(57)【要約】下記式（１）で表される化合物。（式中、Ａ１は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表す。）2013038650.tif 000083
2013038650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物。
【化７３】
2013038650.tif 000078
［式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、Ｏ，又はＳを表す。
Ｙ１〜Ｙ４及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ１２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Ｙ５〜Ｙ１２は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１３〜Ｙ１６のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１３〜Ｙ１６は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ａ１は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立して置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｒａ１は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基を表す。］
【請求項２】
下記式（２）で表される請求項１記載の化合物。
【化７４】
2013038650.tif 000079
［式（２）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ式（１）のＸ１〜Ｘ３と同じである。
Ｙ１〜Ｙ４、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ８のうち一つは、単結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ２に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ａ２は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾリレン基を除くヘテロアリーレン基を表す。
ｎ，Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ式（１）のｎ，Ａｒ１〜Ａｒ４と同じである。
Ｒａ２は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾール基を除くヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ式（１）のＲｂ，Ｒｃと同じである。］
【請求項３】
下記式（３）で表される請求項２記載の化合物。
【化７５】
2013038650.tif 000080
［式（３）において、
Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７〜Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６〜Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ａ２、ｎ、Ｒａ２は、それぞれ式（２）のＸ１〜Ｘ３、Ａ２、ｎ、Ｒａ２と同じである。］
【請求項４】
下記式（４）で表される請求項３記載の化合物。
【化７６】
2013038650.tif 000081
［式（４）において、
Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４、Ａ２、ｎは、それぞれ式（３）のＸ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４、Ａ２、ｎと同じである。］
【請求項５】
前記Ａ１又はＡ２が、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基である請求項１〜４のいずれかに記載の化合物。
【請求項６】
前記Ａ１又はＡ２が、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜２０の、カルバゾリレン基を除くヘテロアリーレン基である請求項１〜４のいずれかに記載の化合物。
【請求項７】
下記式（５）で表される請求項４記載の化合物。
【化７７】
2013038650.tif 000082
［式（５）において、
Ｚ１〜Ｚ４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、及びＹ２０〜Ｙ２４は、それぞれ式（４）のＸ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、及びＹ２０〜Ｙ２４と同じである。Ｒａ２は、式（２）のＲａ２と同じである。］
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項９】
陰極と陽極との間に、発光層を含む１以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層のホスト材料として含有する請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記発光層と前記陰極との間に電子輸送帯域を有し、該電子輸送帯域が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項９〜１１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】
前記発光層が、燐光発光性材料を含有する請求項９〜１２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記燐光発光性材料が、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属を含有する化合物である請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
前記発光層と前記陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層が含窒素複素環誘導体を含有する請求項９〜１５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮合複素芳香族誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子には、蛍光型及び燐光型があり、それぞれの発光メカニズムに応じ、最適な素子設計が検討されている。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、ある化合物のエネルギーギャップ（以下、一重項エネルギーともいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（本発明では、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。【０００３】
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発光層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い三重項エネルギーの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、電子輸送層、及び正孔輸送層に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い化合物を用いることが好ましい。
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、酸素や窒素等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、電子、及び正孔の再結合領域のコントロールが蛍光型の有機ＥＬ素子よりも重要である。【０００６】
