(57)【要約】下記式（１）−１又は（１）−２で表される芳香族複素環誘導体。［式（１）−１又は（１）−２中、Ａは、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の含窒素複素環基であり、Ｂは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基であり、ｎは、２以上の整数であり、Ｃｚは、所定の構造を有する芳香族複素環基である。2012086170.tif 000088
2012086170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）−１又は（１）−２で表される芳香族複素環誘導体。
【化７５】
2012086170.tif 000084
［式（１）−１又は（１）−２中、
Ａは、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の含窒素複素環基であり、
Ｂは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基であり、
ｎは、２以上の整数である。
Ｃｚは、それぞれ独立に、下記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基である。式（１）−１において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、Ａのいずれに結合してもよく、Ａが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。式（１）−２において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、ＡまたはＢのいずれに結合してもよく、ＡまたはＢが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。
【化７６】
2012086170.tif 000085
（式（２）又は（３）中、
＊は、Ａ又はＢとの結合位置を示す。
Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、芳香族炭化水素環、芳香族複素環、又は脂肪族環を形成するのに必要な原子群であり、炭素原子、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子からなる群から選ばれる原子から構成される。
Ｚ３は、単結合又は２価の連結基を示す。
Ｘは、式（２）においては窒素原子、式（３）においては窒素原子、酸素原子又はイオウ原子である。
Ｘを含んで構成される環は、Ｘ以外に炭素原子、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子からなる群から選ばれる環を形成するのに必要な原子から構成される。
Ｚ１により形成される環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環であり、形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有している。また、Ｚ２により形成される環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環であり、Ｚ２により形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有している。
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４は、互いに独立して、
水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基
からなる群から選ばれる。
但し、式（３）において、Ｘが酸素原子又はイオウ原子である場合、Ｙ１は存在しない。
ａ，ｂ及びｃは、互いに独立して、０又は１以上の整数である。
Ｙ２、Ｙ３及びＹ４が２以上の場合、隣接するＹ２、Ｙ３及びＹ４は、それぞれ互いに結合して、置換若しくは無置換の飽和又は不飽和の環状構造を形成してもよい。）
但し、以下の芳香族複素環誘導体は除かれる。
【化７７】
2012086170.tif 000086
（式中、Ｄは、互いに独立して下記基（Ｄ１）〜（Ｄ４）
【化７８】
2012086170.tif 000087
のいずれかである。）］
【請求項２】
前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基が、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアザカルバゾリル基、置換若しくは無置換のベンズカルバゾリル基、置換若しくは無置換のヒドロカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアクリジニル基、置換若しくは無置換のインドリル基及び置換若しくは無置換のキサンテニル基からなる群から選択される請求項１に記載の芳香族複素環誘導体。
【請求項３】
前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基におけるＹ２及びＹ３が、互いに独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基である請求項１又は２に記載の芳香族複素環誘導体。
【請求項４】
前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基におけるＹ２及びＹ３が、互いに独立して、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のＮ−フェニルカルバゾリル基及び置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基からなる群から選択される請求項３に記載の芳香族複素環誘導体。
【請求項５】
ｎが２又は３である請求項１〜４のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
【請求項６】
Ａが、置換若しくは無置換のピリジン環、置換若しくは無置換のピリミジン環、置換若しくは無置換のトリアジン環、置換若しくは無置換のキノリン環、置換若しくは無置換のイソキノリン環、置換若しくは無置換のキノキサリン環又は置換若しくは無置換のキナゾリン環から誘導されるｎ価の基からなる群から選ばれる請求項１〜５のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を溶媒に溶解してなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
【請求項９】
陰極と陽極の間に発光層を含む複数の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記発光層が、請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含む請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記発光層が、燐光発光材料を含有する請求項９又は１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記陰極と前記発光層の間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を含む請求項９〜１２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記陰極と前記発光層の間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が、請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む請求項９〜１３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記陽極と前記発光層の間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が、請求項１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む請求項９〜１４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に、還元性ドーパントが添加されてなる請求項９〜１５のいずれかに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、新規な芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそ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】
陽極と陰極との間に発光層を含む有機薄膜層を備え、発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子（エキシトン）エネルギーから発光を得る有機エレクトロルミネッセンス素子が知られている（例えば、特許文献１〜８参照）。【０００３】
このような有機エレクトロルミネッセンス素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。発光層を形成するにあたっては、ホストに、ドーパントとして発光材料をドーピングするドーピング法が知られている。
ドーピング法で形成した発光層では、ホストに注入された電荷から効率よく励起子を生成することができる。そして、生成された励起子の励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから高効率の発光を得ることができる。【０００４】
そして、近年では有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも言う）の性能向上を果たすべく、ドーピング法に関してもさらなる研究が行われており、好適なホスト材料の探索が続いている。このようなホスト材料が記載された発明として、例えば、特許文献１〜８が挙げられる。特許文献１〜８には、以下の化合物Ｉ〜ＶＩＩＩに示すように、カルバゾール骨格と含窒素芳香族環を同一分子内に含む化合物及び複数のカルバゾ−ル骨格を同一分子内に含む化合物が記載されている。【０００５】
特許文献１に記載の化合物Ｉ、ＩＩは、カルバゾール骨格がベンゼン環に結合した構造と、電子欠乏性の含窒素ヘテロ芳香族環構造とを有している。カルバゾール骨格は古くからポリビニルカルバゾールに代表されるように、正孔輸送性材料の主要骨格として知られている。また、電子欠乏性の含窒素ヘテロ芳香族環構造は反対に電子輸送能が高い構造として知られている。即ち、特許文献１に記載の化合物Ｉ、ＩＩは正孔輸送性骨格と電子輸送性骨格を組み合わせることにより、電荷輸送のバランスを取るように考えられた材料である。【０００６】
【化１】
2012086170.tif 000003
【０００７】
しかしながら、化合物Ｉはカルバゾール骨格を１つしか有さず、正孔輸送性能が不足しているため、良好な発光特性が得られない。また、化合物ＩＩはカルバゾリル基を２つ有しているが、ピリミジン環とベンゼン環（２つの共役する芳香族環）の結合軸に対してカルバゾリル基が左右に折れた構造となっている。そのため、分子間におけるカルバゾール骨格部分の重なりが阻害され、正孔輸送能が十分でなく、電荷の再結合位置が陽極側に偏る傾向があり、良好な発光特性、寿命特性が得られないという懸念がある。【０００８】
そこで、分子間の重なりを大きくして十分な正孔輸送性能を発現するために、カルバゾール骨格を連結させる構造を分子内に組み込むことが考案されている。例えば、特許文献２−５に記載された化合物ＩＩＩ〜ＶＩは、２つのカルバゾール骨格が連結された構造を有する。しかしながら、いずれも電子欠乏性の含窒素ヘテロ芳香族環構造を含まないため、正孔と電子のキャリアバランスの調整が困難となり、良好な発光特性が得られない。【０００９】
さらに、特許文献６に記載された化合物ＶＩＩは、電子欠乏性の含窒素ヘテロ芳香族環構造とカルバゾール連結構造を有する。しかし、２つのカルバゾール骨格は３位の炭素と窒素で結合したものである。この構造では２つのカルバゾ−ル骨格同士がねじれて平面性が崩れてしまうため、分子間の重なりが小さく、正孔輸送性能が十分でなくなり、良好な発光特性、寿命特性が得られないことが考えられる。【００１０】
特許文献７に記載された化合物ＶＩＩＩは、含窒素芳香族複素環基であるビピリジル基がカルバゾール骨格のベンゼン環に結合した構造を有する。該化合物は電子輸送層用材料として利用されているが、燐光ホスト用材料の性能に関する開示はない。しかしながら、該化合物は電子輸送性が高いことが考えられ、ホスト材料として用いた場合には発光層内のキャリアバランスが悪く、良好な発光特性を示さないことが考えられる。【００１１】
特許文献８においては、複素環とカルバゾール基の間に必ず連結基が必要なため、溶解性が乏しかったり、所望の物性の化合物が得られない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ２００３−０８０７６０
【特許文献２】特許３１３９３２１号公報
【特許文献３】特許４３５７７８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１５１７７４号公報
【特許文献５】特開２００８−１３５４９８号公報
【特許文献６】特開２００９−２１３３６号公報
【特許文献７】特開２００８−２１４３０７号公報
【特許文献８】特開２０１０−０４０８３０号公報
【発明の概要】
【００１３】
そこで本発明は、正孔輸送能力と電子輸送能力を併せ持ち、キャリアバランスに優れた、新規な芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた長寿命の燐光発光性有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。特に、可溶性を有し、塗布プロセスに適した材料を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、２つ以上のカルバゾール誘導体残基と含窒素芳香族複素環基からなる芳香族複素環誘導体が有機ＥＬ素子の発光層内のキャリアバランスを最適化するために有効に働くことを見出し、発明を完成させたものである。
【００１５】
本発明によれば、以下の芳香族複素環誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液及び有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
１．下記式（１）−１又は（１）−２で表される芳香族複素環誘導体。
【化２】
2012086170.tif 000004
［式（１）−１又は（１）−２中、
