(57)【要約】本発明の目的は、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である。本発明は、キナゾリン骨格を含む特定の化合物である。【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。
【化１】
2018180709.tif 000045
（式（１）において、Ｌ１および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る。Ｌ１はＸ１〜Ｘ８およびＲ５５のうちいずれか１つの位置で連結し、Ｌ２はＸ９〜Ｘ１６およびＲ５６のうちいずれか１つの位置で連結する。ただし、Ｌ１がＲ５５の位置で連結し、かつ、Ｌ２がＲ５６の位置で連結する場合はのぞく。
Ｌ１またはＬ２のいずれか一方は、必ず、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る。
Ｒ５１〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５７Ｒ５８からなる群より選ばれる。
Ｒ５７およびＲ５８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ５７およびＲ５８が縮合して環を形成していてもよい。
Ｒ５５およびＲ５６は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。
Ｘｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ、Ｃ−Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）または窒素原子である。
Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１７Ｒ１８からなる群より選ばれる。
Ｒ１７およびＲ１８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１７およびＲ１８が縮合して環を形成していてもよい。）
【請求項２】
前記一般式（１）において、Ｌ１がＸ３の位置で連結する、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ｌ１が単結合であり、Ｌ２が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る、請求項１または２に記載の化合物。
【請求項４】
前記一般式（１）において、Ｌ２が置換もしくは無置換のアリーレン基である、請求項１〜３のいずれかに記載の化合物。
【請求項５】
前記一般式（１）において、Ｌ２が置換もしくは無置換のフェニレン基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項６】
前記一般式（１）において、Ｌ２がＸ１４の位置で連結する、請求項１〜５のいずれかに記載の化合物。
【請求項７】
前記一般式（１）において、Ｌ２が単結合であり、Ｌ１が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る、請求項１、２または６に記載の化合物。
【請求項８】
前記一般式（１）において、Ｌ１が置換もしくは無置換のアリーレン基である、請求項１、２、４、５、６または７に記載の化合物。
【請求項９】
前記一般式（１）において、Ｌ１が置換もしくは無置換のフェニレン基である、請求項８に記載の化合物。
【請求項１０】
前記一般式（１）において、Ｘｎ（ｎ＝１〜１６）のいずれかがＣ−Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）である場合、当該Ｒｎが全て水素原子である、請求項１〜９のいずれかに記載の化合物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の化合物を含有する、電子デバイス。
【請求項１２】
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在する有機層と、を有し、電気エネルギーによって発光する素子であって、前記有機層に請求項１〜１０のいずれかに記載の化合物を含有する有機薄膜発光素子。
【請求項１３】
前記有機層が少なくとも発光層および電子輸送層を有し、前記電子輸送層が請求項１〜１０のいずれかに記載の化合物を含有する請求項１２に記載の有機薄膜発光素子。
【請求項１４】
前記電子輸送層が二層以上から成り、それらのうち前記発光層に接する側に請求項１〜１０のいずれかに記載の化合物を含有する、請求項１２または１３に記載の有機薄膜発光素子。
【請求項１５】
前記電子輸送層のうち陰極側に接する層が、フェナントロリン骨格、ピレン骨格、またはフルオランテン骨格を有する化合物を含有する、請求項１４に記載の有機薄膜発光素子。
【請求項１６】
前記発光層が、アントラセン骨格を有する化合物を少なくとも１種含有する、請求項１３〜１５のいずれかに記載の有機薄膜発光素子。
【請求項１７】
前記発光層が、燐光発光材料を少なくとも１種含有する発光層を、少なくとも一層有する、請求項１３〜１５のいずれかに記載の有機薄膜発光素子。
【請求項１８】
請求項１２〜１７のいずれかに記載の有機薄膜発光素子を含む、表示装置。
【請求項１９】
請求項１２〜１７のいずれかに記載の有機薄膜発光素子を含む、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物、それを含有する電子デバイス、有機薄膜発光素子、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜発光素子は、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素子である。その有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。有機薄膜発光素子は、薄型であること、低駆動電圧下で高輝度の発光が得られること、および、蛍光発光材料や燐光発光材料などの発光材料を適切に選ぶことにより、多色発光が可能であること、等が特徴である。【０００３】
有機薄膜発光素子は、近年では、携帯電話のメインディスプレイに採用されるなど、着実に実用化が進んでいる。しかし、既存の有機薄膜発光素子にはまだ技術的な課題も多い。中でも、高効率な発光を得ることと、有機薄膜発光素子の長寿命化との両立は、大きな課題となっている。【０００４】
これらの課題を解決しようとする化合物として、窒素原子を含む複素芳香環（以下、「含窒素芳香族複素環」）であるキナゾリン骨格に、カルバゾール骨格が連結した化合物が、開発されている（例えば、特許文献１〜２、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０４９０１３号
【特許文献２】特表２０１６−５０８１３１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｄｙｅｓ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ  １２５（２０１６）２９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１、２または非特許文献１に記載された化合物では、有機薄膜発光素子の駆動電圧を十分に下げることは困難であった。また、駆動電圧を下げることができたとしても、有機薄膜発光素子の発光効率および耐久寿命が不十分であった。このように、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てにおいて優れた性能を示す技術は、未だ見出されていない。【０００８】
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】
【０００９】
本発明は、下記一般式（１）で表される化合物である。【００１０】
【化１】
2018180709.tif 000002
【００１１】
式（１）において、Ｌ１およびＬ２は、単結合、または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る。Ｌ１はＸ１〜Ｘ８およびＲ５５のうちいずれか１つの位置で連結し、Ｌ２はＸ９〜Ｘ１６およびＲ５６のうちいずれか１つの位置で連結する。ただし、Ｌ１がＲ５５の位置で連結し、かつＬ２がＲ５６の位置で連結する場合はのぞく。
Ｌ１またはＬ２のいずれか一方は、必ず、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る。
Ｒ５１〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５７Ｒ５８からなる群より選ばれる。
Ｒ５７およびＲ５８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ５７およびＲ５８が縮合して環を形成していてもよい。
Ｒ５５およびＲ５６は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。
Ｘｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ、Ｃ−Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）または窒素原子である。
Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１７Ｒ１８からなる群より選ばれる。
Ｒ１７およびＲ１８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１７およびＲ１８が縮合して環を形成していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、高発光効率、低駆動電圧および長耐久寿命の点に優れた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】
【００１３】
以下、本発明に係る化合物、それを含有する電子デバイス、表示装置および照明装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。
【００１４】
＜一般式（１）で表される化合物＞
本発明の一つの実施形態である一般式（１）で表される化合物は、以下に示されるものである。
【００１５】
【化２】
2018180709.tif 000003
【００１６】
式（１）において、Ｌ１およびＬ２は、単結合、または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る。Ｌ１はＸ１〜Ｘ８およびＲ５５のうちいずれか１つの位置で連結し、Ｌ２はＸ９〜Ｘ１６およびＲ５６のうちいずれか１つの位置で連結する。ただし、Ｌ１がＲ５５の位置で連結し、かつＬ２がＲ５６の位置で連結する場合はのぞく。
Ｌ１またはＬ２のいずれか一方は、必ず、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る。
Ｒ５１〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ５７Ｒ５８からなる群より選ばれる。
