(57)【要約】    【課題】発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てを改善した有機薄膜発光素子を提供すること。    【解決手段】３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基と、連結基と、ジベンゾチオフェンジオキサイド基を有する化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
【化１】
2014138006.tif 000070
（式中、Ａｒ１は３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Ｌ１は単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Ｚは下記一般式（２）で表される基である。ｎ１は１以上の整数である。ｎ１が２以上の場合、Ｌ１、Ｚはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。）
【化２】
2014138006.tif 000071
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしＲ１〜Ｒ８のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。）
【請求項２】
Ａｒ１がフルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基である請求項１記載の発光素子材料。
【請求項３】
Ａｒ１が下記一般式（３）で表される請求項１または２記載の発光素子材料。
【化３】
2014138006.tif 000072
（式中、Ｒ９〜Ｒ２０は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基およびシリル基からなる群より選ばれる。ただしＲ９〜Ｒ２０のうちｎ１個の位置でＬ１と連結する。
【請求項４】
陽極と陰極の間に有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、前記有機層に請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料を含有する発光素子。
【請求項５】
前記有機層が発光層を含み、該発光層が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料を含む請求項４記載の発光素子。
【請求項６】
前記発光層がホスト材料とドーパント材料を有し、該ドーパント材料が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料である請求項５記載の発光素子。
【請求項７】
前記有機層が電子輸送層を含み、該電子輸送層が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料を含む請求項４記載の発光素子。
【請求項８】
前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式（４）で表される化合物を含む請求項６記載の発光素子。
【化４】
2014138006.tif 000073
（Ｒ２１〜Ｒ３０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２からなる群より選ばれる。ただしＲ２１〜Ｒ３０のうちｎ２個の位置でＬ２と連結する。Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ２は電子受容性窒素を含む芳香族複素環基である。ｎ２は１以上の整数である。ｎ２が２以上の場合、Ｌ２およびＡｒ２はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。）
【請求項９】
一般式（４）において、下記条件（a）〜（c）のいずれかを満たす請求項８記載の発光素子。
（a）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２６がアリール基もしくはヘテロアリール基である。
（b）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２３がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつＲ２６、Ｒ２７、Ｒ２８がいずれも水素原子である。
（c）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２３がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつＲ２７がアルキル基、アリール基もしくはヘテロアリール基である。
【請求項１０】
前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式（５）または（６）で表される化合物を含む請求項６記載の発光素子。
【化５】
2014138006.tif 000074
（Ｒ３３〜Ｒ４０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ４１Ｒ４２からなる群より選ばれる。Ｒ４１およびＲ４２はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ４１およびＲ４２が縮合して環を形成していてもよい。ただし、Ｒ３３〜Ｒ４０のうち少なくとも１つはそれ自身が三次元的立体構造を有するか、またはフェナントロリン骨格とのもしくは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するものである。）
【化６】
2014138006.tif 000075
（Ｒ４３〜Ｒ５０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５１Ｒ５２からなる群より選ばれる。Ｒ５１およびＲ５２はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ５１およびＲ５２が縮合して環を形成していてもよい。ただし、ｎ３個のフェナントロリン骨格はそれぞれＲ４３〜Ｒ５０のうち少なくとも一つの位置でＸと連結する。ｎ３は２以上の整数である。Ｘは単結合または複数のフェナントロリン骨格を連結する連結ユニットである。）
【請求項１１】
前記有機層が発光層および電子輸送層を含む発光素子であって、発光層のドーパント材料が請求項１〜３のいずれか記載の発光素子材料であり、かつ電子輸送層が下記一般式（７）で表される化合物を含む請求項６記載の発光素子。
【化７】
2014138006.tif 000076
（式中、Ａｒ３はアリール基もしくはヘテロアリール基を表し、Ｙは下記一般式（８）で表される。Ｌ３は単結合、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。ｎ４は１もしくは２である。ｎ４が２のとき２つのＹは同じでも異なっていてもよい。）
【化８】
2014138006.tif 000077
（式中、環Ａおよび環Ｂは、それぞれ、ベンゼン環、縮合芳香族炭化水素環、単環芳香族複素環、または縮合芳香族複素環を表す。ただし、環Ａおよび環Ｂを構成する少なくとも１つの原子は電子受容性窒素である。環Ａおよび環Ｂが置換されている場合の置換基、ならびにＲ５３は、それぞれ、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５４Ｒ５５からなる群より選ばれる。Ｒ５３は水素であってもよい。Ｒ５４およびＲ５５はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ５４およびＲ５５が縮合して環を形成していてもよい。ただし、Ｒ５３、環Ａおよび環Ｂのうちいずれかの位置でＬ３と連結する。ｎ４が２のとき、２個のＹがＬ３と連結する位置はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。）
【請求項１２】
一般式（７）において、Ａｒ３がフルオランテン骨格を含む基である請求項１１記載の発光素子。
【請求項１３】
陽極と陰極の間にさらに正孔輸送層を含み、該正孔輸送層がカルバゾール骨格を有する材料を含有する請求項６〜１２のいずれか記載の発光素子。
【請求項１４】
前記カルバゾール骨格を有する材料がカルバゾール多量体である請求項１３記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子およびそれに用いられる材料に関する。本発明は、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。
【０００３】
この研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって有機薄膜素子が高輝度に発光することが示されて以来、多数の実用化検討がなされており、有機薄膜発光素子は、携帯電話のメインディスプレイなどに採用されるなど着実に実用化が進んでいる。しかし、まだ技術的な課題も多く、中でも素子の高効率発光化と長寿命化の両立は大きな課題のひとつである。特に青色発光素子に関しては高効率発光・長寿命の両立に対する有効な解決手段が見出されていない。
【０００４】
このような状況の中で、電子親和力や蛍光量子収率の高さ、多色発光の容易性という観点からチオフェンジオキサイド誘導体が着目されており、中でもジベンゾチオフェンジオキサイド誘導体を用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１３１７４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の技術では、素子の発光効率を向上させると、もしくは駆動電圧を低下させると、耐久寿命が低下するという問題があり、高い発光効率、低駆動電圧、さらに長寿命も両立させる技術は未だ見出されていない。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てを改善した有機薄膜発光素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする発光素子材料である。
【０００９】
【化１】
2014138006.tif 000002
【００１０】
式中、Ａｒ１は３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Ｌ１は単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Ｚは下記一般式（２）で表される基である。ｎ１は１以上の整数である。ｎ１が２以上の場合、Ｌ１、Ｚはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
【００１１】
【化２】
2014138006.tif 000003
【００１２】
式中、Ｒ１〜Ｒ８は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしＲ１〜Ｒ８のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の要求特性を同時に満足する有機薄膜発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
一般式（１）で表される化合物について詳細に説明する。
【００１５】
【化３】
2014138006.tif 000004
【００１６】
式中、Ａｒ１は３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、かつフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。Ｌ１は単結合、アリーレン基、またはヘテロアリーレン基である。Ｚは下記一般式（２）で表される基である。ｎ１は１以上の整数である。ｎ１が２以上の場合、Ｌ１、Ｚはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
【００１７】
【化４】
2014138006.tif 000005
【００１８】
式中、Ｒ１〜Ｒ８は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、シリル基および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。ただしＲ１〜Ｒ８のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
【００１９】