Ａは、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の含窒素複素環基であり、
Ｂは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基であり、
ｎは、２以上の整数である。
Ｃｚは、それぞれ独立に、下記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基である。式（１）−１において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、Ａのいずれに結合してもよく、Ａが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。式（１）−２において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、ＡまたはＢのいずれに結合してもよく、ＡまたはＢが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。
【化３】
2012086170.tif 000005
（式（２）又は（３）中、
＊は、Ａ又はＢとの結合位置を示す。
Ｚ１及びＺ２は、互いに独立して、芳香族炭化水素環、芳香族複素環、又は脂肪族環を形成するのに必要な原子群であり、炭素原子、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子からなる群から選ばれる原子から構成される。
Ｚ３は、単結合又は２価の連結基を示す。
Ｘは、式（２）においては窒素原子、式（３）においては窒素原子、酸素原子又はイオウ原子である。
Ｘを含んで構成される環は、Ｘ以外に炭素原子、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子からなる群から選ばれる環を形成するのに必要な原子から構成される。
Ｚ１により形成される環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環であり、形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有している。また、Ｚ２により形成される環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環であり、Ｚ２により形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有している。
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４は、互いに独立して、
水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基
からなる群から選ばれる。
但し、式（３）において、Ｘが酸素原子又はイオウ原子である場合、Ｙ１は存在しない。
ａ，ｂ及びｃは、互いに独立して、０又は１以上の整数である。
Ｙ２、Ｙ３及びＹ４が２以上の場合、隣接するＹ２、Ｙ３及びＹ４は、それぞれ互いに結合して、置換若しくは無置換の飽和又は不飽和の環状構造を形成してもよい。）
但し、以下の芳香族複素環誘導体は除かれる。
【化４】
2012086170.tif 000006
（式中、Ｄは、互いに独立して下記基（Ｄ１）〜（Ｄ４）
【化５】
2012086170.tif 000007
のいずれかである。）］
２．前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基が、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアザカルバゾリル基、置換若しくは無置換のベンズカルバゾリル基、置換若しくは無置換のヒドロカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアクリジニル基、置換若しくは無置換のインドリル基及び置換若しくは無置換のキサンテニル基からなる群から選択される１に記載の芳香族複素環誘導体。
３．前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基におけるＹ２及びＹ３が、互いに独立して、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基である１又は２に記載の芳香族複素環誘導体。
４．前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基におけるＹ２及びＹ３が、互いに独立して、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のＮ−フェニルカルバゾリル基及び置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基からなる群から選択される３に記載の芳香族複素環誘導体。
５．ｎが２又は３である１〜４のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
６．Ａが、置換若しくは無置換のピリジン環、置換若しくは無置換のピリミジン環、置換若しくは無置換のトリアジン環、置換若しくは無置換のキノリン環、置換若しくは無置換のイソキノリン環、置換若しくは無置換のキノキサリン環又は置換若しくは無置換のキナゾリン環から誘導されるｎ価の基からなる群から選ばれる１〜５のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体。
７．１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
８．１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を溶媒に溶解してなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液。
９．陰極と陽極の間に発光層を含む複数の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記発光層が、１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含む９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１．前記発光層が、燐光発光材料を含有する９又は１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１３．前記陰極と前記発光層の間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を含む９〜１２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１４．前記陰極と前記発光層の間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が、１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む９〜１３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１５．前記陽極と前記発光層の間に正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が、１〜６のいずれかに記載の芳香族複素環誘導体を含む９〜１４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１６．前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に、還元性ドーパントが添加されてなる９〜１５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。  
【００１６】
本発明によれば、発光効率が高く、長寿命である有機ＥＬ素子、及びそれを実現するための芳香族複素環誘導体と、それを用いた有機ＥＬ素子用材料を提供することができる。
また、可溶性の芳香族複素環誘導体については、蒸着による製膜が不可能な材料（例えば、分子量の大きな化合物、オリゴマー的な材料）についても、溶液を用いた製膜技術により、有機ＥＬ素子を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の芳香族複素環誘導体Ｈ−２の薄膜の蛍光スペクトルを示すチャートである。
【図２】本発明の芳香族複素環誘導体Ｈ−３の薄膜の蛍光スペクトルを示すチャートである。
【図３】実施例５及び６で用いたドーパント（Ｉｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３）の蛍光スペクトル（塩化メチレン溶液中）を示すチャートである。
【図４】実施例５で製造した、ドーパント濃度が５，１０及び２０ｗｔ％の薄膜の蛍光スペクトルを示すチャートである。
【図５】実施例６で製造した、ドーパント濃度が５，１０及び２０ｗｔ％の薄膜の蛍光スペクトルを示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
Ｉ．下記式（１）−１又は（１）−２で表される芳香族複素環誘導体（以下、本発明の芳香族複素環誘導体という）について説明する。
【化６】
2012086170.tif 000008
［式（１）−１又は（１）−２中、
Ａは、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の含窒素複素環基であり、
Ｂは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基であり、
ｎは、２以上の整数であり、２又は３であることが好ましく、２であることがより好ましい。
Ｃｚは、それぞれ独立に、下記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基である。式（１）−１において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、Ａのいずれに結合してもよく、Ａが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。置換基を複数有する場合、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、いずれの置換基に結合してもよい。この場合、これらの置換基のいずれの位置でもよい。式（１）−２において、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、ＡまたはＢのいずれに結合してもよい。その場合、ＡまたはＢにおけるいずれの位置でもよい。また、ＡまたはＢが置換基を有する場合、その置換基のいずれの位置に結合してもよい。ＡまたはＢが置換基を複数有する場合、ｎ個のＣｚは、それぞれ独立に、いずれの置換基に結合してもよい。この場合、これらの置換基のいずれの位置でもよい。
【化７】
2012086170.tif 000009
【００１９】
式（２）又は（３）中、
＊は、Ａ又はＢとの結合位置を示し、式（３）におけるＡ又はＢとの結合位置は、Ｚ１を含む環、Ｘを含む環又はＺ２を含む環のいずれであってもよい。
尚、本明細書中において、芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基には、縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族複素環基を含む。また、単環と縮合環が単結合で結合したものも含む。
【００２０】
Ｚ３は、単結合又は２価の連結基を示す。２価の連結基としては、特に問わないが、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２５の芳香族炭化水素から誘導される基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜２５芳香族複素化合物から誘導される基、さらにはそれらが単結合で結合した基が好ましい。特に好ましいものは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、置換若しくは無置換のターフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基である。
Ｘは、式（２）においては窒素原子、式（３）においては窒素原子、酸素原子又はイオウ原子である。
Ｘを含んで構成される環は、Ｘ以外に炭素原子、窒素原子、酸素原子及びイオウ原子からなる群から選ばれる、芳香族複素環を形成するのに必要な原子から構成される。
Ｚ１により形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される芳香族複素環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有しており、また、Ｚ２により形成される芳香族炭化水素環、芳香族複素環又は脂肪族環と、Ｘを含んで構成される芳香族複素環は、各々の環を形成している２個の炭素原子を共有している。
【００２１】
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４は、互いに独立して、
水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基からなる群から選ばれる。
これらのうち、好ましくは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基である。さらに好ましいものは、置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、置換若しくは無置換のターフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基、置換若しくは無置換のジベンゾチオフェニル基である。とりわけ、置換若しくは無置換のＮ-フェニル置換カルバゾリル基、置換若しくは無置換のカルバゾリル基が好ましい。
【００２２】
但し、式（３）において、Ｘが酸素原子又はイオウ原子である場合、Ｙ１は存在しない。
ａ，ｂ及びｃは、互いに独立して、０又は１以上の整数である。
Ｙ２、Ｙ３及びＹ４が２以上の場合、隣接するＹ２、Ｙ３及びＹ４は、それぞれ互いに結合して、置換若しくは無置換の飽和又は不飽和の環状構造を形成してもよい。
【００２３】
但し、以下の芳香族複素環誘導体は除かれる。
【化８】
2012086170.tif 000010
式中、Ｄは、互いに独立して下記基（Ｄ１）〜（Ｄ４）のいずれかである。
【化９】
2012086170.tif 000011
【００２４】
以下、各基の好ましい例について説明する。
（１）Ａ：置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の含窒素複素環基