Ｒ５７およびＲ５８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ５７およびＲ５８が縮合して環を形成していてもよい。
Ｒ５５およびＲ５６は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。
Ｘｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ、Ｃ−Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）または窒素原子である。
Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１７Ｒ１８からなる群より選ばれる。
Ｒ１７およびＲ１８は、アリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１７およびＲ１８が縮合して環を形成していてもよい。
【００１７】
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、以下の説明において、例えば、炭素数６〜４０の置換もしくは無置換のアリール基とは、アリール基に置換した置換基に含まれる炭素数も含めて６〜４０である。炭素数を規定している他の置換基についても、これと同様である。
【００１８】
また、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のような、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとする、具体的な置換基が好ましい。また、これらの置換基は、さらに上述の置換基により置換されていてもよい。
【００１９】
以下に説明する、化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、上記と同様である。
【００２０】
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す。アルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基が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。
【００２１】
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す。シクロアルキル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。シクロアルキル基における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。
【００２２】
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す。複素環基は、置換基を有していても有していなくてもよい。複素環は、芳香族性を有しない限りにおいて、環内に二重結合を１つ以上有していてもよい。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。
【００２３】
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す。アルケニル基は、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。
【００２４】
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す。シクロアルケニル基は、置換基を有していても有していなくてもよい。シクロ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、４以上２０以下の範囲である。
【００２５】
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す。アルキニル基は、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。
【００２６】
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す。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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す。この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。
【００２９】
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。アリールチオ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。アリールチオ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】
アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、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以下の範囲であり、より好ましくは、６以上２４以下の範囲である。アリール基の具体例としては、好ましくは、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基である。
【００３１】
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す。ヘテロアリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。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。ヘテロアリール基の具体例としては、好ましくは、ピリジル基、キノリル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基である。
【００３２】
アミノ基とは、置換もしくは無置換のアミノ基である。置換する場合の置換基としては、例えば、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐アルキル基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ピリジル基、メチ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。置換基の炭素数は、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。
【００３３】
ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。
【００３４】
カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基およびホスフィンオキサイド基は、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。
【００３５】
アリーレン基とは、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、フルオレン、フェナントレンなどの芳香族炭化水素基から導かれる２価以上の基を示す。アリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。好ましいアリーレン基は、２価もしくは３価のアリーレン基である。アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基などが挙げられる。より具体的には、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−ナフタレニレン基、１，５−ナフタレニレン基、２，５−ナフタレニレン基、２，６−ナフタレニレン基、２，７−ナフタレニレン基、１，３，５−フェニ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、４，４’−ビフェニレン基、４，３’−ビフェニレン基である。
【００３６】
ヘテロアリーレン基とは、ピリジン、キノリン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、キノキサリン、キナゾリン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェンなどの、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価以上の基を示す。ヘテロアリーレン基は、置換基を有していても有していなくてもよい。好ましいヘテロアリーレン基は、２価もしくは３価のヘテロアリーレン基である。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以上３０以下の範囲である。ヘテロアリーレン基としては、具体的には、２，６−ピリジレン基、２，５−ピリジレン基、２，４−ピリジレン基、３，５−ピリジレン基、３，６−ピリジレン基、２，４，６−ピリジレン基、２，４−ピリミジニレン基、２，５−ピリミジニレン基、４，６−ピリミジニレン基、２，４，６−ピリミジニレン基、２，４，６−トリアジニレン基、４，６−ジベンゾフラニレン基、２，６−ジベンゾフラニレン基、２，８−ジベンゾフラニレン基、３，７−ジベンゾフラニレン基などが挙げられる。
【００３７】
キナゾリン骨格は、電気陰性度の大きい、ｓｐ２混成軌道を形成している窒素原子を２つ有しているため、電子との親和性が高く、電子輸送性も高い。そのため、キナゾリン骨格を有する化合物を、有機薄膜発光素子の電子注入層に用いた場合、陰極から電子注入層への電子注入が起こりやすくなる。
【００３８】
また、キナゾリン骨格を有する化合物を、有機薄膜発光素子の電子輸送層に用いた場合、その電子輸送層は高い電子輸送性を示す。しかしながら、一般的な有機薄膜発光素子では、発光層の最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー準位と比較して、キナゾリン骨格のみから成る分子のＬＵＭＯエネルギー準位が低過ぎる。そのため、電子輸送層から発光層への電子注入に支障をきたす。
【００３９】
そこで、一般式（１）で表される化合物には、カルバゾール骨格が導入されている。カルバゾール骨格は、ＬＵＭＯエネルギー準位を高める性質や、良好な電子輸送性を有しているからである。キナゾリン骨格を有する化合物にカルバゾール骨格を導入することにより、キナゾリン骨格由来の低いＬＵＭＯエネルギー準位が高まる。それゆえ、そのような化合物を電子輸送層に用いた場合に、発光層への電子注入力を高めることができる。
【００４０】