上記、アリーレン基とは、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などの芳香族炭化水素基から導かれる２価もしくは３価の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。一般式（１）のＬ１がアリーレン基の場合、核炭素数は６以上３０以下の範囲が好ましい。アリーレン基としては、具体的には、１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基、１，２−フェニレン基、４，４’−ビフェニレン基、４，３’−ビフェニレン基、３，３’−ビフェニレン基、１，４−ナフチレン基、１，５−ナフチレン基、２，５−ナフチレン基、２，６−ナフチレン基、２，７−ナフチレン基などが挙げられる。より好ましくは１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基である。
【００２０】
ヘテロアリーレン基とは、ピリジル基、キノリニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ナフチリジル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する芳香族基から導かれる２価もしくは３価の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリーレン基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２〜３０の範囲である。
【００２１】
アルキル基とは、例えば、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、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換されている場合の追加の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、好ましくは１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
【００２２】
シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
【００２３】
複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
【００２４】
アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
【００２５】
シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。
【００２６】
アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
【００２７】
アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
【００２８】
アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
【００２９】
アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介した芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
【００３０】
アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールエーテル基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
【００３１】
アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基、フルオランテニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
【００３２】
ヘテロアリール基とは、フラニル基、チオフェニル基、ピリジル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ナフチリジル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上３０以下の範囲である。
【００３３】
カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、およびシリル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。ここで、置換基としては、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これら置換基はさらに置換されてもよい。隣接置換基との間に形成される縮合環は共役でも非共役でもよく、無置換でも置換されていても構わない。またさらに別の環と縮合してもよい。
【００３４】
上記の全ての基において、水素は重水素であってもよい。また、ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。
【００３５】
Ｒ１〜Ｒ８のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結するとは、Ｒ１〜Ｒ８が連結している炭素原子とＬ１が直接結合することをいう。
一般式（１）で表される化合物はジベンゾチオフェンジオキサイド基を有する。ジベンゾチオフェンジオキサイド基は硫黄原子と結合した２つの酸素原子がチオフェン骨格平面に対してそれぞれ直交した立体構造を取るために立体障害が大きく、分子間の相互作用を抑制する。これによって材料のアモルファス性やガラス転位温度が高くなるため、当該材料を含む薄膜の安定性が向上し、発光素子の耐久寿命が向上する。また分子間の相互作用を抑制することにより、濃度消光を防ぐことができるため、ジベンゾチオフェンジオキサイド基は発光効率の向上にも寄与する。さらにジベンゾチオフェンジオキサイド基は強い電子求引性基であることから、一般式（１）の化合物は電子親和性に優れた材料であり、電子輸送材料や発光層のホスト材料として用いると発光素子の駆動電圧を下げることができる。また発光層のドーパント材料として用いると強い電子トラップ効果が発現し、過剰な電子が陽極側に漏れ出すことを防げるため、素子の発光効率と耐久性が向上する。
【００３６】
また一般式（１）で表される化合物は、３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基のうち、フェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれるＡｒ１を有する。一般に芳香族炭化水素基は電子による還元や正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができるため、発光素子の耐久性向上に寄与する。また芳香族炭化水素基のうち３つ以上の環が縮合しているものは、２つの環が縮合しているものと比較して強い蛍光発光を示すため、発光効率の向上に寄与する。ただし３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基のうちフェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基は、発光スペクトルが紫外領域に存在しており、これを長波長シフトさせて青色発光を得ることは難しい。従って、Ａｒ１は３つ以上の環が縮合した芳香族炭化水素基であり、フェナントリル基、フルオレニル基、トリフェニレニル基以外の基から選ばれる。
【００３７】
本発明の一般式（１）で表される化合物は、分子中にジベンゾチオフェンジオキサイド基とＡｒ１を有していることから、強い蛍光発光、高い電子親和性、薄膜安定性、電気化学的安定性などの特長を併せ持っている。これらの特性により、本発明の一般式（１）で表される化合物を発光素子を構成するいずれかの層に用いると、発光効率と耐久性に優れた有機薄膜発光素子を得ることができる。
【００３８】
また一般式（１）において、Ａｒ１を構成する縮合環の数を増やして共役系を伸ばしていくと、発光スペクトルが過剰に長波長側にシフトし、緑色〜赤色発光を示すため、縮合環の数は３以上８以下が好ましい。
【００３９】
Ａｒ１として好ましくはアントラセニル基、ベンゾ［ａ］アントラセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フルオレニル基、ジベンゾ［ａ，ｃ］フルオレニル基、フルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基などが挙げられ、特に好ましくはフルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基である。
【００４０】
フルオランテン骨格を含む芳香族炭化水素基とは、フルオランテン骨格を分子構造内に有する基であり、置換基を有していても有していなくてもよい。隣接する置換基で環を形成してもよい。すなわち本発明において「フルオランテン骨格を含む」とは、ベンゾフルオランテン骨格やベンゾアセアントリレン骨格など、フルオランテン骨格の一部の環にさらに縮合環が付随する骨格も含むものである。隣接する置換基で形成された環の大きさについては特に限定されないが、分子構造の安定性の観点から５員環もしくは６員環が好ましい。また、形成される環は脂肪族環でも芳香族環でもよい。隣接する置換基で形成された環はさらに置換基を有していてもよく、もしくはさらに縮環されていてもよい。フルオランテン骨格は５π電子系の５員環構造を有する。５π電子系の５員環構造は、電子が１つ入る（還元される）と、６π電子系となり芳香族安定化が起こる（ヒュッケル則）。このため、５π電子系の５員環構造は高い電子親和性を示す。このため一般式（１）で表される化合物の電子親和性をさらに強めることができ、発光素子の駆動電圧低下や、耐久性の向上に寄与することができるため好ましい。フルオランテン骨格を含む基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１６以上４０以下の範囲である。具体的には、例えば、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、ベンゾアセアントリレニル基、ベンゾアセフェナントレニル基、インデノフルオランテニル基、アセナフトフルオランテニル基などが挙げられる。
【００４１】
Ａｒ１は無置換でも置換されていても構わないが、置換されている場合の置換基はアルキル基もしくはアリール基が好ましい。Ａｒ１とＬ１が連結する位置は特に限定されないが、蛍光量子収率の向上に寄与することから、Ａｒ１がアントラセニル基の場合は９位および／または１０位、ベンゾ［ａ］アントラセニル基の場合は７位および／または１２位、ピレニル基の場合は１位、３位、６位および／または８位、クリセニル基の場合は６位および／または１２位、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセニル基の場合は２位および／または１０位、ベンゾ［ｃ］フルオレニル基の場合は５位および／または９位、ジベンゾ［ａ，ｃ］フルオレニル基の場合は３位および／または１１位、フルオランテニル基の場合は３位で連結するのが特に好ましい。
【００４２】
さらに、Ａｒ１は一般式（３）で表される基であると好ましい。
【００４３】
【化５】
2014138006.tif 000006
【００４４】
式中、Ｒ９〜Ｒ２０は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基およびシリル基からなる群より選ばれる。ただしＲ９〜Ｒ２０のうちｎ１個の位置でＬ１と連結する。
【００４５】
一般式（３）で表される基はフルオランテンにベンゼン環が１つ縮環したベンゾフルオランテン骨格を有しており、電子親和力に優れた骨格である。またフルオランテンに比べπ共役系が広くなっているため、蛍光量子収率が高く、強い青色発光を呈することから、発光素子の高効率化に寄与する。
【００４６】
一般式（３）においてＲ９〜Ｒ２０のうちＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１５、Ｒ２０の中からｎ１個の位置でＬ１と連結すると、一般式（１）で表される化合物の蛍光量子収率が上がり、発光効率がより向上するため好ましい。特にＲ１１および／またはＲ１２の位置でＬ１と連結すると、分子間相互作用が効率よく抑制され、発光効率がより向上するためさらに好ましい。
【００４７】
一般式（１）において、ｎ1は１以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。従ってｎ1は１または２が好ましく、特にｎ１＝１が好ましい。
【００４８】
また一般式（２）において、Ｒ１の位置でＬ１と連結する場合、分子のねじれによって分子間の相互作用が抑制され、材料のアモルファス性やガラス転位温度が高くなり、薄膜の安定性がより向上するため好ましい。またＲ３の位置でＬ１と連結する場合、ジベンゾチオフェンジオキサイド基の持つ電子求引性が分子全体に作用しやすくなり、一般式（１）で表される化合物の電子親和性がより増すため好ましい。
【００４９】
