(57)【要約】  ２つの下記一般式（１）で表される部分構造と、当該２つの部分構造を連結する連結基Ｌ１とからなる二量体化合物により、例えば有機ＥＬ素子用材料として用いることができる、優れた多環芳香族系二量体化合物を提供する。【化２２４】2019074093.tif 000227  Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、アリール環またはヘテロアリール環などであり、Ｙ１はＢなどであり、Ｘ１およびＸ２は＞Ｏなどであり、連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０のヘテロアリーレン、炭素数１〜２４のアルキレン、炭素数１〜２４のアルケニレン、炭素数１〜２４のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルであり、連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよく、二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
2019074093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの下記一般式（１）で表される部分構造と、当該２つの部分構造を連結する連結基Ｌ１とからなる二量体化合物であって、
【化１】
2019074093.tif 000224
（上記式（１）中、
Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素は置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよい。）
式（１）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０のヘテロアリーレン、炭素数１〜２４のアルキレン、炭素数１〜２４のアルケニレン、炭素数１〜２４のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルであり、連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよく、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、二量体化合物。
【請求項２】
上記式（１）中、
Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素は置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシまたは置換または無置換のアリールオキシで置換されていてもよく、また、これらの環はＹ１、Ｘ１およびＸ２から構成される上記式中央の縮合２環構造と結合を共有する５員環または６員環を有し、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲはアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（−Ｒ）２−および単結合から選択される連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよく、前記−Ｃ（−Ｒ）２−のＲは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであり、そして、
式（１）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１６のアリーレン、炭素数２〜２０のヘテロアリーレン、炭素数１〜１２のアルキレン、炭素数１〜１２のアルケニレン、炭素数１〜１２のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
請求項１に記載する二量体化合物。
【請求項３】
上記部分構造が下記一般式（２）で表される、請求項１に記載する二量体化合物。
【化２】
2019074093.tif 000225
上記式（２）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士は結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（−Ｒ）２−および単結合から選択される連結基Ｌ２により前記ａ環、ｂ環および／またはｃ環と結合していてもよく、前記−Ｃ（−Ｒ）２−のＲは炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、そして、
式（２）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１２のアリーレン、炭素数２〜１５のヘテロアリーレン、炭素数１〜６のアルキレン、炭素数１〜６のアルケニレン、炭素数１〜６のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
【請求項４】
上記式（２）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜２０のアルキルまたは炭素数３〜２０のシクロアルキルであり、また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士は結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に炭素数９〜１６のアリール環または炭素数６〜１５のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝ＳまたはＳｉ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルであり、そして、
式（２）で表される部分構造は、２つが同じ構造であり、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１２のアリーレン、炭素数１〜６のアルキレン、炭素数１〜６のアルケニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリールであり、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
請求項３に記載する二量体化合物。
【請求項５】
下記いずれかの化学構造式で表される、請求項１に記載する二量体化合物。
【化３】
2019074093.tif 000226
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載する二量体化合物を含有する、有機デバイス用材料。
【請求項７】
前記有機デバイス用材料が、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、請求項６に記載する有機デバイス用材料。
【請求項８】
発光層用材料である、請求項７に記載する有機電界発光素子用材料。
【請求項９】
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、請求項８に記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および／または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項９に記載する有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記電子輸送層および／または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項１０に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多環芳香族系二量体化合物と、これを用いた有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタおよび有機薄膜太陽電池、ならびに、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、小電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能（半導体や超電導体となる可能性を有する）を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送／注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。【０００４】
発光層用材料としては、例えばベンゾフルオレン系化合物などが開発されている（国際公開第2004/061047号公報）。また、正孔輸送材料としては、例えばトリフェニルアミン系化合物などが開発されている（特開2001-172232号公報）。また、電子輸送材料としては、例えばアントラセン系化合物などが開発されている（特開2005-170911号公報）。【０００５】
また、近年では有機ＥＬ素子や有機薄膜太陽電池に使用する材料としてトリフェニルアミン誘導体を改良した材料も報告されている（国際公開第2012/118164号公報）。この材料は既に実用化されていたＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を参考にして、トリフェニルアミンを構成する芳香環同士を連結することでその平面性を高めたことを特徴とする材料である。このような化合物の例は他にも見られる（国際公開第2011/107186号公報、国際公開第2015/102118号公報）。例えば、三重項励起子のエネルギー（Ｔ１）が大きい共役構造を有する化合物は、より短い波長の燐光を発することができるため、青色の発光層用材料として有益である。また、発光層を挟む電子輸送材料や正孔輸送材料としてもＴ１が大きい新規共役構造を有する化合物が求められている。【０００６】
有機ＥＬ素子のホスト材料は、一般に、ベンゼンやカルバゾールなどの既存の芳香環を単結合やリン原子やケイ素原子で複数連結した分子である。これは、比較的共役系の小さな芳香環を多数連結することで、ホスト材料に必要とされる大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）が担保されるからである。さらに、燐光材料や熱活性型遅延蛍光材料を用いた有機ＥＬ素子のホスト材料には、高い三重項励起エネルギー（ＥＴ）も必要となるが、分子にドナーあるいはアクセプター性の芳香環や置換基を連結することで、三重項励起状態（Ｔ１）のＳＯＭＯ１およびＳＯＭＯ２を局在化させ、両軌道間の交換相互作用を小さくすることで、三重項励起エネルギー（ＥＴ）を向上させることが可能となる。しかし、共役系の小さな芳香環はレドックス安定性が十分ではなく、既存の芳香環を連結していった分子をホスト材料として用いた素子は寿命が十分ではない。一方、拡張π共役系を有する多環芳香族化合物は、一般に、レドックス安定性は優れているが、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）や三重項励起エネルギー（ＥＴ）が低いため、ホスト材料に不向きと考えられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2004/061047号公報
【特許文献２】特開2001-172232号公報
【特許文献３】特開2005-170911号公報
【特許文献４】国際公開第2012/118164号公報
【特許文献５】国際公開第2011/107186号公報
【特許文献６】国際公開第2015/102118号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述するように、有機ＥＬ素子に用いられる材料としては種々の化合物が開発されているが、有機ＥＬ素子用材料の選択肢を増やすために、従来とは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ホウ素原子と酸素原子などで複数の芳香族環を連結した多環芳香族化合物を二量体にすることで、より優れた有機デバイス用材料となり得ることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下のような多環芳香族系二量体化合物、さらには当該二量体化合物を含む有機ＥＬ素子用材料などを提供する。【００１０】
項１．
２つの下記一般式（１）で表される部分構造と、当該２つの部分構造を連結する連結基Ｌ１とからなる二量体化合物であって、
【化４】
2019074093.tif 000003
（上記式（１）中、
Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素は置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよい。）
式（１）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０のヘテロアリーレン、炭素数１〜２４のアルキレン、炭素数１〜２４のアルケニレン、炭素数１〜２４のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルであり、連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよく、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、二量体化合物。【００１１】
項２．
上記式（１）中、
Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素は置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシまたは置換または無置換のアリールオキシで置換されていてもよく、また、これらの環はＹ１、Ｘ１およびＸ２から構成される上記式中央の縮合２環構造と結合を共有する５員環または６員環を有し、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲはアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（−Ｒ）２−および単結合から選択される連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよく、前記−Ｃ（−Ｒ）２−のＲは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであり、そして、
式（１）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１６のアリーレン、炭素数２〜２０のヘテロアリーレン、炭素数１〜１２のアルキレン、炭素数１〜１２のアルケニレン、炭素数１〜１２のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
項１に記載する二量体化合物。【００１２】
項３．
上記部分構造が下記一般式（２）で表される、項１に記載する二量体化合物。
【化５】
2019074093.tif 000004
上記式（２）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士は結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（−Ｒ）２−および単結合から選択される連結基Ｌ２により前記ａ環、ｂ環および／またはｃ環と結合していてもよく、前記−Ｃ（−Ｒ）２−のＲは炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、そして、
式（２）で表される部分構造は、２つが同じ構造であっても異なった構造であってもよく、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１２のアリーレン、炭素数２〜１５のヘテロアリーレン、炭素数１〜６のアルキレン、炭素数１〜６のアルケニレン、炭素数１〜６のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。【００１３】
項４．
