(57)【要約】  本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が設けられているものであり、正孔注入層が、３個以上のトリフェニルアミン骨格を有するアリールアミン化合物（α）を含み、正孔輸送層が、２個のトリフェニルアミン骨格を有するアリールアミン化合物（β）を含み、電子輸送層が、アントラセン環骨格とピリドインドール環骨格を有する電子輸送性化合物を含有している。この有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低く、さらには耐久性に優れ、長寿命である。
2012147568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が設けられている有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔注入層が、３個以上のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（α）を含み、
前記正孔輸送層が、２個のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（β）を含み、
前記電子輸送層が、下記一般式（１）または下記一般式（２）で表されるアントラセン環骨格とピリドインドール環骨格を有する電子輸送性化合物を含有すること、
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子；
【化１】
2012147568.tif 000156
一般式（１）において、
ｐは、２価の基Ａの数を示し、０〜４の整数であり、
Ａは、２価の無置換または置換芳香族炭化水素環基もしくは芳
香族複素環基を示し、但し、ｐが２以上であるとき、複数のＡは
互いに異なっていてよく、ｐが０であるときは、Ａは存在せず、
アントラセン環とピリドインドール環とが単結合を介して結合し
ているものとし、
Ａｒ１は、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族
複素環基を示し、
Ａｒ２は、無置換または置換芳香族炭化水素基を示し、
Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子
、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１な
いし６の無置換アルキル基、無置換または置換芳香族炭化水素基
もしくは芳香族複素環基を表し、
Ｒ８の数を示すｒ８は、０〜８の整数を表し、
Ｒ８は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリ
フルオロメチル基、または炭素原子数１ないし６の無置換アルキ
ル基を表し、ｒ８が２以上の数であるとき複数のＲ８は互いに同
一でも異なっていてもよく、
Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表
すが、そのいずれか１つのみが窒素原子であるものとし、この場
合の窒素原子にはＲ１〜Ｒ４が結合していないものとする、
【化２】
2012147568.tif 000157
一般式（２）において、
ｑは、２価の基Ｂの数を示し、０〜４の整数であり、
Ｂは、２価の無置換または置換芳香族炭化水素環基もしくは芳
香族複素環基を示し、但し、ｑが２以上であるとき、複数のＢは
互いに異なっていてよく、ｑが０であるときは、Ｂは存在せず、
アントラセン環とピリドインドール環とが単結合を介して結合し
ているものとし、
Ａｒ３は、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族
複素環基を示し、
Ａｒ４及びＡｒ５は、無置換または置換芳香族炭化水素基を示
し、
Ｒ９〜Ｒ１５は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原
子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数
１ないし６の無置換アルキル基、無置換または置換芳香族炭化
水素基もしくは芳香族複素環基を表し、
Ｒ１６の数を示すｒ１６は、０〜７の整数を表し、
Ｒ１６は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ト
リフルオロメチル基、または炭素原子数１ないし６の無置換ア
ルキル基を表し、ｒ１６が２以上の数であるとき、複数のＲ１６は
互いに同一でも異なっていてもよく、
Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表
すが、そのいずれか１つのみが窒素原子であるものとし、この場
合の窒素原子にはＲ９〜Ｒ１２が結合していないものとする。
【請求項２】
前記アリールアミン化合物（α）が、下記一般式（３）で表される請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子；
【化３】
2012147568.tif 000158
式中、
ｒ１７〜ｒ２８は、それぞれＲ１７〜Ｒ２８の数を示すもので
あり、これらの内、ｒ１７、ｒ１８、ｒ２１、ｒ２４、ｒ２７及
びｒ２８は、０〜５の整数を表し、ｒ１９、ｒ２０、ｒ２２、
ｒ２３、ｒ２５及びｒ２６は、０〜４の整数を表し、
Ｒ１７〜Ｒ２８は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素
原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６
の無置換アルキル基、炭素原子数２ないし６の無置換もしくは置
換アルケニル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳
香族複素環基であり、これらの基の中で同一のベンゼン環に結合
しているもの同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
Ｅ１〜Ｅ３は、それぞれ、単結合或いは下記式；
【化４】
2012147568.tif 000159
式中、
ｎ１は、１〜３の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１
は、それぞれ、０〜４の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８
と同様の原子もしくは基を示す、
の何れかで表される２価の基を表す。
【請求項３】
前記アリールアミン化合物（β）が、下記一般式（４）で表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子；
【化５】
2012147568.tif 000160
式中、
Ｒ３２〜Ｒ３７の数を示すｒ３２〜ｒ３７において、ｒ３２、
ｒ３３、ｒ３６、ｒ３７は、０〜５の整数を表し、ｒ３４、
ｒ３５は０〜４の整数を表し、
Ｒ３２〜Ｒ３７は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素
原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６
の無置換アルキル基、炭素原子数２ないし６の無置換もしくは置
換アルケニル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳
香族複素環基であり、これらの基の中で同一のベンゼン環に結合
しているもの同士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
Ｅ４は、単結合或いは下記式；
【化６】
2012147568.tif 000161
式中、
ｎ１は、１〜３の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１
は、それぞれ、０〜４の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８
と同様の原子もしくは基を示す、
の何れかで表される２価の基を表す。
【請求項４】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ａ）：
【化７】
2012147568.tif 000162
式中、
Ａ、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１〜Ｒ８、ｐ及びｒ８、Ｗ、Ｘ、Ｙ及
びＺは、前記一般式（１）で記載したとおりである、
で表される請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｂ）：
【化８】
2012147568.tif 000163
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｃ）：
【化９】
2012147568.tif 000164
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｄ）：
【化１０】
2012147568.tif 000165
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｅ）：
【化１１】
2012147568.tif 000166
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｆ）：
【化１２】
2012147568.tif 000167
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（１ｇ）：
【化１３】
2012147568.tif 000168
式中、
Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４〜Ｒ７は、前記一般式
（１）で記載したとおりである、
で表される請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（２ａ）：
【化１４】
2012147568.tif 000169
式中、
Ｂ、Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９〜Ｒ１６、ｑ及びｒ１６、Ｗ、Ｘ、
Ｙ及びＺは、前記一般式（２）で記載したとおりである、
で表される請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（２ｂ）：
【化１５】
2012147568.tif 000170
式中、
Ｂ、Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９〜Ｒ１６、ｑ及びｒ１６、Ｗ、Ｘ、
Ｙ及びＺは、前記一般式（２）で記載したとおりである、
で表される請求項１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（２ｃ）：
【化１６】
2012147568.tif 000171
式中、
Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１５は、前記一般
式（２）で記載したとおりである、
で表される請求項１２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（２ｄ）：
【化１７】
2012147568.tif 000172
式中、
Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１５は、前記一般
式（２）で記載したとおりである、
で表される請求項１２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記電子輸送性化合物が、下記一般式（２ｅ）：
【化１８】
2012147568.tif 000173
式中、
Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１５は、前記一般
式（２）で記載したとおりである、
