(57)【要約】  対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は特定の芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は特定の芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子により、低電圧駆動が可能で長寿命な有機ＥＬ素子を実現する。
2012165256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2012165256.tif 000098
［式（１−１）において、
Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｌ1及びＬ2は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｘ1〜Ｘ16のうち、Ｘ5〜Ｘ8のうち一つと、Ｘ9〜Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1〜Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
Ｒ3は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
【化２】
2012165256.tif 000099
［式（２−１）において、
Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｌ3及びＬ4は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｙ1〜Ｙ16のうち、Ｙ5〜Ｙ8のうち一つと、Ｙ9〜Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1〜Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
Ｒ6は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。］
【請求項２】
前記Ａ3及びＡ4の少なくとも１つが下記式（２−ａ）で表わされる請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2012165256.tif 000100
［式（２−ａ）において、
Ｚ1〜Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
Ｒ7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
【請求項３】
前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−２）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−２）で表される請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2012165256.tif 000101
［式（１−２）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
【化５】
2012165256.tif 000102
［式（２−２）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
【請求項４】
前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−３）で表される請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
2012165256.tif 000103
［式（１−３）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
【請求項５】
前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−４）又は（１−５）で表される請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2012165256.tif 000104
［式（１−４）及び（１−５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
【請求項６】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−３）で表される請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８】
2012165256.tif 000105
［式（２−３）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
【請求項７】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−４）又は（２−５）で表される請求項１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2012165256.tif 000106
［式（２−４）及び（２−５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
【請求項８】
前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−３）で表される請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−４）又は前記式（２−５）で表される請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基である請求項１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記第一有機薄膜層に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合されている請求項１〜１０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2012165256.tif 000107
（式（１０）中、Ｒ7〜Ｒ12は、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ2、カルボキシ基、もしくは−ＣＯＯＲ13（Ｒ13は、炭素数１〜２０のアルキル基である）であるか、又はＲ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、又はＲ11及びＲ12が互いに結合して−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−を形成する。）
【請求項１２】
前記第二有機薄膜層が燐光発光性材料を含有する請求項１〜１１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記燐光発光性材料がイリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）又は白金（Ｐｔ）金属のオルトメタル化錯体である請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する同系統の化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という。）に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、それぞれ発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が２５％：７５％の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機ＥＬ素子の内部量子効率は２５％が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には内部量子効率が１００％まで高められることが知られている。【０００３】
従来、有機ＥＬ素子においては、蛍光型、及び燐光型の発光メカニズムに応じ、最適な素子設計がなされてきた。特に燐光型の有機ＥＬ素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物の一重項エネルギー（最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値よりも大きいからである。
従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に素子内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きな三重項エネルギーを有するホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層及び正孔輸送層を設ける際に、電子輸送層及び正孔輸送層にも燐光発光性ドーパント材料よりも大きな三重項エネルギーを有する化合物を用いなければならない。このように、従来の有機ＥＬ素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機ＥＬ素子に用いる化合物と比べて、より大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機ＥＬ素子に用いることにつながり、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧が上昇する。【０００４】
また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機ＥＬ素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素などのヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機ＥＬ素子は、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して寿命が短いという問題を有する。【０００５】
さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外からは熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して、電子及び正孔の再結合領域のコントロールがより重要となる。
以上のような理由より、燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化においては、蛍光型の有機ＥＬ素子と異なる材料選択及び素子設計が必要となる。【０００６】