一般式（１）で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
【００５０】
【化６】
2014138006.tif 000007
【００５１】
【化７】
2014138006.tif 000008
【００５２】
【化８】
2014138006.tif 000009
【００５３】
一般式（１）で表される化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。まずジベンゾチオフェンジオキサイド骨格を有する前駆体の合成法としては、ジベンゾチオフェンのハロゲン化体を酢酸中で過酸化水素水と加熱攪拌することで酸化し、ジベンゾチオフェンジオキサイドのハロゲン化体とする方法が挙げられる。これを適当なパラジウム触媒と塩基の存在下、ピナコールジボランと加熱混合することでボロン酸エステル化し、Ａｒ１のハロゲン化体、もしくはＬ１上にハロゲンを有するＡｒ１とＬ１の連結体と鈴木−宮浦型のカップリング反応を行なうことにより目的の一般式（１）で表される化合物を得ることができるが、方法はこれに限定されるものではない。
【００５４】
一般式（１）で表される化合物は、発光素子材料として用いられる。ここで発光素子材料とは、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表し、後述するように、正孔輸送層、発光層および電子輸送層から選ばれた層に使用される材料であるほか、陰極の保護膜に使用される材料も含む。一般式（１）で表される化合物を、発光素子のいずれかの層に使用することにより、高い発光効率が得られ、かつ耐久性に優れた発光素子が得られる。
【００５５】
一般式（１）で表される化合物は、高い電子親和性と蛍光量子収率を有するため、発光層もしくは電子輸送層に用いるのが好ましい。特に発光層のドーパント材料として用いると、その電子親和性の強さにより発光層内で過剰の電子をトラップし、正孔輸送層の劣化を防ぎ、素子の耐久性が向上するため好ましい。
【００５６】
また、一般式（１）で表される化合物を発光層のドーパント材料として用いる場合、電子輸送材料として一般式（４）〜（７）で表される化合物のいずれかを用いると、より多くの電子を発光層に注入でき、発光素子の発光効率が向上するため好ましい。一般に電子輸送材料により発光層への電子注入性を上げると、正孔輸送層への電子アタックの影響が大きくなり、素子の耐久性が低下するが、電子親和性が高い一般式（１）で表される化合物を発光層のドーパント材料として組み合わせることで、発光効率と耐久寿命を同時に満足する発光素子を得ることができる。
【００５７】
一般式（４）で表される化合物について詳細に説明する。
【００５８】
【化９】
2014138006.tif 000010
【００５９】
式中、Ｒ２１〜Ｒ３０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ３１Ｒ３２からなる群より選ばれる。ただしＲ２１〜Ｒ３０のうちｎ２個の位置でＬ２と連結する。Ｌ２は単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ２は電子受容性窒素を含む芳香族複素環基である。ｎ２は１以上の整数である。ｎ２が２以上の場合、Ｌ２およびＡｒ２はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
【００６０】
電子受容性窒素を含む芳香族複素環基とは、ピリジル基、キノリニル基、イソキノリニル基、キノキサリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、フェナントロリニル基、イミダゾピリジル基、トリアジル基、アクリジル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基など、ヘテロアリール基のうち、炭素以外の原子として、少なくとも電子受容性の窒素原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を含む芳香族複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上３０以下の範囲である。電子受容性窒素を含む芳香族複素環基の連結位置はどの部分でもよく、例えばピリジル基の場合、２−ピリジル基、３−ピリジル基または４−ピリジル基のいずれでもよい。
【００６１】
一般式（４）で表されるピレン化合物は、分子中にピレン骨格と電子受容性窒素を含む芳香族複素環を有している。これにより、ピレン骨格の高い電子輸送性、電気化学的安定性と電子受容性窒素を含む芳香族複素環の高い電子受容性を両立することが可能となり、高い電子注入輸送能を発現する。Ａｒ２は好ましくはピリジル基、キノリニル基、キノキサリニル基、ピリミジル基、フェナントロリニル基、ベンゾ［ｄ］イミダゾリル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジル基などである。より具体的には２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−キノリニル基、３−キノリニル基、６−キノリニル基、１−イソキノリニル基、３−イソキノリニル基、２−キノキサニル基、５−ピリミジル基、２−フェナントロリニル基、１−ベンゾ［ｄ］イミダゾリル基、２−ベンゾ［ｄ］イミダゾリル基、２−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジル基、３−イミダゾ［１，２−ａ］ピリジル基などが挙げられ、より好ましくは２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基などが挙げられる。
【００６２】
Ｌ２についてはアリーレン基であることが好ましい。電子受容性窒素を含む芳香族複素環は酸化に弱いため、ピレン骨格に直接結合するよりもアリーレン基を介して結合する方が、電気化学的により安定となる。このことがピレン骨格の高い電子輸送性と相乗効果を生み出し、より高い電子注入輸送能を発現する。
【００６３】
またｎ２は１以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。従ってｎ２は４以下が好ましく、さらに好ましくはｎ２＝１または２である。
【００６４】
さらに、（a）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２６がアリール基もしくはヘテロアリール基であるか、（b）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２３がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつＲ２６、Ｒ２７、Ｒ２８がいずれも水素原子であるか、もしくは（c）ｎ２が１であり、Ｒ２１の位置でＬ２と連結し、かつＲ２３がアリール基もしくはヘテロアリール基であり、かつＲ２７がアルキル基、アリール基もしくはヘテロアリール基である場合、ピレン骨格上の置換基の立体障害によりピレン骨格同士の相互作用が適度に抑制され、ガラス転位温度が高くなる。この効果により薄膜状態の安定性が向上し、発光素子の耐久性が向上する。
【００６５】
一般式（４）で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には国際公開第２０１０／１１３７４３号の化３〜化１４に記載の化合物、特開２０１１−２０４８４４号公報の化９〜化２４に記載の化合物などが挙げられる。また以下のような例も挙げられる。
【００６６】
【化１０】
2014138006.tif 000011
【００６７】
【化１１】
2014138006.tif 000012
【００６８】
【化１２】
2014138006.tif 000013
【００６９】
【化１３】
2014138006.tif 000014
【００７０】
【化１４】
2014138006.tif 000015
【００７１】
【化１５】
2014138006.tif 000016
【００７２】
【化１６】
2014138006.tif 000017
【００７３】
【化１７】
2014138006.tif 000018
【００７４】
【化１８】
2014138006.tif 000019
【００７５】
【化１９】
2014138006.tif 000020
【００７６】
【化２０】
2014138006.tif 000021
【００７７】
【化２１】
2014138006.tif 000022
【００７８】
【化２２】
2014138006.tif 000023
【００７９】
【化２３】
2014138006.tif 000024
【００８０】
【化２４】
2014138006.tif 000025
【００８１】
【化２５】
2014138006.tif 000026
【００８２】
【化２６】
2014138006.tif 000027
【００８３】
【化２７】
2014138006.tif 000028
【００８４】
次に、一般式（５）および（６）で表される化合物について詳細に説明する。
【００８５】
【化２８】
2014138006.tif 000029
【００８６】
Ｒ３３〜Ｒ４０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ４１Ｒ４２からなる群より選ばれる。Ｒ４１およびＲ４２はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ４１およびＲ４２が縮合して環を形成していてもよい。ただし、Ｒ３３〜Ｒ４０のうち少なくとも１つはそれ自身が三次元的立体構造を有するか、またはフェナントロリン骨格とのもしくは隣接置換基との立体反発により三次元的立体構造を有するものである。
【００８７】
【化２９】
2014138006.tif 000030
【００８８】
Ｒ４３〜Ｒ５０はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、ハロゲン、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、カルボニル基、カルボキシル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５１Ｒ５２からなる群より選ばれる。Ｒ５１およびＲ５２はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ５１およびＲ５２が縮合して環を形成していてもよい。ただし、ｎ３個のフェナントロリン骨格はそれぞれＲ４３〜Ｒ５０のうち少なくとも一つの位置でＸと連結する。ｎ３は２以上の整数である。Ｘは単結合または複数のフェナントロリン骨格を連結する連結ユニットである。
【００８９】
Ｒ３３〜Ｒ４０について、それ自身が三次元的立体構造を有するとは、基を構成する原子が同一の平面状に無く、分子同士の重なりを立体反発によって妨げる効果を有する構造のことを指す。特に顕著な立体反発効果を有する置換基として、例えば、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、９，９’−ジメチルフルオレニル基、９，９’−ジフェニルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、などが挙げられる。これらの基は無置換でも置換されていても構わない。
【００９０】
また、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により、三次元的立体構造をもたらす置換基とは、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、ピレニル基、フルオランテニル基など置換基自身は平面構造だとしても、その置換基とフェナントロリン骨格、あるいはその置換基と隣接置換基との立体反発により、置換基平面がフェナントロリン骨格平面と異なる平面にあることを示す。フェナントロリン骨格との立体反発を生じる置換基として具体的には１−ナフチル基、９−フェナントリル基、９−アントリル基、１−ピレニル基、３−フルオランテニル基などが挙げられる。
【００９１】
またフェニル基や２−ナフチル基など、置換基単体ではフェナントロリン骨格との立体反発効果が乏しい置換基であっても、置換基自身のオルト位にさらに置換基を有していると同様の立体反発効果が得られる。このような置換基として具体的には２−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、メシチル基、２−ｔ−ブチルフェニル基、２−ビフェニル基、２−（１−メチル）ナフチル基、２−（１−ｔ−ブチル）ナフチル基、２−（１−フェニル）ナフチル基などが挙げられる。またオルト位に置換基を持たない場合であっても、フェナントロリン骨格上の隣接する位置にフェニル基などの置換基を有する場合、隣接置換基との立体反発効果を得ることができる。
【００９２】
