(57)【要約】  下記式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体。2012128298.tif 000069（式（１）中、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2、Ｒ1〜Ｒ4、ａ〜ｄは明細書に記載したとおりである。）式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体は有機ＥＬ素子の構成成分として有用であり、この誘導体を含む有機ＥＬ素子は低電圧駆動が可能で長寿命である。
2012128298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体。
【化１】
2012128298.tif 000062
（式（１）において、
Ｌ1及びＬ2は連結基であり、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基を表す。
Ｒ1〜Ｒ4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のアリール基を表わし、該へテロアリール基は、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基から選ばれ、隣接するＲ1同士、Ｒ2同士、Ｒ3同士、及びＲ4同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ａ、ｄは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｂ、ｃは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。
Ａ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表し、該へテロアリール基は、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基から選ばれる。
Ａ2は下記式（２−１）又は（２−２）で表わされる基である。
【化２】
2012128298.tif 000063
（式中、
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表わす。
Ｒ5〜Ｒ8は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、又は、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基を表わし、隣接するＲ5同士及びＲ6同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ｆ、ｇ、及びｈは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｅは０〜３の整数を表す。）
ただし、Ａ2が式（２−１）で表される基である場合、Ｌ2は単結合を表し、Ａ2が式（２−２）で表される基である場合Ｌ2は単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基を表す。）
【請求項２】
下記式（３−１）〜（３−３）で表される請求項１に記載のビスカルバゾール誘導体。
【化３】
2012128298.tif 000064
（式（３−１）〜（３−３）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2、Ｒ1〜Ｒ4、ａ〜ｄは上記と同様である。）
【請求項３】
下記式（３−４）で表される請求項１に記載のビスカルバゾール誘導体。
【化４】
2012128298.tif 000065
（式（３−４）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2、Ｒ1〜Ｒ4、ａ〜ｄは上記と同様である。）
【請求項４】
前記Ａ2が、下記式（２−３）又は（２−４）で表わされる請求項１〜３のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【化５】
2012128298.tif 000066
（式（２−３）及び（２−４）において、Ａｒ1、Ｒ5、Ｒ6、ｅ、及びｆは上記と同様である。）
【請求項５】
前記Ｌ2が表す環形成炭素数６〜３０のアリーレン基がベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、フェナントレン、フルオレン、又は９，９−ジメチルフルオレンから選ばれる芳香族化合物の２価の残基である請求項１〜４のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【請求項６】
前記Ｌ2が置換もしくは無置換の１，４−フェニレン基である請求項１〜５のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【請求項７】
前記Ｌ2が置換もしくは無置換の１，３−フェニレン基である請求項１〜５のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【請求項８】
前記Ｌ2が置換もしくは無置換の９，９-ジメチルフルオレン−２，７−ジイル基である請求項１〜５のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【請求項９】
前記Ｒ1〜Ｒ4及びＡ1が表す環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基がフリル基、チエニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、及びジベンゾチオフェニル基から選ばれる請求項１〜８のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含有する正孔輸送材料。
【請求項１２】
陽極、陰極、及び該陽極と陰極の間に配置された１層以上の有機薄膜層を含み、該有機薄膜層の少なくとも１層が請求項１〜９のいずれか１項に記載のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記有機薄膜層が正孔輸送層及び／又は正孔注入層を有し、前記正孔輸送層及び／又は正孔注入層が前記ビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含む請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記正孔輸送層及び／又は正孔注入層に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合されている請求項１３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
2012128298.tif 000067
（式（１０）中、Ｒ7〜Ｒ12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ2、カルボキシル基、又は−ＣＯＯＲ13（Ｒ13は炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のシクロアルキル基）を表す。ただし、Ｒ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、及びＲ11及びＲ12の１又は２以上の対が一緒になって−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−で示される基を表してもよい。）
【請求項１５】
前記有機薄膜層が発光層を有し、前記発光層が燐光発光性材料を含有する請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
前記燐光発光性材料がイリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属のオルトメタル化錯体である請求項１５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
前記有機薄膜層が発光層を有し、前記発光層が蛍光発光性材料を含有する請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
前記有機薄膜層が電子輸送層を有し、前記電子輸送層が下記式（６０）〜（６２）のいずれかで表される含窒素複素環誘導体を含有している請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2012128298.tif 000068
（式中、Ｚ1、Ｚ2及びＺ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
ｎは、０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲ1は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する２つのＲ1同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