特許文献１には、カルバゾールとアジンが連結する燐光ホスト材料と、三重項エネルギーの大きなカルバゾール含有アミン系正孔輸送材料との組合せが開示されている。正孔輸送材料として実績のあるモノアミン系材料が使用されているが、モノアミン系材料の構造上、電荷に対する耐久性が弱く、また、このホスト材料はカルバゾール同士が直接連結していない構造を有するため、イオン化ポテンシャルが大きく、正孔輸送材料とホスト材料との界面において正孔の蓄積が発生し、素子性能に悪影響を及ぼす。
特許文献２には、カルバゾールが連結したビスカルバゾール系の燐光ホスト材料と、三重項エネルギーの大きなカルバゾール含有アミン系正孔輸送材料との組合せが開示されている。ホスト材料としてイオン化ポテンシャルの小さいものが使用されているため正孔輸送材料からの正孔注入性が向上しているが、正孔輸送材料には従来のモノアミン系材料が使用されているので三重項エネルギーが拡散しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０６６６８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低電圧駆動が可能で長寿命な有機ＥＬ素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する同系統の化合物を、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層において用いることで、第一有機薄膜層／第二有機薄膜層界面におけるイオン化ポテンシャルのエネルギー障壁を無くし、該界面に正孔が蓄積されなくなるために、第二有機薄膜層への正孔注入量が増え、これに伴って第一有機薄膜層への電子の負荷が軽減するために有機ＥＬ素子が長寿命化すること、また、上記特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する化合物は三重項エネルギーが大きいため、第二有機薄膜層内に三重項励起子を効率的に閉じ込めることが可能であることを見出した。【００１０】
すなわち、本発明は、
１．対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化１】
2012165256.tif 000003
［式（１−１）において、
Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｌ1及びＬ2は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｘ1〜Ｘ16のうち、Ｘ5〜Ｘ8のうち一つと、Ｘ9〜Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1〜Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
Ｒ3は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
【化２】
2012165256.tif 000004
［式（２−１）において、
Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｌ3及びＬ4は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｙ1〜Ｙ16のうち、Ｙ5〜Ｙ8のうち一つと、Ｙ9〜Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1〜Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
Ｒ6は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。］
２．前記Ａ3及びＡ4の少なくとも１つが下記式（２−ａ）で表わされる上記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化３】
2012165256.tif 000005
［式（２−ａ）において、
Ｚ1〜Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
Ｒ7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
３．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−２）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−２）で表される上記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化４】
2012165256.tif 000006
［式（１−２）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
【化５】
2012165256.tif 000007
［式（２−２）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
４．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−３）で表される上記１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化６】
2012165256.tif 000008
［式（１−３）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
５．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−４）又は（１−５）で表される上記１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化７】
2012165256.tif 000009
［式（１−４）及び（１−５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
６．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−３）で表される上記１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化８】
2012165256.tif 000010
［式（２−３）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
７．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−４）又は（２−５）で表される上記１〜５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化９】
2012165256.tif 000011
［式（２−４）及び（２−５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
８．前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−３）で表される上記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
９．前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−４）又は前記式（２−５）で表される上記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基である上記１〜９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
１１．前記第一有機薄膜層に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合されている上記１〜１０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
【化１０】
2012165256.tif 000012
（式（１０）中、Ｒ7〜Ｒ12は、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ2、カルボキシ基、もしくは−ＣＯＯＲ13（Ｒ13は、炭素数１〜２０のアルキル基である）であるか、又はＲ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、又はＲ11及びＲ12が互いに結合して−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−を形成する。）
１２．前記第二有機薄膜層が燐光発光性材料を含有する上記１〜１１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、及び
１３．前記燐光発光材料がイリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）又は白金（Ｐｔ）金属のオルトメタル化錯体である上記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低電圧駆動が可能で、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする。
【００１４】
（芳香族複素環誘導体Ａ）
本発明における芳香族複素環誘導体Ａは下記式（１−１）で表される。
【００１５】
【化１１】
2012165256.tif 000013
【００１６】
［式（１−１）において、
Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｌ1及びＬ2は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｘ1〜Ｘ16のうち、Ｘ5〜Ｘ8のうち一つと、Ｘ9〜Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1〜Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
Ｒ3は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
【００１７】
上記芳香族複素環誘導体Ａとしては、下記式（１−２）、（１−３）、（１−４）又は（１−５）で表されるものが好ましく用いられる。
【化１２】
2012165256.tif 000014
［式（１−２）〜（１−５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1〜Ｘ16は、式（１−１）のものと同一である。］
上記芳香族複素環誘導体Ａとしては、上記式（１−３）、（１−４）又は（１−５）で表されるものがより好ましく、上記式（１−３）で表されるものがさらに好ましい。