で表される請求項１２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものであリ、詳しくは複数種のアリールアミン化合物が正孔注入材料として使用され且つアントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する化合物が電子輸送材料として使用された有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称することがある）に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は自己発光性素子であるため、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であることから、活発な研究がなされてきた。【０００３】
１９８７年にイーストマン・コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらは各種の役割を各材料に分担した積層構造素子を開発することにより有機材料を用いた有機ＥＬ素子を実用的なものにした。かかる有機ＥＬ素子は、電子を輸送することのできる蛍光体と正孔を輸送することのできる有機物とを積層することにより構成されるものであり、両方の電荷を蛍光体の層の中に注入して発光させることにより、１０Ｖ以下の電圧で１０００ｃｄ／ｍ２以上の高輝度が得られるというものである。【０００４】
現在まで、有機ＥＬ素子の実用化のために多くの改良がなされている。例えば、積層構造の各種の役割がさらに細分化され、基板上に、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、陰極がこの順に設けられた構造のものが知られており、このような素子では、高効率と耐久性が達成されている。
また発光効率の更なる向上を目的として三重項励起子の利用が試みられ、燐光発光性化合物の利用も検討されている。【０００５】
有機ＥＬ素子においては、両電極から注入された電荷が発光層で再結合して発光が得られるが、発光効率の向上、駆動電圧の低減、長寿命化を実現するためには、電子や正孔を効率良く注入・輸送し、両者が効率良く再結合できる、キャリアバランスに優れた素子とする必要がある。【０００６】
有機ＥＬ素子に用いられる正孔注入材料としては、初期には銅フタロシアニン(ＣｕＰｃ)のようなフタロシアニン類が提案されたが（例えば、特許文献１参照）、可視域に吸収があることから、フェニレンジアミン構造を有する材料が広く用いられるようになった（特許文献２参照）。
一方、正孔輸送材料としては、ベンジジン骨格を含むアリールアミン系材料が用いられてきた（特許文献３参照）。【０００７】
代表的な発光材料であるトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）は電子輸送材料として一般的に使用されているが、一般的に使用されている正孔輸送材料が持つ正孔移動度に比べ、Ａｌｑ３が持つ電子移動度が低いこと、Ａｌｑ３の仕事関数が５．８ｅＶと十分な正孔阻止能力があるとは言えないため、このような正孔輸送材料の使用は、正孔の一部が発光層を通り抜けてしまい、効率が低下してしまうという問題がある。【０００８】
更に、陽極および陰極から発光層へ、正孔注入または電子注入を効率良く行うため、材料の持つイオン化ポテンシャルの値と電子親和力の値を段階的に設定し、正孔注入層および電子注入層それぞれについて２層以上積層した素子が開発されているが（特許文献４参照）、用いられている材料では、発光効率、駆動電圧、素子寿命のいずれにおいても十分であるとはいえない。【０００９】
現在では、有機ＥＬ素子の素子特性を改善させるために、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた材料を組み合わせることで、キャリアバランスのとれた高効率、低駆動電圧、長寿命な素子が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，７２０，４３２号公報
【特許文献２】特開平８−２９１１１５号公報
【特許文献３】特許第３５２９７３５号公報
【特許文献４】特開平６−３１４５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、正孔および電子の注入・輸送性能、薄膜の安定性や耐久性に優れた有機ＥＬ素子用の各種材料を、それぞれの材料が有する特性が効果的に発現できるように組み合わせることで、高効率、低駆動電圧、長寿命の有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明者らは上記の目的を達成するために、アリールアミン系材料が、正孔注入および輸送能力、薄膜の安定性や耐久性に優れていることに着目して、特定の２種類のアリールアミン化合物を選択し、発光層へ正孔を効率良く注入・輸送できるように組み合わせると、アントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する化合物が電子注入および輸送能力、薄膜の安定性や耐久性に優れていることに着目し、電子輸送材料として、上記のアリールアミン化合物の組み合わせが使用された素子に適用することにより、本発明を完成するに至った。【００１３】
本発明によれば、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層が設けられている有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔注入層が、３個以上のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（α）を含み、
前記正孔輸送層が、２個のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（β）を含み、
前記電子輸送層が、下記一般式（１）または下記一般式（２）で表されるアントラセン環骨格とピリドインドール環骨格を有する電子輸送性化合物を含有すること、
を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。【００１４】
一般式（１）の電子輸送性化合物；
【化１】
2012147568.tif 000003
一般式（１）において、
ｐは、２価の基Ａの数を示し、０〜４の整数であり、
Ａは、２価の無置換または置換芳香族炭化水素環基もしくは芳香族複
素環基を示し、但し、ｐが２以上であるとき、複数のＡは互いに異なっ
ていてよく、ｐが０であるときは、Ａは存在せず、アントラセン環とピ
リドインドール環とが単結合を介して結合しているものとし、
Ａｒ１は、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環
基を示し、
Ａｒ２は、無置換または置換芳香族炭化水素基を示し、
Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素
原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置
換アルキル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素
環基を表し、
Ｒ８の数を示すｒ８は、０〜８の整数を表し、
Ｒ８は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオ
ロメチル基、または炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基を表し、
ｒ８が２以上の数であるとき複数のＲ８は互いに同一でも異なっていて
もよく、
Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表すが、
そのいずれか１つのみが窒素原子であるものとし、この場合の窒素原子
にはＲ１〜Ｒ４が結合していないものとする。【００１５】
一般式（２）の電子輸送性化合物；
【化２】
2012147568.tif 000004
一般式（２）において、
ｑは、２価の基Ｂの数を示し、０〜４の整数であり、
Ｂは、２価の無置換または置換芳香族炭化水素環基もしくは芳香族複
素環基を示し、但し、ｑが２以上であるとき、複数のＢは互いに異なっ
ていてよく、ｑが０であるときは、Ｂは存在せず、アントラセン環とピ
リドインドール環とが単結合を介して結合しているものとし、
Ａｒ３は、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環
基を示し、
Ａｒ４及びＡｒ５は、無置換または置換芳香族炭化水素基を示し、
Ｒ９〜Ｒ１５は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩
素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の
無置換アルキル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香
族複素環基を表し、
Ｒ１６の数を示すｒ１６は、０〜７の整数を表し、
Ｒ１６は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフル
オロメチル基、または炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基を表し
、ｒ１６が２以上の数であるとき、複数のＲ１６は互いに同一でも異な
っていてもよく、
Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ、炭素原子または窒素原子を表すが、
そのいずれか１つのみが窒素原子であるものとし、この場合の窒素原子
にはＲ９〜Ｒ１２が結合していないものとする。【００１６】
本発明の有機ＥＬ素子において、正孔注入層に使用される前記アリールアミン化合物（α）、即ち、３個以上のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（α）としては、下記一般式（３）で表されるものが好適である。【００１７】
一般式（３）のアリールアミン化合物（α）；
【化３】
2012147568.tif 000005
式中、
ｒ１７〜ｒ２８は、それぞれＲ１７〜Ｒ２８の数を示すものであり、
これらの内、ｒ１７、ｒ１８、ｒ２１、ｒ２４、ｒ２７及びｒ２８は、
０〜５の整数を表し、ｒ１９、ｒ２０、ｒ２２、ｒ２３、ｒ２５及び
ｒ２６は、０〜４の整数を表し、
Ｒ１７〜Ｒ２８は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、
シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置換ア
ルキル基、炭素原子数２ないし６の無置換もしくは置換アルケニル基
、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基であり
、これらの基の中で同一のベンゼン環に結合しているもの同士は、互
いに結合して環を形成していてもよく、
Ｅ１〜Ｅ３は、それぞれ、単結合或いは下記式；
【化４】
2012147568.tif 000006
式中、
ｎ１は、１〜３の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１は、そ
れぞれ、０〜４の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８と同様
の原子もしくは基を示す、
の何れかで表される２価の基を表す。【００１８】
また、本発明の有機ＥＬ素子において、正孔輸送層に使用される前記アリールアミン化合物（β）、即ち、２個のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（β）としては、下記一般式（４）で表されるものが好適である。【００１９】
一般式（４）のアリールアミン化合物（β）；
【化５】
2012147568.tif 000007
式中、
Ｒ３２〜Ｒ３７の数を示すｒ３２〜ｒ３７において、ｒ３２、ｒ３３
、ｒ３６、ｒ３７は、０〜５の整数を表し、
ｒ３４、ｒ３５は０〜４の整数を表し、
Ｒ３２〜Ｒ３７は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、
シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置換
アルキル基、炭素原子数２ないし６の無置換もしくは置換アルケニ
ル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基
であり、これらの基の中で同一のベンゼン環に結合しているもの同
士は、互いに結合して環を形成していてもよく、
Ｅ４は、単結合或いは下記式；
【化６】
2012147568.tif 000008
式中、
ｎ１は、１〜３の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１は、そ
れぞれ、０〜４の整数を表し、
Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８と同様
の原子もしくは基を示す、
の何れかで表される２価の基を表す。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の有機ＥＬ素子では、トリフェニルアミン骨格を分子中に３個以上有するアリールアミン化合物（α）が正孔注入層に使用され、トリフェニルアミン骨格を分子中に２個有するアリールアミン化合物（β）が正孔輸送層に使用され、さらに、電子輸送層に、前述した一般式（１）或いは（２）で表されるアントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する電子輸送性化合物が使用されていることが顕著な特徴である。
即ち、本発明においては、正孔及び電子の注入・輸送性に優れ、しかも薄膜の安定性や耐久性に優れている材料を、キャリヤバランスを考慮しながら組み合わせているため、正孔注入層への正孔注入効率や正孔輸送層から発光層への正孔輸送効率及び電子輸送層から発光層への電子輸送効率が、バランスよく向上している。この結果、本発明の有機ＥＬは、高い発光効率を示し、駆動電圧も低く、優れた耐久性を示す。
このように本発明によれば、有機ＥＬ素子の発光効率の向上、駆動電圧の低減及び長寿命化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例８〜１４、比較例１〜２で作製した有機ＥＬ素子の積層構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜電子輸送性化合物＞
本発明においては、アントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する電子輸送性化合物を電子輸送層の形成に使用するが、この電子輸送性化合物には、先に述べられているように、一般式（１）で表されるものと一般式（２）で表されるものがある。
【００２３】
一般式（１）；
【化７】
2012147568.tif 000009
【００２４】
一般式（２）；
【化８】
2012147568.tif 000010
【００２５】
上記の一般式から理解されるように、一般式（１）の化合物と一般式（２）の化合物とは、ピリドインドール環が連結しているアントラセン環の結合位置が異なるだけであり、その他の点では、両者は実質的に同じ構造を有する。即ち、一般式（１）の化合物は、アントラセン環の９位或いは１０位にピリドインドール環が連結されているのに対して、一般式（２）の化合物は、アントラセン環の９位及び１０位以外の位置にピリドインドール環が連結された構造を有する。
例えば、ピリドインドール環の一部を形成している原子Ｗ，Ｘ，Ｙ及びＺは、両者とも共通している。
また、一般式（１）におけるｐ及び２価の基Ａは、一般式（２）におけるｑ及び２価の基Ｂに対応し、一般式（１）におけるＡｒ１及びＡｒ２は、一般式（２）におけるＡｒ３、Ａｒ４及びＡｒ５に対応している。さらに、一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ８は、一般式（２）におけるＲ９〜Ｒ１６に対応し、一般式（１）のｒ８は、一般式（２）におけるｒ１６に対応する。
以下、一般式（１）、（２）中の各基等について説明する。
【００２６】
（２価の基Ａ、Ｂ及びｐ、ｑ）
上記の一般式（１）、（２）において、ｐ及びｑは、２価の基Ａ及びＢの数を示し、０〜４の整数である。
即ち、これらの電子輸送性化合物は、２価の基Ａ或いはＢによってアントラセン環とピリドインドール環が結合された構造を有するが、ｐ或いはｑがゼロの場合には、２価の基Ａ或いはＢは存在せず、アントラセン環とピリドインドール環とは単結合により直接結合されたものとなっている。また、複数の２価の基Ａ或いはＢが連なってアントラセン環とピリドインドール環とを結合している場合（即ち、ｐ或いはｑが２以上のとき）、複数の基Ａ或いはＢは、互いに異なるものであってもよい。
【００２７】
このような２価の基Ａ、Ｂは、芳香族炭化水素環基或いは芳香族複素環基であり、これらの環基は単環構造を有するものであってもよいし、縮合多環構造を有するものであってもよい。
例えば、上記の環基を形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、インデン環、ピレン環などを例示することができ、芳香族複素環としては、ピリジン環、ピリミジン環、キノリン環、イソキノリン環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾール環、カルバゾール環、ナフチリジン環、フェナトリジン環、アクリジン環などを挙げることができる。
【００２８】
また、上記の芳香族炭化水素環基及び芳香族複素環基は、この化合物の電子輸送性が損なわれない限り、置換基を有していてもよく、このような置換基としては、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６のアルキル基、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基を挙げることができる。
【００２９】
このような置換基において、上記の炭素原子数１ないし６のアルキル基は直鎖状、分岐状の何れであってもよく、その具体例としては、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、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基等を挙げることができる。
上記置換基である芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等を挙げることができる。
また、上記置換基における芳香族複素環基としては、インデニル基、ピレニル基、ピリジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロニル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基等を例示することができる。
【００３０】
また、上記の置換基は、さらに置換基を有していてもよい。
さらにキノン構造が形成されているものでもよく、例えば、フルオレノン環も２価の基Ａ或いはＢであってよい。
【００３１】
（Ａｒ１及びＡｒ３）
一般式（１）におけるＡｒ１及び一般式（２）におけるＡｒ３は、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基（これらは一価の基である）を示し、これらの基は、何れも縮合多環構造を有していてもよい。
この芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等を挙げることができる。
また、芳香族複素環基としては、インデニル基、ピレニル基、ピリジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロニル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基等を挙げることができる。
【００３２】
また、このような芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基も、電子輸送性に悪影響を与えない限り、置換基を有していてもよい。このような置換基としては、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、水酸基、ニトロ基、炭素原子数１ないし６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、炭素原子数１ないし６の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基、炭素原子数１ないし６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基で置換されたジアルキルアミノ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フルオレニル基、スチリル基、ピリジル基、ピリドインドリル基、キノリル基、ベンゾチアゾリル基のような基をあげることができ、これらの置換基はさらに置換されていても良い。
【００３３】
（Ａｒ２及びＡｒ４，Ａｒ５）
一般式（１）中のＡｒ２及び一般式（２）中のＡｒ４，Ａｒ５は、芳香族炭化水素基を示し、この芳香族炭化水素基も縮合多環構造を有していてよい。
このような芳香族炭化水素基は、上記Ａｒ１及びＡｒ３に関して例示したものと同様の基、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等を挙げることができる。
さらに、これらの芳香族炭化水素基も、上記のＡｒ１及びＡｒ３に関して例示したものと同様の置換基を有していてもよく、かかる置換基もさらに置換基を有していてもよい。
【００３４】
（Ｒ１〜Ｒ７及びＲ９〜Ｒ１５）
一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基を表す。また、一般式（２）におけるＲ９〜Ｒ１５も、これらＲ１〜Ｒ７と同じである。
上記の炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基は、前述した２価の基Ａが有していてよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものである。
また、上記の芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、上記のＡｒ１に関して示したものと同様の基であり、これらの基が有していてよい置換基も、Ａｒ１に関して示したものと同様である。
【００３５】
（Ｒ８、ｒ８及びＲ１６、ｒ１６）
一般式（１）中のｒ８はアントラセン環に結合し得るＲ８の数を示し、０〜８の整数を表す。同様に、一般式（２）中のｒ１６はＲ１６のアントラセン環に結合し得るＲ８の数を示し、０〜７の整数を表す。
また、Ｒ８及びＲ１６は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、または炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基を表し、さらに、ｒ８及びｒ１６が２以上の数であるとき複数のＲ８及びＲ１６は互いに同一でも異なってもよい。
上記の無置換アルキル基も、前述した２価の基Ａ、Ｂが有していてよい置換基として挙げたアルキル基と同様のものである。
【００３６】
（Ｗ〜Ｚ）
ピリドインドール環の一部を形成している原子Ｗ，Ｘ，Ｙ及びＺは、一般式（１）及び一般式（２）の何れの場合においても、これらの何れか一つのみが窒素原子であり、他は炭素原子である。一般的には、これに限定されるものではないが、Ｙが炭素原子であり、Ｗ，Ｘ及びＺが窒素原子となる。
また、この環を構成する炭素原子には、基Ｒ１〜Ｒ４（水素原子を含む）の何れかが結合しているが、窒素原子には、基Ｒ１〜Ｒ４は結合しておらず、水素原子も結合していない。
【００３７】
好適な一般式（１）の電子輸送性化合物；
本発明において、上記一般式（１）で表される電子輸送性化合物においては、例えば下記式（１ａ）で示されている位置に、アントラセン環がピリドインドール環に結合する位置が固定されていることが好ましい。
【００３８】
【化９】
