチャンバを孤立系にした後、１気圧の高純度窒素で置換した。その後、紫外線硬化樹脂を用いて封止ガラスの端部を端子部は透明電極と、端子部以外はガラス基板の素子形成側表面に接着し、ＵＶランプを用いて紫外線をこの樹脂部に照射し、素子部を密封した。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電流を印加し、連続駆動させてその発光効率及び発光スペクトルの測定を行った。外部量子効率は最大９％に到達し、１，０００ｃｄ／ｍ²の高輝度においても７％程度を維持した。この素子の発光スペクトルを図２に示す。４７２ｎｍの青色ピークがメインピークとなっており、青色燐光材料（ＦＩｒｐｉｃ）からの発光が得られていることがわかる。

（実施例５）
ホスト材料を上記式（１０）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタン（昇華精製なし）に代えた以外は、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を構成した。青色燐光材料（ＦＩｒｐｉｃ）からの青色発光が確認された。外部量子効率は最大８．０％であった。

（実施例６）
ホスト材料を上記式（１２）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタン（昇華精製なし）に代えた以外は、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を構成した。青色燐光材料（ＦＩｒｐｉｃ）からの青色発光が確認された。外部量子効率は最大７．３％であった。

（実施例７）
＜ＰＬスペクトルの評価＞
石英基板上に、真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、上記式（５）で示した２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンの層を１００ｎｍの厚さに形成した。形成した薄膜のＰＬスペクトルを測定した（励起光波長：２５４ｎｍ）。測定結果を図３に示す。ピーク波長は３７７ｎｍであった。

（実施例８）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（１０）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタンに代えた以外は、実施例７と同様にして形成した薄膜のＰＬスペクトルを測定した。測定結果を図３に示す。ピーク波長は３７７ｎｍであった。

（実施例９）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（１２）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタンに代えた以外は、実施例７と同様にして形成した薄膜のＰＬスペクトルを測定した。測定結果を図３に示す。ピーク波長は３７７ｎｍであった。

（実施例１０）
＜蒸着膜の安定性評価＞
実施例７で形成した、２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンの薄膜を形成した基板を室温下、大気中で放置したが、３ヶ月経過後も膜質の変化はなく良好であった。また、実施例４で作成した青色用燐光発光有機ＥＬ素子を恒温槽（オーブン）に入れ、室温から１０℃刻みで昇温させ、各温度で１時間維持した後、発光効率を測定した。その結果、１００℃においても素子の発光効率の急激な低下は観測されなかった。

（実施例１１）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（１０）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタンに代えた以外は、実施例１０と同様にして形成した薄膜の室温下、大気中での安定性を評価した。３ヶ月経過後も膜質の変化はなく良好であった。

（実施例１２）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（１２）で示した１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタンに代えた以外は、実施例１０と同様にして形成した薄膜の室温下、大気中での安定性を評価した。３ヶ月経過後も膜質の変化はなく良好であった。

（比較例１）
ホスト材料を下記式（３１）で示すＣＢＰ（昇華精製あり）に代えた以外は、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を構成した。外部量子効率は最大７．７％であり、実施例４より劣るものであった。

（比較例２）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（３１）で示すＣＢＰに代えた以外は、実施例７と同様にして形成した薄膜のＰＬスペクトルを測定した。測定結果を図３に示す。ピーク波長は４０５ｎｍであり、２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンのピーク波長よりも長波長であった。

（比較例３）
２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを、上記式（３１）で示すＣＢＰに代えた以外は、実施例１０と同様にして形成した薄膜の室温下、大気中での安定性を評価した。室温で１ヶ月経過後に、凝集が起こり膜質の変化が見られた。また、比較例１で作成した青色用燐光発光有機ＥＬ素子を恒温槽（オーブン）に入れ、室温から１０℃刻みで昇温させ、各温度で１時間維持した後、発光効率を測定した。その結果、８０℃以上になると素子の発光効率の急激な低下が観測された。なお、ＣＢＰを用いた有機ＥＬ素子
の素子温度対外部量子効率の変化及びＣＢＰを用いた有機薄膜の耐熱試験の結果は特開２００２−２０３６８３号公報に開示されている。

以上の結果をまとめて表１に示す。２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンは、ＣＢＰに比べて、外部量子効率に優れ、蒸着膜の保存性も良好であった。これは、ＣＢＰよりもＰＬスペクトルが短波長化しており、効率良くホスト材料のエネルギがドーパント材料（ＦＩｒｐｉｃ）に移動するためと考えられる。また、ＣＢＰのガラス転移温度（Ｔｇ）は室温以上で観測されないのに比べ、２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンのＴｇは１１０℃と高くなっているために薄膜の安定性が向上したものと考えられる。また、１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]アダマンタン及び１，３−ビス[４−(ｏ−ターフェニル）]−５，７−ジメチルアダマンタンは、ＣＢＰに比べ外部量子効率は同等であるが、薄膜の安定性は向上している。