以上のような理由から燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化には、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になっている。
特に、青色発光する燐光型の有機ＥＬ素子の場合、緑〜赤色発光する燐光型の有機ＥＬ素子と比べて、発光層やその周辺層に三重項エネルギーが大きい化合物を使用することが好ましい。高い三重項エネルギーを有しながら、その他、有機ＥＬ材料として求められる性能を満たす化合物を得るためには、複素環化合物等の三重項エネルギーの高い分子パーツを単純に組み合わせるのではなく、π電子の電子状態を考慮した新たな思想による分子設計が必要になる。【０００７】
特許文献１では、ジベンゾチオフェンを少なくとも2環有し、2つのジベンゾチオフェンの間のリンカー部位として芳香環若しくは複素芳香環を有した化合物が示されている。また、このリンカー部位にカルバゾールを有する化合物をホスト化合物として用いた素子にて発光寿命が長いことを示す。
特許文献２では、芳香環，複素芳香環を4環以上有し、そのうち1つの環がジベンゾフラン若しくはジベンゾチオフェンである化合物が示されている。中でも、複素芳香環としてカルバゾールを有する化合物をホスト化合物若しくは電子輸送材料として用いた素子が、発光効率、発光寿命の点において高性能であることを示す。【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１０／００４８７７号パンフレット
【特許文献２】特開２０１１／０８４５３１号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、低電圧下で素子駆動が可能であり、かつ長寿命な有機ＥＬ素子及びそれを実現する有機ＥＬ素子用材料を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の有機化合物は、特定の縮合複素芳香環を３以上含むことにより、π電子雲の広がりが大きくなることから、素子の電荷輸送を向上させ、低電圧で素子を駆動することが期待できる。
また、本発明における特定の縮合複素芳香環にカルバゾールを含まないとすることにより、化合物全体のイオン化ポテンシャルが大きくなる。このようにイオン化ポテンシャルの大きい化合物を電子輸送（正孔阻止）層として用いることにより、正孔を発光層に留め、発光効率の低下を防ぐことが期待される。
【００１１】
本発明によれば、以下の化合物、有機ＥＬ素子用材料及び有機ＥＬ素子が提供される。
１．下記式（１）で表される化合物。
【化１】
2013038650.tif 000003
［式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、Ｏ，又はＳを表す。
Ｙ１〜Ｙ４及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ１２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Ｙ５〜Ｙ１２は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１３〜Ｙ１６のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１３〜Ｙ１６は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ａ１は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立して置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｒａ１は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基を表す。］
２．下記式（２）で表される１記載の化合物。
【化２】
2013038650.tif 000004
［式（２）において、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ式（１）のＸ１〜Ｘ３と同じである。
Ｙ１〜Ｙ４、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ８のうち一つは、単結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ２に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ａ２は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾリレン基を除くヘテロアリーレン基を表す。
ｎ，Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ式（１）のｎ，Ａｒ１〜Ａｒ４と同じである。
Ｒａ２は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾール基を除くヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ式（１）のＲｂ，Ｒｃと同じである。］
３．下記式（３）で表される２記載の化合物。
【化３】
2013038650.tif 000005
［式（３）において、
Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７〜Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６〜Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ａ２、ｎ、Ｒａ２は、それぞれ式（２）のＸ１〜Ｘ３、Ａ２、ｎ、Ｒａ２と同じである。］
４．下記式（４）で表される３記載の化合物。
【化４】
2013038650.tif 000006
［式（４）において、
Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４、Ａ２、ｎは、それぞれ式（３）のＸ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４、Ａ２、ｎと同じである。］
５．前記Ａ１又はＡ２が、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基である１〜４のいずれかに記載の化合物。
６．前記Ａ１又はＡ２が、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜２０の、カルバゾリレン基を除くヘテロアリーレン基である１〜４のいずれかに記載の化合物。
７．下記式（５）で表される４記載の化合物。
【化５】
2013038650.tif 000007
［式（５）において、
Ｚ１〜Ｚ４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、及びＹ２０〜Ｙ２４は、それぞれ式（４）のＸ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、及びＹ２０〜Ｙ２４と同じである。Ｒａ２は、式（２）のＲａ２と同じである。］
８．１〜７のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
９．陰極と陽極との間に、発光層を含む１以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を、発光層のホスト材料として含有する１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記発光層と前記陰極との間に電子輸送帯域を有し、該電子輸送帯域が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する９〜１１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。