置換基自身が三次元的立体構造を有するか、フェナントロリン骨格とのあるいは隣接置換基との立体反発により、三次元的立体構造をもたらすことによって、フェナントロリン骨格を含む化合物は平面性が低く結晶化が起こりにくくなり、良好なアモルファス薄膜状態を維持することができる。
【００９３】
また、複数のフェナントロリン骨格を連結することによって、フェナントロリン骨格を含む化合物は高分子量化してガラス転移温度が上昇し、やはり結晶化が起こりにくくなり、良好なアモルファス薄膜状態を維持することができる。
【００９４】
本発明における一般式（５）および（６）のフェナントロリン骨格を有する化合物の中では、フェナントロリン骨格の２、４、７、９位に置換基を導入することがさらに好適である。これらの置換基については、上述したものと同様である。
【００９５】
一般式（６）のｎ３は２以上の整数であるが、材料の分子量が大きすぎると昇華性が低下して真空蒸着時に熱分解する確率が大きくなる。このため一般式（６）のｎ３は２がより好ましい。
【００９６】
また一般式（６）のＸは特に限定されないが、熱的安定性および化学的安定性の観点から、アリーレン基もしくはヘテロアリーレン基が好ましく、特にベンゼン環、ターフェニル骨格を有する置換基、ナフタレン環の中から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００９７】
Ｘがベンゼン環である場合、このＸは合成の容易さから１，４−フェニレン基、１，３−フェニレン基が好ましく、この場合、Ｒ４３〜Ｒ５０のうち少なくとも一つは耐熱性の観点からアリール基であることが好ましい。このアリール基としては、合成の容易さ、及び昇華性の観点からフェニル基、ｐ−トリル基、ｍ−トリル基、３，５−ジメチルフェニル基、４−ｔ−ブチルフェニル基などの無置換または置換フェニル基や、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−（２−メチル）ナフチル基などの無置換または置換ナフチル基がより好ましい。また、一般式（６）のＸがナフタレン環である場合、このＸは合成の容易さから１ ， ６−ナフチレン基、１，７−ナフチレン基、２，６−ナフチレン基、２，７−ナフチレン基がより好ましい。また、一般式（６）のＸがターフェニル骨格を有する置換基である場合、下記構造の置換基であると好ましい。
【００９８】
【化３０】
2014138006.tif 000031
【００９９】
さらに、昇華性の観点から少なくとも１つのベンゼン環がオルト位で連結している下記構造であることがより好ましい。
【０１００】
【化３１】
2014138006.tif 000032
【０１０１】
一般式（５）もしくは（６）で表される化合物としては特に限定されるものではないが、具体的には特開２００１−２６７０８０号公報の化６〜化９に記載の化合物、特開２００４−２８１３９０号公報の化３〜化７および化１３〜化１４に記載の化合物などが挙げられる。
【０１０２】
次に、一般式（７）で表される化合物について詳細に説明する。
【０１０３】
【化３２】
2014138006.tif 000033
【０１０４】
式中、Ａｒ３はアリール基もしくはヘテロアリール基を表し、Ｙは下記一般式（８）で表される。Ｌ３は単結合、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。ｎ４は１もしくは２である。ｎ４が２のとき２つのＹは同じでも異なっていてもよい。
【０１０５】
【化３３】
2014138006.tif 000034
【０１０６】
式中、環Ａおよび環Ｂは、それぞれ、ベンゼン環、縮合芳香族炭化水素環、単環芳香族複素環、または縮合芳香族複素環を表す。ただし、環Ａおよび環Ｂを構成する少なくとも１つの原子は電子受容性窒素である。環Ａおよび環Ｂが置換されている場合の置換基、ならびにＲ５３は、それぞれ、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５４Ｒ５５からなる群より選ばれる。Ｒ５３は水素であってもよい。Ｒ５４およびＲ５５はアリール基またはヘテロアリール基である。またＲ５４およびＲ５５が縮合して環を形成していてもよい。ただし、Ｒ５３、環Ａおよび環Ｂのうちいずれかの位置でＬ４と連結する。ｎ４が２のとき、２個のＹがＬ３と連結する位置はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
【０１０７】
Ｒ５３、環Ａおよび環Ｂのうちいずれかの位置でＬ３と連結するとは次のようなことをいう。まず、Ｒ５３の位置でＬ３と連結するとは、Ｒ５３が連結している窒素原子とＬ３が直接結合することをいう。また、環Ａおよび環Ｂのうちいずれかの位置でＬ３と連結するとは、例えば環Ａがベンゼン環であるとすると、そのベンゼン環を構成する炭素原子のいずれかとＬ３が直接結合することをいう。
【０１０８】
一般式（７）で表される化合物は、Ｙで表される基を１もしくは２個有していることで、結晶性が低下したりガラス転移温度が高くなったりするため膜の安定性が向上する。
【０１０９】
また一般式（７）で表される化合物中、Ｙにおいて、環Ａおよび環Ｂを構成する少なくとも１つの原子は電子受容性窒素である。窒素原子が高い電気陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を有するＹは、高い電子親和性をもつ。このため一般式（７）の化合物を電子輸送層に用いた場合には、電極からの良好な電子注入性を示し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【０１１０】
また、Ｙは、電子供与性窒素を有している。ＹにおいてはＲ５３が結合している窒素原子がこれに該当する。電子供与性窒素は正孔に対する安定性が高く、正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができる。従って一般式（７）の化合物を電子輸送層に用いた場合、発光層から漏れ出た正孔による電子輸送層の劣化を防ぐことができ、発光素子の寿命を改善することができる。
【０１１１】
また一般式（７）において、Ａｒ３がフルオランテン骨格を含む基であると好ましい。フルオランテン骨格は、前述のように５π電子系の５員環構造を有するため、電子親和性が強く、電子輸送層に用いた場合に電極からの良好な電子注入性を示し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、発光素子の長寿命化にも寄与する。
【０１１２】
また、フルオランテン骨格は、高い平面性を有し、分子同士がうまく重なるため、高い電荷輸送性を有する。このため一般式（７）で表される化合物を電子輸送層に用いた場合に、陰極から発生した電子を効率よく輸送できるので、素子の駆動電圧を低下させることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。また、発光素子の長寿命化にも寄与する。
【０１１３】
また、フルオランテン骨格は電荷に対する安定性が高く、電子による還元や、正孔による酸化をスムーズに繰り返し行うことができる。従って一般式（７）で表される化合物を電子輸送層に用いた場合に、寿命の向上が可能となる。
【０１１４】
一般式（７）で表される化合物は下記一般式（９）で表される化合物であることが好ましい。一般式（９）で表される化合物は、フルオランテン骨格の３位がＹを含有する置換基で置換された化合物である。フルオランテン誘導体において、３位が芳香族性の置換基で置換されるとフルオランテン骨格の電子状態は大きく変化し、効率的に共役が拡張するため、電荷輸送性が向上する。この結果、発光素子を低電圧で駆動させることができ、発光効率を向上させることができる。さらに、共役が広がることで、電荷に対する安定性も向上する。
【０１１５】
【化３４】
2014138006.tif 000035
【０１１６】
式中、Ｒ５６〜Ｒ６４はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。Ｒ５６〜Ｒ６４は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。Ｌ３、Ｙおよびｎ４は前記一般式（７）と同様である。
【０１１７】
一般式（９）におけるＲ５６〜Ｒ６４は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。Ｒ５６〜Ｒ６４が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。
【０１１８】
またフルオランテン骨格を含む基は下記一般式（１０）で表される基であることが好ましい。フルオランテン骨格を含む基が一般式（１０）で表されるようなベンゾフルオランテン骨格を含む基である場合、適度に共役系が広がる。これにより、電気化学的に安定になり、さらに電荷輸送性が向上する。
【０１１９】
【化３５】
2014138006.tif 000036
【０１２０】
式中、Ｒ６５〜Ｒ７６はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。Ｒ６５〜Ｒ７６は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。ただし、Ｒ６５〜Ｒ７６のうちいずれか一つの位置でＬ３と連結する。
【０１２１】
一般式（１０）におけるＲ６５〜Ｒ７６は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。Ｒ６５〜Ｒ７６が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。薄膜安定性が向上すると、発光素子において長時間駆動しても膜の変質が抑制されるため、耐久性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。耐熱性が向上すると、素子作製時に材料の分解を抑制できるため、耐久性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。
【０１２２】
一般式（１０）におけるＲ６９およびＲ７４は置換もしくは無置換のアリール基であることが好ましい。Ｒ６９およびＲ７４が置換もしくは無置換のアリール基であることで、分子間におけるπ共役平面の重なりを適度に回避することが可能となる。また、アリール基であることで耐熱性が向上する。その結果、ベンゾフルオランテン化合物の高い電荷輸送性を損なうことなく、昇華性の向上、蒸着安定性の向上、結晶性の低下及び高いガラス転移温度による薄膜安定性の向上が可能となる。
【０１２３】
一般式（１０）におけるＲ６９およびＲ７４は置換もしくは無置換のフェニル基であることがより好ましい。Ｒ６９およびＲ７４が置換もしくは無置換のフェニル基であることで、分子間におけるπ共役平面の重なりを適度に回避することが可能となる。また、適度な分子量になるため、昇華性、蒸着安定性がさらに向上する。
【０１２４】
一般式（７）で表される化合物は下記一般式（１１）で表される化合物であることが好ましい。ベンゾ[k]フルオランテンはＲ６５およびＲ６６の位置で共役が広がりやすく、Ｒ６５がＬ３との連結に用いられることで、効率的に共役が広がる。これにより、一般式（１１）で表される化合物は、電気化学的により安定になり、さらに電荷輸送性が向上する。
【０１２５】
【化３６】
2014138006.tif 000037
【０１２６】
式中、Ｒ７７〜Ｒ８７はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基およびカルバモイル基からなる群より選ばれる。Ｒ７７〜Ｒ８７は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。Ｌ３、Ｚおよびｎ４は前記一般式（７）と同様である。
【０１２７】
一般式（１１）におけるＲ７７〜Ｒ８７は上記の中でも水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基およびハロゲンからなる群より選ばれることが好ましい。Ｒ７７〜Ｒ８７が水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲンであることで、ガラス転移温度が高くなり薄膜安定性が向上する。また、高温下でも分解しにくい置換基であるため、耐熱性が向上する。さらに、アリール基やヘテロアリール基であると、共役が広がるため、電気化学的により安定になり、且つ、電荷輸送性が向上する。
【０１２８】
一般式（７）で表される化合物において、ｎ４は１であることが好ましい。ｎ４が１であることで、昇華性、蒸着安定性が向上する。
【０１２９】
Ｙは下記一般式（１２）〜（１６）のいずれかで表される基であることが好ましい。Ｙが下記一般式（１２）〜（１６）のいずれかで表される基であると、高い電子移動度および高い電子受容性を発現し、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。
【０１３０】
【化３７】
2014138006.tif 000038