このように、アダマンタン誘導体にオルトターフェニル構造を含む置換基を導入することにより、ＣＢＰに比べ、外部量子効率が向上した。また、アダマンタン誘導体にオルトターフェニル基を導入することにより、化合物の安定性も向上し、その化合物により形成した薄膜の安定性も向上した。

（実施例１３）
＜緑色用燐光発光有機電界発光素子の評価＞
ガラス基板上にＩＴＯの透明電極を１５０ｎｍの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、ＵＶオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ＡｒとＯ₂のプラズマ処理を行った。

真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、下記式（３２）で示すＣｕＰｃを１０ｎｍ堆積して、ホール注入層を形成した。次に、上記式（２０）で示すα−ＮＰＤを３０ｎｍ堆積して、正孔輸送層を形成した。次に、発光層のホスト材料として上記式（５）で示した２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを用い、ドーパント材料として上記式（１７）で示すイリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）が６．１重量％の割合となるように同時蒸着（共蒸着）して発光層を２０ｎｍの厚さに形成した。

さらに、上記式（２３）で示すＴＰＢＩを用いて正孔ブロック層を１０ｎｍ堆積し、電子輸送層として上記式（２２）で示すＡｌｑ₃を３０ｎｍ堆積した。さらにこの後、電子注入層としてＬｉＦ層を０．５ｎｍ、金属電極としてＡｌを１５０ｎｍ蒸着した。以上により素子部を得た。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電流を印加し（注入電流密度：１１ｍＡ／ｃｍ²）、連続駆動させてその発光効率及び発光スペクトルの測定を行った。外部量子効率は最大９．２％に到達した。この素子の発光スペクトルを図４に示す。５１３ｎｍの緑色ピークがメインピークとなっており、緑色燐光材料（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）からの発光が得られていることがわかる。

（実施例１４）
＜赤色用燐光発光有機電界発光素子の評価＞
ガラス基板上にＩＴＯの透明電極を１５０ｎｍの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、ＵＶオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ＡｒとＯ₂のプラズマ処理を行った。

真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、上記式（３２）で示すＣｕＰｃを１０ｎｍ堆積して、ホール注入層を形成した。次に、上記式（２１）で示すＴＰＴＥを３０ｎｍ堆積して、正孔輸送層を形成した。次に、発光層のホスト材料として上記式（５）で示した２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを用い、ドーパント材料として上記式（１８）で示すイリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｉｑ）₃）が６．５重量％の割合となるように同時蒸着して発光層を２０ｎｍの厚さに形成した。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電流を印加し（注入電流密度：１１ｍＡ／ｃｍ²）、連続駆動させてその発光効率及び発光スペクトルの測定を行った。外部量子効率は最大５．３％に到達した。この素子の発光スペクトルを図５に示す。６２３ｎｍの赤色ピークがメインピークとなっており、赤色燐光材料（Ｉｒ（ｐｉｑ）₃）からの発光が得られていることがわかる。

このように、オルトターフェニル構造を含む置換基を導入したアダマンタン誘導体は、青色、緑色及び赤色用燐光発光有機電界発光素子のいずれにおいてもホスト材料として機能し、高い外部量子効率で発光する素子を実現することができる。

（実施例１５）
＜青色用蛍光発光有機電界発光素子の評価＞
ガラス基板上にＩＴＯの透明電極を１５０ｎｍの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、ＵＶオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ＡｒとＯ₂のプラズマ処理を行った。

真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、上記式（３２）で示すＣｕＰｃを１０ｎｍ堆積して、ホール注入層を形成した。次に、上記式（２１）で示すＴＰＴＥを３０ｎｍ堆積して、正孔輸送層を形成した。次に、発光層のホスト材料として上記式（５）で示した２，２−ビス[４−（ｏ−ターフェニル）]アダマンタンを用い、ドーパント材料として上記式（１９）で示す化合物が０．８重量％の割合となるように同時蒸着して発光層を３０ｎｍの厚さに形成した。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電流を印加し（注入電流密度：１１ｍＡ／ｃｍ²）、連続駆動させてその発光効率及び発光スペクトルの測定を行った。外部量子効率は最大０．９％に到達した。この素子の発光スペクトルを図６に示す。４５１ｎｍの青色ピークがメインピークとなっており、青色蛍光材料（式（１９）で示される化合物）からの発光が得られていることがわかる。また、このときの発光色のＣＩＥのＸＹＺ表色系で表す色度はｘ＝０．１５２、ｙ＝０．１１８であった。ＣＩＥ色度座標図を図７に示す。

（比較例４）
ホスト材料を下記式（３３）で示した１，３−ビス[４−(１−ピレニル）フェニル]アダマンタンに代えた以外は、実施例１５と同様にして有機ＥＬ素子を構成した。青色蛍光材料（式（１９）で示される化合物）からの青色発光が確認された。外部量子効率は最大２．９％であった。また、色度はｘ＝０．１６６、ｙ＝０．１９１であり、青色の色純度は実施例１５より劣るものであった。