前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基であることが好ましい。
【００１８】
（芳香族複素環誘導体Ｂ）
本発明における芳香族複素環誘導体Ｂは下記式（２−１）で表される。
【化１３】
2012165256.tif 000015
【００１９】
［式（２−１）において、
Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。
なお、隣接するＲ4及びＲ5同士が互いに結合を形成し、環構造を形成しても良い。
Ｌ3及びＬ4は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
Ｙ1〜Ｙ16のうち、Ｙ5〜Ｙ8のうち一つと、Ｙ9〜Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1〜Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
Ｒ6は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基を表す。］
【００２０】
前記Ａ3及びＡ4は、その少なくとも１つが下記式（２−ａ）で表わされることが好ましい。
【化１４】
2012165256.tif 000016
［式（２−ａ）において、
Ｚ1〜Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
Ｒ7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
【００２１】
上記芳香族複素環誘導体Ｂとしては、下記式（２−２）、（２−３）、（２−４）又は（２−５）で表されるものが好ましく用いられる。
【化１５】
2012165256.tif 000017
［式（２−２）〜（２−５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1〜Ｙ16は、式（２−１）のものと同一である。］
上記芳香族複素環誘導体Ｂとしては、上記式（２−３）、（２−４）又は（２−５）で表されるものがより好ましい。
【００２２】
Ｒ1〜Ｒ7が表すアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−ペンチルヘキシル基、１−ブチルペンチル基、１−ヘプチルオクチル基、３−メチルペンチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、ｔ−ブチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、イソプロピル基である。
【００２３】
Ｒ1〜Ｒ7が表すシクロアルキル基の例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等が挙げられ、好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
【００２４】
Ｒ1〜Ｒ7が表すアルコキシ基の例としては、−ＯＹ（ただしＹは前記のアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。
【００２５】
Ｒ1〜Ｒ7が表すハロアルキル基の例としては、前記のアルキル基の少なくとも１つの水素原子をフッ素原子、塩素原子、ヨード原子、及び臭素原子から選ばれるハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエチル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロピル基である。
【００２６】
Ｒ1〜Ｒ7が表すハロアルコキシ基の例としては、−ＯＹ’（ただしＹ’は前記のハロアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメトキシ基、２，２，２−トリフルオロエトキシ基、１，１，２，２，２−ペンタフルオロエトキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基である。
【００２７】
Ｒ1〜Ｒ7が表すアルキルシリル基の例としては、−ＳｉＨ2Ｒ、−ＳｉＨＲ2、又は−ＳｉＲ3（ただしＲは前記のアルキル基であり、２又は３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基である。
【００２８】
Ｒ1〜Ｒ7、Ａ1〜Ａ4が表すアリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾフルオランテニル基、フェナントレニル基、ベンゾフェナントレニル基、トリフェニレニル基、ベンゾトリフェニレニル基、ジベンゾトリフェニレニル基、ナフトトリフェニレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、ピセニル基、ビナフチル基等が挙げられる。
【００２９】
Ｒ1〜Ｒ7が表すアリールシリル基の例としては、−ＳｉＨ2Ｒ’、−ＳｉＨＲ’2、又は−ＳｉＲ’3（ただしＲ’は前記のアリール基であり、２又は３個のＲ’は同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフェニルシリル基である。
【００３０】
Ｒ1〜Ｒ7が表すアラルキル基の例としては、前記アルキル基の１つの水素原子を前記アリール基で置換して得られる炭素数が７〜３０の基が挙げられ、好ましくは、ベンジル基、ナフチルメチル基である。
【００３１】
Ｒ1〜Ｒ7、Ａ1〜Ａ4が表すヘテロアリール基としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、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、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、キサンテニル基等が挙げられる。
【００３２】
Ａ1及びＡ2が表すヘテロアリール基としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、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、ジヒドロアクリジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、キサンテニル基等が好ましい。
【００３３】
上記Ｌ1〜Ｌ4が表すアリーレン基の例としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基、ターフェニリレン基、クォーターフェニリレン基、フルオレンジイル基、フルオランテンジイル基、ベンゾフルオランテンジイル基、ジベンゾフルオランテンジイル基、フェナントレンジイル基、ベンゾフェナントレンジイル基、トリフェニレンジイル基、ベンゾトリフェニレンジイル基、ジベンゾトリフェニレンジイル基、ナフトトリフェニレンジイル基、クリセニレン基、ベンゾクリセニレン基、ピセニレン基、ビナフチリレン基等が挙げられる。
【００３４】
上記Ｌ1〜Ｌ4が表すヘテロアリーレン基の例としては、ピロールジイル基、フリレン基、チエニレン基、ピリジニレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、イミダゾリレン基、オキサゾリレン基、チアゾリレン基、ピラゾリレン基、イソオキサゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、チアジアゾリレン基、トリアゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、インドリジニレン基、キノリジニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、シンノリレン基、フタラジニレン基、キナゾリニレン基、キノキサリニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ベンズオキサゾリレン基、ベンズチアゾリレン基、インダゾリレン基、ベンズイソキサゾリレン基、ベンズイソチアゾリレン基、カルバゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントリジニリレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基、キサンテニレン基等が挙げられる。
【００３５】
上記Ｌ1及びＬ2が表すヘテロアリーレンとしては、ピロールジイル基、フリレン基、チエニレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、インドリジニレン基、カルバゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ジヒドロアクリジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基、キサンテニレン基等が好ましい。
【００３６】
隣接するＲ1〜Ｒ7同士が互いに結合して環を形成する場合、隣接するＲ1〜Ｒ7は結合してブタン−１，４−ジイル基、１，３−ブタジエン−１，４−ジイル基などの２価の基を形成して、環形成原子と共に環を形成する。
【００３７】
上記及び後述する「置換もしくは無置換」という場合の任意の置換基としてはフッ素原子、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数３〜２０のシクロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキルシリル基、環形成炭素数６〜３０のアリール基、環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、炭素数６〜３０のアリールシリル基、炭素数７〜３０のアラルキル基、及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基が挙げられる。これらの置換基の具体例は上記したとおりである。また、これらの置換基は複数でも良く、複数の場合は互いに同一でも異なっていても良い。
また、Ａ1、Ａ2、Ｌ1及びＬ2上の置換基におけるへテロアリール基としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、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、ジヒドロアクリジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、又はキサンテニル基が好ましい。
【００３８】