上記式（２）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜２０のアルキルまたは炭素数３〜２０のシクロアルキルであり、また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士は結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に炭素数９〜１６のアリール環または炭素数６〜１５のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝ＳまたはＳｉ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリール、炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルであり、そして、
式（２）で表される部分構造は、２つが同じ構造であり、ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も除かれ、
前記連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜１２のアリーレン、炭素数１〜６のアルキレン、炭素数１〜６のアルケニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１０のアリールであり、
前記二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
項３に記載する二量体化合物。【００１４】
項５．
下記いずれかの化学構造式で表される、項１に記載する二量体化合物。
【化６】
2019074093.tif 000005
【００１５】
項６．
項１ないし５のいずれかに記載する二量体化合物を含有する、有機デバイス用材料。【００１６】
項７．
前記有機デバイス用材料が、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、項６に記載する有機デバイス用材料。【００１７】
項８．
発光層用材料である、項７に記載する有機電界発光素子用材料。【００１８】
項９．
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、項８に記載する発光層用材料を含有する発光層とを有する、有機電界発光素子。【００１９】
項１０．
前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および／または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、キノリノール系金属錯体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ボラン誘導体およびベンゾイミダゾール誘導体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、項９に記載する有機電界発光素子。【００２０】
項１１．
前記電子輸送層および／または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、項１０に記載の有機電界発光素子。【００２１】
項１２．
項９〜１１のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の好ましい態様によれば、例えば有機ＥＬ素子用材料として用いることができる、優れた多環芳香族系二量体化合物を提供することができ、この二量体化合物を用いることで優れた有機ＥＬ素子等の有機デバイスを提供することができる。【００２３】
具体的には、本発明者らは、芳香環をホウ素、リン、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ元素で連結した多環芳香族化合物の二量体が、大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）と高い三重項励起エネルギー（ＥＴ）を有することを見出した。これは、ヘテロ元素を含む６員環は芳香族性が低いため、共役系の拡張に伴うＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップの減少が抑制されること、ヘテロ元素の電子的な摂動により三重項励起状態（Ｔ１）のＳＯＭＯ１およびＳＯＭＯ２が局在化することが原因となっていると考えられる。また、本発明に係るヘテロ元素を含有する多環芳香族系二量体化合物は、三重項励起状態（Ｔ１）におけるＳＯＭＯ１およびＳＯＭＯ２の局在化により、両軌道間の交換相互作用が小さくなるため、三重項励起状態（Ｔ１）と一重項励起状態（Ｓ１）のエネルギー差が小さく、熱活性型遅延蛍光を示すため、有機ＥＬ素子の蛍光材料としても有用である。また、高い三重項励起エネルギー（ＥＴ）を有する材料は、燐光有機ＥＬ素子や熱活性型遅延蛍光を利用した有機ＥＬ素子の電子輸送層や正孔輸送層としても有用である。更に、これらの多環芳香族系二量体化合物は、置換基の導入により、ＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギーを任意に動かすことができるため、イオン化ポテンシャルや電子親和力を周辺材料に応じて最適化することが可能である。【００２４】
また、本発明の二量体化合物はシクロアルキル基を導入することで、融点や昇華温度の低下が期待できる。このことは、高い純度が要求される有機ＥＬ素子等の有機デバイス用の材料の精製法としてほぼ不可欠な昇華精製において、比較的低温で精製することができるため材料の熱分解等が避けられることを意味する。またこれは、有機ＥＬ素子等の有機デバイスを作製するのに有力な手段である真空蒸着プロセスについても同様であり、比較的低温でプロセスを実施できるため、材料の熱分解を避けることができ、結果として高性能な有機デバイス用を得ることができる。また、シクロアルキル基の導入により有機溶媒への溶解性が向上するため、塗布プロセスを利用した素子作製にも適用することが可能となる。ただし、本発明は特にこれらの原理に限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。
【図２】化合物（１−２０１）の吸収、蛍光および燐光スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．多環芳香族系二量体化合物
本発明は、２つの下記一般式（１）で表される部分構造と、当該２つの部分構造を連結する連結基Ｌ１とからなる二量体化合物である。本発明は、好ましくは、２つの下記一般式（２）で表される部分構造と、当該２つの部分構造を連結する連結基Ｌ１とからなる二量体化合物である。なお、以降の説明で用いる全ての構造式中の各符号の定義は上述した定義と同じである。
【化７】
2019074093.tif 000006
【００２７】
一般式（１）におけるＡ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素は置換基で置換されていてもよい。この置換基は、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ（アリールとヘテロアリールを有するアミノ基）、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシまたは置換または無置換のアリールオキシが好ましい。これらの基が置換基を有する場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルがあげられる。また、上記アリール環またはヘテロアリール環は、Ｙ１、Ｘ１およびＸ２から構成される一般式（１）中央の縮合２環構造（以下、この構造を「Ｄ構造」とも言う）と結合を共有する５員環または６員環を有することが好ましい。
【００２８】
ここで、「縮合２環構造（Ｄ構造）」とは、一般式（１）の中央に示した、Ｙ１、Ｘ１およびＸ２を含んで構成される２つの飽和炭化水素環が縮合した構造を意味する。また、「縮合２環構造と結合を共有する６員環」とは、例えば上記一般式（２）で示すように前記Ｄ構造に縮合したａ環（ベンゼン環（６員環））を意味する。また、「（Ａ環である）アリール環またはヘテロアリール環がこの６員環を有する」とは、この６員環だけでＡ環が形成されるか、または、この６員環を含むようにこの６員環にさらに他の環などが縮合してＡ環が形成されることを意味する。言い換えれば、ここで言う「６員環を有する（Ａ環である）アリール環またはヘテロアリール環」とは、Ａ環の全部または一部を構成する６員環が、前記Ｄ構造に縮合していることを意味する。「Ｂ環（ｂ環）」、「Ｃ環（ｃ環）」、また「５員環」についても同様の説明が当てはまる。
【００２９】
一般式（１）におけるＡ環（またはＢ環、Ｃ環）は、一般式（２）におけるａ環とその置換基Ｒ１〜Ｒ３（またはｂ環とその置換基Ｒ８〜Ｒ１１、ｃ環とその置換基Ｒ４〜Ｒ７）に対応する。すなわち、一般式（２）は、一般式（１）のＡ〜Ｃ環として「６員環を有するＡ〜Ｃ環」が選択された構造式に対応する。その意味で、一般式（２）の各環を小文字のａ〜ｃで表した。
【００３０】
一般式（２）では、ａ環、ｂ環およびｃ環の置換基Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。したがって、一般式（２）で表される部分構造は、ａ環、ｂ環およびｃ環における置換基の相互の結合形態によって、下記式（２−１）および式（２−２）に示すように、部分構造を構成する環構造が変化する。各式中のＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環は、一般式（１）におけるそれぞれＡ環、Ｂ環およびＣ環に対応する。
【００３１】
【化８】
2019074093.tif 000007
【００３２】
上記式（２−１）および式（２−２）中のＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環は、一般式（２）で説明すれば、置換基Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれａ環、ｂ環およびｃ環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す（ａ環、ｂ環またはｃ環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる）。なお、式では示してはいないが、ａ環、ｂ環およびｃ環の全てがＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環に変化した部分構造もある。また、上記式（２−１）および式（２−２）から分かるように、例えば、ｂ環のＲ８とｃ環のＲ７、ｂ環のＲ１１とａ環のＲ１、ｃ環のＲ４とａ環のＲ３などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。
【００３３】
上記式（２−１）や式（２−２）で表される部分構造は、例えば後述する具体的化合物として列挙した式（１−９）や式（１−９９）などで表されるような化合物における部分構造に対応する。すなわち、例えばａ環（またはｂ環またはｃ環）であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環などが縮合して形成されるＡ’環（またはＢ’環またはＣ’環）を有する部分構造であり、形成されてできた縮合環Ａ’（または縮合環Ｂ’または縮合環Ｃ’）はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環などである。
【００３４】
一般式（１）におけるＹ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒであり、前記Ｓｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルである。Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝Ｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒの場合には、Ａ環、Ｂ環またはＣ環と結合する原子はＰ、ＳｉまたはＧｅである。Ｙ１は、Ｂ、Ｐ、Ｐ＝Ｏ、Ｐ＝ＳまたはＳｉ−Ｒが好ましく、Ｂが特に好ましい。この説明は一般式（２）におけるＹ１でも同じである。
【００３５】
一般式（１）におけるＸ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ−Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記＞Ｎ−ＲのＲは連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよく、連結基Ｌ２としては、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−または−Ｃ（−Ｒ）２−が好ましい。なお、前記「−Ｃ（−Ｒ）２−」のＲは、水素、アルキルまたはシクロアルキルである。この説明は一般式（２）におけるＸ１およびＸ２でも同じである。
【００３６】
ここで、一般式（１）における「＞Ｎ−ＲのＲは連結基Ｌ２により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合している」との規定は、一般式（２）では「＞Ｎ−ＲのＲは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（−Ｒ）２−および単結合から選択される連結基Ｌ２により前記ａ環、ｂ環および／またはｃ環と結合している」との規定に対応する。
この規定は、下記式（２−３−１）で表される、Ｘ１やＸ２が縮合環Ｂ’および縮合環Ｃ’に取り込まれた環構造を有する部分構造で表現できる。すなわち、例えば一般式（２）におけるｂ環（またはｃ環）であるベンゼン環に対してＸ１（またはＸ２）を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるＢ’環（またはＣ’環）を有する化合物である。形成されてできた縮合環Ｂ’（または縮合環Ｃ’）は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。
また、上記規定は、下記式（２−３−２）や式（２−３−３）で表される、Ｘ１および／またはＸ２が縮合環Ａ’に取り込まれた環構造を有する部分構造でも表現できる。すなわち、例えば一般式（２）におけるａ環であるベンゼン環に対してＸ１（および／またはＸ２）を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるＡ’環を有する部分構造である。形成されてできた縮合環Ａ’は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。
【００３７】
【化９】
2019074093.tif 000008
【００３８】
一般式（１）のＡ環、Ｂ環およびＣ環である「アリール環」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリール環があげられ、炭素数６〜１６のアリール環が好ましく、炭素数６〜１２のアリール環がより好ましく、炭素数６〜１０のアリール環が特に好ましい。なお、この「アリール環」は、一般式（２）で規定された「Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に形成されたアリール環」に対応し、また、ａ環（またはｂ環、ｃ環）がすでに炭素数６のベンゼン環で構成されているため、これに５員環が縮合した縮合環の合計炭素数９が下限の炭素数となる。
【００３９】
具体的な「アリール環」としては、単環系であるベンゼン環、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環（ｍ−テルフェニル、ｏ−テルフェニル、ｐ−テルフェニル）、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などがあげられる。
【００４０】