置換若しくは無置換の、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、インダゾール環、ベンズイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、シンノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、イミダゾピリジン環等から選ばれる含窒素芳香族環から誘導されるｎ価の基が好ましい。さらには、置換若しくは無置換の、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、又はキナゾリン環から誘導されるｎ価の基が好ましく、特に、置換若しくは無置換のピリミジン環又はトリアジン環から誘導されるｎ価の基が好ましい。
【００２５】
置換若しくは無置換の、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、又はキナゾリン環から誘導されるｎ価の基はそれぞれ、下記式で表されることがより好ましい。
ここでＹは置換基を表す。置換基の例は後述する。また、Ｙは複数であってもよく、Ｙが複数ある場合は、互いに同一でも異なっていてもよい。後述する置換基の例の中でもＹとして好ましいのは、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、特に好ましいものは置換若しくは無置換のフェニル基、置換若しくは無置換のビフェニル基、置換若しくは無置換のターフェニル基、置換若しくは無置換のナフチル基、置換若しくは無置換のフルオレニル基であり、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基、特に好ましいものは置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基である。
尚、ＣｚがＡと結合する場合、Ａの基のいずれの位置でもよいが、以下の式において、＊で示す位置が好ましい。
【００２６】
【化１０】
2012086170.tif 000012
【００２７】
（２）Ｂ：置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基
環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ペリレン、クリセン、フルオランテン、ベンゾフルオレン、ベンゾトリフェニレン、ベンゾクリセン、アントラセン等の芳香族炭化水素から誘導される基が挙げられ、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、フェナントレンから誘導される基が好ましい。
【００２８】
環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基としては、例えば、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、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、チエニル基、及びピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環から形成される基等が挙げられ、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環から形成される基が好ましい。
尚、ＣｚがＢと結合する場合、Ｂの基のいずれの位置でもよい。
（３）Ｃｚ：前記式（２）又は（３）で表される芳香族複素環基
具体的には、例えば、以下のi)〜vii)の基が好ましく挙げられる。
i)カルバゾリル誘導体基
下記式（４）〜（６）で表される基が好ましい。
尚、以下の式中、＊は、Ａ又はＢとの結合位置を表す。
【００２９】
【化１１】
2012086170.tif 000013
【００３０】
式（４）中、Ｙ２及びＹ３は互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、シアノ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキル基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリル基、
置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、及び
置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜１０の芳香族複素環基からなる群から選択される原子又は基を表す。
【００３１】
中でも、Ｙ２及びＹ３は、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基が好ましく、具体的には、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のＮ−フェニルカルバゾリル基又は置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基が好ましい。
これらＹ２及びＹ３が式（４）に結合する位置については、Ｙ２及びＹ３におけるいずれの位置であってもよい。
【００３２】
Ｚ３は、単結合又は２価の連結基を示す。Ｚ３が２価の連結基である場合の具体例としては、
無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレン基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキレンオキシ基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキレン基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシレン基、
置換若しくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリレン基、
置換若しくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリレン基、
置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、及び
置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜１０の芳香族複素環基からなる群から選択される基が挙げられる。
これらのうち、特に好ましいものは、置換若しくは無置換のフェニレン基、置換若しくは無置換のビフェニレン基、置換若しくは無置換のターフェニレン基、置換若しくは無置換のナフチレン基、置換若しくは無置換のフルオレニレン基である。
ａ及びｂは、互いに独立して、０又は１以上の整数であるが、０又は１が好ましい。
【００３３】
【化１２】
2012086170.tif 000014
【００３４】
上記式（５）中、Ｙ２及びＹ３は互いに独立して、式（４）に示した通りである。Ｙ２及びＹ３は、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基が好ましく、具体的には、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のＮ−フェニルカルバゾリル基又は置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基が好ましい。これらＹ２及びＹ３が式（５）に結合する位置については、Ｙ２及びＹ３におけるいずれの位置であってもよい。
【００３５】
Ｙ１は、式（４）に示したＹ２及びＹ３と同様である。Ｙ１は、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜１０の芳香族複素環基が好ましい。Ｙ１が式（５）の窒素原子に結合する位置については、Ｙ１におけるいずれの位置であってもよい。
【００３６】
【化１３】
2012086170.tif 000015
【００３７】
上記式（６）中、Ｙ２及びＹ３は互いに独立して、式（４）に示した通りである。さらには、Ｙ２又はＹ３は、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基が好ましく、具体的には、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のＮ−フェニルカルバゾリル基又は置換若しくは無置換のジベンゾフラニル基が好ましい。これらＹ２及びＹ３が式（６）に結合する位置については、Ｙ２及びＹ３におけるいずれの位置であってもよい。
Ｙ５は、式（４）に示したＹ２及びＹ３と同様である。Ｙ５が式（６）のフェニル基に結合する位置については、Ｙ５におけるいずれの位置であってもよい。
式（４）〜（６）において、ａ及びｂは、互いに独立して、０〜４の整数であり、ｄは、０〜５の整数である。
【００３８】
ii)アザカルバゾリル誘導体基
【化１４】
2012086170.tif 000016
【００３９】
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれかの炭素原子でＡと結合する場合、及び、いずれかの窒素原子でＡと結合する場合のいずれであってもよい。
また、上記のアザカルバゾリル誘導体基は、いずれかの炭素原子又は窒素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４０】
iii)ベンズカルバゾリル誘導体基
【化１５】
2012086170.tif 000017
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれかの炭素原子でＡと結合する場合、及び、窒素原子でＡと結合する場合のいずれであってもよい。
また、上記のベンズカルバゾリル誘導体基は、いずれかの炭素原子又は窒素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４１】
iv)ヒドロカルバゾリル誘導体基
【化１６】
2012086170.tif 000018
【００４２】
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれかの炭素原子でＡと結合する場合、及び、窒素原子でＡと結合する場合のいずれであってもよい。
また、上記のヒドロカルバゾリル誘導体基は、いずれかの炭素原子又は窒素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４３】
v)アクリジニル誘導体基
【化１７】
2012086170.tif 000019
【００４４】
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれかの炭素原子でＡと結合する場合、及び、窒素原子でＡと結合する場合のいずれであってもよい。
上記式中、Ｙ２及びＹ３は互いに独立して、式（４）に示した通りである。
また、上記のヒドロカルバゾリル誘導体基は、いずれかの炭素原子又は窒素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４５】
vi)インドリル基
【化１８】
2012086170.tif 000020
【００４６】
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれかの炭素原子でＡと結合する場合、及び、窒素原子でＡと結合する場合のいずれであってもよい。
また、上記のヒドロカルバゾリル誘導体基は、いずれかの炭素原子又は窒素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４７】
vii)キサンテニル基
【化１９】
2012086170.tif 000021
【００４８】
Ａへの結合位置は、どこでもよい。即ち、いずれの炭素原子でＡと結合してもよい。
上記式中、Ｙ２及びＹ３は互いに独立して、式（４）に示した通りである。
また、上記のキサンテニル誘導体基は、いずれかの炭素原子上に後述する置換基を有していてもよい。
【００４９】
（４）上記i)〜vii)に示した芳香族複素環基は、置換基として芳香族複素環基、特に、置換若しくは無置換の、カルバゾリル基又はジベンゾフラニル基を有することが好ましい。置換基が上記i)〜vii)に示した芳香族複素環基に結合する位置は、置換基についてもまた上記i)〜vii)に示した芳香族複素環基についても、特に限定されない。
【００５０】
式（２）又は（３）で表されるＣｚは、置換若しくは無置換のカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアザカルバゾリル基、置換若しくは無置換のベンズカルバゾリル基、置換若しくは無置換のヒドロカルバゾリル基、置換若しくは無置換のアクリジニル基、置換若しくは無置換のインドリル基及び置換若しくは無置換のキサンテニル基からなる群から選択されることが好ましい。
【００５１】
式（２）又は（３）で表されるＣｚにおけるＹ２及び／又はＹ３は、置換若しくは無置換の環形成炭素数２〜３０の芳香族複素環基であることが好ましい。
【００５２】
（５）各基の説明
前記炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、３，５−テトラメチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
【００５３】
前記炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルコキシ基としては、炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
【００５４】
前記炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルキル基としては、例えば、前記炭素数１〜２０のアルキル基が１以上のハロゲンで置換されたものが挙げられる。
【００５５】
前記炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のハロアルコキシ基としては、例えば、前記炭素数１〜２０のアルコキシ基が１以上のハロゲンで置換されたものが挙げられる。
【００５６】
前記炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチルプロピルシリル基、ジメチルブチルシリル基、ジメチルターシャリーブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基等が挙げられる。
【００５７】
前記環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基としては、例えば、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルターシャリーブチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