前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、且つ、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−３）で表されることが好ましい。
また、前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１−３）で表され、且つ、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２−４）又は前記式（２−５）で表されることが好ましい。
【００３９】
前記式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａ及び式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂのうち、例えば、３，３’−ビスカルバゾール誘導体は下記合成ルートにより製造することができる。
【００４０】
【化１６】
2012165256.tif 000018
式中、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2は上記と同様である。
【００４１】
各素反応は公知であるので、当業者であれば各素反応の条件を容易に選択することができ、他の芳香族複素環誘導体Ａや芳香族複素環誘導体Ｂも容易に合成することが出来る。
【００４２】
以下に式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａ又は式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
【化１７】
2012165256.tif 000019
【００４４】
【化１８】
2012165256.tif 000020
【００４５】
【化１９】
2012165256.tif 000021
【００４６】
【化２０】
2012165256.tif 000022
【００４７】
【化２１】
2012165256.tif 000023
【００４８】
【化２２】
2012165256.tif 000024
【００４９】
【化２３】
2012165256.tif 000025
【００５０】
以下に式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
【化２４】
2012165256.tif 000026
【００５２】
【化２５】
2012165256.tif 000027
【００５３】
【化２６】
2012165256.tif 000028
【００５４】
【化２７】
2012165256.tif 000029
【００５５】
【化２８】
2012165256.tif 000030
【００５６】
【化２９】
2012165256.tif 000031
【００５７】
【化３０】
2012165256.tif 000032
【００５８】
【化３１】
2012165256.tif 000033
【００５９】
以下に式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
【００６０】
【化３２】
2012165256.tif 000034
【００６１】
【化３３】
2012165256.tif 000035
【００６２】
【化３４】
2012165256.tif 000036
【００６３】
【化３５】
2012165256.tif 000037
【００６４】
【化３６】
2012165256.tif 000038
【００６５】
【化３７】
2012165256.tif 000039
【００６６】
【化３８】
2012165256.tif 000040
【００６７】
【化３９】
2012165256.tif 000041
【００６８】
【化４０】
2012165256.tif 000042
【００６９】
【化４１】
2012165256.tif 000043
【００７０】
【化４２】
2012165256.tif 000044
【００７１】
【化４３】
2012165256.tif 000045
【００７２】
【化４４】
2012165256.tif 000046
【００７３】
【化４５】
2012165256.tif 000047
【００７４】
【化４６】
2012165256.tif 000048
【００７５】
【化４７】
2012165256.tif 000049
【００７６】
【化４８】
2012165256.tif 000050
【００７７】
【化４９】
2012165256.tif 000051
【００７８】
【化５０】
2012165256.tif 000052
【００７９】
【化５１】
2012165256.tif 000053
【００８０】
【化５２】
2012165256.tif 000054
【００８１】
【化５３】
2012165256.tif 000055
【００８２】
【化５４】
2012165256.tif 000056
【００８３】
【化５５】
2012165256.tif 000057
【００８４】
【化５６】
2012165256.tif 000058
【００８５】
【化５７】
2012165256.tif 000059
【００８６】
【化５８】
2012165256.tif 000060
【００８７】
（有機ＥＬ素子）
本発明の有機ＥＬ素子は陰極と陽極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とが接触していることが好ましい。
第一有機薄膜層は、好ましくは正孔輸送層又はスペース層であり、第二有機薄膜層は、好ましくは発光層である。
【００８８】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光／燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
従って、シンプル型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
（１）陽極／発光ユニット／陰極
【００８９】
また、上記発光ユニットは、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、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
（ａ）正孔輸送層／発光層（／電子輸送層）
（ｂ）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層（／電子輸送層）
（ｃ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｄ）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｅ）正孔輸送層／第一燐光発光層／スペース層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｆ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
本発明の第一有機薄膜層及び第二有機薄膜層は、上述のように、第一有機薄膜層が第二有機薄膜層に対して陽極側に設けられれば特に限定されず、例えば上記層構成（ｅ）においては、第一有機薄膜層及び第二有機薄膜層の組み合わせが、正孔輸送層及び第一燐光発光層の組み合わせ、第一燐光発光層及びスペース層の組み合わせ、スペース層及び第二燐光発光層の組み合わせ、第二燐光発光層及びスペース層の組み合わせ、並びにスペース層及び蛍光発光層の組み合わせのいずれであってもよい。好ましくは、第二有機薄膜層は発光層である。第二有機薄膜層が発光層であると、発光層への正孔障壁が減り、発光層界面において正孔の蓄積がなくなるため、励起子の生成が促進し、生成された励起子がクエンチすることなく効率よく発光する。
【００９０】
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光層（ｄ）において、正孔輸送層／第一燐光発光層（赤色発光）／第二燐光発光層（緑色発光）／スペース層／蛍光発光層（青色発光）／電子輸送層といった層構成が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
【００９１】
タンデム型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
（２）陽極／第一発光ユニット／中間層／第二発光ユニット／陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
上記中間層は、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、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
【００９２】
図１に、本発明の有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。有機ＥＬ素子１は、基板２、陽極３、陰極４、及び該陽極３と陰極４との間に配置された発光ユニット１０とを有する。発光ユニット１０は、燐光ホスト材料と燐光ドーパントを含む少なくとも１つの燐光発光層を含む発光層５を有する。発光層５と陽極３との間に正孔輸送層６等、発光層５と陰極４との間に電子輸送層７等を形成してもよい。また、発光層５の陽極３側に電子障壁層を、発光層５の陰極４側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層５に閉じ込めて、発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
【００９３】
なお、本明細書において、蛍光ドーパントと組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。
【００９４】
（基板）
本発明の有機ＥＬ素子は、透光性基板上に作製する。透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で平滑な基板が好ましい。具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。
【００９５】
（陽極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有するものを用いることが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を１０％より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選択される。
【００９６】
（陰極）
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
【００９７】
（発光層）
発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。
燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
【００９８】
ここで、上記発光層は、例えば、電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせるなどして、発光層内のキャリアバランスを調整するダブルホスト（ホスト・コホストともいう）を採用してもよい。本発明の第二有機薄膜層に用いられる芳香族複素環誘導体Ｂは、この場合、正孔輸送性のコホストとして機能する。
また、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
【００９９】
上記発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
【０１００】
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
【０１０１】
発光層は、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法により形成することができる。また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かした溶液をスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。
【０１０２】
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
【０１０３】
発光層を形成する燐光ドーパント（燐光発光材料）は三重項励状態から発光することのできる化合物であり、三重項励状態から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される少なくとも一つの金属と配位子とを含む有機金属錯体であることが好ましい。前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する金属錯体が好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体がより好ましく、イリジウム錯体及び白金錯体がさらに好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。
【０１０４】
燐光ドーパントの発光層における含有量は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％が好ましく、１〜３０質量％がより好ましい。燐光ドーパントの含有量が０．１質量％以上であると十分な発光が得られ、７０質量％以下であると濃度消光を避けることができる。
【０１０５】
好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
【０１０６】
【化５９】
2012165256.tif 000061
【０１０７】
【化６０】
2012165256.tif 000062
【０１０８】
【化６１】
2012165256.tif 000063
【０１０９】
【化６２】
2012165256.tif 000064
【０１１０】
燐光ホストは、燐光ドーパントの三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることにより、燐光ドーパントを効率的に発光させる機能を有する化合物である。燐光ホストとしては、上記目的に応じて適宜選択することができる。
【０１１１】
燐光ホストの具体例としては、カルバゾール誘導体、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、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。燐光ホストは単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
【０１１２】
【化６３】
2012165256.tif 000065
【０１１３】
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ以上であると発光層の形成が容易であり、５０ｎｍ以下であると駆動電圧の上昇が避けられる。
【０１１４】
（電子供与性ドーパント）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパントを有することも好ましい。このような構成によれば、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。ここで、電子供与性ドーパントとは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
【０１１５】
アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０ｅＶ〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
【０１１６】
アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、ＮａＦが好ましい。アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａxＳｒ1-xＯ（０＜ｘ＜１）、ＢａxＣａ1-xＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。希土類金属化合物としては、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＳｃＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、ＧｄＦ3、ＴｂＦ3等が挙げられ、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＴｂＦ3が好ましい。
【０１１７】
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【０１１８】
電子供与性ドーパントの添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する有機化合物（発光材料や電子注入材料）を同時に蒸着させ、有機化合物に電子供与性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機化合物：電子供与性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。
【０１１９】
電子供与性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１ｎｍ〜１５ｎｍで形成する。電子供与性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５ｎｍ〜１ｎｍで形成する。
本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と電子供与性ドーパントの割合は、モル比で主成分：電子供与性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。
【０１２０】
（電子輸送層）
発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
【０１２１】
電子輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式（Ａ）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
【０１２２】
【化６４】
2012165256.tif 000066
【０１２３】
式（Ａ）におけるＲ2〜Ｒ7は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数１〜４０の炭化水素基、炭素数１〜４０のアルコキシ基、炭素数６〜５０のアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、環形成炭素数５〜５０の芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
【０１２４】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
【０１２５】
置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。
アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−ＮＱ1Ｑ2と表される。Ｑ1及びＱ2は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数１〜２０のアラルキル基を表す。Ｑ1及びＱ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ1Ａｒ2と表され、Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ独立に、炭素数６〜５０の非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基を表す。Ａｒ1及びＡｒ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
【０１２６】
炭素数１〜４０の炭化水素基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基を含む。
【０１２７】
アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’は炭素数１〜２０のアルキル基を表す。
【０１２８】
Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。
【０１２９】
Ｌは、下記式（Ａ’）又は（Ａ”）で表される基である。
【０１３０】
【化６５】
2012165256.tif 000067
【０１３１】
式（Ａ’）中、Ｒ8〜Ｒ12は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。また、前記式（Ａ”）中、Ｒ13〜Ｒ27は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。
【０１３２】
式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27が示す炭素数１〜４０の炭化水素基は、前記式（Ａ）中のＲ2〜Ｒ7が示す炭化水素基と同様である。また、Ｒ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の２価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。