【０１３１】
式中、環Ｂは置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換の縮合芳香族炭化水素環、置換もしくは無置換の単環芳香族複素環、または置換もしくは無置換の縮合芳香族複素環を表す。但し、一般式（１２）の場合は、環Ｂは置換もしくは無置換の単環芳香族複素環、または置換もしくは無置換の縮合芳香族複素環であり、かつ、環Ｂを構成する少なくとも１つの原子は電子受容性窒素である。環Ｂが置換されている場合の置換基、Ｒ５３およびＲ８８〜Ｒ１０３は、前記一般式（７）と同様である。ただし、一般式（１２）の場合はＲ５３、Ｒ８８〜Ｒ９１、環Ｂのうちいずれかの位置で、一般式（１３）の場合はＲ５３、Ｒ９２〜Ｒ９４、環Ｂのうちいずれかの位置で、一般式（１４）の場合はＲ５３、Ｒ９５〜Ｒ９７、環Ｂのうちいずれかの位置で、一般式（１５）の場合はＲ５３、Ｒ９８〜Ｒ１００、環Ｂのうちいずれかの位置で、一般式（１６）の場合はＲ５３、Ｒ１０１〜Ｒ１０３、環Ｂのうちいずれかの位置で、Ｌ３と連結する。
【０１３２】
環Ｂは下記一般式（１７）〜（２０）のいずれかで表される構造であることが好ましい。環Ｂが下記一般式（１７）〜（２０）のいずれかで表される構造であると、高いキャリア移動度および高い電子受容性を発現する。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能となり、発光効率を向上させることができる。また、昇華性、蒸着安定性及び結晶性の低下や高いガラス転移温度による膜の安定性が向上する。
【０１３３】
【化３８】
2014138006.tif 000039
【０１３４】
式中、Ｂ１〜Ｂ２２は置換もしくは無置換の炭素原子、または窒素原子を表す。但し、Ｙが一般式（１２）で表される基の場合は、環Ｂに含まれるＢｋ（ｋ＝１〜２２）の少なくとも１つは電子受容性窒素である。Ｂ１〜Ｂ２２が置換されている場合の置換基は前記一般式（７）と同様である。
【０１３５】
環Ｂは特に限定されないが、一般式（１８）〜（２０）であると好ましい。環Ｂが一般式（１８）〜（２０）であることで、共役がより広がり、高いキャリア移動度および高い電子受容性を発現する。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能となり、発光効率を向上させることができる。
【０１３６】
一般式（７）で表される化合物としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
【０１３７】
【化３９】
2014138006.tif 000040
【０１３８】
【化４０】
2014138006.tif 000041
【０１３９】
【化４１】
2014138006.tif 000042
【０１４０】
【化４２】
2014138006.tif 000043
【０１４１】
【化４３】
2014138006.tif 000044
【０１４２】
【化４４】
2014138006.tif 000045
【０１４３】
【化４５】
2014138006.tif 000046
【０１４４】
次に、本発明の発光素子の実施の形態について詳細に説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する有機層を有し、該有機層は少なくとも発光層と電子輸送層を含み、該発光層が電気エネルギーにより発光する。
【０１４５】
有機層は、発光層／電子輸送層のみからなる構成の他に、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層および２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、３）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。
【０１４６】
一般式（１）で表される化合物は、上記の素子構成において、いずれの層に用いられてもよいが、高い電子注入輸送能、蛍光量子収率および薄膜安定性を有しているため、発光素子の発光層もしくは電子輸送層に用いることが好ましい。特に、優れた蛍光量子収率を有していることから、発光層のドーパント材料に用いることが好ましい。
【０１４７】
本発明の発光素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが好ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。
【０１４８】
陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料、かつ光を取り出すために透明または半透明であれば、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、あるいは、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなど特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラスやネサガラスを用いることが特に好ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。透明電極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが好ましい。例えば３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、２０Ω／□以下の低抵抗の基板を使用することが特に好ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１００〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【０１４９】
また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。または、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、第一電極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ＩＴＯ膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。
【０１５０】
陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。一般的には白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層などが好ましい。中でも、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から好ましい。特にマグネシウムと銀で構成されると、本発明における電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易になり、低電圧駆動が可能になるため好ましい。
【０１５１】
さらに、陰極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を、保護膜層として陰極上に積層することが好ましい例として挙げられる。また、一般式（１）で表される化合物もこの保護膜層として利用できる。ただし、陰極側から光を取り出す素子構造（トップエミッション構造）の場合は、保護膜層は可視光領域で光透過性のある材料から選択される。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど特に制限されない。
【０１５２】
正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料は、電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率良く輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸送することが好ましい。そのためには適切なイオン化ポテンシャルを持ち、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。このような条件を満たす物質として、特に限定されるものではないが、例えば、４，４’−ビス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＤ）、４，４’−ビス（Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニリル）アミノ）ビフェニル（ＴＢＤＢ），ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４−アミノフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ２３２）といったベンジジン誘導体、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”−トリス（１−ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、カルバゾール骨格を有する材料、中でもカルバゾール多量体、具体的にはビス（Ｎ−アリールカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのカルバゾール２量体の誘導体、カルバゾール３量体の誘導体、カルバゾール４量体の誘導体、トリフェニレン化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、フラーレン誘導体、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましい。さらにｐ型Si、ｐ型SiC等の無機化合物も使用できる。
【０１５３】
一般式（１）で表される化合物も、正孔移動度が大きく、さらに電気化学的安定性に優れているため、正孔輸送材料として用いることができる。一般式（１）で表される化合物は、正孔注入材料として用いてもよいが、高い正孔移動度をもつことから、正孔輸送材料として好適に用いられる。
【０１５４】
また一般式（１）で表される化合物は電子注入輸送特性が優れているので、これを発光層もしくは電子輸送層に用いた場合、電子が発光層で再結合せず、一部正孔輸送層までもれてしまう懸念がある。そのため正孔輸送層には電子ブロック性の優れた化合物を用いるのが好ましい。中でも、カルバゾール骨格を含有する化合物は電子ブロック性に優れ、発光素子の高効率化に寄与できるので好ましい。さらに上記カルバゾール骨格を含有する化合物が、カルバゾール２量体、カルバゾール３量体、またはカルバゾール４量体骨格を含有することが好ましい。これらは良好な電子ブロック性と、正孔注入輸送特性を併せ持っているためである。また高い正孔移動度を有する点で優れているトリフェニレン骨格を含有する化合物を正孔輸送層に用いると、キャリアバランスが向上し、発光効率向上、耐久寿命向上といった効果が得られるので好ましい。トリフェニレン骨格を含有する化合物が２つ以上のジアリールアミノ基を有していると、さらに好ましい。上記カルバゾール骨格を含有する化合物、またはトリフェニレン骨格を含有する化合物はそれぞれ単独で正孔輸送層として用いてもよいし、互いに混合して用いてもよい。また本発明の効果を損なわない範囲で他の材料が混合されていてもよい。また正孔輸送層が複数層で構成されている場合は、いずれか１層にカルバゾール骨格を含有する化合物、あるいは、トリフェニレン骨格を含有する化合物が含まれていればよい。
【０１５５】
陽極と正孔輸送層の間には正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層を設けることで発光素子が低駆動電圧化し、耐久寿命も向上する。正孔注入層には通常正孔輸送層に用いる材料よりもイオン化ポテンシャルの小さい材料が好ましく用いられる。具体的には、上記ＴＰＤ２３２のようなベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン材料群が挙げられる他、フタロシアニン誘導体等も用いることができる。また正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成されているか、またはアクセプター性化合物が別の正孔輸送材料にドープされて用いられていることも好ましい。アクセプター性化合物の例としては、塩化鉄（III）、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモンのような金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムのような金属酸化物、トリス（４−ブロモフェニル）アミニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）のような電荷移動錯体が挙げられる。また分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物や、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなども好適に用いられる。これらの化合物の具体的な例としては、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ−ＣＮ６）、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、ｏ−ジシアノベンゼン、ｐ−ジシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１−ニトロナフタレン、２−ニトロナフタレン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９−シアノアントラセン、９−ニトロアントラセン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