2012147568.tif 000011
上記一般式（１ａ）において、Ａ、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１〜Ｒ８、ｐ及びｒ８、Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、前記一般式（１）で記載したとおりである。
【００３９】
また、先にも述べたように、環構成原子Ｗ〜Ｚの内、Ｙが窒素原子であることが好ましく、さらに、アントラセン環とピリドインドール環とは、単結合で連結された構造となっているか（即ち、ｐ＝０）或いは２価のベンゼン環基（フェニレン基）もしくはナフタレン環基で連結された構造を有していること（ｐ＝１）が好適であり、さらには、ｒ８＝０であることが好適である。このような構造を有する好適な電子輸送性化合物は、例えば下記一般式（１ｂ）〜（１ｇ）で表される。
【００４０】
【化１０】
2012147568.tif 000012
【化１１】
2012147568.tif 000013
【化１２】
2012147568.tif 000014
【化１３】
2012147568.tif 000015
【化１４】
2012147568.tif 000016
【化１５】
2012147568.tif 000017
【００４１】
尚、前記一般式（１ｂ）〜（１ｇ）において、Ａｒ１、Ａｒ２、Ｒ１、Ｒ２及びＲ４〜Ｒ７は、前記一般式（１）で記載したとおりである。
【００４２】
一般式（１）の電子輸送性化合物の具体例；
上述した一般式（１）で表される電子輸送性化合物の具体例としては、これに限定されるものではないが、以下のものを例示することができる。
【００４３】
【化１６】
2012147568.tif 000018
【００４４】
【化１７】
2012147568.tif 000019
【００４５】
【化１８】
2012147568.tif 000020
【００４６】
【化１９】
2012147568.tif 000021
【００４７】
【化２０】
2012147568.tif 000022
【００４８】
【化２１】
2012147568.tif 000023
【００４９】
【化２２】
2012147568.tif 000024
【００５０】
【化２３】
2012147568.tif 000025
【００５１】
【化２４】
2012147568.tif 000026
【００５２】
【化２５】
2012147568.tif 000027
【００５３】
【化２６】
2012147568.tif 000028
【００５４】
【化２７】
2012147568.tif 000029
【００５５】
【化２８】
2012147568.tif 000030
【００５６】
【化２９】
2012147568.tif 000031
【００５７】
【化３０】
2012147568.tif 000032
【００５８】
【化３１】
2012147568.tif 000033
【００５９】
【化３２】
2012147568.tif 000034
【００６０】
【化３３】
2012147568.tif 000035
【００６１】
【化３４】
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【００６２】
【化３５】
2012147568.tif 000037
【００６３】
【化３６】
2012147568.tif 000038
【００６４】
【化３７】
2012147568.tif 000039
【００６５】
【化３８】
2012147568.tif 000040
【００６６】
【化３９】
2012147568.tif 000041
【００６７】
【化４０】
2012147568.tif 000042
【００６８】
【化４１】
2012147568.tif 000043
【００６９】
【化４２】
2012147568.tif 000044
【００７０】
【化４３】
2012147568.tif 000045
【００７１】
【化４４】
2012147568.tif 000046
【００７２】
【化４５】
2012147568.tif 000047
【００７３】
【化４６】
2012147568.tif 000048
【００７４】
【化４７】
2012147568.tif 000049
【００７５】
【化４８】
2012147568.tif 000050
【００７６】
【化４９】
2012147568.tif 000051
【００７７】
【化５０】
2012147568.tif 000052
【００７８】
【化５１】
2012147568.tif 000053
【００７９】
【化５２】
2012147568.tif 000054
【００８０】
【化５３】
2012147568.tif 000055
【００８１】
【化５４】
2012147568.tif 000056
【００８２】
【化５５】
2012147568.tif 000057
【００８３】
好適な一般式（２）の電子輸送性化合物；
本発明において、前述した一般式（２）で表される電子輸送性化合物においては、例えば下記式（２ａ）で示されているように、アントラセン環の２位にピリドインドール環が結合していることが好ましく、さらに、下記式（２ｂ）で示されている位置に、アントラセン環がピリドインドール環に結合する位置が固定されていることが好ましい。
【化５６】
2012147568.tif 000058
【化５７】
2012147568.tif 000059
尚、前記式中、Ｂ、Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９〜Ｒ１６、ｑ及びｒ１６、Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺは、前記一般式（２）で記載したとおりである。
【００８４】
また、かかる電子輸送性化合物においても、環構成原子Ｗ〜Ｚの内、Ｙが窒素原子であることが好ましく、さらに、アントラセン環とピリドインドール環とは、単結合で連結された構造となっているか（即ち、ｑ＝０）或いはフェニレン基で連結された構造を有していること（ｑ＝１）が好適であり、さらには、ｒ１６＝０であることが好適である。
このような構造を有する好適な電子輸送性化合物は、例えば下記一般式（２ｃ）〜（２ｅ）で表される。
【００８５】
【化５８】
2012147568.tif 000060
【化５９】
2012147568.tif 000061
【化６０】
2012147568.tif 000062
【００８６】
尚、上記の式中、Ａｒ３〜Ａｒ５、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２〜Ｒ１５は、前記一般式（２）で記載したとおりである。
【００８７】
一般式（２）の電子輸送性化合物の具体例；
上述した一般式（２）で表される電子輸送性化合物の具体例としては、これに限定されるものではないが、以下のものを例示することができる。
【００８８】
【化６１】
2012147568.tif 000063
【００８９】
【化６２】
2012147568.tif 000064
【００９０】
【化６３】
2012147568.tif 000065
【００９１】
【化６４】
2012147568.tif 000066
【００９２】
【化６５】
2012147568.tif 000067
【００９３】
【化６６】
2012147568.tif 000068
【００９４】
【化６７】
2012147568.tif 000069
【００９５】
【化６８】
2012147568.tif 000070
【００９６】
【化６９】
2012147568.tif 000071
【００９７】
【化７０】
2012147568.tif 000072
【００９８】
【化７１】
2012147568.tif 000073
【００９９】
【化７２】
2012147568.tif 000074
【０１００】
【化７３】
2012147568.tif 000075
【０１０１】
【化７４】
2012147568.tif 000076
【０１０２】
【化７５】
2012147568.tif 000077
【０１０３】
【化７６】
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【０１０４】
【化７７】
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【０１０５】
【化７８】
2012147568.tif 000080
【０１０６】
【化７９】
2012147568.tif 000081
【０１０７】
【化８０】
2012147568.tif 000082
【０１０８】
【化８１】
2012147568.tif 000083
【０１０９】
【化８２】
2012147568.tif 000084
【０１１０】
（電子輸送性化合物の製造）
上述した一般式（１）或いは（２）で表される電子輸送性化合物は、新規な化合物であり、これらの化合物は例えば、以下のように合成できる。
まず、相当するハロゲノアニリノピリジンをパラジウム触媒による環化反応を行うことによって相当するピリドインドール誘導体を合成し（例えば、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．１，１５０５（１９９９）参照）、さらに、種々の芳香族炭化水素化合物もしくは芳香族複素環化合物のハライドとのＵｌｌｍａｎｎ反応やＢｕｃｈｗａｌｄ−Ｈａｒｔｗｉｇ反応などの縮合反応を行うことによって、相当する５位にアリール基（Ａｒ１、Ａｒ３）が導入されたピリドインドール誘導体を合成することができる。
このようにして合成されたピリドインドール誘導体を、Ｎ−ブロモスクシンイミドなど用いてブロモ化し、相当するブロモ体を合成することができる。
このようなピリドインドール誘導体のブロモ体と、既知の方法によって合成したアントラセン環構造を有するボロン酸またはボロン酸エステル（例えば、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，６０，７５０８（１９９５）参照）を、Ｓｕｚｕｋｉカップリングなどのクロスカップリング反応を行うことによって（例えば、非特許文献５参照）、アントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する前述した電子輸送性化合物を合成することができる。
また、上記ピリドインドール誘導体のブロモ体から対応するボロン酸またはボロン酸エステルを合成し、これに芳香族炭化水素もしくは芳香族複素環のジハロゲン化物を反応させることによって、ハロゲン化アリール基が結合したピリドインドール誘導体とした後に、上記アントラセン環構造を有するボロン酸またはボロン酸エステルを、Ｓｕｚｕｋｉカップリングなどのクロスカップリング反応を行うことによっても、アントラセン環骨格とピリドインドール環骨格とを有する前述した電子輸送性化合物を合成することができる。
【０１１１】
＜アリールアミン化合物（α）＞
本発明においては、３個以上のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基（即ち、ヘテロ原子を含まない２価の基）で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（α）を用いて正孔注入層を形成する。このアリールアミン化合物（α）は、後述するアリールアミン化合物（β）と比較しても正孔移動度が高い。
【０１１２】
このようなアリールアミン化合物（α）は、例えば種々のトリフェニルアミンの３量体あるいは４量体などであり、特に正孔移動度が高いという点で、トリフェニルアミン骨格を４個有しているものが好ましい。このような４個のトリフェニルアミン骨格を有するアリールアミンとしては、下記の一般式（３）で表されるものを挙げることができる。
【０１１３】
【化８３】
2012147568.tif 000085
【０１１４】
（Ｒ１７〜Ｒ２８及びｒ１７〜ｒ２８）
前記一般式（３）において、ｒ１７〜ｒ２８は、それぞれ分子中の各ベンゼン環に結合し得る基Ｒ１７〜Ｒ２８の数を示すものであり、これらの内、ｒ１７、ｒ１８、ｒ２１、ｒ２４、ｒ２７及びｒ２８は、０〜５の整数を表す。また、ｒ１９、ｒ２０、ｒ２２、ｒ２３、ｒ２５及びｒ２６は、０〜４の整数を表す。即ち、ｒ１７〜ｒ２８の値が０であることは、当該ベンゼン環には基Ｒ１７〜Ｒ２８が結合していないことを意味する。