１３．前記発光層が、燐光発光性材料を含有する９〜１２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１４．前記燐光発光性材料が、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属を含有する化合物である１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１５．前記金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体である１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１６．前記発光層と前記陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層が含窒素複素環誘導体を含有する９〜１５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１２】
本発明の化合物は、２つ以上の縮合複素芳香環が連結した構造に、芳香族環若しくは単原子を介してさらに縮合複素芳香環を連結した構造を有している。３環以上の縮合複素芳香環を含むことで、電荷輸送性が向上し、低電圧下で素子駆動が可能となる。また、このような構成により、分子の骨格を堅固にしつつも結晶性を低減することができ、画素欠陥が少なく、長寿命である素子を提供することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（本発明の化合物及び有機ＥＬ素子用材料）
本発明の化合物は、下記式（１）で表される化合物である。
【化６】
2013038650.tif 000008
式（１）において、
Ｙ１〜Ｙ４及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ１２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Ｙ５〜Ｙ１２は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１３〜Ｙ１６のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１３〜Ｙ１６は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ１に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ１），又はＮを表す。
Ａ１は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表す。
ｎは、１〜４の整数を表す。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、それぞれ独立して置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｒａ１は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基を表す。
【００１５】
本発明の化合物は、下記式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【化７】
2013038650.tif 000009
式（２）において、
Ｘ１〜Ｘ３及びｎは、式（１）で定義した通りである。
Ｙ１〜Ｙ４、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６及びＹ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ５〜Ｙ８のうち一つは、単結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｙ１７〜Ｙ２０のうちＡ２に結合するものは、炭素原子を表し、それ以外のＹ１７〜Ｙ２０は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ａ２は、Ｏ，Ｓ，Ｓｉ（Ａｒ１）（Ａｒ２），Ｐ（＝Ｏ）（Ａｒ３）（Ａｒ４），置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基，又は置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾリレン基を除くヘテロアリーレン基を表す。
Ａｒ１〜Ａｒ４は、式（１）で定義した通りである。
Ｒａ２は、水素原子、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０の、カルバゾール基を除くヘテロアリール基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のフルオロアルキル基，置換若しくは無置換の炭素数３〜３０のシクロアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のシリル基、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基及び／又は無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基で置換された若しくは無置換のアミノ基、カルボキシ基、又はＰ（＝Ｏ）（Ｒｂ）（Ｒｃ）を表す。
Ｒｂ及びＲｃは、式（１）で定義した通りである。
【００１６】
本発明の化合物は、下記式（３）で表される化合物であることがより好ましい。
【化８】
2013038650.tif 000010
式（３）において、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７〜Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ１３、Ｙ１５、Ｙ１６〜Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ａ２、ｎ、Ｒａ２は、式（２）で定義した通りである。
【００１７】
本発明の化合物は、下記式（４）で表される化合物であることがさらに好ましい。
【００１８】
３つの縮合芳香環の連結位置を適切に選択することで、青色燐光型錯体の発光効率を損なわない高い三重項エネルギーを維持することができ、高効率の有機ＥＬ素子を実現できる。
【００１９】
【化９】
2013038650.tif 000011
式（４）において、Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、Ｙ２０〜Ｙ２４、Ａ２、ｎは、式（３）で定義した通りである。
【００２０】
上記式（１）〜（４）におけるＡ１及びＡ２は、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基であることが好ましい。
また、上記式（１）〜（４）におけるＡ１及びＡ２は、置換若しくは無置換の、カルバゾール基を除く環形成原子数５〜２０のヘテロアリーレン基であることが好ましい。
【００２１】
縮合芳香環を分子内に３つ以上持たせ、これらの結合位置を適切に選択し、青色燐光型錯体の発光効率を損なわない高い三重項エネルギーを維持した上で、分子が直線的構造となるようにすることで分子の配向性が向上し、結果として電荷の輸送性を向上させることができ、低電圧で素子を駆動することが可能となる。
【００２２】
本発明の化合物は、下記式（５）で表される化合物であることが特に好ましい。
【化１０】
2013038650.tif 000012
式（５）において、Ｚ１〜Ｚ４は、それぞれ独立して、Ｃ（Ｒａ２），又はＮを表す。
Ｘ１〜Ｘ３、Ｙ１〜Ｙ５、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ１７、Ｙ１８、及びＹ２０〜Ｙ２４は、式（４）で定義した通りである。Ｒａ２は、式（２）で定義した通りである。
【００２３】
上記式（１）〜（５）における各基及び当該各基が置換基を有する場合の置換基について具体的に説明する。
環形成炭素数６〜３０のアリール基又はアリーレン基としては、非縮合芳香族環及び縮合芳香族環の１価の基（アリール基）又は２価の基（アリーレン基）が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基等が挙げられる。アリール基又はアリーレン基の環形成炭素数は、６〜２０であることが好ましく、６〜１８であることがより好ましい。