また、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、骨格内での電荷輸送性が高いという性質を備えている。これらの骨格を結合させた化合物では、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）とＬＵＭＯが分子内に広がる。分子内でのＨＯＭＯとＬＵＭＯの広がりが大きくなると、隣接分子との軌道の重なりも大きくなり、電荷輸送性が向上する。このため、一般式（１）で表される化合物を、有機薄膜発光素子を構成するいずれかの層に用いた場合に、陰極から発生した電子や陽極から発生した正孔を効率よく輸送でき、有機薄膜発光素子の駆動電圧を低下させることができる。この結果、有機薄膜発光素子の発光効率を向上させることができる。
【００４１】
さらに、一般式（１）で表される化合物は、分子軌道が広がっていることで、電荷を受容した際に生じるラジカルが安定化される。また、そもそも、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、電荷に対する安定性、すなわち電気化学的安定性が高い。そのため、一般式（１）で表される化合物を、有機薄膜発光素子を構成するいずれかの層に用いた場合に、有機薄膜発光素子の耐久寿命が向上する。
【００４２】
また、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、いずれも、複数の環が縮合した、剛直な構造である。そのため、これらの骨格を有する化合物は、高いガラス転移温度を示す。また、そのような化合物を昇華するときには、剛直な構造により、分子一つ一つが絡み合わず、安定して昇華する。このように、一般式（１）で表される化合物のガラス転移温度が高いことから、有機薄膜発光素子の耐熱性が向上する。また、一般式（１）で表される化合物の安定な昇華によって形成された、良質な膜が得られるため、有機薄膜発光素子の耐久寿命が向上する。
【００４３】
これらの効果は、キナゾリン骨格にカルバゾール骨格が一つ置換している場合は十分でない。キナゾリン骨格にカルバゾール骨格が二つ置換することで、十分大きい効果が得られる。
【００４４】
以上より、一般式（１）で表される化合物は、分子中に二つのカルバゾール骨格とキナゾリン骨格を有していることにより、高発光効率、低駆動電圧および長耐久寿命がいずれも可能となる。
【００４５】
特に、一般式（１）で表される化合物は、その特性から、有機薄膜発光素子の発光層または電子輸送層に用いることが好ましく、その中でも、電子輸送層に用いることが特に好ましい。
【００４６】
一般式（１）において、Ｌ１はＸ１〜Ｘ８およびＲ５５のうちいずれか一つの位置で連結し、Ｌ２はＸ９〜Ｘ１６およびＲ５６のうちいずれか一つの位置で連結する。
【００４７】
ここで、例えば、Ｌ１がＸ１の位置で連結するとは、Ｘ１がＣ−Ｒ１であるが、Ｒ１自体は存在せず、Ｌ１と炭素原子とが直接結合することをいう。また、Ｌ１がＲ５５の位置で連結するとは、Ｒ５５自体は存在せず、カルバゾ−ル骨格の窒素原子とＬ１とが直接結合することをいう。
【００４８】
キナゾリン骨格のＬ１およびＬ２の位置は、キナゾリン骨格の中で、電子求引性の窒素原子を有する六員環上の置換位置である。キナゾリン骨格に由来する低いＬＵＭＯエネルギー準位は、電子求引性の窒素原子を有する六員環上に分布する。そのため、この位置にカルバゾール骨格を結合すると、化合物のＬＵＭＯエネルギー準位を高める効果が大きい。それにより、上記のように、電子注入力を高めることができる。
【００４９】
一般式（１）において、Ｌ１がＸ３の位置で連結することが好ましい。また、Ｌ２がＸ１４の位置で連結することが好ましい。これらの位置で連結したときに、化合物のＬＵＭＯエネルギー準位を高める効果が特に大きくなるからである。
【００５０】
ただし、一般式（１）において、Ｌ１がＲ５５の位置で連結し、かつ、Ｌ２がＲ５６の位置で連結する場合はのぞく。キナゾリン骨格がカルバゾール骨格の窒素原子と連結した場合は、化合物のＬＵＭＯエネルギー準位を高める効果が小さいからである。２つのうちの一方のカルバゾール骨格だけが、その窒素原子とキナゾリン骨格とで連結した場合は、化合物のＬＵＭＯエネルギー準位を高める効果を保つことができる。しかし、２つのカルバゾール骨格のいずれもが、その窒素原子とキナゾリン骨格とで連結した場合、その効果を保つことができないため、化合物の電子注入力が小さくなってしまう。
【００５１】
Ｌ１またはＬ２のいずれか一方は、必ず、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る。分子がより剛直になり、ガラス転移温度が高くなって、有機薄膜発光素子の耐熱性が向上するからである。
【００５２】
Ｌ１および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る。Ｌ１およびＬ２が置換のアリーレン基、または置換のヘテロアリーレン基である場合の置換基は上述のとおりであるが、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、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、ハロゲン原子、シアノ基、またはアミノ基であり、より好ましくは、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、またはアミノ基であり、更に好ましくは、アリール基、ヘテロアリール基、またはアミノ基である。
【００５３】
Ｌ１およびＬ２として、より好ましくは、単結合および炭素数６以上２４以下のアリーレン基であり、更に好ましくは、単結合およびフェニル基である。Ｌ１およびＬ２は、電子伝導準位であるＬＵＭＯ準位を形成するキナゾリン骨格の周りを形成する接続基である。そのため、キナゾリンのＬＵＭＯ準位に与える影響が小さい、単結合およびアリーレン基が好ましい。また、かさが小さく、分子間の電子輸送性がより大きくなる、単結合およびフェニル基がより好ましい。
【００５４】
一般式（１）において、Ｌ１が単結合であり、Ｌ２が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ることが好ましい。この場合において、Ｌ２が置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、Ｌ２が置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
【００５５】
また、一般式（１）において、Ｌ２が単結合であり、Ｌ１が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ることが好ましい。この場合において、Ｌ１が置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、Ｌ１が置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
【００５６】
Ｌ１またはＬ２のいずれか一方のみが、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ると、カルバゾール骨格の結合によるＬＵＭＯエネルギー準位を高める効果がより大きくなるからである。
【００５７】
また、カルバゾール骨格上のＸｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ、Ｃ−Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）または窒素原子である。Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および−Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１７Ｒ１８からなる群より選ばれる。
【００５８】
水素原子以外の置換基は、カルバゾール骨格の電子状態を修飾するために導入される。例えば、酸素原子を含む芳香族複素環基（以下、「含酸素芳香族複素環基」）や、硫黄原子を含む芳香族複素環基（以下、「含硫黄芳香族複素環基」）といった、電子供与性の置換基は、カルバゾール骨格の電子供与性を補強する。一方、シアノ基のような電子求引性の置換基は、カルバゾール骨格の電子供与性を減少させる。
【００５９】
これらの置換基の中でも、特に好ましいＲｎ（ｎ＝１〜１６）は、水素原子である。Ｒｎ（ｎ＝１〜１６）が水素原子である場合、電子伝導準位であるＬＵＭＯ準位を形成するキナゾリン骨格周りのかさが小さくなり、分子間の電子輸送性がより向上するからである。
【００６０】
Ｒ５１〜Ｒ５４は上述のとおりであるが、好ましくは、水素原子、シクロアルキル基、複素環基、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、ハロゲン原子、シアノ基、およびアミノ基であり、より好ましくは、水素原子、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、およびアミノ基であり、特に好ましくは、水素原子である。Ｒ５５およびＲ５６は上述のとおりであるが、好ましくはアリール基である。
【００６１】
一般式（１）で表される化合物のＬＵＭＯエネルギー準位は、青色発光層のホスト材料としてよく用いられる、アントラセン骨格を有する材料のＬＵＭＯエネルギー準位よりわずかに低い。このため、有機薄膜発光素子において、アントラセン骨格を有する化合物を発光層、中でも青色発光層に用い、一般式（１）で表される化合物を電子輸送層または電子注入層に用いることが好ましい。このような有機薄膜発光素子では、青色発光層への電子注入が適度に抑制される。それにともなって、発光層内部が電子過剰な状態となることが抑えられ、そのキャリアバランスが整う。そのことにより、有機薄膜発光素子の発光効率および耐久寿命が向上する。
【００６２】
また、一般式（１）で表される化合物は、ピレン骨格、フェナントロリン骨格、またはフルオランテン骨格を有する化合物から、電子を受け取りやすい。これらの化合物は、有機薄膜発光素子を低電圧で駆動させたときにも、電子を輸送することができる。そこで、有機薄膜発光素子において、一般式（１）で表される化合物を含む層の陰極側に接する層に、ピレン骨格を有する化合物、フェナントロリン骨格を有する化合物、またはフルオランテン骨格を有する化合物を用いることが好ましい。このような有機薄膜発光素子は、低電圧で駆動させることができる。
【００６３】
ピレン骨格を有する化合物は、１、６位に置換もしくは無置換のアリール基またはヘテロアリール基を有していると、電子輸送性が大きくなるため、より好ましい。
【００６４】
フェナントロリン骨格を有する化合物は、電荷を分散し、電子の授受を速くするために、分子中にフェナントロリン骨格を複数有していると、より好ましい。
【００６５】
フルオランテン骨格を有する化合物は、フルオランテン骨格の深いＬＵＭＯエネルギーを高めるため、フルオランテン骨格とアミノ基を有する化合物がより好ましい。
【００６６】
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。
【００６７】
【化３】
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【００６８】
【化４】
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【００６９】
【化５】