【００５８】
前記環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ペリレン、クリセン、フルオランテン、ベンゾフルオレン、ベンゾトリフェニレン、ベンゾクリセン、アントラセン等の芳香族炭化水素化合物から誘導される基等が挙げられる。特に、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、フルオレンから誘導される基が好ましい。
【００５９】
前記環形成炭素原子数２〜３０の芳香族複素環基としては、例えば、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、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、チエニル基、及びピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環等から形成される基等が挙げられる。特にカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基が好ましい。とりわけＮ−フェニルカルバゾリル基が好ましい。
【００６０】
（６）置換基の説明
本明細書において、「置換又は無置換の」という場合、又は「置換基」という場合における置換基としては、上記、「各基の説明」に記載した基が挙げられる。置換基が各基に結合する位置については問わない。即ち、各基のいずれの位置において、置換基のいずれの位置が結合してもよい。
【００６１】
（７）式（１）−１又は（１）−２で表わされる芳香族複素環誘導体の好ましい例は以下の通りである。
【化２０】
2012086170.tif 000022
【００６２】
（８）下記芳香族複素環誘導体は、上記式（１）に包含されるが、本発明の芳香族複素環誘導体からは除外される。
【化２１】
2012086170.tif 000023
式中、Ｄは、互いに独立して下記基（Ｄ１）〜（Ｄ４）のいずれかである。
【化２２】
2012086170.tif 000024
【００６３】
（９）本発明の芳香族複素環誘導体の製造方法
本発明の芳香族複素環誘導体の製造方法は、特に限定されない。一般的に行われるハロゲン化合物とカルバゾールのウルマン反応やブッフバルト反応、さらには、カルバゾールの水素を水素化ナトリウム（ＮａＨ）や炭酸カリウムなどの塩基で引き抜き、塩を生成させてから、ハロゲン化合物を反応させる方法等を用いることができる。
【化２３】
2012086170.tif 000025
【００６４】
（１０）また、本発明の芳香族複素環誘導体のうち、以下の化合物は好ましくない。
i)式（１）で表わされる芳香族複素環誘導体のうち、以下の化合物
ここでＱ１は、置換基を示す。特に、置換基（特にカルバゾリル基）を有するフェニル基、置換基を有するフルオレニル基、置換基（特にカルバゾリル基、フェニル基及び／又はピリジル基）を有するピリジル基又はカルバゾリル基である。
【００６５】
【化２４】
2012086170.tif 000026
【００６６】
ii)式（１）で表わされる芳香族複素環誘導体
ここでＱ２は、水素原子又は置換基を示す。特に、置換基（特にフェニル基）を有するピリミジル基である。
【００６７】
【化２５】
2012086170.tif 000027
【００６８】
iii)好ましくない化合物は、具体的には、以下の化合物が挙げられる。
【化２６】
2012086170.tif 000028
【００６９】
ＩＩ．本発明の芳香族複素環誘導体の例示
以下に、本発明の芳香族複素環誘導体の具体例を示す。
【化２７】
2012086170.tif 000029
【化２８】
2012086170.tif 000030
【化２９】
2012086170.tif 000031
【化３０】
2012086170.tif 000032
【化３１】
2012086170.tif 000033
【化３２】
2012086170.tif 000034
【化３３】
2012086170.tif 000035
【化３４】
2012086170.tif 000036
【化３５】
2012086170.tif 000037
【化３６】
2012086170.tif 000038
【化３７】
2012086170.tif 000039
【化３８】
2012086170.tif 000040
【化３９】
2012086170.tif 000041
【００７０】
ＩＩＩ．本発明の有機ＥＬ素子用材料及び有機ＥＬ素子について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、前述した本発明の芳香族複素環誘導体を含むことを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ素子用材料溶液は、本発明の芳香族複素環誘導体を溶媒に溶解してなることを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極の間に発光層を含む複数の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうちの少なくとも１層が本発明の芳香族複素環誘導体を含むことを特徴とする。
【００７１】
本発明の芳香族複素環誘導体は、本発明の有機ＥＬ素子の有機薄膜層のうち、少なくとも一層に含有される。特に本発明の芳香族複素環誘導体は発光層におけるホスト材料又は電子輸送層、正孔輸送層に係る材料として用いた場合、素子の高発光効率、長寿命化が期待できる。
【００７２】
＜第１の実施形態＞
多層型の有機ＥＬ素子の構造としては、例えば、
（１）陽極／正孔輸送層（正孔注入層）／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層（電子注入層）／陰極
（３）陽極／正孔輸送層（正孔注入層）／発光層／電子輸送層（電子注入層）／陰極
（４）陽極／正孔輸送層（正孔注入層）／発光層／正孔障壁層／電子輸送層（電子注入層）／陰極
等の多層構成で積層したものが挙げられる。
【００７３】
本発明の有機ＥＬ素子において、前記発光層が、本発明の芳香族複素環誘導体をホスト材料として含有すると好ましい。また、前記発光層が、ホスト材料と燐光発光材料からなり、該ホスト材料が本発明の芳香族複素環誘導体であると好ましい。
【００７４】
また、本発明の芳香族複素環誘導体は、燐光発光材料と共に用いるホスト材料又は燐光発光材料と共に用いる電子輸送材料であってもよく、最低励起３重項エネルギーが２．２〜３．２ｅＶであると好ましく、２．５〜３．２ｅＶであるとより好ましい。「３重項エネルギー」とは、最低励起３重項状態と基底状態のエネルギー差をいう。
【００７５】
燐光発光材料としては、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、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）又は白金（Ｐｔ）を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、ルテニウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、イリジウム、オスミウムＯｓ及び白金Ｐｔから選択される金属原子のオルトメタル化錯体が最も好ましい。イリジウム錯体、オスミウム錯体、ルテニウム錯体、白金錯体等の金属錯体の具体例を以下に示す。
【００７６】
【化４０】
2012086170.tif 000042
2012086170.tif 000043
2012086170.tif 000044
2012086170.tif 000045
【００７７】
また、本発明の有機ＥＬ素子は、前記発光層が、ホスト材料と燐光発光材料を含有し、かつ、発光波長の極大値が４５０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下である金属錯体を含有すると好ましい。
【００７８】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記陰極と有機薄膜層（例えば電子注入層や発光層等）との界面領域に還元性ドーパントを有することが好ましい。還元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る少なくとも一種が挙げられる。
【００７９】
アルカリ金属としては、仕事関数が２．９ｅＶ以下である、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）等が好ましく挙げられる。これらのうち、より好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓであり、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。
【００８０】
アルカリ土類金属としては、仕事関数が２．９ｅＶ以下である、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が好ましく挙げられる。
【００８１】
希土類金属としては、仕事関数が２．９ｅＶ以下である、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が好ましく挙げられる。
【００８２】
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能なものである。
【００８３】
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、これらの中でも、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＮａＦが好ましい。
【００８４】
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ＢａｍＳｒ１−ｍＯ（０＜ｍ＜１）、ＢａｍＣａ１−ｍＯ（０＜ｍ＜１）等が挙げられ、これらの中でも、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
【００８５】
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、これらの中でも、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
【００８６】
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されない。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−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体等が好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００８７】
還元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ことが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元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、有機物：還元性ドーパント＝１００：１〜１：１００が好ましく、５：１〜１：５がより好ましい。
【００８８】
還元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、還元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０．１〜１５ｎｍで形成する。
【００８９】
還元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、還元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０．０５〜１ｎｍで形成する。
【００９０】
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有する場合、該電子注入層に用いる電子輸送材料としては、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、特に含窒素環誘導体が好ましい。
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。
【００９１】
【化４１】
2012086170.tif 000046
【００９２】
Ｒ２〜Ｒ７は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、炭素数１〜４０の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、又は複素環基を表し、これらは置換されていてもよい。
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、インジウムであることが好ましい。
式（Ａ）のＬ４は、下記式（Ａ’）又は（Ａ’’）で表される基である。
【００９３】
【化４２】
2012086170.tif 000047
（式中、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基を示し、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、Ｒ１３〜Ｒ２７は、それぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基を示し、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。）
【００９４】
含窒素環誘導体としては、金属錯体でない含窒素化合物も挙げられる。例えば、（ａ）に示す骨格を含有する５員環若しくは６員環や、式（ｂ）に示す構造のものが挙げられる。
【００９５】
【化４３】
2012086170.tif 000048
（式（ｂ）中、Ｘは炭素原子若しくは窒素原子を表す。Ｚ１並びに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。）
【００９６】
【化４４】
2012086170.tif 000049
【００９７】
好ましくは、５員環若しくは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（ａ）と（ｂ）若しくは（ａ）と（ｃ）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である。
【００９８】