【０１１５】
Ｒ１７〜Ｒ２８は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基、炭素原子数２ないし６の無置換もしくは置換アルケニル基、無置換または置換芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基であり、これらの基の中で同一のベンゼン環に結合しているもの同士は（ｒ１７〜ｒ２８が２以上の場合）、互いに結合して環を形成していてもよい。
【０１１６】
上記のＲ１７〜Ｒ２８において、炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、その例としては、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、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基等を挙げることができる。
【０１１７】
炭素原子数２ないし６の無置換アルケニル基も、直鎖状でも分岐状でもよく、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基等を例示することができる。
【０１１８】
芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、アントリル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基等を挙げることができる。
【０１１９】
芳香族複素環基としては、インデニル基、ピレニル基、ピリジル基、ピリミジル基、フラニル基、ピロニル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基等を例示することができる。
【０１２０】
また、上記のアルケニル基、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は、何れも置換基を有していてもよい。このような置換基は、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６のアルキル基、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、テトラキスフェニル基、スチリル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基を例示することができ、これらの置換基はさらに置換基を有しても良い。
【０１２１】
さらに、Ｒ１７〜Ｒ２８の中で複数存在するものが互いに結合して環を形成する場合、単結合を介して互いに結合して環を形成していてもよいし、或いは置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。特に、ジメチルメチレン基を介して互いに結合して環を形成していることが好ましい。
【０１２２】
本発明においては、Ｒ１７〜Ｒ２８の少なくとも一つが、重水素原子であるか、或いは重水素原子を含む基、例えば重水素原子を置換基として有するアルケニル基、芳香族炭化水素基もしくは芳香族複素環基であることが好ましい。
【０１２３】
（Ｅ１〜Ｅ３）
また、一般式（３）において、Ｅ１〜Ｅ３は、トリフェニルアミン骨格同士の結合部分に相当するものであり、単結合或いは２価の炭化水素基を示す。
この２価の炭化水素基、即ち、ヘテロ原子を含まない２価の基としては、下記式；
【化８４】
2012147568.tif 000086
【０１２４】
尚、上記の２価の基を示す式中、ｎ１は、１〜３の整数を表し、Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１は、それぞれ、０〜４の整数を表す。
また、Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８と同様の原子もしくは基を示すものである。
【０１２５】
一般式（３）のアリールアミン化合物（α）の具体例；
上述した一般式（３）で表されるアリールアミン化合物（α）の具体例としては、これに限定されるものではないが、以下の（３−１）〜（３−２３）の化合物を挙げることができるが、これらの中でも、上述した一般式（３）で表されるトリアリールアミン（トリフェニルアミン骨格を４個有するもの）が特に好ましい。
【０１２６】
【化８５】
2012147568.tif 000087
【０１２７】
【化８６】
2012147568.tif 000088
【０１２８】
【化８７】
2012147568.tif 000089
【０１２９】
【化８８】
2012147568.tif 000090
【０１３０】
【化８９】
2012147568.tif 000091
【０１３１】
【化９０】
2012147568.tif 000092
【０１３２】
【化９１】
2012147568.tif 000093
【０１３３】
【化９２】
2012147568.tif 000094
【０１３４】
【化９３】
2012147568.tif 000095
【０１３５】
【化９４】
2012147568.tif 000096
【０１３６】
【化９５】
2012147568.tif 000097
【０１３７】
【化９６】
2012147568.tif 000098
【０１３８】
【化９７】
2012147568.tif 000099
【０１３９】
【化９８】
2012147568.tif 000100
【０１４０】
【化９９】
2012147568.tif 000101
【０１４１】
【化１００】
2012147568.tif 000102
【０１４２】
【化１０１】
2012147568.tif 000103
【０１４３】
【化１０２】
2012147568.tif 000104
【０１４４】
【化１０３】
2012147568.tif 000105
【０１４５】
【化１０４】
2012147568.tif 000106
【０１４６】
【化１０５】
2012147568.tif 000107
【０１４７】
【化１０６】
2012147568.tif 000108
【０１４８】
【化１０７】
2012147568.tif 000109
【０１４９】
また、前述した一般式（３）で表されるようなトリフェニルアミン骨格を４個有するものではないが、下記（３’−１）〜（３’−７）で示すようなトリフェニルアミン骨格を３個有する化合物もアリールアミン化合物（α）として、正孔注入層の形成に好適に使用することができる。
【０１５０】
【化１０８】
2012147568.tif 000110
【０１５１】
【化１０９】
2012147568.tif 000111
【０１５２】
【化１１０】
2012147568.tif 000112
【０１５３】
【化１１１】
2012147568.tif 000113
【０１５４】
【化１１２】
2012147568.tif 000114
【０１５５】
【化１１３】
2012147568.tif 000115
【０１５６】
【化１１４】
2012147568.tif 000116
【０１５７】
＜アリールアミン化合物（β）＞
本発明においては、正孔輸送層を形成する化合物として、２個のトリフェニルアミン骨格が単結合または２価の炭化水素基（即ち、ヘテロ原子を含まない２価の基）で結合されている分子構造を有するアリールアミン化合物（β）が使用される。
このようなアリールアミン化合物（β）は、例えば下記の一般式（４）で表わされる。
【化１１５】
2012147568.tif 000117
【０１５８】
（Ｒ３２〜Ｒ３７及びｒ３２〜ｒ３７）
上記一般式（４）において、ｒ３２〜ｒ３７は、分子中のベンゼン環に結合し得る基Ｒ３２〜Ｒ３７の数を示すものであり、ｒ３２、ｒ３３、ｒ３６、ｒ３７は、０〜５の整数であり、ｒ３４、ｒ３５は、０〜４の整数を表す。即ち、ｒ３２〜ｒ３７の値が０であるときは、当該ベンゼン環には基Ｒ３２〜Ｒ３７が結合していないことを意味する。
【０１５９】
Ｒ３２〜Ｒ３７は、それぞれ、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基、炭素原子数１ないし６の無置換もしくは置換アルケニル基、無置換もしくは置換芳香族炭化水素基または無置換もしくは置換芳香族複素環基を示す。また、Ｒ３２〜Ｒ３７が複数存在するものは（ｒ３２〜ｒ３７が２以上の場合）、互いに結合して環を形成していても良い。
【０１６０】
上記のＲ３２〜Ｒ３７において、炭素原子数１ないし６の無置換アルキル基または炭素原子数２ないし６の無置換アルケニル基は、直鎖状若しくは分岐状でもよく、具体的には、一般式（３）のＲ１７〜Ｒ２８について例示したものと同じアルキル基及びアルケニル基を挙げることができる。
芳香族炭化水素基または芳香族複素環基の具体例としては、Ｒ１７〜Ｒ２８の場合と同様な基をあげることができる。
【０１６１】
さらに、上記のアルケニル基、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基は置換基を有していてもよく、このような置換基としても、Ｒ１７〜Ｒ２８について挙げた置換基と同じ基を挙げることができる。
【０１６２】
また、基Ｒ３２〜Ｒ３７の中で複数存在するものが互いに結合して環を形成する場合、単結合を介して互いに結合して環を形成していてもよいし、或いは置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して互いに結合して環を形成していてもよい。特に、ジメチルメチレン基を介して互いに結合して環を形成していることが好ましい。
【０１６３】
本発明において、Ｒ３２〜Ｒ３７の少なくとも一つが、重水素原子若しくは重水素原子を含む置換基（例えば、置換基として重水素原子を有するアルケニル基、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基）であることが好ましい。
【０１６４】
（Ｅ４）
また、一般式（４）において、Ｅ４は、前述した一般式（３）中のＥ１〜Ｅ３と同じであり、単結合或いは２価の炭化水素基を示す。
この２価の炭化水素基は、先のＥ１〜Ｅ３について述べたとおり、下記式；
【化１１６】
2012147568.tif 000118
で表される。
【０１６５】
上記の式において、ｎ１は、１〜３の整数を表し、Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１の数を示すｒ２９、ｒ３０、ｒ３１は、それぞれ、０〜４の整数を表す。また、Ｒ２９、Ｒ３０及びＲ３１は、それぞれ、前記Ｒ１７〜Ｒ２８と同様の原子もしくは基を示すものである。
【０１６６】
一般式（４）のアリールアミン化合物（β）の具体例；
上述した一般式（４）で表されるアリールアミン化合物（β）の具体例としては、これに限定されるものではないが、例えば、以下の（４−１）〜（４−２３）の化合物を挙げることができる。
【０１６７】
【化１１７】
2012147568.tif 000119
【０１６８】
【化１１８】
2012147568.tif 000120
【０１６９】
【化１１９】
2012147568.tif 000121
【０１７０】
【化１２０】
2012147568.tif 000122
【０１７１】
【化１２１】
2012147568.tif 000123
【０１７２】
【化１２２】
2012147568.tif 000124
【０１７３】
【化１２３】
2012147568.tif 000125
【０１７４】
【化１２４】
2012147568.tif 000126
【０１７５】
【化１２５】
2012147568.tif 000127
【０１７６】
【化１２６】
2012147568.tif 000128
【０１７７】
【化１２７】
2012147568.tif 000129
【０１７８】
【化１２８】
2012147568.tif 000130
【０１７９】
【化１２９】
2012147568.tif 000131
【０１８０】
【化１３０】
2012147568.tif 000132
【０１８１】