但し、Ａｒ1、Ａｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜５０の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の縮合芳香族複素環基である。
Ａｒ3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリーレン基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の２価の縮合芳香族複素環基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、２つのカルバゾールが炭素−炭素結合により直接結合したビスカルバゾール骨格を有し、かつ、一方のカルバゾール骨格の窒素原子に、Ｃ−カルバゾリル基（１−、２−、３−、又は４−カルバゾリル基）、Ｎ−カルバゾリル基（９−カルバゾリル基）、又はＮ−カルバゾリルアリール基が直結するビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に有機ＥＬ素子は、発光層及び該層をはさんだ一対の対向電極から構成されている。両電極間に電圧が印加されると、陰極側から電子、陽極側から正孔が発光層に注入され、注入された電子と正孔が発光層において再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。【０００３】
また、有機ＥＬ素子の発光層に燐光性有機材料を利用する、燐光型有機ＥＬ素子が提案されている。この燐光型有機ＥＬ素子は、燐光性有機材料の一重項励起状態と三重項励起状態とを利用することにより、高い発光効率が達成される。有機ＥＬ素子内で電子と正孔とが再結合する際には、スピン多重度の違いから一重項励起子と三重項励起子とが１：３の割合で生成すると考えられているので、燐光性の発光材料を用いれば、蛍光性発光材料のみを使用した素子の３〜４倍の発光効率の達成が考えられる。【０００４】
初期の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が高く、発光効率及び耐久性が不十分であり、これら問題に対して様々な技術的改良がなされてきた。【０００５】
有機ＥＬ素子の発光効率の向上及び長寿命化はディスプレイの消費電力の低下、耐久性の向上につながる重要な課題であり、さらなる改良が求められている。併せて、燐光性の発光材料を用いた有機ＥＬ素子の発光効率や素子寿命を向上させるために様々な検討がなされている。【０００６】
これら問題を解決すべく、特許文献１は、燐光性ホスト材料として３,３'−ビスカルバゾール骨格を有する誘導体を開示している。特許文献２は、正孔輸送材料として６,６'−ビス（９−カルバゾリル）−Ｎ,Ｎ'−二置換−３,３'−ビスカルバゾール骨格を有する誘導体を開示している。特許文献３は燐光性ホスト材料として、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン骨格で構成される化合物を開示し、その具体例として６,６'−ビス（９−カルバゾリル）−Ｎ,Ｎ'−ジフェニル−３,３'−ビスカルバゾール（化合物３２）を開示している。【０００７】
特許文献１には、３,３'−ビスカルバゾール誘導体の燐光性発光層への適用例が記載されているが、正孔輸送層への適用に関する記載は無い。【０００８】
特許文献２には、６,６'−ビス（９−カルバゾリル）−Ｎ,Ｎ'−二置換−３,３'−ビスカルバゾール骨格を有する誘導体の正孔輸送材料としての適用例、及び高い熱安定性に関して記載がされている。しかし、該骨格を有する誘導体はイオン化ポテンシャルが大きく、発光層に隣接する正孔輸送層に用いると駆動電圧が上昇する問題がある。【０００９】
特許文献３には、燐光性発光ホスト材料としてカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン骨格で構成される誘導体が記載されているが、正孔輸送材料としての機能を示唆していない。【００１０】
特許文献４には２つのカルバゾールが炭素−炭素結合により直接結合したビスカルバゾール骨格を有する化合物が記載されている（式（１ａ）、（１ｂ））。一方のカルバゾール骨格の窒素原子には４，４’−ビフェニルジイル基又は９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジイル基を介して（ヘテロ）アリールアミノ基が結合している。アミノ基の２つのアリール基が単結合を介して結合した化合物としては、化合物７６のみが記載されている。【００１１】
特許文献５には、２つのカルバゾールが炭素−炭素結合により直接結合したビスカルバゾール骨格を有し、かつ、カルバゾール骨格の窒素原子にカルバゾリル基が結合した化合物が記載されている。窒素原子に結合したカルバゾリル基はジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基から選ばれる複素環基を有することが必須である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１３５４９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２０３８０号公報
【特許文献３】ＷＯ２００７/０７７８１０号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１１／０２４４５１号公報
【特許文献５】ＷＯ２００７／１１９８１６号公報
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、低電圧駆動が可能で長寿命な有機ＥＬ素子を実現することを目的とする。
【００１４】
本発明者らは、前記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、特定の置換基や連結基（リンカー）を有するビスカルバゾール誘導体はイオン化ポテンシャルが小さいこと、該ビスカルバゾール誘導体を含む有機ＥＬ素子は正孔注入性が向上し、駆動電圧を下げることができることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明は下記式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体を提供する。
【００１６】
【化１】
2012128298.tif 000003
【００１７】
（式（１）において、
Ｌ1及びＬ2は連結基であり、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基を表す。
Ｒ1〜Ｒ4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表わし、該へテロアリール基は、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基から選ばれ、隣接するＲ1同士、Ｒ2同士、Ｒ3同士、及びＲ4同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ａ、ｄは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｂ、ｃは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。
Ａ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表し、該へテロアリール基は、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基から選ばれる。
Ａ2は下記式（２−１）又は（２−２）で表わされる基である。
【００１８】
【化２】
2012128298.tif 000004
【００１９】
（式中、
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表わす。
Ｒ5〜Ｒ8は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、又は、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基を表わす。隣接するＲ5同士及びＲ6同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ｆ、ｇ、及びｈは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｅは０〜３の整数を表す。）
ただし、Ａ2が式（２−１）で表される基である場合、Ｌ2は単結合を表し、Ａ2が式（２−２）で表される基である場合Ｌ2は単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基を表す。）
【００２０】
さらに、本発明は陽極、陰極、及び該陽極と陰極の間に配置された１層以上の有機薄膜層を含み、該有機薄膜層の少なくとも１層が上記式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含む有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【００２１】