含窒素複素環誘導体の含窒素基は、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。
【００９９】
【化４５】
2012086170.tif 000050
（各式中、Ｒ２８は、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数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Ｒ２８は互いに同一又は異なっていてもよい。）
【０１００】
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。
【０１０１】
【化４６】
2012086170.tif 000051
（式中、ＨＡｒａは、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌ６は単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒｂは置換基を有していてもよい炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒｃは置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。）
ＨＡｒａは、例えば、下記の群から選択される。
【０１０２】
【化４７】
2012086170.tif 000052
【０１０３】
Ｌ６は、例えば、下記の群から選択される。
【化４８】
2012086170.tif 000053
【０１０４】
Ａｒｃは、例えば、下記の群から選択される。
【化４９】
2012086170.tif 000054
【０１０５】
Ａｒｂ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５０】
2012086170.tif 000055
（式中、Ｒ２９〜Ｒ４２は、それぞれ独立して、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、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基であり、Ａｒｄは、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。）
また、上記式で表されるＡｒｂにおいて、Ｒ２９〜Ｒ３６は、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体が好ましい。
【０１０６】
この他、下記の化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。
【化５１】
2012086170.tif 000056
（式中、Ｒ４３〜Ｒ４６は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは未置換の脂肪族基、置換若しくは未置換の脂肪族式環基、置換若しくは未置換の炭素環式芳香族環基、置換若しくは未置換の複素環基を表し、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子若しくはジシアノメチレン基を表す。）
【０１０７】
また、下記の化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。
【化５２】
2012086170.tif 000057
【０１０８】
式中、Ｒ４７、Ｒ４８、Ｒ４９及びＲ５０は互いに同一の又は異なる基であって、下記式で表わされるアリール基である。
【０１０９】
【化５３】
2012086170.tif 000058
（式中、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ５３、Ｒ５４及びＲ５５は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和又は不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基又はアルキルアミノ基である。）
さらに、該含窒素複素環基若しく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。
【０１１０】
また、電子輸送層は、含窒素複素環誘導体、特に含窒素５員環誘導体を含有することが好ましい。該含窒素５員環としては、例えばイミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、オキサトリアゾール環、チアトリアゾール環等が挙げられ、含窒素５員環誘導体としては、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、ピリジノイミダゾール環、ピリミジノイミダゾール環、ピリダジノイミダゾール環が挙げられる。
具体的には、下記一般式（２０１）〜（２０３）で表される含窒素複素環誘導体の少なくともいずれか１つを含有することが好ましい。
【０１１１】
【化５４】
2012086170.tif 000059
【０１１２】
式（２０１）〜（２０３）中、Ｒ５６は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基で、ｎは０〜４の整数であり、Ｒ５７は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、Ｒ５８及びＲ５９は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、Ｌ７は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよいピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、Ａｒｅは、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよいピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、Ａｒｆは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
【０１１３】
Ａｒｇは、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は−Ａｒｅ−Ａｒｆで表される基（Ａｒｅ及びＡｒｆは、それぞれ前記と同じ）である。
【０１１４】
電子注入層及び電子輸送層を構成する化合物としては、本発明の芳香族複素環誘導体の他、電子欠乏性含窒素５員環又は電子欠乏性含窒素６員環骨格と、置換若しくは無置換のインドール骨格、置換若しくは無置換のカルバゾール骨格、置換若しくは無置換のアザカルバゾール骨格を組み合わせた構造を有する化合物等も挙げられる。また、好適な電子欠乏性含窒素５員環又は電子欠乏性含窒素６員環骨格としては、例えばピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、トリアゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、キノキサリン、ピロール骨格及び、それらがお互いに縮合したベンズイミダゾール、イミダゾピリジン等の分子骨格が挙げられる。これらの組み合わせの中でも、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン骨格と、カルバゾール、インドール、アザカルバゾール、キノキサリン骨格が好ましく挙げられる。前述の骨格は置換されていてもよいし、無置換でもよい。
【０１１５】
電子注入層及び電子輸送層は、前記材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。これらの層の材料は、π電子欠乏性含窒素ヘテロ環基を有していることが好ましい。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
また、半導体としては、例えばＢａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎからなる群から選択される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が挙げられ、これらは一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。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。尚、このような無機化合物としては、例えば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。
また、本発明における電子注入層には、前述の還元性ドーパントを好ましく含有させることができる。
尚、電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１〜１００ｎｍである。
【０１１９】
正孔注入層又は正孔輸送層（正孔注入輸送層も含む）には芳香族アミン化合物、例えば、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５５】
2012086170.tif 000060
【０１２０】
一般式（Ｉ）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は置換若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若しくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基を表す。
Ｌは連結基である。具体的には置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基、置換若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、又は、２個以上のアリーレン基若しくはヘテロアリーレン基を単結合、エーテル結合、チオエーテル結合、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基、アミノ基で結合して得られる２価の基である。
【０１２１】
また、下記一般式（ＩＩ）の芳香族アミンも正孔注入層又は正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
【化５６】
2012086170.tif 000061
【０１２２】
一般式（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。
本発明の芳香族複素環誘導体は、正孔及び電子を輸送する化合物であるため、正孔注入層又は輸送層、電子注入層又は輸送層にも用いることができる。
【０１２３】
本発明において、有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を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。本発明に用いられ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）、金、銀、白金、銅等が適用できる。また陰極としては、電子注入層又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。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。
【０１２４】
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる、本発明の芳香族複素環誘導体を含有する有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）、あるいは本発明の芳香族複素環誘導体を溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
【０１２５】
本発明の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
本発明の芳香族複素環誘導体を含有する層（特に発光層）を形成する方法としては、例えば、本発明の芳香族複素環誘導体及び必要に応じてドーパント等のその他の材料からなる溶液を成膜する方法が好ましい。
【０１２６】
成膜方法としては、公知の塗布法を有効に利用することができ、例えばスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等が挙げられる。パターン形成をする場合には、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法が好ましい。これらの方法による成膜は、当業者に周知の条件により行うことができる。
成膜後は、真空下に加熱（上限２５０℃）乾燥して、溶媒を除去すればよく、光や２５０℃を超える高温加熱による重合反応は不要である。従って、光や２５０℃を超える高温加熱による素子の性能劣化の抑制が可能である。
【０１２７】
成膜用溶液は、少なくとも１種類の本発明の芳香族複素環誘導体を含有していればよく、また他の正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、アクセプター材料、溶媒、安定剤等の添加剤を含んでいてもよい。
成膜用溶液は、粘度及び／又は表面張力を調節するための添加剤、例えば、増粘剤（高分子量化合物、本発明の高分子化合物の貧溶媒等）、粘度降下剤（低分子量化合物等）、界面活性剤等を含有していてもよい。また、保存安定性を改善するために、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等、有機ＥＬ素子の性能に影響しない酸化防止剤を含有していてもよい。
上記成膜用溶液中の芳香族複素環誘導体の含有量は、成膜用溶液全体に対して０．１〜１５質量％が好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましい。
【０１２８】
増粘剤として使用可能な高分子量化合物としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
【０１２９】
成膜用溶液の溶媒としては、例えばクロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、アニソール等のエーテル系溶媒；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；シクロへキサン、メチルシクロへキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−へキサン、ｎ−へプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロへキサノン、べンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒；エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、１，２−へキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロへキサノール等のアルコール系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。また、これらの溶媒は、１種を単独で又は２種以上を併用することができる。