【０１３３】
電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
【０１３４】
【化６６】
2012165256.tif 000068
【０１３５】
前記式中、Ａｒ17、Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ21、Ａｒ22及びＡｒ25は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ17とＡｒ18、Ａｒ19とＡｒ21、Ａｒ22とＡｒ25は、たがいに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
【０１３６】
Ａｒ20、Ａｒ23及びＡｒ24は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の２価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ23とＡｒ24は、たがいに同一でも異なっていてもよい。２価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
【０１３７】
これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
【０１３８】
【化６７】
2012165256.tif 000069
【０１３９】
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式（Ｂ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記式（Ｃ）に示す構造のものが挙げられる。
【０１４０】
【化６８】
2012165256.tif 000070
【０１４１】
前記式（Ｃ）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ1ならびにＺ2は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
【０１４２】
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記式（Ｂ）と（Ｃ）もしくは上記式（Ｂ）と下記式（Ｄ）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。
【０１４３】
【化６９】
2012165256.tif 000071
【０１４４】
前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
【０１４５】
【化７０】
2012165256.tif 000072
【０１４６】
前記各式中、Ｒは、炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数１〜２０のアルキル基、または炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
【０１４７】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
ＨＡｒ−Ｌ1−Ａｒ1−Ａｒ2
前記式中、ＨＡｒは、置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の含窒素複素環基であり、Ｌ1は単結合、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ1は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ2は置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
【０１４８】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【化７１】
2012165256.tif 000073
【０１４９】
Ｌ1は、例えば、下記の群から選択される。
【化７２】
2012165256.tif 000074
【０１５０】
Ａｒ1は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
【化７３】
2012165256.tif 000075
【０１５１】
前記式中、Ｒ1〜Ｒ14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ3は、置換もしくは無置換の炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。また、Ｒ1〜Ｒ8は、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
【０１５２】
Ａｒ2は、例えば、下記の群から選択される。
【化７４】
2012165256.tif 000076
【０１５３】
電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記の化合物も好適に用いられる。
【０１５４】
【化７５】
2012165256.tif 000077
【０１５５】
前記式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の脂肪族基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０の複素環基を表し、Ｘ1、Ｘ2は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。
【０１５６】
また、電子伝達性化合物として、下記の化合物も好適に用いられる。
【化７６】
2012165256.tif 000078
【０１５７】
前記式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は互いに同一のまたは異なる基であって、下記式で表わされる芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
【化７７】
2012165256.tif 000079
【０１５８】
前記式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに同一または異なる基であって、水素原子、重水素原子、飽和もしくは不飽和の炭素数１〜２０のアルコキシル基、飽和もしくは不飽和の炭素数１〜２０のアルキル基、アミノ基、または炭素数１〜２０のアルキルアミノ基である。Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも１つは水素原子、重水素原子以外の基である。
【０１５９】
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
【０１６０】
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層は、下記式（６０）〜（６２）で表される含窒素複素環誘導体を少なくとも１種含むことが特に好ましい。
【化７８】
2012165256.tif 000080
【０１６１】
（式中、Ｚ1、Ｚ2及びＺ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
ｎは、０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲ1は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する２つのＲ1同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基である。
但し、Ａｒ1、Ａｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜５０の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の縮合芳香族複素環基である。
Ａｒ3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０のヘテロアリーレン基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０の２価の縮合芳香族複素環基である。）
【０１６２】
環形成炭素数６〜５０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
環形成原子数５〜５０のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリミジニル基などが挙げられる。
炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられる。
炭素数１〜２０のハロアルキル基としては、前記アルキル基の１又は２以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素および臭素から選ばれる少なくとも１のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
炭素数１〜２０のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位としては有する基が挙げられる。
環形成炭素数６〜５０のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。
環形成原子数９〜５０の２価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。
【０１６３】
電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０１６４】
また、電子輸送層に隣接して設けることができる電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
【０１６５】
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ及びＮａ2Ｏが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2及びＢｅＦ2等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
【０１６６】
また、半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
【０１６７】
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ〜１５ｎｍ程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の電子供与性ドーパントを含有していても好ましい。