本発明によれば、低電圧駆動が可能で、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を詳細に説明する。【００２４】
（ビスカルバゾール誘導体）
本発明のビスカルバゾール誘導体は下記式（１）で表される。【００２５】
【化３】
2012128298.tif 000005
【００２６】
式（１）において、Ｌ1及びＬ2は連結基であり、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリーレン基を表す。
Ｒ1〜Ｒ4は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０、好ましくは３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０、好ましくは１〜６のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０、好ましくは７〜１９のアラルキル基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０、好ましくは６〜１８のヘテロアリール基を表わす。隣接するＲ1同士、Ｒ2同士、Ｒ3同士、及びＲ4同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ａ、ｄは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表し、ｂ、ｃは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。
Ａ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０、好ましくは６〜１８のヘテロアリール基を表す。
Ａ2は下記式（２−１）又は（２−２）で表わされる基である。【００２７】
【化４】
2012128298.tif 000006
【００２８】
式中、Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０、好ましくは６〜１８のヘテロアリール基を表わす。
Ｒ5〜Ｒ8は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０、好ましくは３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０、好ましくは１〜６のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０、好ましくは６〜１８のアリールシリル基、又は、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０、好ましくは７〜１９のアラルキル基を表わす。隣接するＲ5同士及びＲ6同士は互いに結合して、環構造の一部を形成する飽和もしくは不飽和の、置換もしくは無置換の２価の基を形成しても良い。
ｆ、ｇ、及びｈは、それぞれ独立に、０〜４の整数を表す。
ｅは０〜３の整数を表す。
ただし、Ａ2が式（２−１）で表される基である場合、Ｌ2は単結合を表し、Ａ2が式（２−２）で表される基である場合Ｌ2は単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基であり、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基を表す。【００２９】
上記式（１）、（２−１）、及び（２−３）において、ａ〜ｄ及びｅ〜ｈのいずれかがゼロであるとき、（Ｒ1）0、（Ｒ2）0、（Ｒ3）0、（Ｒ4）0、（Ｒ5）0、（Ｒ6）0、（Ｒ7）0、及び（Ｒ8）0は水素原子を表す。【００３０】
Ｌ1及びＬ2が表すアリーレン基の例としては、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、ビフェニル、ターフェニル（異性体を含む）、クォーターフェニル（異性体を含む）、フルオランテン、トリフェニレン、フルオレン、９，９−ジメチルフルオレン、ベンゾ［ｃ］フェナントレン、ベンゾ［ａ］トリフェニレン、ナフト［１，２−ｃ］フェナントレン、ナフト［１，２−ａ］トリフェニレン、ジベンゾ［ａ，ｃ］トリフェニレン、及びベンゾ［ｂ］フルオランテンから選ばれる芳香族化合物の２価の残基が挙げられ、好ましくは、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、ナフタレン−２，７−ジイル基、９，９-ジメチルフルオレン−２，７−ジイル基である。【００３１】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−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−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−ペンチルヘキシル基、１−ブチルペンチル基、１−ヘプチルオクチル基、３−メチルペンチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、ｔ−ブチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、イソプロピル基である。【００３２】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すシクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられ、好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。【００３３】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すアルコキシ基の例としては、−ＯＹ（ただしＹは前記のアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。【００３４】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すハロアルキル基の例としては、前記のアルキル基の少なくとも１つの水素原子をフッ素原子、塩素原子、ヨード原子、及び臭素原子から選ばれるハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエチル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピル基である。【００３５】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すハロアルコキシ基の例としては、−ＯＹ’（ただしＹ’は前記のハロアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメトキシ基、２，２，２−トリフルオロエトキシ基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエトキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基である。【００３６】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すアルキルシリル基の例としては、−ＳｉＨ2Ｒ、−ＳｉＨＲ2、又は−ＳｉＲ3（ただしＲは前記のアルキル基であり、２又は３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基である。【００３７】
Ｒ1〜Ｒ4、Ａ1、Ａｒ1、及びＲ5〜Ｒ8が表すアリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントレニル基、ベンゾ［ａ］トリフェニレニル基、ナフト［１，２−ｃ］フェナントレニル基、ナフト［１，２−ａ］トリフェニレニル基、ジベンゾ［ａ，ｃ］トリフェニレニル基、ベンゾ［ｂ］フルオランテニル基などが挙げられ、好ましくは、フェニル基、４−ビフェニル基、３−ビフェニル基、５’−ｍ−ターフェニル基、１−ナフチル基、９，９−ジメチルフルオレン−２−イル基、２-ナフチル基、９-フェナントレニル基である。【００３８】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すアリールシリル基の例としては、−ＳｉＨ2Ｒ’、−ＳｉＨＲ’2、又は−ＳｉＲ’3（ただしＲ’は前記のアリール基であり、２又は３個のＲ’は同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフェニルシリル基である。【００３９】
Ｒ1〜Ｒ4及びＲ5〜Ｒ8が表すアラルキル基の例としては、前記アルキル基の１つの水素原子を前記アリール基で置換して得られる炭素数が７〜３０の基が挙げられ、好ましくは、ベンジル基、ナフチルメチル基である。【００４０】
Ｒ1〜Ｒ4及びＡ1が表すヘテロアリール基は、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基から選ばれ、好ましくは、フリル基、チエニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基である。【００４１】