【０１３０】
これらの溶媒のうち、溶解性、成膜の均一性及び粘度特性等の観点から、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、５−ブチルベンゼン、ｎ−へキシルベンゼン、シクロへキシルベンゼン、１−メチルナフタレン、テトラリン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、アニソール、エトキシベンゼン、シクロへキサン、ビシクロへキシル、シクロヘキセニルシクロヘキサノン、ｎ−ヘプチルシクロへキサン、ｎ−へキシルシクロヘキサン、デカリン、安息香酸メチル、シクロへキサノン、２−プロピルシクロへキサノン、２−へプタノン、３−へプタノン、４−へプタノン、２−オクタノン、２−ノナノン、２−デカノン、ジシクロへキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンがより好ましい。
【０１３１】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の有機ＥＬ素子は、発光層又は発光層を含むユニットを少なくとも２つ有するタンデム素子構成を有する。
このような有機ＥＬ素子では、例えば、２つのユニット間に電荷発生層（ＣＧＬとも呼ぶ）を介在させ、ユニット毎に電子輸送帯域を設けることができる。
【０１３２】
このようなタンデム素子構成の具体的な構成の例を以下に示す。
（１１）陽極／正孔注入・輸送層／燐光発光層／電荷発生層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／陰極
（１２）陽極／正孔注入・輸送層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／燐光発光層／陰極
【０１３３】
これらのような有機ＥＬ素子において、燐光発光層には本発明の芳香族複素環誘導体及び第１実施形態で説明した燐光発光材料を用いることができる。これにより、有機ＥＬ素子の発光効率、及び素子寿命をさらに向上させることができる。また、陽極、正孔注入・輸送層、電子注入・輸送層、陰極には第１実施形態で説明した材料を用いることができる。また、蛍光発光層の材料としては、公知の材料を用いることができる。そして、電荷発生層の材料としては、公知の材料を用いることができる。
【０１３４】
＜第３の実施形態＞
本実施形態の有機ＥＬ素子は、複数の発光層を備え、複数の発光層のいずれか２つの発光層の間に電荷障壁層を有する。本実施形態にかかる好適な有機ＥＬ素子の構成として、特許第４１３４２８０号公報、米国公開特許公報ＵＳ２００７／０２７３２７０Ａ１、国際公開公報ＷＯ２００８／０２３６２３Ａ１に記載されているような構成が挙げられる。
【０１３５】
具体的には、陽極、第１発光層、電荷障壁層、第２発光層及び陰極がこの順に積層された構成において、第２発光層と陰極の間に三重項励起子の拡散を防止するための電荷障壁層を有する電子輸送帯域を有する構成が挙げられる。ここで電荷障壁層とは隣接する発光層との間でＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位のエネルギー障壁を設けることにより、発光層へのキャリア注入を調整し、発光層に注入される電子と正孔のキャリアバランスを調整する目的を有する層である。
【０１３６】
このような構成の具体的な例を以下に示す。
（２１）陽極／正孔注入・輸送層／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／電子注入・輸送層／陰極
（２２）陽極／正孔注入・輸送層／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／第３発光層／電子注入・輸送層／陰極
【０１３７】
これらの第１発光層、第２発光層、及び第３発光層のうちの少なくともいずれかに本発明の芳香族複素環誘導体及び第１実施形態で説明した燐光発光材料を用いることができる。これにより、有機ＥＬ素子の発光効率、及び素子寿命を向上させることができる。
【０１３８】
また、例えば、第１発光層を赤色に発光させ、第２の発光層を緑色に発光させ、第３の発光層を青色に発光させることにより、素子全体として白色に発光させることができる。このような有機ＥＬ素子は、照明やバックライト等の面光源として好適に利用できる。
【０１３９】
尚、陽極、正孔注入・輸送層、電子注入・輸送層、陰極には第１実施形態で説明した材料を用いることができる。
また、電荷障壁層の材料としては、公知の材料を用いることができる。
【実施例】
【０１４０】
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に記載するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。【０１４１】
＜蒸着により作製した有機ＥＬ素子の実施例＞
実施例１
（１）化合物Ｈ−１の合成
【化５７】
2012086170.tif 000062
【０１４２】
アルゴン雰囲気下、ジベンゾフラン−４−ボロン酸４．６６ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−９Ｈ−カルバゾール４．９２ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム（０）０．０３５ｇ（０．６ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン１２０ｍＬ及び２Ｍ炭酸水素ナトリウム水溶液６０ｍＬの混合物を８時間加熱還流撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、トルエン／イオン交換水で抽出し、トルエン層を濃縮し、得られた固体をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、薄黄色固体の中間体Ａ６．００ｇ（収率９０％）を得た。
次に、アルゴン雰囲気下、中間体Ａ４．４０ｇ（１３．２ｍｍｏｌ）、５５ｗｔ％ＮａＨ（ｉｎ  ｏｉｌ）０．６９１ｇ（約１５．８ｍｍｏｌ）を脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３０ｍＬに溶解した。次に、脱水ＤＭＦ３０ｍＬに２，４−ジクロロピリミジン０．５９６ｇ（４．００ｍｍｏｌ）を溶解し、ゆっくりと滴下し、３時間撹拌、反応した。反応終了後、反応液にイオン交換水を添加し、析出物をろ取し、酢酸エチルにて加熱、洗浄を行い白色粉末Ｈ−１、２．２２ｇ（収率７５％）を得た。【０１４３】
得られた化合物について、ＨＰＬＣ（Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）、ＦＤ−ＭＳ（Ｆｉｅｌｄ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ−Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）の分析結果を以下に示す。
ＨＰＬＣ：純度９９．９％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ５２Ｈ３０Ｎ４Ｏ２＝７４３
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝７４３（Ｍ＋，１００）【０１４４】
（２）有機ＥＬ素子の作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中にて５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した。
このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず、ガラス基板の透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして、化合物Ａを厚さ４０ｎｍで蒸着し、正孔注入層を得た。次いで、この膜上に、化合物Ｂを厚さ２０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を得た。
この正孔輸送層上に、燐光用ホスト材料である化合物Ｈ−１と燐光用ドーパントであるＩｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）３とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ｉｒ（Ｐｈ−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３０ｎｍの化合物Ｃ、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。尚、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。【０１４５】
【化５８】
2012086170.tif 000063
【０１４６】
（３）有機ＥＬ素子の評価方法
作製した有機ＥＬ素子を、直流電流駆動により発光させ、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧（Ｖ）及び発光効率（ｃｄ／Ａ）、並びに輝度が９０％まで減少する寿命（ＬＴ９０、初期輝度５２００ｃｄ／ｍ２）を測定した。測定結果を表１に示す。【０１４７】
実施例２〜実施例６及び比較例１〜４
実施例１において、燐光用ホスト材料を化合物Ｈ−１から下記に示す化合物Ｈ−２〜Ｈ−６及び化合物Ｄ〜Ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜４の有機ＥＬ素子を作製し評価した。結果を表１に示す。【０１４８】
（化合物Ｈ−２の合成）
【化５９】
2012086170.tif 000064
【０１４９】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｂ（２．４１ｇ、８．４ｍｍｏｌ），中間体Ｃ（１．７１ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、ジクロロ（ジフェニルホスフィノフェロセン）パラジウム−塩化メチレン錯体（０．０５７ｇ、０．０７ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン（２１ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１０．５ｍＬ）を順次加えて４時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、析出した固体を濾取し、１，４−ジオキサン及び水で洗浄し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Ｄ（２．２９ｇ，収率８１％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ（２．０４ｇ、５．０ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ（０．５６ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０９２ｇ、０．１０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．１１６ｇ、０．４０ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．６７ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（２５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。【０１５０】
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−２（２．１８ｇ，収率８８％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．９％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７０Ｈ４４Ｎ６＝９６９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝９６９（Ｍ＋，１００）【０１５１】
（化合物Ｈ−３の合成）
【化６０】
2012086170.tif 000065
【０１５２】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｂ（２．４１ｇ、８．４ｍｍｏｌ），中間体Ｆ（１．７１ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、ジクロロ（ジフェニルホスフィノフェロセン）パラジウム−塩化メチレン錯体（０．０５７ｇ、０．０７ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン（２１ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１０．５ｍＬ）を順次加えて４時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、析出した固体を濾取し、１，４−ジオキサン及び水で洗浄し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Ｇ（２．４９ｇ，収率８６％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．０４ｇ、５．０ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ（０．５６ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０９２ｇ、０．１０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．１１６ｇ、０．４０ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．６７ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（２５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。【０１５３】