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【００７０】
【化６】
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【００７１】
【化７】
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【００７２】
【化８】
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【００７３】
【化９】
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【００７４】
【化１０】
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【００７５】
【化１１】
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【００７６】
【化１２】
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【００７７】
【化１３】
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【００７８】
一般式（１）で表される化合物の合成には、公知の方法を利用することができる。カルバゾール骨格は、ハロゲン原子やボロン酸が結合したものが市販されている。合成方法としては、例えば、パラジウム触媒やニッケル触媒下での、置換もしくは無置換のカルバゾリルボロン酸誘導体と、置換もしくは無置換のハロゲン化キナゾリン誘導体とのカップリング反応を利用する方法や、置換もしくは無置換のカルバゾール誘導体と、置換もしくは無置換のハロゲン化キナゾリン誘導体とのカップリング反応を利用する方法や、置換もしくは無置換のハロゲン化カルバゾール誘導体と、置換もしくは無置換のキナゾリニルボロン酸誘導体とのカップリング反応を利用する方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
ボロン酸の代わりにボロン酸エステルを用いてもよい。カルバゾール骨格に結合したハロゲン原子は、公知の方法を用いてボロン酸エステルに変換することができる。キナゾリン骨格は、公知の方法を利用して、置換もしくは無置換の２−アミノベンゾニトリル誘導体とグリニャール試薬とから、環化反応によって合成することができる。ハロゲン化キナゾリンは市販されているので、それを利用することもできる。
【００８０】
一般式（１）で表される化合物において、キナゾリン骨格のＬ１とＬ２では、Ｌ１の反応性がより高い。そのため、触媒や反応温度を適切に選択することによって、位置選択的に、キナゾリンに対するカルバゾールの結合反応を行うことができる。
【００８１】
一般式（１）で表される化合物は、有機薄膜発光素子、光電変換素子、リチウムイオン電池、燃料電池、トランジスタ等の電子デバイスにおいて、電子デバイス材料として用いられることが好ましい。中でも、有機薄膜発光素子において、発光素子材料として用いられることが、特に好ましい。
【００８２】
光電変換素子は、アノードとカソード、およびそれらアノードとカソードとの間に介在する有機層を有する素子である。有機層は、光エネルギーを電気的信号に変換する光電変換層を有する。一般式（１）で表される化合物は、優れた電子輸送性を有することから、光電変換層に用いることが好ましく、光電変換層のｎ型材料に用いることが、より好ましい。
【００８３】
発光素子材料とは、有機薄膜発光素子のいずれかの層に使用される材料を表す。発光素子材料には、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、電極の保護層（キャップ層）に使用される材料も含まれる。一般式（１）で表される化合物を、有機薄膜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、駆動電圧が低く、耐久性の高い有機薄膜発光素子が得られる。
【００８４】
＜有機薄膜発光素子＞
本発明の一つの実施形態である有機薄膜発光素子について、以下に詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子は、陽極と、陰極と、それら陽極と陰極との間に介在する有機層と、を有し、該有機層が電気エネルギーにより発光する。ここで、有機層は、少なくとも発光層と電子輸送層とを有することが好ましい。
【００８５】
有機層の好ましい構成としては、発光層／電子輸送層の構成の他に、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、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。また、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、蛍光発光層と燐光発光層を組み合わせた構成でもよい。また、それぞれ互いに異なる発光色を示す発光層を積層した構成であってもよい。
【００８６】
また、上記の素子構成は、中間層を介して複数層が積層した、タンデム型構成であってもよい。タンデム型構成に含まれる有機層のうち少なくとも一層は、燐光発光層であることが好ましい。中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層または中間絶縁層とも呼ばれる。タンデム型構成の具体例は、例えば、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷発生層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、２）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／電荷発生層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、といった、陽極と陰極の間に中間層として電荷発生層を含む積層構成が挙げられる。中間層を構成する材料としては、具体的には、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが好ましく用いられる。中間層を構成する材料がフェナントロリン誘導体である場合は、フェナントロリン誘導体は分子内にフェナントロリン骨格を２つ以上有する化合物である方がより好ましい。
【００８７】
本発明の有機薄膜発光素子（以下、発光素子という場合がある）は、有機層に一般式（１）で表される化合物を含有する。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、電子輸送層または中間層に用いられることが好ましい。特に、優れた電子注入輸送能の観点から、一般式（１）で表される化合物は、電子輸送層または中間層に用いられることがより好ましく、電子輸送層に用いられることが特に好ましい。
【００８８】
（基板）
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。基板としては、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、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おり、これを使用することもできる。また、基板上に形成される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、プラスチック基板であってもよい。
【００８９】
（陽極および陰極）
本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子において、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る。光を取り出すために、陽極と陰極のうち少なくとも一方は、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。
【００９０】
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であり、かつ、光を取り出せるよう、透明または半透明な材料であれば、特に限定されない。材料としては、例えば、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、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が挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいしが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。
【００９１】
陽極が形成された基板としては、ガラスの表面にＩＴＯの膜を形成したＩＴＯガラスや、ガラスの表面に酸化錫が主成分の膜を形成したネサガラスを用いることが、特に好ましい。ＩＴＯガラスの場合、ＩＴＯ膜の形成方法は、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、ＩＴＯ膜が形成できる方法であれば、特に制限を受けるものではない。
【００９２】
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。材料としては、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、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もしくは多層積層体などが好ましい。中でも、陰極に用いる材料の主成分が、アルミニウム、銀またはマグネシウムであることが、電気抵抗値の低さ、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、陰極がマグネシウムと銀で構成されると、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、より低い電圧で発光素子を駆動させることが可能になるため、好ましい。これらの電極の作製方法は特に限定されず、例えば、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が挙げられる。
【００９３】
（保護膜層）
陰極保護のために、陰極上に保護膜層（キャップ層）を積層することが好ましい。保護膜層を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、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、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などが挙げられる。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、発光素子が、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）である場合は、保護膜層に用いられる材料は、可視光領域で光透過性のある材料から選択される。
【００９４】
（正孔輸送層）