一般式（１）のＡ環、Ｂ環およびＣ環である「ヘテロアリール環」としては、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリール環があげられ、炭素数２〜２５のヘテロアリール環が好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などがあげられる。なお、この「ヘテロアリール環」は、一般式（２）で規定された「Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に形成されたヘテロアリール環」に対応し、また、ａ環（またはｂ環、ｃ環）がすでに炭素数６のベンゼン環で構成されているため、これに５員環が縮合した縮合環の合計炭素数６が下限の炭素数となる。
【００４１】
具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、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、イソインドール環、１Ｈ−インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、１Ｈ−ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、チアントレン環などがあげられる。
【００４２】
上記「アリール環」または「ヘテロアリール環」における少なくとも１つの水素は、第１の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」で置換されていてもよいが、この第１の置換基としての「アリール」や「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」のアリール、「ジヘテロアリールアミノ」のヘテロアリール、「アリールヘテロアリールアミノ」のアリールとヘテロアリール、また「アリールオキシ」のアリールとしては上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。
【００４３】
また第１の置換基としての「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキルまたは炭素数３〜２４の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）が好ましく、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）がより好ましく、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分岐鎖アルキル）がさらに好ましく、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）が特に好ましい。
【００４４】
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、１−ヘキシルヘプチル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどがあげられる。
【００４５】
また第１の置換基としての「シクロアルキル」としては、炭素数３〜２４のシクロアルキル、炭素数３〜２０のシクロアルキル、炭素数３〜１６のシクロアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル、炭素数５のシクロアルキルなどが挙げられる。
【００４６】
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、メチルシクロプロピル、シクロブチル、メチルシクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、メチルシクロヘプチル、シクロオクチル、メチルシクロオクチル、シクロノニル、メチルシクロノニル、シクロデシル、メチルシクロデシル、ビシクロ［１．０．１］ブチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．０．１］ペンチル、ビシクロ［１．２．１］ヘキシル、ビシクロ［３．０．１］ヘキシル、ビシクロ［２．１．２］ヘプチル、ビシクロ［２．２．２］オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニル等があげられる。
【００４７】
また第１の置換基としての「アルコキシ」としては、例えば、炭素数１〜２４の直鎖または炭素数３〜２４の分岐鎖のアルコキシがあげられる。炭素数１〜１８のアルコキシ（炭素数３〜１８の分岐鎖のアルコキシ）が好ましく、炭素数１〜１２のアルコキシ（炭素数３〜１２の分岐鎖のアルコキシ）がより好ましく、炭素数１〜６のアルコキシ（炭素数３〜６の分岐鎖のアルコキシ）がさらに好ましく、炭素数１〜４のアルコキシ（炭素数３〜４の分岐鎖のアルコキシ）が特に好ましい。
【００４８】
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどがあげられる。
【００４９】
第１の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」は、置換または無置換と説明されているとおり、それらにおける少なくとも１つの水素が第２の置換基で置換されていてもよい。この第２の置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルがあげられ、それらの具体的な基は、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第１の置換基としての「アルキル」または「シクロアルキル」の説明を参照することができる。また、第２の置換基としてのアリールやヘテロアリールには、それらにおける少なくとも１つの水素がフェニルなどのアリール（具体例は上述した基）やメチルなどのアルキル（具体例は上述した基）やシクロヘキシルなどのシクロアルキル（具体例は上述した基）で置換された基も第２の置換基としてのアリールやヘテロアリールに含まれる。その一例としては、第２の置換基がカルバゾリル基の場合には、９位における少なくとも１つの水素がフェニルなどのアリールやメチルなどのアルキルやシクロヘキシルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリル基も第２の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
【００５０】
一般式（２）のＲ１〜Ｒ１１におけるアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノのアリール、ジヘテロアリールアミノのヘテロアリール、アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリール、またはアリールオキシのアリールとしては、一般式（１）で説明した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。また、Ｒ１〜Ｒ１１におけるアルキル、シクロアルキルまたはアルコキシとしては、上述した一般式（１）の説明における第１の置換基としての「アルキル」や「シクロアルキル」や「アルコキシ」の説明を参照することができる。さらに、これらの基への置換基としてのアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルも同様である。また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成した場合の、これらの環への置換基であるヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ、および、さらなる置換基であるアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルについても同様である。
【００５１】
一般式（１）のＹ１におけるＳｉ−ＲおよびＧｅ−ＲのＲはアリール、アルキルまたはシクロアルキルであるが、このアリール、アルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数６〜１０のアリール（例えばフェニル、ナフチルなど）、炭素数１〜４のアルキル（例えばメチル、エチルなど）が好ましい。この説明は一般式（２）におけるＹ１でも同じである。
【００５２】
一般式（１）のＸ１およびＸ２における＞Ｎ−ＲのＲは上述した第２の置換基で置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、アリール、ヘテロアリール、アルキルやシクロアルキルにおける少なくとも１つの水素は例えばアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。このアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数６〜１０のアリール（例えばフェニル、ナフチルなど）、炭素数２〜１５のヘテロアリール（例えばカルバゾリルなど）、炭素数１〜４のアルキル（例えばメチル、エチルなど）、炭素数３〜１６のシクロアルキル（例えばビシクロオクチルやアダマンチル等）が好ましい。この説明は一般式（２）におけるＸ１およびＸ２でも同じである。
【００５３】
一般式（１）における連結基Ｌ２である「−Ｃ（−Ｒ）２−」のＲは水素、アルキルまたはシクロアルキルであるが、このアルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数１〜４のアルキル（例えばメチル、エチルなど）が好ましい。この説明は一般式（２）における連結基Ｌ２である「−Ｃ（−Ｒ）２−」でも同じである。
【００５４】
本発明の化合物は、連結基Ｌ１により２つの式（１）で表される部分構造が結合した化合物であるが、この２つの部分構造は同じ構造であっても異なった構造であってもよく、好ましくは同じ構造である。ただし、２つの部分構造においてＹ１が共にＢ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合は本発明からは除かれ、かつ、Ｙ１が共にＰ＝Ｏ、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｏの場合も本発明からは除かれる。
【００５５】
連結基Ｌ１は、単結合、炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０のヘテロアリーレン、炭素数１〜２４のアルキレン、炭素数１〜２４のアルケニレン、炭素数１〜２４のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｎ−Ｒ、または、これらの組み合わせである。前記＞Ｎ−ＲのＲは炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルである。連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素は炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよい。
【００５６】
連結基Ｌ１における「アリーレン」、「ヘテロアリーレン」および「アルキレン」については、式（１）の部分構造の箇所における「アリール」、「ヘテロアリール」および「アルキル」の説明を二価の基としての説明に替えて引用することができる。また、「アルケニレン」はアルキレン中に１つまたは２つ以上の−Ｃ＝Ｃ−基を有する基であり、「アルキニレン」はアルキレン中に１つまたは２つ以上の−Ｃ≡Ｃ−基を有する基であって、上記「アルキレン」の説明において１つまたは２つ以上の−ＣＨ２−基をそれぞれ−Ｃ＝Ｃ−基や−Ｃ≡Ｃ−基に替えて説明することができる。
【００５７】
連結基Ｌ１における＞Ｎ−ＲのＲとしての「アリール」、「ヘテロアリール」および「アルキル」、「シクロアルキル」、ならびに連結基Ｌ１における少なくとも１つの水素と置換される「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」および「シクロアルキル」については、式（１）の部分構造の箇所における「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」および「シクロアルキル」の説明を引用することができる。
【００５８】
連結基Ｌ１は、炭素数６〜３０のアリーレン、炭素数２〜３０のヘテロアリーレン、炭素数１〜２４のアルキレン、炭素数１〜２４のアルケニレン、炭素数１〜２４のアルキニレン、−Ｏ−、−Ｓ−、および、＞Ｎ−Ｒからなる群から選択される少なくとも１つの基を組み合わせて形成される基でもよい。この具体例は、後述する具体的化合物において例示する。
【００５９】
連結基Ｌ１と式（１）または式（２）の部分構造との結合箇所は任意である。具体的な結合箇所は、後述する具体的化合物において例示する。
【００６０】
また、本発明の二量体化合物における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。例えば、式（１）においては、Ａ環、Ｂ環、Ｃ環（Ａ〜Ｃ環はアリール環またはヘテロアリール環）、Ａ〜Ｃ環への置換基、Ｙ１がＳｉ−ＲまたはＧｅ−ＲであるときのＲ（＝アルキル、アリール、シクロアルキル）、ならびに、Ｘ１およびＸ２が＞Ｎ−ＲであるときのＲ（＝アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル）における水素が置換されうるが、これらの中でもアリールやヘテロアリールにおける全てまたは一部の水素が置換された態様が挙げられる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。
【００６１】
また、本発明に係る二量体化合物は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などがあげられる。特に、有機電界発光素子においては、発光層のドーパント材料として、Ｙ１がＢ、Ｘ１およびＸ２が＞Ｎ−Ｒである部分構造、Ｙ１がＢ、Ｘ１が＞Ｏ、Ｘ２が＞Ｎ−Ｒである部分構造を有する二量体化合物が好ましく、発光層のホスト材料として、Ｙ１がＢ、Ｘ１が＞Ｏ、Ｘ２が＞Ｎ−Ｒである部分構造を有する二量体化合物が好ましく用いられる。
【００６２】
本発明の二量体化合物のさらに具体的な例としては、例えば以下の化学構造式で表される化合物があげられる。なお、化学構造式中、Ｍｅはメチル基、ｔＢｕはｔｅｒｔ−ブチル基、Ｐｈはフェニル基である。
【００６３】
【化１０】
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【００６４】
【化１１】
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【００６５】
【化１２】
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【００６６】
【化１３】
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【００６７】
【化１４】
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【００６８】
【化１５】
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【００６９】
【化１６】
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【００７０】
【化１７】
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【００７１】
【化１８】
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【００７４】
【化２１】
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【００７５】
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【化９０】
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【化９１】