【０１５６】
これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。好ましい金属酸化物の例としては酸化モリブデン、酸化バナジウム、または酸化ルテニウムがあげられる。シアノ基含有化合物の中では、（ａ）分子内に、シアノ基の窒素原子以外に少なくとも１つの電子受容性窒素有する化合物、（ｂ）分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有している化合物、（ｃ）分子内にカルボニル基とシアノ基の両方を有している化合物、または（ｄ）分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有し、さらにシアノ基の窒素原子以外に少なくとも１つの電子受容性窒素を有する化合物が強い電子アクセプターとなるためより好ましい。このような化合物として具体的には以下のような化合物があげられる。
【０１５７】
【化４６】
2014138006.tif 000047
【０１５８】
正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は１層であってもよいし、複数の層が積層されていてもよい。またアクセプター化合物がドープされている場合に組み合わせて用いる正孔注入材料は、正孔輸送層への正孔注入障壁が緩和できるという観点から、正孔輸送層に用いる化合物と同一の化合物であることがより好ましい。
【０１５９】
発光層は単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して２０重量％以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは１０重量％以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【０１６０】
発光材料は、具体的には、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを始めとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。
【０１６１】
一般式（１）で表される化合物も、蛍光量子収率が高く、さらに電気化学的安定性に優れているため、発光材料として用いることができる。一般式（１）で表される化合物は、ホスト材料として用いてもよいが、強い電子親和性を持っていることから、ドーパント材料として用いると発光層に注入された過剰の電子をトラップする効果があるため、正孔輸送層が電子のアタックにより劣化するのを防ぐことができるので特に好ましい。
【０１６２】
発光材料に含有されるホスト材料は、特に限定されないが、一般式（１）で表される化合物以外にナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８−キノリナート）アルミニウム（III）をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。またドーパント材料には、特に限定されないが、一般式（１）で表される化合物以外にナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体（例えば２−（ベンゾチアゾール−２−イル）−９，１０−ジフェニルアントラセンや５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンなど）、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピリジン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ボラン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、４，４’−ビス（２−（４−ジフェニルアミノフェニル）エテニル）ビフェニル、４，４’−ビス（Ｎ−（スチルベン−４−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４−ｃ］ピロール誘導体、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−９−（２’−ベンゾチアゾリル）キノリジノ［９，９ａ，１−ｇｈ］クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などを用いることができる。
【０１６３】
また発光層にリン光発光材料が含まれていてもよい。リン光発光材料とは、室温でもリン光発光を示す材料である。ドーパントしてリン光発光材料を用いる場合は基本的に室温でもリン光発光が得られる必要があるが、特に限定されるものではなく、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）、及びレニウム（Ｒｅ）からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体化合物であることが好ましい。中でも室温でも高いリン光発光収率を有するという観点から、イリジウム、もしくは白金を有する有機金属錯体がより好ましい。リン光発光性のドーパントと組み合わせて用いられるホストとしては、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ピリジン、ピリミジン、トリアジン骨格を有する含窒素芳香族化合物誘導体、ポリアリールベンゼン誘導体、スピロフルオレン誘導体、トルキセン誘導体、トリフェニレン誘導体といった芳香族炭化水素化合物誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体といったカルコゲン元素を含有する化合物、ベリリウムキノリノール錯体といった有機金属錯体などが好適に用いられるが、基本的に用いるドーパントよりも三重項エネルギーが大きく、電子、正孔がそれぞれの輸送層から円滑に注入され、また輸送するものであればこれらに限定されるものではない。また２種以上の三重項発光ドーパントが含有されていてもよいし、２種以上のホスト材料が含有されていてもよい。さらに１種以上の三重項発光ドーパントと１種以上の蛍光発光ドーパントが含有されていてもよい。
【０１６４】
好ましいリン光発光性ホストまたはドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
【０１６５】
【化４７】
2014138006.tif 000048
【０１６６】
【化４８】
2014138006.tif 000049
【０１６７】
本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質で構成されることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。
【０１６８】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（III）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられるが、駆動電圧を低減し、高効率発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。
【０１６９】
電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるので発光効率が向上する。
【０１７０】
電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
【０１７１】
これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、１，３−ビス［（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや１，３−ビス（１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、２，５−ビス（６’−（２’，２”−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−ターピリジニル））ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。また、これらの誘導体が、縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上すると共に、電子移動度も大きくなり発光素子の低電圧化の効果が大きいのでより好ましい。さらに、素子耐久寿命が向上し、合成のし易さ、原料入手が容易であることを考慮すると、縮合多環芳香族骨格はアントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格であることが特に好ましい。上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。
【０１７２】
好ましい電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
【０１７３】
【化４９】
2014138006.tif 000050
【０１７４】
これら以外にも、国際公開第２００４−６３１５９号、国際公開第２００３−６０９５６号、Appl. Phys. Lett. 74, 865、Org. Electron. 4, 113 (2003)、国際公開第２０１０−１１３７４３号、国際公開第２０１０−１８１７号等に開示された電子輸送材料も用いることができる。
【０１７５】
また、一般式（１）で表される化合物も高い電子注入輸送能を有することから電子輸送材料として好適に用いられる。一般式（１）で表される化合物が用いられる場合には、その各一種のみに限る必要はなく、本発明の複数の一般式（１）で表される化合物を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種類以上を本発明の効果を損なわない範囲で本発明の一般式（１）で表される化合物と混合して用いてもよい。
【０１７６】
混合しうる電子輸送材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、ピレンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（III）などのキノリノール錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体が挙げられる。
【０１７７】
また前述のように、一般式（１）で表される化合物を発光層のドーパント材料として用いる場合、電子輸送材料として一般式（４）〜（７）で表される化合物のいずれかを用いると、より多くの電子を発光層に注入でき、発光素子の駆動電圧と発光効率が向上するため特に好ましい。
【０１７８】
上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。
【０１７９】
本発明におけるドナー性化合物の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属の好ましい種類としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、セシウムといったアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウムといったアルカリ土類金属が挙げられる。
【０１８０】
また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中での取扱を容易にし、添加濃度の制御のし易さの点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては、LiO、Li2O等の酸化物、窒化物、LiF、NaF、KF等のフッ化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等の炭酸塩などが挙げられる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい例としては、原料が安価で合成が容易な点から、リチウムが挙げられる。また、有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。これらのドナー性化合物を２種以上混合して用いてもよい。