Ａｒ1が表すヘテロアリール基は窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子から選ばれる少なくとも１個のヘテロ原子を含む環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基であり、その例としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基が挙げられ、好ましくはフリル基、チエニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基である。【００４２】
隣接するＲ1同士、Ｒ2同士、Ｒ3同士、Ｒ4同士、Ｒ5同士、及びＲ6同士が互いに結合して形成する２価の基としてはブタン−１，４−ジイル基、１，３−ブタジエン−１，４−ジイル基などが挙げられる。【００４３】
式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体は、下記式（３−１）〜（３−４）で表される２，２’−ビスカルバゾール誘導体、３，２’−ビスカルバゾール誘導体、２，３’−ビスカルバゾール誘導体、又は３，３’−ビスカルバゾール誘導体であることが好ましく、３，３’−ビスカルバゾール誘導体であることがより好ましい。【００４４】
【化５】
2012128298.tif 000007
式（３−１）〜（３−４）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2、Ｒ1〜Ｒ4、ａ〜ｄは上記と同様である。【００４５】
式（２−１）で表される基は、好ましくは下記式（２−３）又は（２−４）で表される。【００４６】
【化６】
2012128298.tif 000008
式（２−３）及び（２−４）において、Ａｒ1、Ｒ5、Ｒ6、ｅ、及びｆは上記と同様である。【００４７】
Ａ2が式（２−３）で表される基であると、Ａ2の電子供与性効果が有効に働き、イオン化ポテンシャルを十分に低減することが出来ると考えられる。Ａ2が式（２−４）で表される基であると、正孔移動度が大きくなるので有機ＥＬ素子の駆動電圧の低減に有効であると考えられる。【００４８】
上記及び後述する「置換もしくは無置換」という場合の任意の置換基としてはフッ素原子、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数３〜２０のシクロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキルシリル基、環形成炭素数６〜３０のアリール基、環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、炭素数６〜３０のアリールシリル基、炭素数７〜３０のアラルキル基、及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基が挙げられる。これらの置換基の具体例は上記したとおりである。また、これらの置換基は複数でも良く、複数の場合は互いに同一でも異なっていても良い。【００４９】
式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体は、例えば、３，３’−ビスカルバゾール誘導体は下記合成ルートにより製造することができる。【００５０】
【化７】
2012128298.tif 000009
式中、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2、Ｒ1〜Ｒ4、ａ〜ｄは上記と同様である。【００５１】
各素反応は公知であるので、当業者であれば各素反応の条件を容易に選択することができ、他のビスカルバゾール誘導体も容易に合成することが出来る。【００５２】
以下に式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体の具体例を記載するが、本発明の化合物は下記化合物に限定されない。【００５３】
【化８】
2012128298.tif 000010
【００５４】
【化９】
2012128298.tif 000011
【００５５】
【化１０】
2012128298.tif 000012
【００５６】
【化１１】
2012128298.tif 000013
【００５７】
【化１２】
2012128298.tif 000014
【００５８】
【化１３】
2012128298.tif 000015
【００５９】
【化１４】
2012128298.tif 000016
【００６０】
【化１５】
2012128298.tif 000017
【００６１】
【化１６】
2012128298.tif 000018
【００６２】
【化１７】
2012128298.tif 000019
【００６３】
【化１８】
2012128298.tif 000020
【００６４】
【化１９】
2012128298.tif 000021
【００６５】
【化２０】
2012128298.tif 000022
【００６６】
【化２１】
2012128298.tif 000023
【００６７】
（有機ＥＬ素子）
本発明の有機ＥＬ素子は陰極と陽極との間に、１層または２層以上の有機薄膜層を有し、少なくとも１つの有機薄膜層は発光層である。該有機薄膜層の少なくとも１層が本発明のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含む。有機ＥＬ素子が正孔注入層及び／又は正孔輸送層を有し、該正孔注入層及び／又は正孔輸送層が本発明のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含むことが好ましい。発光層が本発明のビスカルバゾール誘導体を少なくとも１種含んでいてもよい。【００６８】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、（４）の素子構成が好ましく用いられる。
（１）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
なお、正孔輸送層と発光層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、発光層と電子注入層との間や、発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層によれば、電子又は正孔を発光層に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。【００６９】
本発明のビスカルバゾール誘導体は、単発光ユニット型（シンプル型）有機ＥＬ素子及び積層発光ユニット型（タンデム型）有機ＥＬ素子の形成材料として用いられる。例えば、これらの有機ＥＬ素子の発光層と陽極の間に設けられる正孔輸送機能を有する層を形成する材料、及び、三重項エネルギー（第１励起状態）が大きいので発光層を形成する燐光発光材料として用いることが出来る。【００７０】
図１に、本発明の有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。有機ＥＬ素子１は、透明基板２、陽極３、陰極４、陽極３と陰極４との間に配置された有機薄膜層１０とを有する。有機薄膜層１０は、燐光ホスト材料と燐光ドーパントを含む燐光発光層５を有する。燐光発光層５と陽極３との間に正孔注入・輸送層６等、燐光発光層５と陰極４との間に電子注入・輸送層７等を形成してもよい。また、燐光発光層５の陽極３側に電子障壁層を、燐光発光層５の陰極４側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を燐光発光層５に閉じ込めて、燐光発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。【００７１】
なお、本明細書において、蛍光ドーパントと組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。【００７２】
また、本明細書中で「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層及び正孔輸送層のうちの一方又は双方」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層及び電子輸送層の一方又は双方」を意味する。【００７３】
（透明性基板）
本発明の有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。【００７４】
（陽極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を１０％より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選択される。【００７５】
（陰極）
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。【００７６】
（発光層）
発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。
燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。【００７７】