【０１６８】
（正孔輸送層）
発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
【０１６９】
正孔輸送層を形成する他の材料としては、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（Ｉ）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
【化７９】
2012165256.tif 000081
【０１７０】
前記一般式（Ｉ）において、Ａｒ1〜Ａｒ4は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、または、それら芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基が結合した基を表す。
また、前記一般式（Ｉ）において、Ｌは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基を表す。
【０１７１】
一般式（Ｉ）の化合物の具体例を以下に記す。
【０１７２】
【化８０】
2012165256.tif 000082
【０１７３】
また、下記式（ＩＩ）の芳香族アミンも正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
【０１７４】
【化８１】
2012165256.tif 000083
【０１７５】
前記式（ＩＩ）において、Ａｒ1〜Ａｒ3の定義は前記一般式（Ｉ）のＡｒ1〜Ａｒ4の定義と同様である。以下に一般式（ＩＩ）の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
【０１７６】
【化８２】
2012165256.tif 000084
【０１７７】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層は第１正孔輸送層（陽極側）と第２正孔輸送層（陰極側）の２層構造にしてもよい。
【０１７８】
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、１０〜２００ｎｍであるのが好ましい。
【０１７９】
本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層または第１正孔輸送層の陽極側に電子受容性化合物を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
【０１８０】
前記電子受容性化合物としては下記式（１０）で表される化合物が好ましい。
【化８３】
2012165256.tif 000085
【０１８１】
（上記式（１０）中、Ｒ7〜Ｒ12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ2、カルボキシル基、又は−ＣＯＯＲ13（Ｒ13は炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のシクロアルキル基）を表す。ただし、Ｒ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、及びＲ11及びＲ12の１又は２以上の対が一緒になって−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−で示される基を表してもよい。）
【０１８２】
Ｒ13としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【０１８３】
電子受容性化合物を含有する層の膜厚は特に限定されないが、５〜２０ｎｍであるのが好ましい。
【０１８４】
（ｎ／ｐドーピング）
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、特許第３６９５７１４号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング（ｎ）やアクセプター性材料のドーピング（ｐ）により、キャリア注入能を調整することができる。
ｎドーピングの代表例としては、電子輸送材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングする方法が挙げられ、ｐドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にＦ4ＴＣＮＱ等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
【０１８５】
（スペース層）
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが２．６ｅＶ以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
【０１８６】
（障壁層）
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット障壁層は、後述するように、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
トリプレット障壁層を設ける場合、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをＥTd、トリプレット障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをＥTTBとすると、ＥTd＜ＥTTBのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ（他分子へ移動できなくなり）、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率に発光することができると推測される。ただし、ＥTd＜ＥTTBの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔＥT＝ＥTTB−ＥTdが小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔＥTを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなる。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔＥTは大きい程好ましく、０．１ｅＶ以上であるとさらに好ましく、０．２ｅＶ以上であると特に好ましい。
【０１８７】
本発明における三重項エネルギーとは、以下のようにして測定する。
まず、試料をＥＰＡ溶媒（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２（容積比））に１０μｍｏｌ／Ｌで溶解させ、燐光測定用試料とする。この燐光測定用試料を石英セルに入れ、温度７７Ｋで励起光を照射し、放射される燐光の燐光スペクトルを測定する。これを基に換算式ＥT（ｅＶ）＝１２３９．８５／λedgeによって求めた値と定義する。「λedge」とは、縦軸にりん光強度、横軸に波長をとって、りん光スペクトルを表したときに、りん光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸の交点の波長値（単位：ｎｍ）を意味する。
発光層のホスト材料としては、Ａb−Ａh≦０．１ｅＶとなるものが好ましい。ここで、Ａbは障壁層材料のアフィニティーを表し、Ａhは発光層ホスト材料のアフィニティを表す。
本発明におけるアフィニティＡｆ（電子親和力）とは、材料の分子に電子を一つ与えた時に放出または吸収されるエネルギーをいい、放出の場合は正、吸収の場合は負と定義する。アフィニティＡｆは、イオン化ポテンシャルＩｐと光学エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）とにより次のように規定する。
Ａｆ＝Ｉｐ−Ｅｇ（Ｓ）
ここで、イオン化ポテンシャルＩｐは、各材料の化合物から電子を取り去ってイオン化するために要するエネルギーを意味し、本発明では大気中光電子分光装置（ＡＣ−３、理研計器株式会社製）で測定した正の符号を持つ値である。光学エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）は、伝導レベルと価電子レベルとの差をいい、本発明では各材料のジクロロメタン希薄溶液の紫外・可視光吸収スペクトルの長波長側接線とベースライン（吸収ゼロ）との交点の波長値をエネルギーに換算して求めた正の符号を持つ値である。
また、トリプレット障壁層を構成する材料の電子移動度は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが望ましい。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法等幾つかの方法が知られているが、ここではインピーダンス分光法で決定される電子移動度をいう。
電子注入層は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
【実施例】
【０１８８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。【０１８９】
合成例１
（中間体１の合成）
【化８４】
2012165256.tif 000086
【０１９０】
アルゴン気流下、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼン（１１．２ｇ、４０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（４．９ｇ、４０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（１．３９ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、トルエン（１２０ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（６０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体１（６．６ｇ、収率５９％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１と同定した。【０１９１】
（中間体２の合成）
【化８５】
2012165256.tif 000087
アルゴン気流下、中間体１（６．６ｇ、２３．７ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン(１５．６ｇ、５９．３ｍｍｏｌ)、ｏ−ジクロロベンゼン（２４ｍＬ）を順次加えて８時間１８０℃で加熱した。