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との混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料には、電界を与えられた電極間において、陽極から注入される正孔を効率良く輸送することが求められる。そのため、正孔輸送材料としては、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸送できる材料が好ましい。そのためには、適切なイオン化ポテンシャルを持ち、正孔移動度が大きく、安定性に優れた材料が好ましく、また、そのような材料の製造時および使用時に、トラップとなる不純物が発生しにくいことが好ましい。
【００９５】
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、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物；
ピラゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、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；
上記化合物群から選ばれる化合物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のポリマー；
などが好ましい。
【００９６】
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も、正孔輸送材料として使用できる。
【００９７】
また、一般式（１）で表される化合物も、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。
【００９８】
（正孔注入層）
陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層を設けることで、発光素子がより低い電圧で駆動するようになり、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や、フタロシアニン誘導体等が挙げられる。
【００９９】
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注入材料にドープされた構成であることも好ましい。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、ハロゲン原子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、フラーレンなども挙げられる。
【０１００】
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−２，３，５，６−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、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｏ−シアノニトロベンゼン、ｍ−シアノニトロベンゼン、ｐ−シアノニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−１，４−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。
【０１０１】
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、および正孔注入材料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。またアクセプター性化合物がドープされている場合に組み合わせて用いられる正孔注入材料は、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。
【０１０２】
（発光層）
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）により形成される。発光層は、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、本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子では、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物からなることが好ましい。
【０１０３】
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。ドーパント材料の種類により、発光素子の発光色を制御することができる。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でもよいし、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
【０１０４】
発光材料としては、特に限定されないが、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−キノリノレート）アルミニウム（III）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、ポリチオフェン誘導体などのポリマー、などが使用できる。
【０１０５】
ホスト材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、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−キノリノレート）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。
【０１０６】
一般式（１）で表される化合物を電子輸送材料として用いた場合のホスト材料は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が一般式（１）で表される化合物のものと近く、電子の注入が起こりやすいという観点から、アントラセン骨格を有する化合物がより好ましい。
【０１０７】
また、この場合のドーパント材料は、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、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が、特に限定されるものではない。
【０１０８】
また、発光層に燐光発光材料が含まれていてもよい。燐光発光材料とは、室温でも燐光発光を示す材料である。燐光発光材料としては、特に限定されるものではないが、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、室温でも高い燐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。
【０１０９】
燐光発光性のドーパント材料と組み合わせて用いられるホスト材料としては、例えば、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、ピリミジンまたは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；などが挙げられる。ただし、ホスト材料としては、用いるドーパント材料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。
【０１１０】
発光層には、２種以上の燐光発光性のドーパント材料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種以上の燐光発光性のドーパントと１種以上の蛍光発光性のドーパント材料とが含有されていてもよい。発光層に燐光発光性の材料を用いた場合、一般式（１）で表される化合物は電子輸送材料として好適に用いられる。
【０１１１】
一般式（１）で表される化合物は、高い発光性能を有することから、発光材料として用いることもできる。一般式（１）で表される化合物は、青色〜緑色領域（４００〜６００ｎｍ領域）に強い発光を示すことから、青色および緑色発光材料として好適に用いることができる。一般式（１）で表される化合物は、高い蛍光量子収率をもつことから、蛍光ドーパント材料として好適に用いられる。また、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、高い三重項励起エネルギー準位を有しており、一般式（１）で表される化合物は、燐光ホスト材料としても好適に用いることができる。特に、緑色燐光ホスト材料、赤色燐光ホスト材料に好適に用いることができる。
【０１１２】
好ましい燐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。
【０１１３】
【化１４】
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【０１１４】
【化１５】
2018180709.tif 000016
【０１１５】
また、発光層に熱活性化遅延蛍光材料が含まれていてもよい。熱活性化遅延蛍光材料は、一般的に、ＴＡＤＦ材料とも呼ばれる。熱活性化遅延蛍光材料は、一重項励起状態のエネルギー準位と三重項励起状態エネルギー準位のエネルギーギャップを小さくすることで、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を促進し、一重項励起子の生成確率を向上させた材料である。熱活性化遅延蛍光材料は、単一の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよいし、複数の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよい。材料が複数からなる場合は、混合物として用いてもよいし、各材料からなる層を積層して用いてもよい。熱活性化遅延蛍光材料としては、公知の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１１６】
（電子輸送層）
電子輸送層とは、陰極と発光層との間にある層である。電子輸送層は単層でも複数層であってもよく、陰極もしくは発光層に接していても接していなくてもよい。電子輸送層が二層以上から成り、それらのうち前記発光層に接する側に一般式（１）で表される化合物を含有することが好ましい。また、上述の通り、一般式（１）で表される化合物は、ピレン骨格、フェナントロリン骨格、またはフルオランテン骨格を有する化合物から、電子を受け取りやすいので、電子輸送層のうち陰極側に接する層が、フェナントロリン骨格、ピレン骨格、またはフルオランテン骨格を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１１７】
電子輸送層には、陰極からの電子注入効率が高いこと、注入された電子を効率よく輸送すること、発光層への電子注入効率が高いことなどが望まれる。そのため、電子輸送層を構成する材料は、電子親和力が大きく、電子移動度が大きく、安定性に優れた材料が好ましい。また、そのような材料の製造時および使用時に、トラップとなる不純物が発生しにくいことが好ましい。
【０１１８】