【００２４】
環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＸと表され、Ｘの例として上記の芳香族炭化水素環基の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えば、フェノキシ基である。
【００２５】
環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基又はヘテロアリーレン基としては、非縮合複素芳香族環及び縮合複素芳香族環の１価の基（ヘテロアリール基）又は２価の基（ヘテロアリーレン基）が挙げられる。より具体的には、ヘテロアリール基としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、チエニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリニル基、ピペラジニル基、カルバゾリル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラニル基、ベンゾ［ｃ］ジベンゾフラニル基等が挙げられ、ヘテロアリーレン基としては、これらの２価の基が挙げられる。ヘテロアリール基又はヘテロアリーレン基の環形成原子数は、５〜２０であることが好ましく、５〜１８であることがより好ましい。
【００２６】
炭素数１〜３０のアルキル基としては、直鎖状若しくは分岐状のアルキル基があり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−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、トリフルオロメチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は、１〜２０であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましく、３〜６であることがさらに好ましい。
【００２７】
前記炭素数１〜３０のアルコキシ基は、−ＯＹと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、トリフルオロメトキシ基である。
【００２８】
前記炭素数１〜３０のフルオロアルキル基としては、上述した炭素数１〜２０のアルキル基に１つ以上のフッ素原子が置換した基が挙げられる。具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。好ましくは、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基である。
【００２９】
炭素数３〜３０のシクロアルキル基としては、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、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。シクロアルキル基の炭素数は、３〜２０であることが好ましく、３〜１２であることがより好ましい。
【００３０】
炭素数７〜３０のアラルキル基としては、上述したアルキル基に上述したアリール基が置換したものが挙げられる。アラルキル基の炭素数は、７〜２０であることが好ましく、７〜１８であることがより好ましい。
【００３１】
式（１）〜（５）の３つの縮合複素芳香環は、置換されていなくてもよく（Ｒａ１，Ｒａ２が全て水素）、１，２又は３等の置換基を有するとしていてもよい。
【００３２】
上記各基が置換基を有する場合の置換基としては、炭素数１〜３０のアルキル基、アルコキシ基若しくはフルオロアルキル基、環形成炭素数６〜３０のアリール基若しくはアリールオキシ基、環形成炭素数３〜３０のヘテロアリール基、炭素数７〜３０のアラルキル基、シリル基、炭素数１〜６のアルキルシリル基、フルオロ基、又はシアノ基等が挙げられる。
【００３３】
以下に、上記式（１）〜（５）で表される本発明の化合物（以下、まとめて本発明の化合物ということがある）の具体例を例示する。
【００３４】
【化１１】
2013038650.tif 000013
【化１２】
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【化１３】
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【化１４】
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【化１５】
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【化１６】
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【化１７】
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【化１８】
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【化１９】
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【化２０】
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【化２１】
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【００３５】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、上記本発明の化合物を含むことを特徴とする。
【００３６】
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、燐光方式の有機ＥＬ素子用材料として有用であり、青・緑・赤までの全色に用いることができ、青色用材料として特に有用である。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、発光層材料、電子輸送性材料、正孔輸送性材料、正孔障壁材料等として有用である。
本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることにより、低電圧、かつ長寿命な有機ＥＬ素子が得られる。
【００３７】
（本発明の有機ＥＬ素子）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に、発光層を含む１以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、上記本発明の有機ＥＬ素子用材料又は本発明の化合物（以下単に「有機ＥＬ素子用材料」ともいう）を含有することを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する有機薄膜層を設けることによって、低電圧駆動が可能であり、長寿命な有機ＥＬ素子が得られる。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有していることが好ましく、発光層のホスト材料として含有していることがより好ましい。燐光型錯体の発光効率を損なわない高いエネルギーを有する本発明の有機ＥＬ素子用材料が発光層に含有されていることにより、素子の高効率化に繋がる。具体的に、効率の損失無く青色の燐光発光を得るためには、発光層に使用するホスト材料の三重項エネルギーは２．９ｅＶ以上であることが好ましい。
【００３９】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に、正孔障壁層及び電子輸送層をこの順に有し、発光層と電子輸送層の間の正孔障壁層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有していることが好ましい。
【００４０】