【化１３１】
2012147568.tif 000133
【０１８２】
【化１３２】
2012147568.tif 000134
【０１８３】
【化１３３】
2012147568.tif 000135
【０１８４】
【化１３４】
2012147568.tif 000136
【０１８５】
【化１３５】
2012147568.tif 000137
【０１８６】
【化１３６】
2012147568.tif 000138
【０１８７】
【化１３７】
2012147568.tif 000139
【０１８８】
【化１３８】
2012147568.tif 000140
【０１８９】
【化１３９】
2012147568.tif 000141
【０１９０】
また、前述した一般式（４）で表されるものではないが、下記（４’−１）及び（４’−２）で示すようなトリフェニルアミン骨格を２個有する化合物もアリールアミン化合物（β）として、正孔輸送層の形成に好適に使用することができる。
【０１９１】
【化１４０】
2012147568.tif 000142
【０１９２】
【化１４１】
2012147568.tif 000143
【０１９３】
＜有機ＥＬ素子の構造＞
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層がこの順に形成されているという基本構造を有しているものであり、特に、正孔注入層が、トリフェニルアミン骨格を有するアリールアミン化合物（α）により形成され、正孔輸送層は、トリフェニルアミン骨格を有するアリールアミン化合物（β）により形成され、さらに、電子輸送層が、前述した一般式（１）或いは（２）の電子輸送性化合物により形成されているという構造を有している。
以下、この有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【０１９４】
＜陽極及び陰極＞
本発明の有機ＥＬ素子において、陽極は、透明プラスチック基板（例えばポリエチレンテレフタレート基板）やガラス基板などの透明基板上への蒸着により設けられるものであり、ＩＴＯや金のような仕事関数の大きな電極材料により形成される。
【０１９５】
また、陰極としては、アルミニウムのような仕事関数の低い金属や、マグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。
【０１９６】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は、前述したアリールアミン化合物（α）、即ち、トリフェニルアミン骨格を分子中に３個以上有する化合物により形成される。即ち、このアリールアミン化合物（α）は、正孔移動度が極めて大きく、しかも薄膜状態が安定に維持できる。従って、このような化合物を用いて正孔注入層を形成することにより、発光効率の向上、駆動電圧の低減及び長寿命化を実現できるのである。
【０１９７】
また、本発明においては、発光効率、駆動電圧、耐久性等の性能が損なわれない限りにおいて、正孔注入層形成用材料として知られている他の化合物、例えば、銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物；ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物；その他の塗布型（有機溶剤可溶性）の高分子材料などを、上記のアリールアミン化合物（α）と併用することもできる。このような他の化合物は、アリールアミン化合物（α）との混合物の形で正孔注入層を形成することができ、この場合、アリールアミン化合物（α）当り５０重量％以下の少量とすべきである。また、アリールアミン化合物（α）により形成された層に積層する形で、他の化合物の層を１層或いは複数層設けることもできる。
【０１９８】
＜正孔輸送層＞
正孔注入層に隣接して設けられる正孔輸送層は、前述したアリールアミン化合物（β）、トリフェニルアミン骨格を分子中に２個有する化合物により形成される。
この正孔輸送層も、上述した正孔注入層と同様、アリールアミン化合物（β）以外の他の正孔輸送性化合物が併用されていてもよい。このような他の化合物は、アリールアミン化合物（β）との混合物の形で正孔輸送層を形成することができ、この場合、本発明の有機ＥＬ素子の性能が損なわれない範囲の量で（例えばアリールアミン化合物（β）当り５０重量％以下）、併用すべきである。また、アリールアミン化合物（β）により形成された層に積層する形で、他の正孔輸送性化合物の層を１層或いは複数層設けることもできる。
【０１９９】
＜発光層＞
発光層は、従来公知の有機ＥＬ素子に使用されているものと同じであり、例えば、Ａｌｑ３等のキノリノール誘導体の金属錯体のほか、亜鉛、ベリリウム、アルミニウムなどの各種金属の錯体、アントラセン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体などの発光材料を用いて発光層を形成することができる。さらには、前述した一般式（１）或いは一般式（２）で表されるアントラセン骨格とピリドインドール骨格を有する化合物を用いて発光層を形成することもできる。
【０２００】
また、ホスト材料及びドーパント材料（ゲスト材料）を用いて発光層を形成することもできる。この場合、ホスト材料としては、上記の前記発光材料に加え、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを用いることができる。ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることができる。
【０２０１】
更に、ゲスト材料として燐光発光体を使用することも可能である。燐光発光体としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などの緑色の燐光発光体、ＦＩｒｐｉｃ、ＦＩｒ６などの青色の燐光発光体、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）などの赤色の燐光発光体などが用いられる。
このときのホスト材料としては、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、ＴＣＴＡ、ｍＣＰなどのカルバゾール誘導体などの正孔注入・輸送性のホスト材料を用いることができ、ｐ−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン(ＵＧＨ２)、２，２’,２’’−(１，３，５−フェニレン)−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢI）などの電子輸送性のホスト材料も使用することができる。このようなホスト材料を使用することにより高性能の有機ＥＬ素子を作製することができる。
【０２０２】
尚、燐光発光体のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1〜３０重量パーセントの範囲で、共蒸着によってドープすることが好ましい。
【０２０３】
尚、かかる発光層は、単層構造に限定されるものではなく、上述した各種の化合物を用いて形成された層が積層された積層構造を有するものであってもよい。
【０２０４】
＜電子輸送層＞
本発明の有機ＥＬ素子において、電子輸送層は、前述した一般式（１）或いは一般式（２）で表される電子輸送性化合物を用いて形成される。即ち、この電子輸送性化合物は、アントラセン骨格とピリドインドール骨格とを有しており、このような構造の電子輸送性化合物を用いて電子輸送層を形成することにより、前述した正孔注入層及び正孔輸送層が有する正孔注入・輸送特性とのバランスを確保でき、発光効率、駆動電圧、耐久性（長寿命）に関して優れた性能を発揮する有機ＥＬ素子が得られるのである。
【０２０５】
また、かかる電子輸送層においても、前述した電子輸送性化合物以外のもの、例えば、Ａｌｑ３等のキノリノール誘導体の金属錯体のほか、亜鉛、ベリリウム、アルミニウムなどの各種の金属錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、カルボジイミド誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体などの公知の電子輸送性材料を、併用することができる。このような他の電子輸送性材料は、一般式（１）或いは一般式（２）の電子輸送性化合物との混合物の形で電子輸送層を形成することができ、この場合、このような他の電子輸送性材料の使用量も、本発明で得られる優れた特性を損なわない範囲の少量とすべきであり、一般式（１）或いは一般式（２）の電子輸送性化合物当り５０重量％以下とするのがよい。また、一般式（１）或いは一般式（２）の電子輸送性化合物により形成された層に積層する形で、他の電子輸送性材料の層を１層或いは複数層設けることもできる。
【０２０６】
＜その他の層＞
本発明の有機ＥＬ素子においては、上述した特定の化合物を用いて正孔注入層、正孔輸送層及び電子輸送層が形成されている限りにおいて、必要に応じて、他の層を設けることができる。例えば、正孔輸送層と発光層との間には電子阻止層を設けることができ、発光層と電子輸送層との間には正孔阻止層を設けることができ、さらに、電子輸送層と陰極との間には電子注入層を設けることができる。
【０２０７】
電子阻止層；
電子阻止層は、注入された電子が発光層を通過してしまうことを阻止するために設けられるものである。電子阻止層を形成するための材料としては、電子阻止性を有する種々の化合物を使用することができ、下記のカルバゾール誘導体が代表的である。
４，４’,４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン
（ＴＣＴＡ）；
９，９−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］フルオレン；
１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）；
２，２−ビス（４−カルバゾール−９−イルフェニル）アダマンタン
(Ａｄ−Ｃｚ)；
また、上記のカルバゾール誘導体以外にも、９−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−９−［４−（トリフェニルシリル）フェニル］−９Ｈ−フルオレンに代表されるトリフェニルシリル基を有しており且つトリアリールアミン骨格を分子中に有している化合物なども、電子阻止層形成用の材料として使用することができる。
【０２０８】
正孔阻止層；
正孔阻止層は、注入された正孔が発光層を通過してしまうことを阻止するために設けられるものであり、バソクプロイン（ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体、アルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナート）−４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）などのキノリノール誘導体の金属錯体の他、各種の希土類錯体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体など、正孔阻止作用を有する化合物により形成される。
【０２０９】
電子注入層；
電子注入層は、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩、フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などを用いて形成することができる。
【０２１０】
＜有機ＥＬ素子の製造＞
上述した構造を有する本発明の有機ＥＬ素子は、例えば陽極、陰極、及び陽極と陰極の間の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び適宜設けられる電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層などを、その材料の種類に応じて、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法等の公知の方法によって透明基板上に成膜することによって製造することができる。