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−３（１．９５ｇ，収率８１％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．９％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７０Ｈ４４Ｎ６＝９６９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝９６９（Ｍ＋，１００）【０１５４】
（化合物Ｈ−４の合成）
【化６１】
2012086170.tif 000066
【０１５５】
アルゴン雰囲気下、中間体Ａ（１．６７ｇ、５．０ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ（０．５６ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０９２ｇ、０．１０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．１１６ｇ、０．４０ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．６７ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（２５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。【０１５６】
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−４（１．７２ｇ，収率８４％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．９％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７０Ｈ４４Ｎ６＝８１９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝８１９（Ｍ＋，１００）【０１５７】
（化合物Ｈ−５の合成）
【化６２】
2012086170.tif 000067
【０１５８】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｈ（３．１６ｇ、１１ｍｍｏｌ），中間体Ｆ（２．４６ｇ、１０ｍｍｏｌ）、ジクロロ（ジフェニルホスフィノフェロセン）パラジウム−塩化メチレン錯体（０．０８１ｇ、０．１ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン（３０ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１５ｍＬ）を順次加えて４時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、析出した固体を濾取し、１，４−ジオキサン及び水で洗浄し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Ｉ（３．２７ｇ，収率８０％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｉ（３．３５ｇ、８．２ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ（０．９０ｇ、４．０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（１．１６ｇ、８．４ｍｍｏｌ）を無水ジメチルホルムアミド（６０ｍＬ）に加え、１２０℃に加熱して１６時間攪拌した。【０１５９】
室温まで反応液を冷却した後、トルエンを加えて希釈し、飽和塩化アンモニウム水で洗浄したのち有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−５（２．１０ｇ，収率５４％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．７％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７０Ｈ４４Ｎ６＝９６９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝９６９（Ｍ＋，１００）【０１６０】
（化合物Ｈ−６の合成）
【化６３】
2012086170.tif 000068
【０１６１】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（１２．２５ｇ、３０ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ（６．７５ｇ、３０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．２７５ｇ、０．３０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．３４８ｇ、１．２０ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（４．０４ｇ、４２ｍｍｏｌ）、無水トルエン（１５０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、塩化メチレンで洗浄したのち減圧乾燥し、中間体Ｊ（８．４６ｇ，収率４７％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｊ（１．７９ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、中間体Ｄ（１．２９ｇ、３．１５ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０２７ｇ、０．０３ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０３５ｇ、０．１２ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．４３ｇ、４．５ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１６２】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−６（２．４１ｇ，収率８３％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．３％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７０Ｈ４４Ｎ６＝９６９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝９６９（Ｍ＋，１００）
【化６４】
2012086170.tif 000069
2012086170.tif 000070
【０１６３】
【表１】
2012086170.tif 000071
【０１６４】
＜有機ＥＬ素子用材料溶液を用いて作製した有機ＥＬ素子の実施例＞
実施例７
（化合物Ｈ−７の合成）
【化６５】
2012086170.tif 000072
【０１６５】
４−ブロモベンズアルデヒド（７．４０ｇ、４０ｍｍｏｌ）、アセトフェノン（４．８１、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（８０ｍＬ）に溶解し、水酸化ナトリウム（０．１６ｇ、４ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間攪拌した。その後、  ４−ブロモベンズアミジン塩酸塩（７．０７ｇ、３０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（１．６０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を加えエタノール（４０ｍＬ）を追加し、加熱還流下８時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、目的とする中間体Ｋ（８．８５ｇ、収率９５％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｋ（１．４０ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１２時間加熱還流した。【０１６６】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−７（２．７６ｇ，収率８２％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．４％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ８２Ｈ５２Ｎ６＝１１２１、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１１２１（Ｍ＋，１００）【０１６７】
（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ塗布基板の作成）
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ水分散液（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ社製ＣｌｅｖｉｏｕｓＡＩ４０８３）と水、イソプロピルアルコールを、５：３：２の比率で混合しＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液を調製した。電極配線パターンを形成した２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．７ｍｍのＩＴＯ基板（ジオマッテック社製）を、イソプロピルアルコール中にて５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した後、スピンコート法により膜厚が４０ｎｍになるように、先のＰＥＤＯ：ＰＳＳ分散液を塗布成膜した。塗布成膜後、取り出し電極部分を水でふき取り、その後、大気中、２００℃で３０分間焼成し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ塗布基板を作成した。【０１６８】
（有機ＥＬ素子用材料溶液の調製と有機ＥＬ発光層の成膜）
溶媒として蒸留精製した脱水トルエンを用い、ホストとしてＨ−１、ドーパントとしてＩｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３を、ホストに対して２０重量％になるように添加し、９０℃の加熱撹拌により、総固形分比が２．５ｗｔ％の溶液を調製した。次いで、本溶液を用い、先のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ塗布基板上にスピンコート法（５００ｒｐｍ×３秒、次いで３０００ｒｐｍ×６０秒）により有機ＥＬ発光層を成膜した。有機ＥＬ発光層を成膜した後、取り出し電極部分をトルエンでふき取り、その後、１００℃で３０分間ホットプレート上にて加熱乾燥した。溶液の調製、及び、有機ＥＬ発光層の成膜は、全てグローブボックス中、窒素雰囲気下で実施した。【０１６９】
（有機ＥＬ素子の作成）
有機ＥＬ発光層を成膜した基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、電子輸送材料として化合物Ｃを、蒸着速度１Å／秒で２０ｎｍ成膜した。その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、蒸着速度０．１Å／秒で１ｎｍ成膜し、アルミニウム（Ａｌ）を３Å／秒で１５０ｎｍ成膜した。【０１７０】
（有機ＥＬ素子の評価方法）
上記で作製した有機ＥＬ素子を、直流電流駆動により発光させ、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧（Ｖ）及び発光効率（ｃｄ／Ａ）、並びに輝度が９０％まで減少する寿命（ＬＴ９０、初期輝度５２００ｃｄ／ｍ２）を測定した。測定結果を表２に示す。【０１７１】
実施例８〜実施例２０
実施例７において、燐光用ホスト材料を、化合物Ｈ−１から化合物Ｈ−２〜Ｈ１４に変更した以外は、実施例７と同様にして、実施例８〜２０の有機ＥＬ素子を作製し評価した。化合物Ｈ−８〜Ｈ−１４については、合成法を以下に示す。また結果を表２に示す。【０１７２】
比較例５〜８
化合物Ｄ〜化合物Ｇについて、実施例７に記載の有機ＥＬ素子用材料溶液の調製と有機ＥＬ発光層の形成と同様の方法により、溶液の調製と成膜を試みた。その結果、溶解せずに白濁した状態となる、または、一時的に溶解したとしてもすぐに材料の析出が生じる、または、成膜時に微結晶が形成し均一な膜が形成できない、などにより、均一な発光が得られる有機ＥＬ発光層が得られなかった。【０１７３】
（化合物Ｈ−８の合成）
【化６６】
2012086170.tif 000073
【０１７４】
ベンズアルデヒド（２．１２ｇ、２０ｍｍｏｌ）、３−ブロモベンズアミジン塩酸塩（９．４２ｇ、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（１２０ｍＬ）に溶解し、水酸化カリウム（４．４８ｇ、８０ｍｍｏｌ）を加え、加熱還流下８時間反応させた。エタノールを減圧下留去し、残渣を塩化メチレンに溶解し、飽和塩化アンモニウム水で洗浄したのち有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。
残渣をアセトン１００ｍＬに溶解し、室温で攪拌しながらＤＤＱ（２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−ｐ−ベンゾキノン）（４．５４ｇ、２０ｍｍｏｌ）を少しずつ添加し、その後さらに１時間攪拌した。不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的とする中間体Ｌ（５．７９ｇ、収率６２％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｌ（１．４０ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１７５】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−８（３．００ｇ，収率８９％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．２％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ８２Ｈ５１Ｎ７＝１１２２、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１１２２（Ｍ＋，１００）【０１７６】