【０１８１】
好適なドーピング濃度は材料やドーピング領域の膜厚によっても異なるが、例えばドナー性化合物がアルカリ金属、アルカリ土類金属といった無機材料の場合は、電子輸送材料とドナー性化合物の蒸着速度比が１００００：１〜２：１の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましい。蒸着速度比は１００：１〜５：１がより好ましく、１００：１〜１０：１がさらに好ましい。またドナー性化合物が金属と有機物との錯体である場合は、電子輸送材料とドナー性化合物の蒸着速度比が１００：１〜１：１００の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましい。蒸着速度比は１０：１〜１：１０がより好ましく、７：３〜３：７がより好ましい。
【０１８２】
また、上記のような一般式（１）で表される化合物にドナー性化合物がドープされた電子輸送層は、複数の発光素子を連結するタンデム構造型素子における電荷発生層として用いられていてもよい。
【０１８３】
電子輸送層にドナー性化合物をドーピングして電子輸送能を向上させる方法は、薄膜層の膜厚が厚い場合に特に効果を発揮するものである。電子輸送層および発光層の合計膜厚が５０ｎｍ以上の場合に特に好ましく用いられる。例えば、発光効率を向上させるために干渉効果を利用する方法があるが、これは発光層から直接放射される光と、陰極で反射された光の位相を整合させて光の取り出し効率を向上させるものである。この最適条件は光の発光波長に応じて変化するが、電子輸送層および発光層の合計膜厚が５０ｎｍ以上となり、赤色などの長波長発光の場合には１００ｎｍ近くの厚膜になる場合がある。
【０１８４】
ドーピングする電子輸送層の膜厚は、電子輸送層の一部分または全部のどちらでも構わない。一部分にドーピングする場合、少なくとも電子輸送層／陰極界面にはドーピング領域を設けることが望ましく、陰極界面付近にドーピングするだけでも低電圧化の効果は得られる。一方、ドナー性化合物が発光層に直接接していると発光効率を低下させる悪影響を及ぼす場合があり、その場合には発光層／電子輸送層界面にノンドープ領域を設けることが好ましい。
【０１８５】
本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いてもよいし、上記のドナー性化合物を含有する層を用いてもよい。一般式（１）で表される化合物が電子注入層に含まれていてもよい。また電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることで発光素子の短絡を有効に防止して、かつ電子注入性を向上させることができるので好ましい。このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、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ナイ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より好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ及びＮａ２Ｓｅが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、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。さらに有機物と金属の錯体も好適に用いられる。電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合は膜厚調整が容易であるのでより好ましい。このような有機金属錯体の例としては有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。
【０１８６】
発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。
【０１８７】
有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【０１８８】
本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。
【０１８９】
本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。
【０１９０】
マトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置され、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法は、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動はその構造が簡単であるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
【０１９１】
本発明におけるセグメント方式とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、このパターンの配置によって決められた領域を発光させる方式である。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１９２】
本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。
【実施例】
【０１９３】
以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【０１９４】
合成例１
化合物［１］の合成
【０１９５】
【化５０】
2014138006.tif 000051
【０１９６】
３−ブロモジベンゾチオフェン１９．６ｇと酢酸３００ｍｌを混合し、３０ｗｔ％過酸化水素水２００ｍｌを滴下した後、窒素気流下で加熱還流した。２時間後、室温に冷ました後、水５００ｍＬを加えた。得られた析出物をろ過し、真空乾燥することにより、中間体Ａ２１．３ｇ（収率９７％）を得た。
次に、中間体Ａ２１．３ｇ、ビスピナコラートジボロン２７．５ｇ、酢酸カリウム２１．２ｇ、ＤＭＦ４００ｍｌを混合し、窒素置換した。この混合溶液にジフェニルホスフィノフェロセンパラジウムジクロリドジクロロメタン錯体５８８ｍｇを加え、１００℃で攪拌した。２時間後、室温に冷却した後、トルエン４００ｍｌ、水５００ｍｌを加えて分液を行い、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（トルエン／酢酸エチル＝２０：１）、溶出液を濃縮した。得られた固体にメタノールを加えて濾過した後、真空乾燥することにより中間体Ｂ２０．０ｇ（収率８１％）を得た。
【０１９７】
【化５１】
2014138006.tif 000052
【０１９８】
次に、９−ブロモアントラセン５．００ｇ、４−（１−ナフチルフェニル）ボロン酸５．３１ｇ、１，２−ジメトキシエタン９７ｍｌ、２．０Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２１．４ｍｌを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロリド１３６ｍｇを加え、加熱還流した。２時間後、室温に冷却した後、水１００ｍｌを加えて析出した灰色固体を濾取した。濾取した固体をトルエン５００ｍｌに加熱溶解し、活性炭１．５ｇを加えて室温で３０分攪拌した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。析出した固体にメタノールを加えて濾取し、得られた固体を真空乾燥することにより、淡黄色固体状の中間体Ｃ７．１ｇ（収率９６％）を得た。
【０１９９】
次に、中間体Ｃ７．１ｇ、Ｎ−ブロモスクシイミド３．３２ｇ、１，２−ジメトキシエタン９３ｍｌを混合し、５０℃で２時間攪拌した。室温に冷却した後、水１００ｍｌを加えて析出した固体を濾取した。得られた固体を水１００ｍｌ、メタノール１００ｍｌで洗浄した後、真空乾燥し、中間体Ｄ７．９ｇ（収率９２％）を得た。
【０２００】
【化５２】
2014138006.tif 000053
【０２０１】
次に、中間体Ｄ３．００ｇ、中間体Ｂ２．４６ｇ、１，２−ジメトキシエタン３３ｍｌ、２．０Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７．２ｍｌを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロリド４６ｍｇを加え、加熱還流した。２時間後、室温に冷却した後、水１００ｍｌを加えて析出した灰色固体を濾取した。濾取した固体をＴＨＦ５００ｍｌに加熱溶解し、活性炭４６０ｍｇ、ＱｕａｄｒａｓｉｌＭＰ（登録商標）２１０ｍｇを加えて１時間加熱還流した。この溶液を室温まで冷却した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。得られた固体をトルエン再結晶により精製し、真空乾燥することにより、黄色固体２．７２ｇ（収率７０％）を得た。得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲの分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物［１］であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３（δ＝ｐｐｍ））δ  ８．２２−８．１５（ｍ，１Ｈ），８．１１（ｄ，１Ｈ），８．００−７．９１（ｍ，６Ｈ），７．７９−７．５５（ｍ，１３Ｈ），７．４９−７．４２（ｍ，４Ｈ），７．２９−７．０９（ｍ，１Ｈ）。
【０２０２】
なお、化合物［１］は、油拡散ポンプを用いて１×１０−３Ｐａの圧力下、約３００℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．２５％、昇華精製後が９９．５０％であった。
【０２０３】
合成例２
化合物［２］の合成
【０２０４】
【化５３】
2014138006.tif 000054
【０２０５】
アセナフチレン１４．０ｇ、ジフェニルイソベンゾフラン２５．０ｇおよびｏ−キシレン２００ｍｌを混合し、窒素気流下で加熱還流した。２時間後、室温に冷ました後、溶媒を留去し、エーテル３００ｍＬを加えた。得られた析出物をろ過し、真空乾燥することにより、中間体Ｅ２７．７ｇ（収率７１％）を得た。
【０２０６】
次に、中間体Ｅ２７．７ｇ、酢酸２００ｍＬを混合し、４８％臭化水素水２０ｍＬを加え、加熱還流した。３時間後、反応混合物を室温に冷却した後、ろ過し、水とメタノールで洗浄した。得られた固体を真空乾燥することにより、中間体Ｆ２５．８ｇ（収率９６％）を得た。
【０２０７】
次に、中間体Ｆ２５．８ｇ、Ｎ−ブロモスクシイミド１１．３ｇ、クロロホルム３１８ｍＬを混合し、加熱還流した。１時間後、Ｎ−ブロモスクシイミド３．４ｇを追加し、さらに加熱還流した。２時間後、室温に冷却した後、クロロホルム溶液を水とチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、活性炭３ｇを加えた後、ろ過し、溶媒を留去した。得られた固体を、酢酸ブチル８００ｍＬで再結晶し、ろ過した後、真空乾燥することにより、中間体Ｇ２６．９ｇ（収率８７％）を得た。
【０２０８】
【化５４】
2014138006.tif 000055
【０２０９】
次に、中間体Ｇ３．００ｇ、中間体Ｂ２．３４ｇ、１，２−ジメトキシエタン３１ｍｌ、２．０Ｍ炭酸ナトリウム水溶液６．２ｍｌを混合し、窒素置換した。この混合溶液にビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロリド４４ｍｇを加え、加熱還流した。３時間後、室温に冷却した後、水３０ｍｌを加え、析出した固体を濾取した。得られた固体を真空乾燥した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行い（トルエン／ヘキサン＝５：１）、溶出液を濃縮した。得られた黄褐色オイルにＴＨＦ４０ｍｌとＱｕａｄｒａｓｉｌＭＰ（登録商標）２００ｍｇを加えて１時間加熱還流した。この溶液を室温まで冷却した後、セライト濾過し、溶媒を留去した。得られた黄褐色オイルにメタノールを加えて１時間加熱還流し、結晶化した固体を濾取した。得られた固体を真空乾燥することにより、黄色固体１．５２ｇ（収率４０％）を得た。得られた粉末の１Ｈ−ＮＭＲの分析結果は次の通りであり、上記で得られた黄色結晶が化合物［２］であることが確認された。