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。【００７８】
発光層は、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法により形成することができる。また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かした溶液をスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。【００７９】
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。【００８０】
発光層を形成する燐光ドーパント（燐光発光材料）は三重項励起状態から発光することのできる化合物であり、三重項励起状態から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される少なくとも一つの金属と配位子とを含む有機金属錯体であることが好ましい。前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する金属錯体が好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体がより好ましく、イリジウム錯体及び白金錯体がさらに好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。【００８１】
燐光ドーパントの発光層における含有量は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％が好ましく、１〜３０質量％がより好ましい。燐光ドーパントの含有量が０．１質量％以上であると十分な発光が得られ、７０質量％以下であると濃度消光を避けることができる。【００８２】
好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。【００８３】
【化２２】
2012128298.tif 000024
【００８４】
【化２３】
2012128298.tif 000025
【００８５】
【化２４】
2012128298.tif 000026
【００８６】
【化２５】
2012128298.tif 000027
【００８７】
燐光ホストはその励起状態から燐光ドーパントへエネルギー移動が起こる結果、燐光ドーパントを発光させる機能を有する化合物である。燐光ホストとしては励起子エネルギーを燐光ドーパントにエネルギー移動できる化合物ならば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。【００８８】
燐光ホストの具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、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、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。燐光ホストは単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。【００８９】
【化２６】
2012128298.tif 000028
【００９０】
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ以上であると発光層の形成が容易であり、５０ｎｍ以下であると駆動電圧の上昇が避けられる。【００９１】
（電子供与性ドーパント）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパントを有することも好ましい。このような構成によれば、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。【００９２】
アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０ｅＶ〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。【００９３】
アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、ＮａＦが好ましい。アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａxＳｒ1-xＯ（０＜ｘ＜１）、ＢａxＣａ1-xＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。希土類金属化合物としては、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＳｃＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、ＧｄＦ3、ＴｂＦ3等が挙げられ、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＴｂＦ3が好ましい。【００９４】
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、βージケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。【００９５】
電子供与性ドーパントの添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する有機化合物（発光材料や電子注入材料）を同時に蒸着させ、有機化合物に電子供与性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機化合物：電子供与性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。【００９６】
電子供与性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、電子供与性ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１ｎｍ〜１５ｎｍで形成する。電子供与性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５ｎｍ〜１ｎｍで形成する。
本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と電子供与性ドーパントの割合は、モル比で主成分：電子供与性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。【００９７】
（電子注入・輸送層）
発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。【００９８】
電子注入・輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式（Ａ）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。【００９９】
【化２７】
2012128298.tif 000029
【０１００】
式（Ａ）におけるＲ2〜Ｒ7は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数１〜４０の炭化水素基、炭素数１〜４０のアルコキシ基、炭素数６〜５０のアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、環形成炭素数５〜５０の芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。【０１０１】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。【０１０２】
置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。
アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−ＮＱ1Ｑ2と表される。Ｑ1及びＱ2は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアラルキル基を表す。Ｑ1及びＱ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ1Ａｒ2と表され、Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ独立に、炭素数６〜５０の非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基を表す。Ａｒ1及びＡｒ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。【０１０３】
炭素数１〜４０の炭化水素基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基を含む。【０１０４】
アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’は炭素数１〜２０のアルキル基を表す。【０１０５】
Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。【０１０６】