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【０１６０】
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【０１６９】
【化１１６】
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【化１１９】
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【化１２０】
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【０１７４】
【化１２１】
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【化１２２】
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【０１７６】
【化１２３】
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【化１２４】
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【化１２８】
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【化１２９】
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【０１８３】
【化１３０】
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【０１８４】
【化１３１】
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【０１８５】
【化１３２】
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【０１８６】
【化１３３】
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【０１８７】
【化１３４】
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【０１８８】
【化１３５】
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【０１８９】
【化１３６】
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【０１９０】
【化１３７】
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【化１３８】
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【化１３９】
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【０１９３】
【化１４０】
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【化１４３】
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【化１４８】
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【化１４９】
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【化１５４】
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【０２３０】
【化１７７】
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【０２３１】
【化１７８】
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【化１７９】
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【化１９０】
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【０２４４】
【化１９１】
2019074093.tif 000190
【０２４５】
【化１９２】
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【０２４６】
【化１９３】
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【０２４７】
【化１９４】
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【０２４８】
【化１９５】
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【０２４９】
【化１９６】
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【０２５０】
【化１９７】
2019074093.tif 000196
【０２５１】
２．多環芳香族系二量体化合物の製造方法
本発明の二量体化合物は、一般式（１）や（２）で表される部分構造に相当する多環芳香族化合物を製造した後に２つの多環芳香族化合物を公知の方法により連結基Ｌ１で結合するか、多環芳香族化合物を形成するための中間体を２つ、連結基Ｌ１で結合しておき、この連結基Ｌ１で結合した２つの中間体部分を多環芳香族化することで製造することができる。
【０２５２】
一般式（１）や（２）で表される部分構造に相当する多環芳香族化合物の製造方法は既に公知であり、国際公開第2015/102118号公報（特許文献６）に記載の方法を参考にすることができる。以下に、基本的な製造方法を説明する。多環芳香族化合物は、基本的には、まずＡ環（ａ環）とＢ環（ｂ環）およびＣ環（ｃ環）とを結合基（Ｘ１やＸ２を含む基）で結合させることで中間体を製造し（第１反応）、その後に、Ａ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）およびＣ環（ｃ環）を結合基（Ｙ１を含む基）で結合させることで最終生成物を製造することができる（第２反応）。第１反応では、例えばエーテル化反応であれば、求核置換反応、ウルマン反応といった一般的反応が利用でき、アミノ化反応で有ればブッフバルト−ハートウィッグ反応といった一般的反応が利用できる。また、第２反応では、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応（連続的な芳香族求電子置換反応、以下同様）が利用できる。
【０２５３】
第２反応は、下記スキーム（１）や（２）に示すように、Ａ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）およびＣ環（ｃ環）を結合するＹ１を導入する反応であり、例としてＹ１がホウ素原子、Ｘ１およびＸ２が＞Ｎ−Ｒの場合を以下に示す。まず、Ｘ１とＸ２の間の水素原子をｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウムまたはｔ−ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等を加え、リチウム−ホウ素の金属交換を行った後、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン等のブレンステッド塩基を加えることで、タンデムボラフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。第２反応においては反応を促進させるために三塩化アルミニウム等のルイス酸を加えてもよい。
【０２５４】
【化１９８】
2019074093.tif 000197
【０２５５】
上述の製造法を適宜選択し、使用する原料も適宜選択することで、所望の位置に置換基を有し、Ｙ１がホウ素原子、Ｘ１およびＸ２が＞Ｎ−Ｒである多環芳香族化合物を製造することができる。また、Ｘ１およびＸ２が＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｓｅである化合物についても、原料を適宜変更することで同様に製造することができる。
【０２５６】
Ｙ１が、リンスルフィド（Ｐ＝Ｓ）、リンオキサイド（Ｐ＝Ｏ）またはリン原子（Ｐ）である化合物については、スキーム（１）や（２）において三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等の代わりに、三塩化リン（ＰＣｌ３）および硫黄（Ｓ８）を反応させることで、Ｙ１がリンスルフィドである化合物を得ることができる。また、得られたリンスルフィド化合物をｍ−クロロ過安息香酸（ｍ−ＣＰＢＡ）で処理することでＹ１がリンオキサイドである化合物を得ることができ、トリエチルホスフィンで処理することでＹ１がリン原子である化合物を得ることができる。
【０２５７】
また、Ｙ１が、Ａｌ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｉ−ＲまたはＧｅ−Ｒである化合物についても、原料を適宜変更することで同様に製造することができる。
【０２５８】
以上のようにして製造した一般式（１）や（２）で表される部分構造に相当する多環芳香族化合物を、連結基Ｌ１で結合する方法は、公知の方法を利用することができる。また、多環芳香族化合物を形成するための中間体の段階において連結基Ｌ１で結合する方法についても、公知の方法を利用することができる。
【０２５９】
また、本発明の二量体化合物には、少なくとも一部の水素原子がシアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されている化合物も含まれるが、このような化合物は所望の箇所がシアノ化、ハロゲン化、または重水素化された原料を用いることで、上記と同様に製造することができる。
【０２６０】
３．有機デバイス
本発明に係る二量体化合物は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などが挙げられる。
【０２６１】
３−１．有機電界発光素子
本発明に係る二量体化合物は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。以下に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。
【０２６２】
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた陰極１０８とを有する。
【０２６３】
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０８と、陰極１０８の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
【０２６４】
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、電子輸送層１０６、電子注入層１０７は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
【０２６５】
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」の構成態様の他に、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」の構成態様であってもよい。
【０２６６】
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体であり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。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が、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ができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
【０２６７】
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３および／または正孔輸送層１０４が設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
【０２６８】
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
【０２６９】
透明電極の抵抗は、発光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、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。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、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。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５０〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
【０２７０】
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内または正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たす。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔または陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たす。正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
【０２７１】
正孔注入・輸送性物質として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よく注入・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よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、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好ましい。
【０２７２】
正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４を形成する材料としては、本発明に係る二量体化合物を使用することができる。また、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど）、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）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミノを主鎖あるいは側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、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、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、Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、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などのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など）、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニンなど）、ピラゾリン誘導体、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、キノキサリン誘導体（例えば、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリルなど）、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。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、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。