一方で、陽極から流れてきた正孔が発光層で電子と再結合せず、電子輸送層に入ってきたときに、それが陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を電子輸送層が果たすことも好ましい。この場合、電子輸送能力がそれ程高くない材料で電子輸送層が構成されていても、発光素子の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電子輸送層が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。
【０１１９】
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、特に制限はないが、例えば、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族炭化水素誘導体、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族環誘導体、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−キノリノレート）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。発光素子の駆動電圧を低減し、高い発光効率が得られることから、電子輸送材料としては、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。
【０１２０】
電子受容性窒素を含む芳香族複素環としては、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。
【０１２１】
上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料を２種以上混合して用いたり、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たりしても構わない。
【０１２２】
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。
【０１２３】
【化１６】
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【０１２４】
これら以外にも、国際公開第２００４／６３１５９号、国際公開第２００３／６０９５６号、“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”，（米国），１９９９年，７４巻，６号，ｐ．８６５−８６７、“Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”，（蘭国），２００３年，４巻，２−３号，ｐ．１１３−１２１、国際公開第２０１０／１１３７４３、国際公開第２０１０／１８１７等に開示された電子輸送材料も用いることができる。
【０１２５】
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用いることができる。一般式（１）で表される化合物が用いられる場合には、その一種のみに限る必要はなく、一般式（１）で表される化合物の複数種を混合して用いてもよいし、上記のような、その他の電子輸送材料の一種類以上と一般式（１）で表される化合物とを混合して用いてもよい。
【０１２６】
電子輸送層は、電子輸送材料に加えて、ドナー性材料を含有してもよい。ここで、ドナー性材料とは、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、電子輸送層の電気伝導性をさらに向上させる化合物である。
【０１２７】
本発明におけるドナー性材料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。
【０１２８】
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、あるいは金属と有機物との錯体であることが好ましい。さらに、大気中での取扱が容易である点や、添加濃度の制御のし易さの点で、金属と有機物との錯体で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、金属と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。これらのドナー性材料を２種以上混合して用いてもよい。
【０１２９】
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、例えばドナー性材料がアルカリ金属、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材料の蒸着速度比が、電子輸送材料：ドナー性材料＝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。またドナー性材料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材料の蒸着速度比が、電子輸送材料：ドナー性材料＝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がさらに好ましい。
【０１３０】
また、一般式（１）で表される化合物にドナー性材料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型発光素子における電荷発生層として用いられていてもよい。特に、ドナー性材料としてアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされるとき、その層は電荷発生層として好適に用いることができる。
【０１３１】
（電子注入層）
陰極と電子輸送層と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。電子注入層には、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、上記のドナー性材料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。
【０１３２】
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲン化物、アルカリ土類金属カルコゲン化物、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。
【０１３３】
電子注入層に、ドナー性材料である、有機物と金属の錯体を用いると、膜厚調整が容易であるのでより好ましい。このような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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子は、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ことが好ましい。
【０１３７】
本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子は、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などの表示装置として好適に用いられる。
【０１３８】
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方式である。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好ましい。
【０１３９】
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。セグメント方式を利用した表示としては、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。マトリクス方式とセグメント方式は同じパネルの中に共存していてもよい。
【０１４０】
本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子は、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有機薄膜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。
【０１４１】
本発明の実施の形態に係る有機薄膜発光素子は、有機ＥＬ照明等の照明装置としても好ましく用いられる。有機ＥＬ照明は、一般照明、展示用照明、自動車のテールランプなどに使用され、本発明の有機薄膜発光素子は、これらに好適に用いられる。
【実施例】
【０１４２】
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何ら限定されるものではない。【０１４３】
合成例１
中間体［Ａ］の合成【０１４４】
【化１７】
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【０１４５】
５００ｍＬ三つ口フラスコに、２，４−ジクロロキナゾリン９．９０ｇ（５０．０ｍｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸１５．１ｇ（５２．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン２５０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液３８ｍＬ（７５ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．３５１ｇ（０．５００ｍｍｏｌ）を加え、９０℃のオイルバスで５時間、加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物に水２００ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、中間体［Ａ］１９．２ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、ヘプタン−トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。【０１４６】
化合物［１］の合成【０１４７】
【化１８】
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【０１４８】
１００ｍＬ三つ口フラスコに、中間体［Ａ］２．０３ｇ（５．００ｍｍｏｌ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニルボロン酸１．５１ｇ（５．２５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン５０ｍＬ、２Ｍリン酸三カリウム水溶液３．８ｍＬ（７．５ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０４６ｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン０．０２８ｇ（０．１０ｍｍｏｌ）を加え、１１０℃のオイルバスで４時間、加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物に水５０ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、化合物［１］２．８２ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。さらに、精製物を酢酸ブチル４０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、化合物［１］の黄白色固体を２．３６ｇ得た。【０１４９】