Ｌは、下記式（Ａ’）又は（Ａ”）で表される基である。【０１０７】
【化２８】
2012128298.tif 000030
【０１０８】
式（Ａ’）中、Ｒ8〜Ｒ12は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。また、前記式（Ａ”）中、Ｒ13〜Ｒ27は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。【０１０９】
式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27が示す炭素数１〜４０の炭化水素基は、前記式（Ａ）中のＲ2〜Ｒ7が示す炭化水素基と同様である。また、Ｒ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の２価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。【０１１０】
電子注入・輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。【０１１１】
【化２９】
2012128298.tif 000031
【０１１２】
前記式中、Ａｒ17、Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ21、Ａｒ22及びＡｒ25は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ17とＡｒ18、Ａｒ19とＡｒ21、Ａｒ22とＡｒ25は、たがいに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。【０１１３】
Ａｒ20、Ａｒ23及びＡｒ24は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の２価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ23とＡｒ24は、たがいに同一でも異なっていてもよい。２価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。【０１１４】
これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。【０１１５】
【化３０】
2012128298.tif 000032
【０１１６】
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式（Ｂ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記式（Ｃ）に示す構造のものが挙げられる。【０１１７】
【化３１】
2012128298.tif 000033
【０１１８】
前記式（Ｃ）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ1ならびにＺ2は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。【０１１９】
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記式（Ｂ）と（Ｃ）もしくは上記式（Ｂ）と下記式（Ｄ）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。【０１２０】
【化３２】
2012128298.tif 000034
【０１２１】
前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。【０１２２】
【化３３】
2012128298.tif 000035
【０１２３】
前記各式中、Ｒは、炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数１〜２０のアルキル基、または炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。【０１２４】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
ＨＡｒ−Ｌ1−Ａｒ1−Ａｒ2
前記式中、ＨＡｒは、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の含窒素複素環基であり、Ｌ1は単結合、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ1は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ2は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。【０１２５】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【化３４】
2012128298.tif 000036
【０１２６】
Ｌ1は、例えば、下記の群から選択される。
【化３５】
2012128298.tif 000037
【０１２７】
Ａｒ1は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
【化３６】
2012128298.tif 000038
【０１２８】
前記式中、Ｒ1〜Ｒ14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ3は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。また、Ｒ1〜Ｒ8は、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。【０１２９】
Ａｒ2は、例えば、下記の群から選択される。
【化３７】
2012128298.tif 000039
【０１３０】
電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記の化合物も好適に用いられる。【０１３１】
【化３８】
2012128298.tif 000040
【０１３２】
前記式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の脂肪族基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０の複素環基を表し、Ｘ1、Ｘ2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。【０１３３】
また、電子伝達性化合物として、下記の化合物も好適に用いられる。
【化３９】
2012128298.tif 000041
【０１３４】
前記式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は互いに同一のまたは異なる基であって、下記式で表わされる芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
【化４０】
2012128298.tif 000042
【０１３５】
前記式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに同一または異なる基であって、水素原子、重水素原子、飽和もしくは不飽和の炭素数１〜２０のアルコキシル基、飽和もしくは不飽和の炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、または炭素数１〜２０のアルキルアミノ基である。Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも１つは水素原子、重水素原子以外の基である。【０１３６】
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。【０１３７】
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層は、下記式（６０）〜（６２）で表される含窒素複素環誘導体を少なくとも１種含むことが特に好ましい。
【化４１】
2012128298.tif 000043
【０１３８】
（式中、Ｚ1、Ｚ2及びＺ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
ｎは、０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲ1は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する２つのＲ1同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
但し、Ａｒ1、Ａｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜５０の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の縮合芳香族複素環基である。
Ａｒ3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリーレン基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の２価の縮合芳香族複素環基である。）【０１３９】