【０２７３】
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）または２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）またはスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）、あるいは、特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）など）が知られている（特開2005-167175号公報）。
【０２７４】
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０８から注入された電子とを再結合させることにより発光する層である。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光）効率を示す化合物であるのが好ましい。本発明では、発光層用の材料として、本発明に係る二量体化合物を用いることができる。
【０２７５】
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成される。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、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、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。
【０２７６】
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の５０〜９９．９９９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．９５重量％であり、さらに好ましくは９０〜９９．９重量％である。本発明に係る二量体化合物はホスト材料としても使用することもできる。
【０２７７】
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．０５〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。本発明に係る二量体化合物はドーパント材料としても使用することもできる。
【０２７８】
本発明に係る二量体化合物と併用することができるホスト材料としては、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、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、シクロペンタジエン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。
【０２７９】
また、本発明に係る二量体化合物と併用することができるドーパント材料としては、特に限定されず、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン、ルブレンおよびクリセンなどの縮合環誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、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（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノクマリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メトキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導体、３−ベンゾチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンゾイミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンゾオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンゾアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などがあげられる。
【０２８０】
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデン、クリセンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、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芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、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、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があげられる。
【０２８１】
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などがあげられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【０２８２】
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体などあげられ、さらに上記青〜青緑色および緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例としてあげられる。
【０２８３】
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それにあげられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
【０２８４】
上述するドーパント材料の中でも、特にスチルベン構造を有するアミン、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体またはピレン誘導体が好ましい。
【０２８５】
スチルベン構造を有するアミンは、例えば、下記式で表される。
【化１９９】
2019074093.tif 000198
当該式中、Ａｒ１は炭素数６〜３０のアリールに由来するｍ価の基であり、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであるが、Ａｒ１〜Ａｒ３の少なくとも１つはスチルベン構造を有し、Ａｒ１〜Ａｒ３は置換されていてもよく、そして、ｍは１〜４の整数である。
【０２８６】
スチルベン構造を有するアミンは、下記式で表されるジアミノスチルベンがより好ましい。
【化２００】
2019074093.tif 000199
当該式中、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ２およびＡｒ３は置換されていてもよい。
【０２８７】
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、ベンゼン、ナフタレン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ペリレン、スチルベン、ジスチリルベンゼン、ジスチリルビフェニル、ジスチリルフルオレンなどが挙げられる。
【０２８８】
スチルベン構造を有するアミンの具体例は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス［４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−ビフェニル、１，４−ビス［４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−ベンゼン、２，７−ビス［４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどが挙げられる。
また、特開2003-347056号公報、および特開2001-307884号公報などに記載されたスチルベン構造を有するアミンを用いてもよい。
【０２８９】
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などがあげられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、および特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
【０２９０】
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどがあげられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
【０２９１】
芳香族アミン誘導体は、例えば、下記式で表される。
【化２０１】
2019074093.tif 000200
当該式中、Ａｒ４は炭素数６〜３０のアリールに由来するｎ価の基であり、Ａｒ５およびＡｒ６はそれぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ４〜Ａｒ６は置換されていてもよく、そして、ｎは１〜４の整数である。
【０２９２】
特に、Ａｒ４がアントラセン、クリセン、フルオレン、ベンゾフルオレンまたはピレンに由来する２価の基であり、Ａｒ５およびＡｒ６がそれぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ４〜Ａｒ６は置換されていてもよく、そして、ｎは２である、芳香族アミン誘導体がより好ましい。
【０２９３】
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、ベンゼン、ナフタレン、アセナフチレン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ペリレン、ペンタセンなどが挙げられる。
【０２９４】
芳香族アミン誘導体としては、クリセン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルクリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ナフタレン−２−イル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミンなどが挙げられる。
【０２９５】
また、ピレン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）−３，８−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルピレン−１，８−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，８−ジアミン、Ｎ１，Ｎ６−ジフェニル−Ｎ１，Ｎ６−ビス−（４−トリメチルシラニル−フェニル）−１Ｈ，８Ｈ−ピレン−１，６−ジアミンなどが挙げられる。
【０２９６】
また、アントラセン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジシクロヘキシル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジシクロヘキシル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセンなどが挙げられる。
【０２９７】
また、他には、［４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル］−ジフェニルアミン、［６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル］−ジフェニルアミン、４，４’−ビス［４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル］ビフェニル、４，４’−ビス［６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル］ビフェニル、４，４”−ビス［４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル］−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス［６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル］−ｐ−テルフェニルなどがあげられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
【０２９８】
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などがあげられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、および特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
【０２９９】
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどがあげられる。
【化２０２】
2019074093.tif 000201
また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、および特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
【０３００】
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０７は、陰極１０８から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内または電子輸送層１０６内に注入する役割を果たす。電子輸送層１０６は、陰極１０８から注入された電子または陰極１０８から電子注入層１０７を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たす。電子輸送層１０６および電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
【０３０１】
電子注入・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ことをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのために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あることが好ましい。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、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場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
【０３０２】
電子輸送層１０６または電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）としては、本発明に係る二量体化合物を使用することができる。また、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機電界発光素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【０３０３】