（化合物Ｈ−９の合成）
【化６７】
2012086170.tif 000074
【０１７７】
４−ブロモベンズアルデヒド（７．４０ｇ、４０ｍｍｏｌ）、３’−ブロモアセトフェノン（７．９６、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（８０ｍＬ）に溶解し、水酸化ナトリウム（０．１６ｇ、４ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間攪拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩（４．７０ｇ、３０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（１．６０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を加えエタノール（４０ｍＬ）を追加し、加熱還流下８時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、目的とする中間体Ｍ（６．７５ｇ、収率７２％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｍ（１．４０ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１７８】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−９（２．９０ｇ，収率８６％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．６％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ８２Ｈ５２Ｎ６＝１１２１、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１１２１（Ｍ＋，１００）【０１７９】
（化合物Ｈ−１０の合成）
【化６８】
2012086170.tif 000075
【０１８０】
３，５−ジブロモベンズアルデヒド（１０．５６ｇ、４０ｍｍｏｌ）、アセトフェノン（４．８１、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（８０ｍＬ）に溶解し、水酸化ナトリウム（０．１６ｇ、４ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間攪拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩（４．７０ｇ、３０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（１．６０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を加えエタノール（４０ｍＬ）を追加し、加熱還流下８時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、目的とする中間体Ｎ（５．２０ｇ、収率５６％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｎ（１．４０ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１８１】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−１０（２．７０ｇ，収率８０％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．２％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ８２Ｈ５２Ｎ６＝１１２１、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１１２１（Ｍ＋，１００）【０１８２】
（化合物Ｈ−１１の合成）
【化６９】
2012086170.tif 000076
【０１８３】
４−ブロモベンズアルデヒド（７．４０ｇ、４０ｍｍｏｌ）、４−アセチル−４’−ブロモビフェニル（１１．０１ｇ、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（８０ｍＬ）に溶解し、水酸化ナトリウム（０．１６ｇ、４ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間攪拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩（４．７０ｇ、３０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（１．６０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を加えエタノール（４０ｍＬ）を追加し、加熱還流下８時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄した。再度エタノール２００ｍＬを添加し、１時間加熱還流したのち濾取し、真空乾燥して目的とする中間体Ｏ（９．３２ｇ、収率８６％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．４０ｇ、５．８８ｍｍｏｌ）、中間体Ｏ（１．５２ｇ、２．８０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１８４】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−１１（２．７５ｇ，収率８２％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．７％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ８８Ｈ５６Ｎ６＝１１９７、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１１９７（Ｍ＋，１００）【０１８５】
（化合物Ｈ−１２の合成）
【化７０】
2012086170.tif 000077
【０１８６】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｅ（４．５０ｇ、２０ｍｍｏｌ）、４−クロロフェニルボロン酸（３．１３ｇ、２０ｍｍｏｌ）、ジクロロ（ビストリフェニルホスフィン）パラジウム錯体（０．３５１ｇ、０．５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン（８０ｍＬ）、２Ｍ炭酸カリウム水溶液（４０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、トルエンを加えて希釈し、水で洗浄し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体Ｐ（４．０３ｇ，収率６７％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｐ（０．９０ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１０時間加熱還流した。【０１８７】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−１２（２．６７ｇ，収率８５％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．３％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ７６Ｈ４８Ｎ６＝１０４５、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１０４５（Ｍ＋，１００）【０１８８】
（化合物Ｈ−１３の合成）
【化７１】
2012086170.tif 000078
【０１８９】
アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、２，４，６−トリクロロピリミジン（０．３６７ｇ、２．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１９０】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−１３（１．９５ｇ，収率７５％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．０％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ９４Ｈ５８Ｎ８＝１２９９、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１２９９（Ｍ＋，１００）【０１９１】
（化合物Ｈ−１４の合成）
【化７２】
2012086170.tif 000079
【０１９２】
３，５−ジブロモベンズアルデヒド（１０．５６ｇ、４０ｍｍｏｌ）、４’−ブロモアセトフェノン（７．９６、４０ｍｍｏｌ）をエタノール（１６０ｍＬ）に溶解し、水酸化ナトリウム（０．１６ｇ、４ｍｍｏｌ）を加え、室温で８時間攪拌した。その後、ベンズアミジン塩酸塩（４．７０ｇ、３０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム（１．６０ｇ、４０ｍｍｏｌ）を加えエタノール（８０ｍＬ）を追加し、加熱還流下８時間反応させた。生成した白色粉末を濾取し、液の着色が無くなるまでエタノールで洗浄し、さらに水、エタノールで洗浄したのち真空乾燥し、目的とする中間体Ｑ（９．３８ｇ、収率８６％）を得た。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｇ（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、中間体Ｑ（１．０９ｇ、２．０ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．０５５ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．０７０ｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（０．８７ｇ、９．０ｍｍｏｌ）、無水トルエン（６０ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。【０１９３】
室温まで反応液を冷却した後、不溶物を濾過して除き、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、Ｈ−１４（１．９５ｇ，収率７５％）を得た。
ＨＰＬＣ：純度９９．４％
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ１１２Ｈ７０Ｎ８＝１５２８、
ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝１５２８（Ｍ＋，１００）【０１９４】
【化７３】
2012086170.tif 000080
【０１９５】
【表２】
2012086170.tif 000081
【０１９６】
＜有機ＥＬ素子用材料溶液を用いて作製した薄膜の蛍光スペクトル測定＞
実施例２１
溶媒として脱水１，４−ジオキサンを用い、ホストとしてＨ−２を１ｗｔ％、ドーパントとしてＩｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３を、ホストに対して５、１０、２０重量％になるように添加して各濃度の溶液を調製した。次いで、石英基盤（２５×２５×１ｍｍ)上にスピンコート（５００rpm×３秒、次いで３０００rpm×６０秒）し、風乾の後、１００℃で３０分間ホットプレート上で加熱乾燥した。操作は、全てグローブボックス中、窒素雰囲気下で実施した。
次に、得られた薄膜を３５０ｎｍの励起光を用いて、蛍光スペクトル及び量子収率を測定した。結果を表３に示す。また、図１に、ホストとして用いたＨ−２のみを用いて作製した薄膜の蛍光スペクトルを示し、図３に、ドーパントとして用いたＩｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３のみを用いて作製した薄膜の蛍光スペクトルを示す（蛍光スペクトルピーク波長５１３ｎｍ、半値幅５８ｎｍ、蛍光量子収率：０．２１）。さらに、図４に、ホストとしてＨ−２を用い、ドーパントとして上記各濃度のＩｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３を添加して作製した薄膜の蛍光スペクトルを示す。【０１９７】
【化７４】
2012086170.tif 000082
【０１９８】
実施例２２
ホストをＨ−３に変更した以外は、実施例５と同様に溶液を調製し、薄膜を作製し、蛍光スペクトル及び量子収率を測定した。結果を表３に示す。また、図２に、ホストとして用いたＨ−３のみを用いて作製した薄膜の蛍光スペクトルを示す。さらに、図５に、ホストとしてＨ−３を用い、ドーパントとして上記各濃度のＩｒ（ｎＢｕＰＰｙ）３を添加して作製した薄膜の蛍光スペクトルを示す。【０１９９】
【表３】
2012086170.tif 000083
【０２００】
薄膜の蛍光スペクトルの比較から明らかなように、ホストとドーパントを混合して製膜した薄膜のスペクトルはドーパントに起因するものであり、ホストからドーパントへのエネルギー移動が適切に行われていることが示されている。
よって、本発明で開発されたホスト材料は、溶液を使用する塗布等に適用する材料として有用であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
本発明の芳香族複素環誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として有用である。
また、可溶性を有し、塗布プロセスに適した本発明の芳香族複素環誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料溶液として有用である。【０２０２】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。
【図１】
2012086170.tif 000089
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2012086170.tif 000095
2012086170.tif 000096
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