環形成炭素数６〜５０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリミジニル基などが挙げられる。
炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられる。
炭素数１〜２０のハロアルキル基としては、前記アルキル基の１又は２以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素および臭素から選ばれる少なくとも１のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
炭素数１〜２０のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位としては有する基が挙げられる。
環形成炭素数６〜５０のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。
環形成原子数９〜５０の２価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。【０１４０】
電子注入・輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍである。【０１４１】
また、電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。【０１４２】
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ及びＮａ2Ｏが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2及びＢｅＦ2等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。【０１４３】
また、半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。【０１４４】
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ〜１５ｎｍ程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の電子供与性ドーパントを含有していても好ましい。【０１４５】
（正孔注入・輸送層）
発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。【０１４６】
本発明の正孔注入・輸送層は式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体を含むことが好ましい。正孔注入・輸送層を形成する他の材料としては、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（Ｉ）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
【化４２】
2012128298.tif 000044
【０１４７】
前記一般式（Ｉ）において、Ａｒ1〜Ａｒ4は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、または、それら芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基が結合した基を表す。
また、前記一般式（Ｉ）において、Ｌは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基を表す。【０１４８】
一般式（Ｉ）の化合物の具体例を以下に記す。【０１４９】
【化４３】
2012128298.tif 000045
【０１５０】
また、下記式（ＩＩ）の芳香族アミンも正孔注入・輸送層の形成に好適に用いられる。【０１５１】
【化４４】
2012128298.tif 000046
【０１５２】
前記式（ＩＩ）において、Ａｒ1〜Ａｒ3の定義は前記一般式（Ｉ）のＡｒ1〜Ａｒ4の定義と同様である。以下に一般式（ＩＩ）の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。【０１５３】
【化４５】
2012128298.tif 000047
【０１５４】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層は第１正孔輸送層（陽極側）と第２正孔輸送層（陰極側）の２層構造にしてもよい。【０１５５】
正孔注入・輸送層の膜厚は特に限定されないが、１０〜２００ｎｍであるのが好ましい。【０１５６】
本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層または第１正孔輸送層の陽極側に電子受容性化合物を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。【０１５７】
前記電子受容性化合物としては下記式（１０）で表される化合物が好ましい。
【化４６】
2012128298.tif 000048
【０１５８】
（上記式（１０）中、Ｒ7〜Ｒ12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ2、カルボキシル基、又は−ＣＯＯＲ13（Ｒ13は炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のシクロアルキル基）を表す。ただし、Ｒ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、及びＲ11及びＲ12の１又は２以上の対が一緒になって−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−で示される基を表してもよい。）【０１５９】
Ｒ13としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。【０１６０】
電子受容性化合物を含有する層の膜厚は特に限定されないが、５〜２０ｎｍであるのが好ましい。
【実施例】
【０１６１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。【０１６２】
中間体合成例１（中間体１の合成）
カルバゾール１５ｇに、エタノール７０ｍＬを加え、室温で硫酸６ｍＬ、水３ｍＬ、過ヨウ素酸２水和物８．２ｇ、ヨウ素９．１ｇを加えて４時間攪拌した。反応液に水を加えて析出物をろ過し、析出物をメタノールで洗浄した。得られた固体を熱トルエンに溶かして再結晶を行った。得られた固体を減圧乾燥したところ、５．１ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、下記中間体１と同定した。
【化４７】
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【０１６３】
中間体合成例２（中間体２の合成）
９−フェニルカルバゾール１７．７ｇ、ヨウ化カリウム６．０３ｇ、ヨウ素酸カリウム７．７８ｇに、硫酸５．９０ｍＬ及びエタノール７０ｍＬを加え、７５℃にて２時間反応した。冷却後、水、酢酸エチルを加えて分液、抽出した後、重曹水、水を用いて有機層を洗浄し、濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、得られた固体を減圧乾燥したところ、２１．８ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、下記中間体２と同定した。
【化４８】
2012128298.tif 000050
【０１６４】
中間体合成例３（中間体３の合成）
アルゴン雰囲気下、１３．１ｇの中間体２に脱水トルエン、脱水エーテルを加え、−４５℃に冷却し、１．５８Ｍｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液を２５ｍＬ滴下して、攪拌しながら１時間かけて−５℃まで昇温した。再び−４５℃まで冷却し、ボロン酸トリイソプロピルエステル２５ｍＬを徐々に滴下してから２時間反応させた。
室温に戻した後、１０％希塩酸溶液を加えて攪拌し、有機層を抽出した。飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ別後、濃縮した。得られた固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、得られた個体をｎ−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥したところ、７．１０ｇの固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、下記中間体３と同定した。
【化４９】
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【０１６５】
中間体合成例４（中間体４の合成）