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香環もしくは複素芳香環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香環誘導体、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、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、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、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０３０４】
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−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）、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体（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）、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジニル））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（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）、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。
【０３０５】
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属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、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。
【０３０６】
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
【０３０７】
上述した材料の中でも、キノリノール系金属錯体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体またはボラン誘導体が好ましい。
【０３０８】
キノリノール系金属錯体は、下記一般式（Ｅ−１）で表される化合物である。
【化２０３】
2019074093.tif 000202
式中、Ｒ１〜Ｒ６は水素または置換基であり、ＭはＬｉ、Ａｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは１〜３の整数である。
【０３０９】
キノリノール系金属錯体の具体例としては、８−キノリノールリチウム、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどがあげられる。
【０３１０】
ビピリジン誘導体は、下記一般式（Ｅ−２）で表される化合物である。
【化２０４】
2019074093.tif 000203
式中、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、ピリジン−ピリジンまたはピリジン−Ｇの結合に用いられない炭素は置換されていてもよい。
【０３１１】
一般式（Ｅ−２）のＧとしては、例えば、以下の構造式があげられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
【化２０５】
2019074093.tif 000204
【０３１２】
ピリジン誘導体の具体例としては、２，５−ビス（２，２’−ピリジン−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ピリジン−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール、２，５−ビス（２，２’−ピリジン−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール、２，５−ビス（２，２’−ピリジン−５−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール、９，１０−ジ（２，２’−ピリジン−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ピリジン−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ピリジン−６−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ピリジン−５−イル）アントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ピリジン−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，３’−ピリジン−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ピリジン−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，２’−ピリジン−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ピリジン−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（２，４’−ピリジン−５−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ピリジン−６−イル）−２−フェニルアントラセン、９，１０−ジ（３，４’−ピリジン−５−イル）−２−フェニルアントラセン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，２’−ピリジン−６−イル）チオフェン、３，４−ジフェニル−２，５−ジ（２，３’−ピリジン−５−イル）チオフェン、６’，６”−ジ（２−ピリジル）２，２’：４’，４”：２”，２”’−クアテルピリジンなどがあげられる。
【０３１３】
フェナントロリン誘導体は、下記一般式（Ｅ−３−１）または（Ｅ−３−２）で表される化合物である。
【化２０６】
2019074093.tif 000205
式中、Ｒ１〜Ｒ８は水素または置換基であり、隣接する基は互いに結合して縮合環を形成してもよく、Ｇは単なる結合手またはｎ価の連結基を表し、ｎは２〜８の整数である。また、一般式（Ｅ−３−２）のＧとしては、例えば、ビピリジン誘導体の欄で説明したＧと同じ構造式があげられる。
【０３１４】
フェナントロリン誘導体の具体例としては、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどがあげられる。
【０３１５】
特に、フェナントロリン誘導体を電子輸送層、電子注入層に用いた場合について説明する。長時間にわたって安定な発光を得るには、熱的安定性や薄膜形成性に優れた材料が望まれ、フェナントロリン誘導体の中でも、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有する誘導体、あるいは複数のフェナントロリン骨格を連結した誘導体が好ましい。さらに、複数のフェナントロリン骨格を連結する場合、連結ユニット中に共役結合、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素、置換もしくは無置換の芳香複素環を含んでいる化合物がより好ましい。
【０３１６】
ボラン誘導体は、下記一般式（Ｅ−４）で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
【化２０７】
2019074093.tif 000206
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｘは、置換されていてもよいアリーレンであり、Ｙは、置換されていてもよい炭素数１６以下のアリール、置換されているボリル、または置換されていてもよいカルバゾリルであり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０３１７】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−１）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−１−１）〜（Ｅ−４−１−４）で表される化合物が好ましい。具体例としては、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）フェニル］カルバゾール、９−［４−（４−ジメシチルボリルナフタレン−１−イル）ナフタレン−１−イル］カルバゾールなどがあげられる。
【化２０８】
2019074093.tif 000207
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Ｘ１は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレンであり、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数であり、そして、ｍはそれぞれ独立して０〜４の整数である。
【０３１８】
【化２０９】
2019074093.tif 000208
各式中、Ｒ３１〜Ｒ３４は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ３５およびＲ３６は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０３１９】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−２）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−２−１）で表される化合物が好ましい。
【化２１０】
2019074093.tif 000209
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｘ１は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレンであり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０３２０】
【化２１１】
2019074093.tif 000210
式中、Ｒ３１〜Ｒ３４は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ３５およびＲ３６は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０３２１】
上記一般式（Ｅ−４）で表される化合物の中でも、下記一般式（Ｅ−４−３）で表される化合物、さらに下記一般式（Ｅ−４−３−１）または（Ｅ−４−３−２）で表される化合物が好ましい。
【化２１２】
2019074093.tif 000211
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｘ１は、置換されていてもよい炭素数１０以下のアリーレンであり、Ｙ１は、置換されていてもよい炭素数１４以下のアリールであり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。
【０３２２】
【化２１３】
2019074093.tif 000212
各式中、Ｒ３１〜Ｒ３４は、それぞれ独立して、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかであり、そして、Ｒ３５およびＲ３６は、それぞれ独立して、水素、メチル、イソプロピルまたはフェニルのいずれかである。
【０３２３】
ベンゾイミダゾール誘導体は、下記一般式（Ｅ−５）で表される化合物である。
【化２１４】
2019074093.tif 000213
式中、Ａｒ１〜Ａｒ３はそれぞれ独立に水素または置換されてもよい炭素数６〜３０のアリールである。特に、Ａｒ１が置換されてもよいアントリルであるベンゾイミダゾール誘導体が好ましい。
【０３２４】
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、アセナフチレン−１−イル、アセナフチレン−３−イル、アセナフチレン−４−イル、アセナフチレン−５−イル、フルオレン−１−イル、フルオレン−２−イル、フルオレン−３−イル、フルオレン−４−イル、フルオレン−９−イル、フェナレン−１−イル、フェナレン−２−イル、１−フェナントリル、２−フェナントリル、３−フェナントリル、４−フェナントリル、９−フェナントリル、１−アントリル、２−アントリル、９−アントリル、フルオランテン−１−イル、フルオランテン−２−イル、フルオランテン−３−イル、フルオランテン−７−イル、フルオランテン−８−イル、トリフェニレン−１−イル、トリフェニレン−２−イル、ピレン−１−イル、ピレン−２−イル、ピレン−４−イル、クリセン−１−イル、クリセン−２−イル、クリセン−３−イル、クリセン−４−イル、クリセン−５−イル、クリセン−６−イル、ナフタセン−１−イル、ナフタセン−２−イル、ナフタセン−５−イル、ペリレン−１−イル、ペリレン−２−イル、ペリレン−３−イル、ペンタセン−１−イル、ペンタセン−２−イル、ペンタセン−５−イル、ペンタセン−６−イルである。
【０３２５】
ベンゾイミダゾール誘導体の具体例は、１−フェニル−２−（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（３−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールである。
【０３２６】
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有する材料であれば、様々な材料が用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを好適に使用することができる。
【０３２７】
好ましい還元性物質としては、Ｎａ（仕事関数２．３６ｅＶ）、Ｋ（同２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（同２．１６ｅＶ）またはＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）またはＢａ（同２．５２ｅＶ）などのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下の材料が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、Ｋ、ＲｂまたはＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのはＣｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料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図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性物質として、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂ、またはＣｓとＮａとＫとの組み合わせが好ましい。Ｃｓを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
【０３２８】
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７および電子輸送層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たす。
【０３２９】