得られた黄白色固体は、マススペクトル測定（日本電子（株）製ＪＭＳ−Ｑ１０００ＴＤ）によって、化合物［１］であることが確認された。【０１５０】
化合物［１］は、油拡散ポンプを用いた１×１０−３Ｐａの圧力下、約３３０℃で昇華精製を行った後、発光素子材料として使用した。【０１５１】
合成例２
中間体［Ｂ］の合成【０１５２】
【化１９】
2018180709.tif 000020
【０１５３】
５００ｍＬ三つ口フラスコに、２，４−ジクロロキナゾリン５．９４ｇ（３０．ｍｍｏｌ）、４−クロロフェニルボロン酸５．１５ｇ（３３．０ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン１５０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２３ｍＬ（４５ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．２１１ｇ（０．３００ｍｍｏｌ）を加え、９０℃のオイルバスで５時間、加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物に水２００ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、中間体［Ｂ］８．１２ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、ヘプタン−トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。【０１５４】
中間体［Ｃ］の合成【０１５５】
【化２０】
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【０１５６】
３００ｍＬ三つ口フラスコに、中間体［Ｂ］４．１１ｇ（１５．０ｍｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸４．７３ｇ（１６．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン１５０ｍＬ、２Ｍリン酸三カリウム水溶液１１ｍＬ（２２．５ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．１０５ｇ（０．１５０ｍｍｏｌ）を加え、９０℃のオイルバスで７時間、加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物に水１００ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、中間体［Ｃ］５．９５ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、ヘプタン−トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。【０１５７】
化合物［２］の合成【０１５８】
【化２１】
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【０１５９】
１００ｍＬ三つ口フラスコに、中間体［Ｃ］２．４０ｇ（５．００ｍｍｏｌ）、カルバゾール０．９１８ｇ（７．５０ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム０．７２１ｇ（７．５０ｍｍｏｌ）を入れ、ｏ−キシレン５０ｍＬを加え、容器内を窒素置換した。この混合液に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(０)０．０４６ｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン０．０２８ｇ（０．１０ｍｍｏｌ）を加え、１５０℃のオイルバスで３時間、加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物にメタノール３０ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、化合物［２］２．８８ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。さらに、精製物を酢酸ブチル４０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、化合物［２］の黄白色固体を２．３９ｇ得た。【０１６０】
得られた黄白色固体は、マススペクトル測定（日本電子（株）製ＪＭＳ−Ｑ１０００ＴＤ）によって化合物［２］であることが確認された。【０１６１】
化合物［２］は、油拡散ポンプを用いた１×１０−３Ｐａの圧力下、約３３０℃で昇華精製を行った後、発光素子材料として使用した。【０１６２】
合成例３
中間体［Ｅ］の合成【０１６３】
【化２２】
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【０１６４】
中間体Ｅの合成は、国際公開第２００６／０４９０１３号に記載の方法を応用して合成した。すなわち、５００ｍＬ三つ口フラスコに、マグネシウム２．４３ｇを入れ、乾燥テトラヒドロフラン１０ｍＬを加え、容器内を窒素置換した。そのフラスコ内に、９−（４−ブロモフェニル）カルバゾール３２．２ｇ（１００ｍｍｏｌ）の乾燥テトラヒドロフラン２００ｍＬ溶液を滴下し、グリニャール試薬を調製した。その中に、２−アミノ−５−クロロベンゾニトリル７．６３ｇ（５０ｍｍｏｌ）の乾燥テトラヒドロフラン５０ｍＬ溶液を、３０分かけて滴下した。さらに１．５時間還流した後、０℃まで氷水浴で冷却した。次いで、４−ブロモベンゾイルクロリド１３．２ｇ（６０ｍｍｏｌ）の乾燥テトラヒドロフラン１００ｍＬ溶液を、１０分かけて滴下し、６０℃のオイルバスで２時間加熱還流させた。反応終了後、０℃まで氷水浴で冷却し、飽和塩化アンモニウム水溶液を添加した。析出物を濾取し、少量のメタノールで洗浄した後、真空乾燥し、中間体［Ｅ］１０．３４ｇを得た。得られた中間体［Ｅ］は、ヘプタン−トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。【０１６５】
中間体［Ｆ］の合成【０１６６】
【化２３】
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【０１６７】
３００ｍＬ三つ口フラスコに、中間体［Ｅ］５．５９ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸３．０１ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン１００ｍＬ、２Ｍリン酸三カリウム水溶液７．５ｍＬ（１５．０ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド０．０７０ｇ（０．１０ｍｍｏｌ）を加え、９０℃のオイルバスで７時間、加熱還流させた。反応終了後、室温まで冷却し、フラスコの内容物に水１００ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、中間体［Ｆ］６．５６ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、ヘプタン−トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。【０１６８】
化合物［３］の合成【０１６９】
【化２４】
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【０１７０】
１００ｍＬ三つ口フラスコに、中間体［Ｆ］３．６１ｇ（５．００ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸０．６４１ｇ（５．２５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン５０ｍＬ、２Ｍリン酸三カリウム水溶液３．８ｍＬ（７．５ｍｍｏｌ）を入れ、容器内を窒素置換した。この混合液に、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム(０)０．０４６ｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルホスフィン０．０２８ｇ（０．１０ｍｍｏｌ）を加え、１１０℃のオイルバスで４時間、加熱還させた。反応終了後、室温まで冷却し、水５０ｍＬを加え、析出した固体を濾取し、化合物［３］３．５７ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。さらに、精製物を酢酸ブチル４０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、化合物［３］の黄白色固体を３．２８ｇ得た。【０１７１】
得られた黄白色固体は、マススペクトル測定（日本電子（株）製ＪＭＳ−Ｑ１０００ＴＤ）によって化合物［３］であることが確認された。【０１７２】
化合物［３］は、油拡散ポンプを用いた１×１０−３Ｐａの圧力下、約３５０℃で昇華精製を行った後、発光素子材料として使用した。【０１７３】
以下の実施例で使用した化合物［４］〜［４１］も、合成例１〜３に記した方法と類似の方法を用いて、それぞれに対応する原料物質から合成および精製をすることができる。【０１７４】
実施例１
ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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の大きさに切断し、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、発光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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ−ＣＮ６を５ｎｍ蒸着し、次いで正孔輸送層として、ＨＴ−１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ−１、ドーパント材料Ｄ−１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、化合物［１］を３５ｎｍの厚さに蒸着した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の発光素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値であり、他の実施例、比較例においても共通する。この発光素子を輝度１０００ｃｄ／ｍ２で点灯させた時の特性は、駆動電圧４．１１Ｖ、外部量子効率５．６３％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ、輝度が２０％低下する時間（耐久性）は１０２０時間であった。なお化合物［１］、ＨＡＴ−ＣＮ６、ＨＴ−１、Ｈ−１、Ｄ−１は以下に示す化合物である。【０１７５】