【実施例】
【０２１１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【０２１２】
＜実施例１＞
８−（９，１０−ジフェニルアントラセン−２−イル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（２−１）］の合成；
窒素置換した反応容器に、
ヨードベンゼン  ４３．０ｍｌ、
５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール  ５０．０ｇ、
銅粉  １．９ｇ、
炭酸カリウム  ８２．２ｇ、
ジメチルスルホキシド  ２．１ｍｌ、
を加えて加熱し、１７０℃で３時間攪拌した。１００℃まで冷却し、さらにトルエン５００ｍｌを加えて、１００℃で１時間攪拌した。不溶物をろ過によって除き、ろ液を減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン）によって精製し、５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドールの黄色液体６９．９ｇ（収率９６％）を得た。【０２１３】
上記で得られたインドール化合物の黄色液体  ２７．２ｇ
ジメチルホルムアミド  １５０ｍｌ
を窒素置換した反応容器に加え、攪拌しながら、
Ｎ−ブロモスクシンイミド  ２３．８ｇ
を加えて加熱し、５０℃で１０時間攪拌した。室温まで冷却し、クロロホルム３００ｍｌ、水３００ｍｌを加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
この粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン／ヘキサン）によって精製し、８−ブロモ−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドールの黄色液体１８．０ｇ（収率５０％）を得た。【０２１４】
上記で得られたピリドインドールのブロモ化物２．８ｇ、
９，１０−ジフェニルアントラセン−２−ボロン酸  ３．６ｇ、
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．１ｇ、
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  ２２ｍｌ、
トルエン  ６０ｍｌ、
エタノール  １５ｍｌ、
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、攪拌しながら１６時間還流した。室温まで冷却し、トルエン１００ｍｌ、飽和食塩水１００ｍｌを加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。
この有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン／ヘキサン）によって精製し、８−（９，１０−ジフェニルアントラセン−２−イル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（２−１）］の黄色粉体３．０ｇ（収率６１％）を得た。【０２１５】
尚、得られた黄色粉体についてはＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の２８個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．３９（１Ｈ）
＝８．５２（１Ｈ）
＝８．３６（１Ｈ）
＝７．９８（１Ｈ）
＝７．８４（１Ｈ）
＝７．７４（３Ｈ）
＝７．５０−７．６７（１６Ｈ）
＝７．４５（１Ｈ）
＝７．３５（２Ｈ）
＝７．２９（１Ｈ）【０２１６】
＜実施例２＞
８−〔９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−アントラセン−２−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（２−２）］の合成；
実施例１で得られたピリドインドールのブロモ化物（８−ブロモ−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドールを用いて、次のようにして合成を行った。
上記のピリドインドールのブロモ化物  ２．０ｇ
９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−ボロン酸
３．５ｇ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．４ｇ
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  １０ｍｌ
トルエン  ２０ｍｌ
エタノール  ５ｍｌ
を窒素置換した反応容器に加えて加熱し、攪拌しながら５．５時間還流した。室温まで冷却し、トルエン５０ｍｌ、水３０ｍｌを加えた後に攪拌し、その後、有機相を分液した。この有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン）によって精製し、８−〔９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−アントラセン−２−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（２−２）］の黄色粉体２．２ｇ（収率５３％）を得た。【０２１７】
尚、得られた黄色粉体についてはＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３２個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．３２（１Ｈ）
＝８．４８（１Ｈ）
＝８．３２（１Ｈ）
＝８．１１（２Ｈ）
＝８．０２−８．０７（５Ｈ）
＝７．９５（２Ｈ）
＝７．８８（１Ｈ）
＝７．６８−７．７８（５Ｈ）
＝７．５８−７．６４（７Ｈ）
＝７．４９（３Ｈ）
＝７．３７（１Ｈ）
＝７．３３（２Ｈ）
＝７．２４（１Ｈ）【０２１８】
＜実施例３＞
８−〔４−［１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル］フェニル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−６）］の合成；
８−（４−ブロモフェニル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドールを合成し、このピリドインドール誘導体を原料として用いた。
窒素置換した反応容器に、
上記ピリドインドール誘導体  ４．０ｇ
１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−ボロン酸
４．１ｇ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．３ｇ
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  １５ｍｌ
トルエン  ３２ｍｌ
エタノール  ８ｍｌ
を加えて加熱し、攪拌しながら１８時間還流した。室温まで冷却し、ろ過により析出物を採取した。析出物を１，２−ジクロロベンゼンに加熱しながら溶解し、不溶物をろ過によって除いた後、ろ液を減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物を１，２−ジクロロベンゼンによる再結晶によって精製し、８−〔４−（１０−ナフタレン−２−イル−アントラセン−９−イル）−フェニル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−６）］の黄色粉体２．５ｇ（収率４０％）を得た。【０２１９】
得られた黄色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３０個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．５０（１Ｈ）
＝８．６２（１Ｈ）
＝８．５７（１Ｈ）
＝８．０９（１Ｈ）
＝８．０４（１Ｈ）
＝７．９９（３Ｈ）
＝７．９２（２Ｈ）
＝７．８７（２Ｈ）
＝７．７５（２Ｈ）
＝７．６６−７．７２（２Ｈ）
＝７．５５−７．６６（９Ｈ）
＝７．３０−７．４０（５Ｈ）【０２２０】
＜実施例４＞
８−〔３−［１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル］フェニル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１１）］の合成；
実施例３と同様、８−（３−クロロフェニル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドールを合成し、このピリドインドール誘導体を原料として用いた。
窒素置換した反応容器に、
上記のピリドインドール誘導体  ２．８５ｇ
１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−ボロン酸
３．３５ｇ
酢酸パラジウム  ０．０５ｇ
ブチルジアダマンチルホスフィン  ０．１７ｇ
りん酸三カリウム  ５．１１ｇ
キシレン  ２９ｍｌ
を加えて加熱し、攪拌しながら２６時間還流した。室温まで冷却し、トルエン５０ｍｌ、水１００ｍｌを加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン／ヘキサン）によって精製し、８−〔３−［１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル］フェニル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１１）］の黄白色粉体１．８１ｇ（収率３６．２％）を得た。【０２２１】
得られた黄白色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３０個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．４１（１Ｈ）
＝８．５２（２Ｈ）
＝８．０８（１Ｈ）
＝８．０２（１Ｈ）
＝８．００（１Ｈ）
＝７．９３（２Ｈ）
＝７．９０（１Ｈ）
＝７．８７（２Ｈ）
＝７．８３（１Ｈ）
＝７．７６−７．７３（３Ｈ）
＝７．６２（５Ｈ）
＝７．５６（２Ｈ）
＝７．５４−７．４９（３Ｈ）
＝７．３７（２Ｈ）
＝７．３１（３Ｈ）【０２２２】
＜実施例５＞
８−〔４−［１０−フェニルアントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１５）］の合成；
実施例３と同様、８−（４−ブロモナフタレン−１−イル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール）を合成し、このピリドインドール誘導体を原料として用いた。
窒素置換した反応容器に、
上記のピリドインドール誘導体  ４．００ｇ
１０−フェニルアントラセン−９−ボロン酸  ２．９２ｇ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．５１ｇ
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  ８ｍｌ
ジオキサン  ３２ｍｌ
を加えて加熱し、攪拌しながら２０時間還流した。室温まで冷却し、トルエン、水を加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。この有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン）によって精製した後、アセトンとメタノールの混合溶媒による晶析、ｏ−ジクロロベンゼンとヘキサンの混合溶媒による晶析を繰り返すことによって、８−〔４−［１０−フェニルアントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１５）］の黄白色粉体３．２０ｇ（収率５８％）を得た。【０２２３】