室温まで反応液を冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体２（４ｇ、収率６８％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体２と同定した。【０１９２】
（中間体３の合成）
【化８６】
2012165256.tif 000088
【０１９３】
中間体１の合成において、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼンの代わりに中間体２を用い、フェニルボロン酸の代わりに９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イルボロン酸を用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体３と同定した。【０１９４】
（中間体４の合成）
【化８７】
2012165256.tif 000089
【０１９５】
中間体１の合成において、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼンの代わりに２，４，６−トリクロロピリミジンを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体８（⇒中間体４）と同定した。【０１９６】
（中間体５の合成）
【化８８】
2012165256.tif 000090
【０１９７】
中間体１の合成において、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼンの代わりに中間体４を用い、フェニルボロン酸の代わりに４’−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ビフェニル−４−カルボニトリルを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体５と同定した。【０１９８】
（化合物Ｂ３の合成）
【化８９】
2012165256.tif 000091
【０１９９】
アルゴン気流下、中間体３（６．９３ｇ、１７．０ｍｍｏｌ）、中間体５（７．５０ｇ、２０．４ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（６２３ｍｇ、０．６８０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスフィン（３４３ｍｇ、１．７ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（３．２７ｇ、３４．０ｍｍｏｌ）、無水キシレン（８５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、１１．１ｇの淡黄色固体（化合物Ｂ３）を得た。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ，  ｃａｌｃｄ  ｆｏｒ  Ｃ５３Ｈ３３Ｎ５＝７３９，  ｆｏｕｎｄ  ｍ／ｚ＝７３９  （Ｍ＋）【０２００】
実施例１
（有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中で５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚５ｎｍのＡ膜を成膜した。このＡ膜上に、第１正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体（Ｘ１）を蒸着し、膜厚１２０ｎｍの第１正孔輸送層を成膜した。第１正孔輸送層の成膜に続けて、第２正孔輸送材料として下記カルバゾール誘導体（Ｈ１）を蒸着し、膜厚４７ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、りん光用ホストである化合物（Ｂ１）とりん光用ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）3とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、りん光発光層を得た。Ｉｒ（ｐｐｙ）3の濃度は、１０質量％であった。
続いて、このりん光発光層上に、厚さ２０ｎｍの化合物（Ｃ）、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。【０２０１】
【化９０】
2012165256.tif 000092
【０２０２】
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（Ｌ）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における電流効率（Ｌ／Ｊ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。
さらに初期輝度５２００ｃｄ／ｍ2における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。【０２０３】
実施例２〜７
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
実施例１において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表１に示す。【０２０４】
比較例１〜６
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
実施例１において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表１に示す正孔輸送材料を用い、りん光用ホストである化合物（Ｂ１）の代わりに、表１に示すホスト材料を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表１に示す。【０２０５】
【表１】
2012165256.tif 000093
【０２０６】
上記正孔輸送材料及びホスト材料につき、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）及び三重項エネルギーの測定結果を表２に示す。【０２０７】
【表２】
2012165256.tif 000094
【０２０８】
表１より、実施例１〜７において製造された本発明の有機ＥＬ素子は、比較例１〜６において製造された従来の有機ＥＬ素子に比べ、長寿命であることがわかる。
また、実施例１と比較例１、あるいは実施例５と比較例２の比較により、ホストとしてＢ２よりもＢ１を使用する方が、有機ＥＬ素子が低電圧化、長寿命化することがわかる。実施例で正孔輸送材料として用いるカルバゾール誘導体は、正孔輸送性が低いが、ホスト化合物Ｂ１は正孔輸送性が高いため、両者を組み合わせることにより発光層内のキャリアバランスが向上するため、低電圧、長寿命であると考えられる。一方、ホスト化合物Ｂ２は電子輸送性が高く、発光層内のキャリアバランスが崩れる結果、比較例１、及び２に見られるように高電圧、短寿命であると考えられる。
比較例３、及び４においては、正孔輸送材料Ｈ８の正孔輸送性が高いため、Ｂ１を用いることによる低電圧効果は抑えられるが、Ｂ１の正孔輸送性が高いため長寿命化すると考えられる。【０２０９】
実施例８
（有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中で５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚５ｎｍのＡ膜を成膜した。このＡ膜上に、第１正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体（Ｘ２）を蒸着し、膜厚６５ｎｍの第１正孔輸送層を成膜した。第１正孔輸送層の成膜に続けて、第２正孔輸送材料として下記カルバゾール誘導体（Ｈ１）を蒸着し、膜厚１０ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
この正孔輸送層上に、りん光用ホストである化合物（Ｂ３）とりん光用ドーパントであるＩｒ（ｂｚｑ）3とを厚さ２５ｎｍで共蒸着し、りん光発光層を得た。Ｉｒ（ｂｚｑ）3の濃度は、１０質量％であった。
続いて、このりん光発光層上に、厚さ３５ｎｍの化合物（Ｃ２）、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。【０２１０】
【化９１】
2012165256.tif 000095
【０２１１】
【化９２】
2012165256.tif 000096
【０２１２】
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（ｃｄ／ｍ2）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における発光効率（ｃｄ／Ａ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。さらに電流密度５０ｍＡ／ｃｍ2における初期輝度の８０％となる素子寿命を求めた。結果を表３に示す。【０２１３】
実施例９〜１４
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
実施例８において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表３に示すものを用いた以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表３に示す。【０２１４】
比較例７〜９
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
実施例８において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表３に示す正孔輸送材料を用いた以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表３に示す。【０２１５】
【表３】
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【０２１６】
表３より、実施例８〜１４において製造された本発明の有機ＥＬ素子は、比較例７〜９において製造された有機ＥＬ素子に比べ、長寿命であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命であり、低電圧での駆動が可能である。
【符号の説明】
【０２１８】
１  有機エレクトロルミネッセンス素子
２  基板
３  陽極
４  陰極
５  発光層
６  正孔輸送層
７  電子輸送層
１０  発光ユニット
【図１】
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【国際調査報告】
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