【化２５】
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【０１７６】
実施例２〜３２
電子輸送層に表１に記載した化合物を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。なお、化合物［２］〜化合物［３２］は以下に示す化合物である。【０１７７】
【化２６】
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【０１７８】
【化２７】
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【０１７９】
【化２８】
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【０１８０】
比較例１〜１２
電子輸送層に表１に記載した化合物を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。なお、Ｅ−１〜Ｅ−１２は以下に示す化合物である。【０１８１】
【化２９】
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【０１８２】
実施例３３
ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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の大きさに切断し、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、発光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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ−ＣＮ６を５ｎｍ蒸着し、次いで正孔輸送層として、ＨＴ−１を４０ｎｍ蒸着した。次に、青用正孔輸送層として、ＨＴ−２を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ−１、ドーパント材料Ｄ−１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として、化合物［１］を２５ｎｍの厚さに蒸着した。さらに、第二電子輸送層として、電子輸送材料に化合物Ｅ−１３を、ドナー性材料として２Ｅ−１を用い、Ｅ−１３と２Ｅ−１の蒸着速度比がＥ−１３：２Ｅ−１＝１：１になるようにして、１０ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の発光素子を作製した。この発光素子を輝度１０００ｃｄ／ｍ２で点灯させた時の特性は、駆動電圧３．９７Ｖ、外部量子効率６．３０％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ、輝度が２０％低下する時間は１７１０時間であった。なお、ＨＴ−２、Ｅ−１３、２Ｅ−１は以下に示す化合物である。【０１８３】
【化３０】
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【０１８４】
実施例３４〜５０
ホスト材料、第一電子輸送層に表２に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例３３と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。なお、Ｈ−２、Ｈ−３は以下に示す化合物である。【０１８５】
【化３１】
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【０１８６】
比較例１３〜４８
ホスト材料、第一電子輸送層に表２に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例２１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。【０１８７】
実施例５１
ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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の大きさに切断し、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、発光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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ−ＣＮ６を５ｎｍ蒸着し、次いで正孔輸送層として、ＨＴ−１を４０ｎｍ蒸着した。次に、青用正孔輸送層として、ＨＴ−２を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ−１、ドーパント材料Ｄ−１の混合層を、ドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として、化合物［１］を２５ｎｍの厚さに蒸着した。さらに、第二電子輸送層として、電子輸送材料に化合物Ｅ−１４を、ドナー性材料として２Ｅ−１を用い、Ｅ−１４と２Ｅ−１の蒸着速度比がＥ−１４：２Ｅ−１＝１：１になるようにして、１０ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。この発光素子を輝度１０００ｃｄ／ｍ２で点灯させた時の特性は、駆動電圧４．２１Ｖ、外部量子効率７．５２％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ、輝度が２０％低下する時間は２０５０時間であった。なお、Ｅ−１４は以下に示す化合物である。【０１８８】
【化３２】
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【０１８９】
実施例５２〜６８
第一電子輸送層、第二電子輸送層として表３に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例５１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表３に示す。Ｅ−１５、Ｅ−１６は下記に示す化合物である。【０１９０】
【化３３】
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【０１９１】
比較例４９〜８４
第一電子輸送層、第二電子輸送層として表３に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例５１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表３に示す。【０１９２】
実施例６９
ＩＴＯ透明導電膜を９０ｎｍ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、正孔注入層としてＨＡＴ−ＣＮ６を１０ｎｍ蒸着した。次に、第一正孔輸送層として、ＨＴ−１を１１０ｎｍ蒸着した。次に、第二正孔輸送層として、化合物ＨＴ−２を２０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物Ｈ−４を、ドーパント材料に化合物Ｄ−２を用い、ドーパント材料のドープ濃度が１０重量％になるようにして４０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として、化合物［１］を２５ｎｍの厚さに蒸着した。さらに、第二電子輸送層として、電子輸送材料に化合物Ｅ−１４を、ドナー性材料として化合物２Ｅ−１を用い、Ｅ−１４と２Ｅ−１の蒸着速度比がＥ−１４：２Ｅ−１＝１：１になるようにして２０ｎｍの厚さに積層した。【０１９３】
次に、化合物２Ｅ−１を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６０ｎｍ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、発光効率４５．３ｍ／Ｗの緑色発光が得られた。なお、発効効率（ｌｍ／Ｗ）については分光放射輝度計（ＣＳ−１０００、コニカミノルタ社製）の測定により得られる正面輝度（ｃｄ／ｃｍ２）と、素子に投入した電力密度（Ｗ／ｃｍ２）および放射角（ｓｒ，ステラジアン）から算出した。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、５４３０時間で輝度半減した。なお、Ｈ−４、Ｄ−２は以下に示す化合物である。【０１９４】
【化３４】
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【０１９５】
実施例７０〜７４
第一電子輸送層に表４に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例６９と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表４に示す。【０１９６】
比較例８５〜９６
第一電子輸送層に表４に記載した化合物をそれぞれ用いた以外は、実施例６９と同様にして発光素子を作成し、評価した。結果を表４に示す。【０１９７】
【表１−１】
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【０１９８】
【表１−２】
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【０１９９】
【表２−１】
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【０２００】
【表２−２】
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【０２０１】
【表２−３】
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【０２０２】
【表３−１】
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【０２０３】
【表３−２】
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【０２０４】
【表３−３】
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【０２０５】
【表４】
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【国際調査報告】
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