陰極１０８を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様の材料を用いることができる。なかでも、スズ、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されない。
【０３３０】
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、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、そしてシリカ、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、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱蒸着、電子線ビーム蒸着、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、導通を取ることができれば特に制限されない。
【０３３１】
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
【０３３２】
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、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、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度＋５０〜＋４００℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【０３３３】
次に、有機電界発光素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機電界発光素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機電界発光素子が得られる。なお、上述の有機電界発光素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０３３４】
このようにして得られた有機電界発光素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明または半透明の電極側（陽極または陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機電界発光素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０３３５】
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置または有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
【０３３６】
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる（例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式などがあげられる。なお、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。
【０３３７】
マトリクスでは、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ており、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としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が簡単な構造であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリッ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。
【０３３８】
セグメント方式（タイプ）では、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、決められた領域を発光させることになる。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あげられる。
【０３３９】
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる（例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照）。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、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式が蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
【０３４０】
３−２．その他の有機デバイス
本発明に係る二量体化合物は、上述した有機電界発光素子の他に、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などの作製に用いることができる。
【０３４１】
有機電界効果トランジスタは、電圧入力によって発生させた電界により電流を制御するトランジスタのことであり、ソース電極とドレイン電極の他にゲート電極が設けられている。ゲート電極に電圧を印加すると電界が生じ、ソース電極とドレイン電極間を流れる電子（あるいはホール）の流れを任意にせき止めて電流を制御することができる。電界効果トランジスタは、単なるトランジスタ（バイポーラトランジスタ）に比べて小型化が容易であり、集積回路などを構成する素子としてよく用いられている。
【０３４２】
有機電界効果トランジスタの構造は、通常、本発明に係る二量体化合物を用いて形成される有機半導体活性層に接してソース電極およびドレイン電極が設けられており、さらに有機半導体活性層に接した絶縁層（誘電体層）を挟んでゲート電極が設けられていればよい。その素子構造としては、例えば以下の構造があげられる。
（１）基板／ゲート電極／絶縁体層／ソース電極・ドレイン電極／有機半導体活性層
（２）基板／ゲート電極／絶縁体層／有機半導体活性層／ソース電極・ドレイン電極
（３）基板／有機半導体活性層／ソース電極・ドレイン電極／絶縁体層／ゲート電極
（４）基板／ソース電極・ドレイン電極／有機半導体活性層／絶縁体層／ゲート電極
このように構成された有機電界効果トランジスタは、アクティブマトリックス駆動方式の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素駆動スイッチング素子等として適用できる。
【０３４３】
有機薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板上にＩＴＯなどの陽極、ホール輸送層、光電変換層、電子輸送層、陰極が積層された構造を有する。光電変換層は陽極側にｐ型半導体層を有し、陰極側にｎ型半導体層を有している。本発明に係る二量体化合物は、その物性に応じて、ホール輸送層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、電子輸送層の材料として用いることが可能である。本発明に係る二量体化合物は、有機薄膜太陽電池においてホール輸送材料や電子輸送材料として機能しうる。有機薄膜太陽電池は、上記の他にホールブロック層、電子ブロック層、電子注入層、ホール注入層、平滑化層などを適宜備えていてもよい。有機薄膜太陽電池には、有機薄膜太陽電池に用いられる既知の材料を適宜選択して組み合わせて用いることができる。
【実施例】
【０３４４】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されない。まず、多環芳香族系二量体化合物の合成例について、以下に説明する。【０３４５】
合成例（１）
化合物（１−２０１）：１，３−ビス（５，９−ジフェニル−５，９−ジヒドロ−５，９−ジアザ−１３ｂボラナフト［３，２，１−ｄｅ］アントラセン−７−イル）チオ）ベンゼンの合成
【化２１５】
2019074093.tif 000214
【０３４６】
［第１段］
窒素雰囲気下、１，３−ジヨードベンゼン（４．４８ｇ、１４ｍｍｏｌ）、３，５−ジブロモベンゼンチオール（５．５０ｇ、３１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（４．２７ｇ、３１ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）１５０ｍＬへ溶解させ、そこへヨウ化銅（０．２８６ｇ、１．５ｍｍｏｌ）加え、１００℃で４時間撹拌した後、反応液を冷却し、減圧下溶媒を留去し粗生成物を得た。シリカゲルを用いて得られた粗生成物を濾過し（溶離液：ヘキサン）、その後、超音波粉砕機を用いて残渣物をヘキサンで洗浄し、目的物である１，３−ビス（（３，５−ジクロロフェニル）チオ）ベンゼン（４．７３ｇ、収率８１％）を白色固体として得た。
【化２１６】
2019074093.tif 000215
【０３４７】
ＮＭＲスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝７．１１（ｄ，４Ｈ）、７．２１（ｔ，２Ｈ）、７．３４−７．３７（ｍ，３Ｈ）、７．３９（ｓ，２Ｈ）．【０３４８】
［第２段］
窒素雰囲気下、１，３−ビス（（３，５−ジクロロフェニル）チオ）ベンゼン（３．５６ｇ、８．１ｍｍｏｌ）、ジフェニルアミン（７．６６ｇ、４５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（０．４５６ｍｇ、０．５０ｍｍｏｌ）、トリｔｅｒｔブチルホスフィン（０．２１５ｇ、１．１ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔＢｕ（６．７７ｇ、７０ｍｍｏｌ）をトルエン（３００ｍｌ）に溶解させ、１１０℃で１８時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、シリカゲルを用いて濾過し（溶離液：トルエン）、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。超音波粉砕機を用いて得られた粗生成物をメタノールで洗浄し、目的物である５，５−（１，３−フェニレンビス（サルファンジイル））ビス（Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３−テトラフェニルベンゼン−１，３−ジアミン）（７．４６ｇ、収率８６％）を白色固体として得た。
【化２１７】
2019074093.tif 000216
【０３４９】
ＮＭＲスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝６．５６（ｄ，４Ｈ）、６．６８（ｔ，２Ｈ）、６．９４（ｔ，８Ｈ）、７．０１−７．０２（ｍ，１８Ｈ）、７．１０（ｓ，１Ｈ）、７．１５−７．１９（ｍ，１７Ｈ）．【０３５０】
［第３段］
５，５−（１，３−フェニレンビス（サルファンジイル））ビス（Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３−テトラフェニルベンゼン−１，３−ジアミン）（０．２９ｇ、０．３０ｍｍｏｌ）およびオルトジクロロベンゼン（１０ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、室温で、三臭化ホウ素（０．４７１ｇ、１．２ｍｍｏｌ）を加えた。滴下終了後、１５０℃まで昇温後４時間撹拌した。その後、再び室温まで冷却して、Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．６３ｍｌ、３．６ｍｍｏｌ）を加え、発熱が収まるまで撹拌した。その後減圧下、反応溶液を留去して粗生成物を得た。フロリジルを用いて得られた粗生成物を濾過し（溶離液：トルエン）、ろ液の溶媒を留去後、超音波粉砕機を用いアセトニトリルにて洗浄し、目的物である１，３−ビス（５，９−ジフェニル−５，９−ジヒドロ−５，９−ジアザ−１３ｂボラナフト［３，２，１−ｄｅ］アントラセン−７−イル）チオ）ベンゼン（３０．３ｍｇ、収率１０％）を黄色固体として得た。
【化２１８】
2019074093.tif 000217
【０３５１】
ＮＭＲスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝５．７６（ｓ，４Ｈ）、６．７０（ｄ，４Ｈ）、７．０６（ｔ，１Ｈ）、７．０６−７．０８（ｍ，３Ｈ）、７．２０−７．２７（ｍ，１４Ｈ）、７．３８−７．４７（ｍ，８Ｈ）、７．５４（ｔ，８Ｈ）、８．９１（ｄ，４Ｈ）．【０３５２】
１３Ｃ−ＮＭＲ（１０１ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：１０４．３（４Ｃ）、１１７．１（４Ｃ）、１２０．１（４Ｃ）、１２８．６（４Ｃ）、１２９．６（１Ｃ）、１３０．２（８Ｃ）、１３０．９（４Ｃ）、１３１．０（８Ｃ）、１３２．９（２Ｃ）、１３３．６（２Ｃ）、１３４．９（４Ｃ）、１３８．０（１Ｃ）、１４１．７（４Ｃ）、１４２．３（２Ｃ）、１４７．１（２Ｃ）、１４７．４（４Ｃ）．【０３５３】
合成例（２）
化合物（１−５４００）：１，３−ビス（５，９−ジフェニル−５，９−ジヒドロ−５，９−ジアザ−１３ｂボラナフト［３，２，１−ｄｅ］アントラセン−７−イル）オキシ）ベンゼンの合成
【化２１９】
2019074093.tif 000218
【０３５４】
［第１段］
窒素雰囲気下、レゾルシノール（１１．６ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−３，５−ジクロロベンゼン（５５．０ｇ、２２１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（４．２７ｇ、３１ｍｍｏｌ）をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１８０ｍＬへ溶解させ、そこへヨウ化銅（４．０１ｇ、２１．１ｍｍｏｌ）、トリス（２，４−ペンタンジオナト）鉄（III）（７．４４ｇ、２１．１ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（２２．１ｇ、８４．３ｍｍｏｌ）を加え、１８０℃で４時間撹拌した後、反応液を冷却し、セライトでろ過した。ろ液を水で３回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。得られた溶液を濃縮することで組成生物を得、得られた組成生物をシリカゲルクロマトグラフィー（トルエン）で精製し、その後、濃縮することで、１，３−ビス（３，５−ジクロロフェノキシ）ベンゼン（１５．５ｇ、収率３７％）を無色液体として得た。
【化２２０】
2019074093.tif 000219
【０３５５】
ＮＭＲスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝６．７１（ｔ，１Ｈ）、６．８３（ｄｄ，２Ｈ）、６．９１（ｄ，４Ｈ）、７．１１（ｔ，２Ｈ）、７．３７（ｔ，１Ｈ）．【０３５６】
［第２段］
窒素雰囲気下、１，３−ビス（３，５−ジクロロフェノキシ）ベンゼン（１４．５ｇ、３６．２ｍｍｏｌ）、ジフェニルアミン（２９．４ｇ、１７４ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３（１．６６ｍｇ、１．８１ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィンテトラフルオロボラート（１．０５ｇ、３．６２ｍｍｏｌ）、ＮａＯｔＢｕ（２０．９ｇ、２１７ｍｍｏｌ）をトルエン３００ｍＬに溶解させ、１１０℃で８時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、シリカゲルを用いて濾過し（溶離液：トルエン）、溶媒を減圧留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物を混合溶媒（トルエン／ヘプタン＝２／１（容量比））で再結晶し、５，５−（１，３−フェニレンビス（オキシ））ビス（Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３−テトラフェニルベンゼン−１，３−ジアミン）（１８．８ｇ、収率５６％）を白色固体として得た。