アルゴン雰囲気下、２．０５ｇの中間体１、２．０ｇの中間体３、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム０．１５ｇ、トルエン２０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１０．５ｍＬを加えて８０℃で７時間攪拌した。反応液に水を加えて固体を析出させ、固体をメタノールで洗浄した。得られた固体を熱トルエンで洗浄し、減圧乾燥したところ、２．４３ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、下記中間体４と同定した。
【化５０】
2012128298.tif 000052
【０１６６】
中間体合成例５（中間体５の合成）
アルゴン雰囲気下、２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレン５５ｇにヨウ素２３ｇ、過ヨウ素酸２水和物９．４ｇ、水４２ｍＬ、酢酸３６０ｍＬ、及び硫酸１１ｍＬを加え、６５℃で３０分撹拌した後、９０℃で６時間反応させた。反応物を氷水に注入し、ろ過した。水で洗浄後、メタノールで洗浄することにより、６１ｇの白色粉末を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、該白色粉末を下記中間体５と同定した。
【化５１】
2012128298.tif 000053
【０１６７】
中間体合成例６（中間体６の合成）
アルゴン雰囲気下、中間体５を４０．０ｇ、カルバゾール１６．７ｇ、ヨウ化銅（ＣｕＩ）０．２ｇ及び燐酸三カリウム４２．４ｇに、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン２ｍＬ及び１，４−ジオキサン３００ｍＬを加え、１００℃にて２０時間撹拌した。反応終了後、水３００ｍＬを加えた後分液し、水層を除去した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、２４．１ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、該白色結晶を下記中間体６と同定した。
【化５２】
2012128298.tif 000054
【０１６８】
中間体合成例７（中間体７の合成）
合成例６において、中間体５の代わりに、４−ヨードブロモベンゼン２８．２ｇを用いた以外は同様に反応を行ったところ、１７．５ｇの白色個体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、下記中間体７と同定した。
【化５３】
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【０１６９】
合成実施例１（ビスカルバゾール誘導体（Ｈ１）の製造）
アルゴン雰囲気下、３．０ｇの中間体２、３．０ｇの中間体４、Ｐｄ2（ｄｂａ）3０．１４ｇ、Ｐ（ｔＢｕ）3ＨＢＦ4０．１７ｇ、ｔ−ブトキシナトリウム１．１ｇに、無水キシレン３０ｍＬを加えて８時間加熱還流した。
反応液に水を加えて固体を析出させ、この固体をヘキサン、次いでメタノールで洗浄した。さらに、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、３．１ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を下記ビスカルバゾール誘導体（Ｈ１）と同定した。
【化５４】
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【０１７０】
合成実施例２（ビスカルバゾール誘導体（Ｈ２）の製造）
合成実施例１において、中間体２の代わりに中間体７を２．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、３．２ｇの白色粉末を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を下記ビスカルバゾール誘導体（Ｈ２）と同定した。
【化５５】
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【０１７１】
合成実施例３（ビスカルバゾール誘導体（Ｈ３）の製造）
合成実施例１において、中間体２の代わりに中間体６を３．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、３．５ｇの白色粉末を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、白色粉末を下記ビスカルバゾール誘導体（Ｈ３）と同定した。
【化５６】
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【０１７２】
実施例１
（有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極ライン付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で５分間超音波洗浄し、さらに、３０分間ＵＶ（Ultraviolet）オゾン洗浄した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚５ｎｍのＡ膜を成膜した。このＡ膜上に、第１正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体（Ｘ１）を蒸着し、膜厚１５７ｎｍの第１正孔輸送層を成膜した。第１正孔輸送層の成膜に続けて、第２正孔輸送材料として前記合成実施例１で得たビスカルバゾール誘導体（Ｈ１）を蒸着し、膜厚１０ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、燐光用ホストである化合物（Ｂ）と燐光用ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）3とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ｉｒ（ｐｐｙ）3の濃度は１０質量％であった。
続いて、この燐光発光層上に、厚さ２０ｎｍの化合物（Ｃ）、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を形成した。なお、電子注入性電極であるＬｉＦは、１Å／ｍｉｎの成膜速度で形成した。【０１７３】
【化５７】
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【０１７４】
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（Ｌ）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における電流効率（Ｌ／Ｊ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。さらに初期輝度２００００ｃｄ／ｍ2における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。【０１７５】
実施例２〜３
実施例１において、第２正孔輸送材料としてビスカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、ビスカルバゾール誘導体（Ｈ２）（実施例２）、ビスカルバゾール誘導体（Ｈ３）（実施例３）を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（Ｌ）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における電流効率（Ｌ／Ｊ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。さらに初期輝度２００００ｃｄ／ｍ2における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。【０１７６】
比較例１及び２
実施例１において、第２正孔輸送材料としてビスカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、下記比較化合物１又は比較化合物２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（Ｌ）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における電流効率（Ｌ／Ｊ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。さらに初期輝度２００００ｃｄ／ｍ2における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。
【化５８】
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【０１７７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【０１７８】
本発明のビスカルバゾール誘導体は、長寿命であり、低電圧での駆動が可能な有機ＥＬ素子を実現する材料として有用である。
【図１】
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【国際調査報告】
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