得られた黄白色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３０個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．４７（１Ｈ）
＝８．５９（１Ｈ）
＝８．５４（１Ｈ）
＝８．１６（１Ｈ）
＝７．８４−７．５５（１８Ｈ）
＝７．４６（１Ｈ）
＝７．３９−７．３４（３Ｈ）
＝７．３０−７．２６（４Ｈ）【０２２４】
＜実施例６＞
８−〔４−［１０−（ナフタレン−１−イル）アントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１７）］の合成；
実施例５と同様、ピリドインドール誘導体（８−（４−ブロモナフタレン−１−イル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール）を使用し、次の合成反応を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のピリドインドール誘導体  ３．５０ｇ
１０−（ナフタレン−１−イル）アントラセン−９−ボロン酸
３．２６ｇ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．４５ｇ
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  ７ｍｌ
ジオキサン  ３０ｍｌ
を加えて加熱し、攪拌しながら２０時間還流した。室温まで冷却し、トルエン、水を加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。この有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をトルエンとヘキサンの混合溶媒による晶析、シリカゲルによる吸着精製、メタノール洗浄、トルエンとヘキサンの混合溶媒による晶析、トルエンとメタノールの混合溶媒による晶析を繰り返すことによって、８−〔４−［１０−（ナフタレン−１−イル）アントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１７）］の白色粉体１．６０ｇ（収率３１％）を得た。【０２２５】
得られた白色粉体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３２個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．４８（１Ｈ）
＝８．５９−８．５６（２Ｈ）
＝８．１９−８．０４（３Ｈ）
＝７．８５−７．４６（１７Ｈ）
＝７．４０−７．２５（９Ｈ）【０２２６】
＜実施例７＞
８−〔４−［１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１８）］の合成；
実施例５と同様、ピリドインドール誘導体（８−（４−ブロモナフタレン−１−イル）−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール）を使用し、次の合成反応を行った。
窒素置換した反応容器に、
上記のピリドインドール誘導体  ２．３０ｇ
１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−ボロン酸
２．３１ｇ
テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム  ０．３０ｇ
２Ｍ炭酸カリウム水溶液  ５ｍｌ
ジオキサン  １８ｍｌ
を加えて加熱し、攪拌しながら２０時間還流した。室温まで冷却し、トルエン、水を加えた後に攪拌し、その後有機相を分液した。この有機相を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。
粗製物をカラムクロマトグラフ（担体：ＮＨシリカゲル、溶離液：トルエン／ヘキサン）によって精製した後、トルエンとヘキサンの混合溶媒による晶析、メタノール洗浄、アセトンとメタノールの混合溶媒による晶析を繰り返すことによって、８−〔４−［１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル］ナフタレン−１−イル〕−５−フェニル−５Ｈ−ピリド[４，３−ｂ]インドール［化合物（１−１８）］の黄色固体０．９５ｇ（収率２８％）を得た。【０２２７】
得られた黄色固体についてＮＭＲを使用して構造を同定した。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）で以下の３２個の水素のシグナルを検出した。
δ（ｐｐｍ）＝９．４７（１Ｈ）
＝８．５９（１Ｈ）
＝８．５５（１Ｈ）
＝８．１７−８．０５（４Ｈ）
＝７．９６（１Ｈ）
＝７．８３−７．７８（４Ｈ）
＝７．７４−７．５８（１２Ｈ）
＝７．４５（１Ｈ）
＝７．３８（１Ｈ）
＝７．３４−７．２７（６Ｈ）【０２２８】
＜実施例８＞
下記の手順で、図１に示す構造の有機ＥＬ素子を作製した。即ち、この有機ＥＬ素子は、ガラス基板１上に透明陽極２（ＩＴＯ電極）、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、陰極（アルミニウム電極）８が順に蒸着により設けられた構造を有している。【０２２９】
先ず、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）を成膜したガラス基板１をイソプロピルアルコール中にて超音波洗浄を２０分間行った後、２００℃に加熱したホットプレート上にて１０分間乾燥を行った。その後、ＵＶオゾン処理を５分間行った後、このＩＴＯ付きガラス基板を真空蒸着機内に取り付け、０．００１Ｐａ以下まで減圧した。
続いて、下記化合物（３−１）を用いての蒸着により、透明陽極２を覆うように膜厚２０ｎｍの正孔注入層３を形成した。
【化１４２】
2012147568.tif 000144
【０２３０】
この正孔注入層３の上に、下記化合物（４−１）を用いての蒸着により膜厚４０ｎｍの正孔輸送層４を形成した。
【化１４３】
2012147568.tif 000145
【０２３１】
この正孔輸送層４の上に、下記化合物（５）と下記化合物（６）とを、重量比が５：９５となる蒸着速度で二元蒸着を行い、膜厚３０ｎｍの発光層５を形成した。
【化１４４】
2012147568.tif 000146
【化１４５】
2012147568.tif 000147
【０２３２】
この発光層５の上に、下記の化合物（２−１）を用いての蒸着により、３０ｎｍの厚みの電子輸送層６を形成した。
【化１４６】
2012147568.tif 000148
【０２３３】
この電子輸送層６の上に、電子注入層７としてフッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍとなるように蒸着した。
最後に、アルミニウムを１５０ｎｍ蒸着して陰極８を形成した。【０２３４】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２３５】
＜実施例９＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物２−２を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１４７】
2012147568.tif 000149
【０２３６】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２３７】
＜実施例１０＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物１−６を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１４８】
2012147568.tif 000150
【０２３８】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２３９】
＜実施例１１＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物１−１１を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１４９】
2012147568.tif 000151
【０２４０】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４１】
＜実施例１２＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物１−１５を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１５０】
2012147568.tif 000152
【０２４２】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４３】
＜実施例１３＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物１−１７を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１５１】
2012147568.tif 000153
【０２４４】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４５】
＜実施例１４＞
化合物２−１に代えて下記構造式の化合物１−１８を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
【化１５２】
2012147568.tif 000154
【０２４６】
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４７】
＜比較例１＞
比較のために、化合物２−１に代えてＡｌｑ３を用いて膜厚３０ｎｍの電子輸送層６形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４８】
＜比較例２＞
比較のために、化合物３−１に代えてＣｕＰｃを使用して膜厚２０ｎｍの正孔注入層３を形成した以外は、実施例８と同様の条件で有機ＥＬ素子を作製した。
作製した有機ＥＬ素子について、大気中、常温で各種の特性を測定した。作製した有機ＥＬ素子に直流電圧を印加したときの発光特性の測定結果を表１にまとめて示した。【０２４９】
【表１】
2012147568.tif 000155
【０２５０】
比較例１と比較例２より、正孔注入層の化合物をＣｕＰｃから、化合物３−１に代えた場合、駆動電圧は低下するが、発光効率が低下することが確認された。これは、化合物３−１の正孔の移動度が高すぎるため、正孔キャリアが増大し、キャリアバランスが崩れ、再結合確率が低下したためと考えられた。
そこで、電子輸送層の化合物を、電子キャリアの輸送速度が速い材料であるアントラセン環構造とピリドインドール環構造を有する化合物（化合物２−１、化合物２−２、化合物１−６、化合物１−１１、化合物１−１５、化合物１−１７、化合物１−１８）に代えたところ、実施例８〜１４に示すように、駆動電圧のさらなる低下と電流効率および電力効率の大幅な向上が確認できた。これは、正孔の移動度が高い材料と電子キャリアの輸送速度が速い材料を組み合わせることにより、正孔キャリアと電子キャリアのキャリアバランスが改善されたことを示している。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光効率が向上すると共に、駆動電圧が低下して、有機ＥＬ素子の耐久性を改善させることができ、例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。
【符号の説明】
【０２５２】
１：ガラス基板
２：透明陽極
３：正孔注入層
４：正孔輸送層
５：発光層
６：電子輸送層
７：電子注入層
８：陰極
【図１】
2012147568.tif 000174
【国際調査報告】
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2012147568.tif 000176
2012147568.tif 000177
2012147568.tif 000178