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３（δ＝ｐｐｍ））δ  ７．９３−７．８５（ｍ，３Ｈ），７．８０−７．５５（ｍ，１８Ｈ），７．５２−７．３２（ｍ，４Ｈ），６．６７（ｄｄ，２Ｈ）。
なお、化合物［２］は、油拡散ポンプを用いて１×１０−３Ｐａの圧力下、約３２０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．６８％、昇華精製後が９９．７０％であった。
【０２１０】
実施例１
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、正孔輸送材料として、化合物（ＨＴ−１）を８０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として本発明の化合物［１］を、ドーパント材料として化合物（Ｄ−１）をドープ濃度が３重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、化合物（１Ｅ−１）を電子輸送層として３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２１１】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率４．３％、駆動電圧４．２Ｖ、輝度半減時間６１００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。
【０２１２】
なお、（ＨＩ−１）、（ＨＴ−１）、（Ｄ−１）、（１Ｅ−１）、（２Ｅ−１）は下記に示す化合物である。
【０２１３】
【化５５】
2014138006.tif 000056
【０２１４】
実施例２
ホスト材料に化合物（Ｈ−１）、ドーパント材料として本発明の化合物［２］を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率５．１％、駆動電圧４．６Ｖ、輝度半減時間８７００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。なお（Ｈ−１）は下記に示す化合物である。
【０２１５】
【化５６】
2014138006.tif 000057
【０２１６】
比較例１〜５
ドーパント材料として表１に記載した材料を用いた以外は、実施例２と同様にして発光素子を作製した。結果は表１に示した。なお、表１中、（Ｄ−２）〜（Ｄ−５）は下記に示す化合物である。
【０２１７】
【化５７】
2014138006.tif 000058
【０２１８】
実施例３
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、正孔輸送材料として、化合物（ＨＴ−１）を８０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−１）を、ドーパント材料として化合物［２］をドープ濃度が３重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、化合物（１Ｅ−２）を電子輸送層として３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２１９】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率５．５％、駆動電圧３．９Ｖ、輝度半減時間７８００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。
なお、（１Ｅ−２）は下記に示す化合物である。
【０２２０】
【化５８】
2014138006.tif 000059
【０２２１】
実施例４〜９
電子輸送層として表２に記載した材料を用いた以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表２に示した。なお、（１Ｅ−３）〜（１Ｅ−８）は下記に示す化合物である。
【０２２２】
【化５９】
2014138006.tif 000060
【０２２３】
比較例６〜１０
ドーパント材料および電子輸送層として表２に記載した材料を用いた以外は、実施例３と同様にして発光素子を作製した。結果は表２に示した。
【０２２４】
実施例１０
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、正孔輸送材料として、化合物（ＨＴ−１）を８０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−１）を、ドーパント材料として化合物［２］をドープ濃度が３重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として電子輸送材料に化合物（１Ｅ−２）を、ドナー性化合物として（２Ｅ−１）を用い、化合物（１Ｅ−２）と（２Ｅ−１）の蒸着速度比が１：１になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２２５】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率６．１％、駆動電圧３．８Ｖ、輝度半減時間９１００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。
【０２２６】
実施例１１〜１３
電子輸送層として表３に記載した材料を用いた以外は、実施例１０と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表３に示した。
【０２２７】
比較例１１〜１５
ドーパント材料および電子輸送層として表３に記載した材料を用いた以外は、実施例１０と同様にして発光素子を作製した。結果は表３に示した。
【０２２８】
実施例１４
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、第１正孔輸送層として、化合物（ＨＴ−１）を７０ｎｍ蒸着した。さらに第２正孔輸送層として化合物（ＨＴ−２）を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−１）を、ドーパント材料として化合物［２］をドープ濃度が３重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、化合物（１Ｅ−１）を電子輸送層として３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２２９】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率５．３％、駆動電圧４．３Ｖ、輝度半減時間８２００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。なお、（ＨＴ−２）は下記に示す化合物である。
【０２３０】
【化６０】
2014138006.tif 000061
【０２３１】
実施例１５〜１９
第２正孔輸送層および電子輸送層として表４に記載した材料を用いた以外は、実施例１４と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表４に示した。参考のため実施例２および７の結果も再掲した。なお、（ＨＴ−３）、（ＨＴ−４）は下記に示す化合物である。
【０２３２】
【化６１】
2014138006.tif 000062
【０２３３】
比較例１６〜２５
ドーパント材料および電子輸送層として表４に記載した材料を用いた以外は、実施例１４と同様にして発光素子を作製した。結果は表４に示した。
【０２３４】
実施例２０
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、正孔輸送材料として、化合物（ＨＴ−１）を８０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−１）を、ドーパント材料として化合物（Ｄ−３）をドープ濃度が３重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、本発明の化合物［１］を電子輸送層として３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２３５】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、外部量子効率４．６％、駆動電圧４．５Ｖ、輝度半減時間５６００時間の耐久性に優れた青色発光素子が得られた。
【０２３６】
実施例２１
電子輸送層として表５に記載した材料を用いた以外は、実施例２０と同様にして発光素子を作製した。結果は表５に示した。
【０２３７】
実施例２２〜２３
電子輸送層として電子輸送材料に表５に記載の化合物を、ドナー性化合物として（２Ｅ−１）を用い、蒸着速度比が１：１になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した以外は実施例２１と同様にして発光素子を作製した。結果は表５に示した。
【０２３８】
比較例２６〜２９
電子輸送層として表５に記載した材料を用いた以外は、実施例２０と同様にして発光素子を作製した。結果は表５に示した。
【０２３９】
比較例３０〜３３
電子輸送層として表５に記載した材料を用いた以外は、実施例２２と同様にして発光素子を作製した。結果は表５に示した。
【０２４０】
実施例２４
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、正孔輸送材料として、化合物（ＨＴ−１）を８０ｎｍ蒸着した。この正孔輸送層は表６では第１正孔輸送層として示す。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−２）を、ドーパント材料として化合物（Ｄ−６）をドープ濃度が１０重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、化合物［２］を電子輸送層として２５ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２４１】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この緑色発光素子の４０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、外部量子効率１２．１％、駆動電圧４．５Ｖであった。また初期輝度を４０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度半減時間は７０００時間であった。なお（Ｈ−２）、（Ｄ−６）は以下に示す化合物である。
【０２４２】
【化６２】
2014138006.tif 000063
【０２４３】
実施例２５
ＩＴＯ透明導電膜を１６０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、化合物（ＨＩ−１）を１０ｎｍ、第１正孔輸送層として、化合物（ＨＴ−１）を７０ｎｍ蒸着した。さらに第２正孔輸送層として化合物（ＨＴ−２）を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物（Ｈ−２）を、ドーパント材料として化合物（Ｄ−４）をドープ濃度が１０重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、化合物［２］を電子輸送層として３０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。
【０２４４】
次に、化合物（２Ｅ−１）を電子注入層として１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この緑色発光素子の４０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、外部量子効率１３．８％、駆動電圧４．２Ｖであった。また初期輝度を４０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度半減時間は７６００時間であった。
【０２４５】
実施例２６〜２７
第２正孔輸送層として表６に記載した材料を用いた以外は、実施例２５と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表６に示した。
【０２４６】
比較例３４〜３７
電子輸送層として表６に記載した材料を用いた以外は、実施例２５と同様にして発光素子を作製した。結果は表６に示した。
【０２４７】
【表１】
2014138006.tif 000064
【０２４８】
【表２】
2014138006.tif 000065
【０２４９】
【表３】
2014138006.tif 000066
【０２５０】
【表４】
2014138006.tif 000067
【０２５１】
【表５】
2014138006.tif 000068
【０２５２】
【表６】
2014138006.tif 000069