（比較例５）
ガラス基板上にＩＴＯの透明電極を１５０ｎｍの膜厚で形成し、有機洗浄、純水洗浄、乾燥、ＵＶオゾン処理を行った。その基板を直ちに真空チャンバへ導入後、ＡｒとＯ₂のプラズマ処理を行った。

真空蒸着（真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ；１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）により、上記式（３２）で示すＣｕＰｃを１０ｎｍ堆積して、ホール注入層を形成した。次に、上記式（２１）で示すＴＰＴＥを３０ｎｍ堆積して、正孔輸送層を形成した。次に、発光層のホスト材料として上記式（３３）で示した１，３−ビス[４−(１−ピレニル）フェニル]アダマンタンを用い、ドーパント材料として上記式（１９）で示す化合物が１．１重量％の割合となるように同時蒸着して発光層を４０ｎｍの厚さに形成した。

さらに、電子輸送層として上記式（２２）で示すＡｌｑ₃を４０ｎｍ堆積した。さらにこの後、電子注入層としてＬｉＦ層を０．５ｎｍ、金属電極としてＡｌを１５０ｎｍ蒸着した。以上により素子部を得た。

このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電流を印加し、連続駆動させてその発光効率及び発光スペクトルの測定を行った。青色蛍光材料（式（１９）で示される化合物）からの青色発光が確認された。外部量子効率は最大２．３％であった。また、色度はｘ＝０．１７２、ｙ＝０．２０５であり、青色の色純度は実施例１５より劣るものであった。

このように、オルトターフェニル構造を含む置換基を導入したアダマンタン誘導体は、青色用蛍光発光有機電界発光素子においてもホスト材料として機能し、かつ膜の耐久性が向上でき、素子の長寿命化を実現することができる。さらに従来のホスト材料に比べて高純度の青色発光を行う素子を実現することができる。

本発明の実施形態２に係る有機電界発光素子の概略構成を示す図である。実施例４の素子の発光スペクトルを示す図である。実施例７、実施例８、実施例９及び比較例２のＰＬスペクトルを示す図である。実施例１３の素子の発光スペクトルを示す図である。実施例１４の素子の発光スペクトルを示す図である。実施例１５の素子の発光スペクトルを示す図である。実施例１５、比較例４、比較例５の素子の発光の色度を示すＣＩＥ色度座標図である。

符号の説明

１０透明基板、１２透明電極（陽極）、１４金属電極（陰極）、２０有機層、２２正孔輸送層、２４発光層、２６正孔ブロック層、２８電子輸送層。

Claims

下記式（１）で表されるオルトターフェニル構造、を含む置換基を有することを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項１に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記アダマンタン誘導体は、
下記式（２）

で表され、
式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも１つは下記式（３）または式（４）

（式（３）中のＲ₁₇〜Ｒ₃₃及び式（４）中のＲ₃₄〜Ｒ₅₈は、それぞれ水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基、炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基のいずれかを表し、式（３）中のｌは０〜１０の整数を表し、式（４）中のｍ，ｎはそれぞれ整数を表し、同一でも互いに異なっていても良く、ｍ＋ｎ＝０〜１０である。）
で表される置換基であり、
式（２）中のＲ₁〜Ｒ₁₆のうち、式（３）または式（４）で表される置換基以外の置換基は、それぞれ水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、炭素数１〜６のアルコキシル基、アシル基、アシロキシ基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、アミド基、ハロゲン基、炭素数１〜６のパーフルオロアルキル基のいずれかであることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項２に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項３に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項３に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つは前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項５に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₅及びＲ₆、あるいはＲ₇及びＲ₈、あるいはＲ₉及びＲ₁₀、あるいはＲ₁₁及びＲ₁₂、あるいはＲ₁₃及びＲ₁₄、あるいはＲ₁₅及びＲ₁₆、の組み合わせのうちの少なくとも１組は前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項３に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₁〜Ｒ₄のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項３に記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（２）において、Ｒ₅〜Ｒ₁₆のうち少なくとも２つのみが前記式（３）または前記式（４）で表される置換基であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
請求項２〜８のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体であって、
前記式（３）または前記式（４）において、ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ０であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
下記式（５）〜（１５）のいずれかの構造で表される化合物であることを特徴とするアダマンタン誘導体。
有機層を備える有機電界発光素子であって、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体を前記有機層中に含むことを特徴とする有機電界発光素子。
発光層を備える有機電界発光素子であって、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体を前記発光層中に含むことを特徴とする有機電界発光素子。
有機電界発光素子であって、
ホスト材料及びドーパント材料を含む発光層を備え、
前記ホスト材料は、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
有機電界発光素子であって、
ホスト材料及び燐光発光性のドーパント材料を含む発光層を備え、
前記ホスト材料は、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。
有機電界発光素子であって、
ホスト材料及び青色燐光発光性のドーパント材料を含む発光層を備え、
前記ホスト材料は、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアダマンタン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素子。