【化２２１】
2019074093.tif 000220
【０３５７】
ＮＭＲスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝６．３０（ｄ，４Ｈ）、６．５１−５５（ｍ，３Ｈ）、６．５８（ｔ，２Ｈ）、６．９５（ｔ，８Ｈ）、７．０７（ｄ，１６Ｈ）、７．１９（ｔ，１６Ｈ）、７．２７（ｔ，１Ｈ）．【０３５８】
［第３段］
５，５−（１，３−フェニレンビス（オキシ））ビス（Ｎ１，Ｎ１，Ｎ３，Ｎ３−テトラフェニルベンゼン−１，３−ジアミン）（１ｇ、１．０７ｍｍｏｌ）およびオルトジクロロベンゼン（３０ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、室温で、三臭化ホウ素ジクロロベンゼン溶液（２．１５ｍＬ、２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。滴下終了後、１５０℃まで昇温後４時間撹拌した。その後、０度に冷却して、炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、発熱が収まるまで撹拌した。その後、減圧下で反応溶液を留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をフロリジルを用いて濾過し（溶離液：トルエン）、ろ液の溶媒を留去後、超音波粉砕機を用いてアセトニトリルで洗浄し、化合物（１−５４００）を黄色固体として得た。
【化２２２】
2019074093.tif 000221
【０３５９】
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他の二量体化合物を合成することができる。次に、二量体化合物の基礎物性の評価と、有機ＥＬ素子の作製例について記載する。【０３６０】
（１）基礎物性の評価方法
＜サンプルの準備＞
化合物の吸収特性と発光特性（蛍光と燐光）を評価する方法としては、化合物を溶媒に溶解して溶媒中で評価する場合と薄膜状態で評価する場合がある。さらに、薄膜状態で評価する場合は、評価対象の化合物の有機ＥＬ素子における使用態様に応じて、評価対象の化合物のみを薄膜化し評価する場合と評価対象の化合物を適切なマトリックス材料中に分散して薄膜化して評価する場合がある。【０３６１】
マトリックス材料としては、市販のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等を用いることができる。ＰＭＭＡに分散した薄膜サンプルは、例えば、ＰＭＭＡと評価対象の化合物をトルエン中で溶解させた後、スピンコーティング法により石英製の透明支持基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ）上に薄膜を形成して作製することができる。【０３６２】
また、マトリックス材料がホスト材料である場合の薄膜サンプルの作製方法を以下に記す。石英製の透明支持基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．０ｍｍ）を市販の蒸着装置（昭和真空（株）製）の基板ホルダーに固定し、ホスト材料を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ドーパント材料を入れたモリブデン製蒸着用ボートを装着する。次に、真空槽を５×１０−４Ｐａまで減圧し、ホスト材料が入った蒸着用ボートとドーパント材料が入った蒸着用ボートを同時に加熱して適切な膜厚になるように蒸着してホスト材料とドーパント材料の混合薄膜を形成する。ホスト材料とドーパント材料の設定重量比に応じて蒸着速度を制御する。【０３６３】
＜吸収特性と発光特性の評価＞
吸収スペクトルの測定は、紫外可視近赤外分光光度計（（株）島津製作所、ＵＶ−２６００）を用いて行った。また、蛍光スペクトルまたは燐光スペクトルの測定は、分光蛍光光度計（日立ハイテク（株）製、Ｆ−７０００）を用いて行った。【０３６４】
蛍光スペクトルの測定に対しては、室温で適切な励起波長で励起しフォトルミネッセンスを測定した。燐光スペクトルの測定に対しては、付属の冷却ユニットを使用して、サンプルを液体窒素に浸した状態（温度７７Ｋ）で測定した。燐光スペクトルを観測するため、光学チョッパを使用して励起光照射から測定開始までの遅れ時間を調整した。サンプルは適切な励起波長で励起しフォトルミネッセンスを測定した。【０３６５】
また、絶対ＰＬ量子収率測定装置（浜松ホトニクス（株）製、Ｃ９９２０−０２Ｇ）を用いて蛍光量子収率を測定する。【０３６６】
＜蛍光寿命（遅延蛍光）の評価＞
蛍光寿命測定装置（浜松ホトニクス（株）製、Ｃ１１３６７−０１）を用いて３００Ｋで蛍光寿命を測定する。適切な励起波長で測定される極大発光波長において蛍光寿命の早い成分と遅い成分を観測する。蛍光を発光する一般的な有機ＥＬ材料の室温における蛍光寿命測定では、熱による３重項成分の失活により、燐光に由来する３重項成分が関与する遅い成分が観測されることはほとんどない。評価対象の化合物において遅い成分が観測された場合は、励起寿命の長い３重項エネルギーが熱活性化により１重項エネルギーに移動して遅延蛍光として観測されたことを示すことになる。【０３６７】
＜エネルギーギャップ（Ｅｇ）の算出＞
吸収スペクトルの長波長末端Ａ（ｎｍ）からＥｇ＝１２４０／Ａで算出される。【０３６８】
＜ＥＳ、ＥＴおよびΔＥＳＴの算出＞
一重項励起エネルギー（ＥＳ）は、蛍光スペクトルの極大発光波長Ｂ（ｎｍ）からＥｓ＝１２４０／Ｂで算出される。また、三重項励起エネルギー（ＥＴ）は、燐光スペクトルの極大発光波長Ｃ（ｎｍ）からＥＴ＝１２４０／Ｃで算出される。【０３６９】
ΔＥＳＴはＥＳとＥＴのエネルギー差であるΔＥＳＴ＝ＥＳ−ＥＴで定義される。また、ΔＥＳＴは、例えば、"Purely organic electroluminescent material realizing 100% conversion from electricity to light", H. Kaji, H. Suzuki, T. Fukushima, K. Shizu, K. Katsuaki, S. Kubo,T. Komino, H. Oiwa, F. Suzuki, A. Wakamiya, Y. Murata, C. Adachi, Nat. Commun. 2015, 6, 8476.に記載の方法でも算出することができる。【０３７０】
（２）化合物（１−２０１）の基礎物性の評価
吸収スペクトルの測定は、化合物（１−２０１）を１重量％の濃度でＰＭＭＡに分散した薄膜形成基板（石英製）を準備して、行った。
蛍光スペクトルの測定は、化合物（１−２０１）を１重量％の濃度でＰＭＭＡに分散した薄膜形成基板（石英製）を準備し、励起波長３４０ｎｍで励起してフォトルミネッセンスを測定した。その結果、極大発光波長は４５１ｎｍであり、ＥＳは２．７５ｅＶと算出された。また、同じ基板を準備し、励起波長４００ｎｍで励起して蛍光量子収率を測定したところ、７９％と高い値であった。
燐光スペクトルの測定は、化合物（１−２０１）を１重量％の濃度でＰＭＭＡに分散した薄膜形成基板（石英製）を準備し、励起波長３４０ｎｍで励起してフォトルミネッセンスを測定した。その結果、極大発光波長は４９２ｎｍであり、ＥＴは２．５２ｅＶと算出された。
以上の各スペクトルを図２に示す。【０３７１】
以上のように、化合物（１−２０１）は、深い青色の蛍光スペクトル、高い蛍光量子収率および適切なエネルギー（Ｅｓ、ＥＴ）を有しているため、特に発光層への適用が期待できる。【０３７２】
（３）有機ＥＬ素子の評価方法
有機ＥＬ素子の評価項目としては、駆動電圧（Ｖ）、発光波長（ｎｍ）、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、外部量子効率（％）、発光スペクトルの最大波長（ｎｍ）および半値幅（ｎｍ）等がある。これらの評価項目は、適切な発光輝度時の値を用いることができる。【０３７３】
有機ＥＬ素子の量子効率には、内部量子効率と外部量子効率とがあるが、内部量子効率は、発光層に電子（または正孔）として注入される外部エネルギーが純粋に光子に変換される割合を示している。一方、外部量子効率は、この光子が素子の外部にまで放出された量に基づいて算出され、発光層において発生した光子は、その一部が素子の内部で吸収されたりまたは反射され続けたりして、素子の外部に放出されないため、外部量子効率は内部量子効率よりも低くなる。【０３７４】
分光放射輝度（発光スペクトル）と外部量子効率の測定方法は次のとおりである。アドバンテスト社製の電圧／電流発生器Ｒ６１４４を用いて、電圧を印加することにより素子を発光させる。ＴＯＰＣＯＮ社製の分光放射輝度計ＳＲ−３ＡＲを用いて、発光面に対して垂直方向から可視光領域の分光放射輝度を測定する。発光面が完全拡散面であると仮定して、測定した各波長成分の分光放射輝度の値を波長エネルギーで割ってπを掛けた数値が各波長におけるフォトン数である。次いで、観測した全波長領域でフォトン数を積算し、素子から放出された全フォトン数とする。印加電流値を素電荷で割った数値を素子へ注入したキャリア数として、素子から放出された全フォトン数を素子へ注入したキャリア数で割った数値が外部量子効率である。また、発光スペクトルの半値幅は、極大発光波長を中心として、その強度が５０％になる上下の波長間の幅として求められる。【０３７５】
有機ＥＬ素子の層構成としては、例えば、表１の層構成が挙げられる。なお、本発明の二量体化合物の適用は下記層構成に限定されず、各層の膜厚や構成材料は本発明の二量体化合物の基礎物性によって適宜変更することができる。
【表１】
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【０３７６】
表１において、「ＨＩ−１」（正孔注入層材料）はＮ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンであり、「ＨＡＴ−ＣＮ」（正孔注入層材料）は１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「ＨＴ−１」（正孔輸送層材料）はＮ−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−（４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル）−９Ｈ−フルオレン−２−アミンであり、「ＨＴ−２」（正孔輸送層材料）はＮ，Ｎ−ビス（４−（ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−４−イル）フェニル）−［１，１’:４’，１”−テルフェニル］−４−アミンであり、「ＥＭＨ１」（発光層ホスト材料）は９−フェニル−１０−（４−フェニルナフタレン−１−イル）アントラセン、「ＥＴ−１」（電子輸送層材料）は４，６，８，１０−テトラフェニル［１，４］ベンゾキサボリニノ［２，３，４−ｋｌ］フェノキサボリニンであり、「ＥＴ−２」（電子輸送層材料）は３，３’−（（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス（４，１−フェニレン））ビス（４−メチルピリジン）であり、「Ｌｉｑ」と共に以下に化学構造を示す。【０３７７】
【化２２３】
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【０３７８】
（４）化合物（１−２０１）をドーパントとした有機ＥＬ素子の評価
表１の層構成を有する有機ＥＬ素子を次の手順で作製することができる。まず、スパッタリングにより１５０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯ膜を有する２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）厚木ミクロ製）を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置（長州産業（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＨＩ−１（正孔注入層材料）、ＨＡＴ−ＣＮ（正孔注入層材料）、ＨＴ−１（正孔輸送層材料）、ＨＴ−２（正孔輸送層材料）、ＥＭＨ１（ホスト材料）、化合物（１−２０１）（ドーパント材料）、ＥＴ−１（電子輸送層材料）、ＥＴ−２（電子輸送層材料）、Ｌｉｑをそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、マグネシウムを入れたＳｉＣ製るつぼ、および銀を入れたＳｉＣ製るつぼを装着する。【０３７９】
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を１×１０−４Ｐａまで減圧し、まず、ＨＩ−１を加熱して膜厚４０ｎｍになるように蒸着し、さらにＨＡＴ−ＣＮを加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着して２層からなる正孔注入層を形成する。次に、ＨＴ−１を加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着し、さらにＨＴ−２を加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して２層からなる正孔輸送層を形成する。次に、ＥＭＨ１と化合物（１−２０１）を同時に加熱して膜厚２５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成する。ＥＭＨ１と化合物（１−２０１）の重量比がおよそ９８対２になるように蒸着速度を調節する。次に、ＥＴ−１を加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着し、さらにＥＴ−２とＬｉｑを同時に加熱して膜厚２５ｎｍになるように蒸着して２層からなる電子輸送層を形成する。ＥＴ−２とＬｉｑの重量比がおよそ５０対５０になるように蒸着速度を調節する。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒とする。その後、Ｌｉｑを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚１００ｎｍになるように蒸着して陰極を形成する。マグネシウムと銀の原子数比が１０対１となるように０．１ｎｍ〜１０ｎｍ／秒の間で蒸着速度を調節する。このようにして有機ＥＬ素子が得られる。【０３８０】
得られた有機ＥＬ素子を評価するには、ＩＴＯ電極を陽極、ＭｇＡｇ電極を陰極として直流電圧を印加することで、輝度、色度および外部量子効率などを測定することができる。【０３８１】
（５）化合物（１−５４００）をドーパントとした有機ＥＬ素子の評価
化合物（１−２０１）を化合物（１−５４００）に替えることで、上記と同様にして有機ＥＬ素子が得られ、各評価をすることができる。【０３８２】
本発明の二量体化合物は、化合物（１−２０１）や化合物（１−５４００）と同様に基礎物性を評価し、有機ＥＬ素子として評価することができる。ただし、基礎物性に応じてホスト材料の他に電荷輸送層用材料などのその他の層用材料として用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０３８３】
本発明では、例えば有機ＥＬ素子用材料として用いることができる、優れた多環芳香族系二量体化合物を提供することで、有機ＥＬ素子用材料などのデバイス用材料の選択肢を増やすことができる。また、この二量体化合物を用いることで、優れた有機ＥＬ素子、それを備えた表示装置およびそれを備えた照明装置などを提供することができる。
【符号の説明】
【０３８４】
１００    有機電界発光素子
１０１    基板
１０２    陽極
１０３    正孔注入層
１０４    正孔輸送層
１０５    発光層
１０６    電子輸送層
１０７    電子注入層
１０８    陰極
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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