正孔障壁層に本発明の有機ＥＬ素子用材料が含有されていることにより、発光層への電子の注入及び輸送を改善することが可能となり、それにより素子の駆動電圧の低減の効果が得られる。また、前記のとおり、本発明の有機ＥＬ素子用材料は燐光型錯体の発光効率を損なわない高いエネルギーを有することで発光層からのエネルギー移動を抑制し、これにより素子の高効率化に繋がる。正孔障壁層に使用する材料の三重項エネルギーは、具体的には、前記ホスト材料と同等の三重項エネルギーであると好ましい。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層が、燐光発光性材料を含有していることが好ましく、当該燐光発光性材料は、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）から選ばれる金属を含有する化合物であることが好ましく、当該金属を含有する化合物が、オルトメタル化金属錯体であることがより好ましい。発光層が上記燐光発光性材料を含有していることにより、従来の蛍光性材料に比べて発光効率が大幅に上回るという効果が得られる。
【００４２】
本発明の有機ＥＬ素子において、陰極と有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを含有していることが好ましい。還元性ドーパントの具体例については後述する。当該界面領域に還元性ドーパントを含有されていることにより、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。
【００４３】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、電子注入層が含窒素複素環誘導体を含有していることが好ましい。当該含窒素複素環の具体例については後述する。電子注入層が含窒素複素環誘導体を含有していることによって、隣接層への電子注入が容易となり、素子の駆動電圧の低減に繋がる。
【００４４】
次に、本発明の有機ＥＬ素子についてより詳細に説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、この発光層が燐光発光性材料を含有し、また、この有機薄膜層の少なくとも一層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。
【００４５】
多層型の有機ＥＬ素子の構造としては、例えば、陽極／正孔輸送帯域（正孔注入層及び／又は正孔輸送層）／発光層／陰極、陽極／発光層／電子輸送帯域（障壁層及び／又は電子輸送層及び／又は電子注入層）／陰極、陽極／正孔輸送帯域／発光層／電子輸送帯域／陰極等の多層構成で積層したものが挙げられる。
また、有機ＥＬ素子の構造は、発光層を含む有機層ユニットを少なくとも２つ有するタンデム素子構成とすることができる。有機層ユニットの構造としては、正孔輸送帯域／発光層、発光層／電子輸送帯域、正孔輸送帯域／発光層／電子輸送帯域が挙げられる。
【００４６】
２つの発光層の間には中間層（中間導電層、電荷発生層、ＣＧＬとも呼ぶ）が介在し、ユニット毎に電子輸送帯域を設けることができる。タンデム素子構成では、少なくとも１つの発光層が燐光発光層である。タンデム素子構成の具体的な積層順の例としては、陽極／燐光発光層／中間層／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／陰極、陽極／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／中間層／燐光発光層／陰極、陽極／蛍光発光層／中間層／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／陰極、陽極／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／中間層／蛍光発光層／陰極、陽極／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／中間層／燐光発光層／電子輸送帯域（好適には障壁層を含む）／陰極等が挙げられる。
【００４７】
尚、本発明において「正孔注入・輸送層」は、正孔輸送層の態様に含まれる。また、上記発光層は、複数の発光層の積層体であってもよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、上述のように、陽極と発光層との間に正孔輸送帯域を有し、発光層又は正孔輸送帯域が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有してもよく、また、発光層と前記陰極との間に電子輸送帯域を有し、電子輸送帯域が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有してもよい。
【００４８】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記式（１）で表される有機ＥＬ素子用材料を、前記発光層、正孔輸送帯域（正孔輸送層、正孔注入層）、電子輸送帯域（電子輸送層、電子注入層、障壁層）のいずれか一層以上に含むことが好ましく、特に少なくとも発光層又は電子輸送帯域に含むことがより好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含む有機薄膜層において、該材料を５０体積％（ｖ／ｖ）以上で含有することが好ましく、７０体積％（ｖ／ｖ）以上で含有することがより好ましく、９０体積％（ｖ／ｖ）以上で含有することがさらに好ましい。
【００４９】
上記電子輸送帯域は、発光層に隣接する部分に障壁層を有することが好ましい。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電子輸送帯域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帯域の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
【００５０】
本発明の理解を容易にするために説明すると、本発明の有機ＥＬ素子用材料を電子輸送帯域の障壁層として使用することにより、発光層に効率よく電子注入しつつ、三重項励起子が電子輸送帯域でエネルギー失活することを防ぐことが可能であると推測される。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子用材料を障壁層に用いることで、電子・正孔の再結合領域を制御することが容易になると推測される。また、本発明の有機ＥＬ素子用材料は正孔注入・正孔輸送に対する高い電気化学的安定性も兼ね備えるため、本発明の有機ＥＬ素子用材料を障壁層として使用すれば、同障壁層の電気化学的劣化を防ぐことができると推測され、耐久性に優れた有機ＥＬ素子を得ることができると考えられる。
【００５１】
本発明の有機ＥＬ素子用材料を障壁層として用いる場合、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、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＝ＥTd−ＥTTB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ため、本発明の有機ＥＬ素子用材料を障壁層に用いることは燐光素子の高効率化のために効果的であると推測される。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。
【００５２】
本発明における三重項エネルギーとは、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。
【００５３】
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又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。
【００５４】
図１に、本発明の実施形態における有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。
有機ＥＬ素子１は、透明な基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された有機薄膜層１０と、を有する。
有機薄膜層１０は、ホスト材料としての燐光ホスト及び燐光材料としての燐光ドーパントを含む燐光発光層５を有するが、燐光発光層５と陽極３との間に正孔注入・輸送層６等、燐光発光層５と陰極４との間に電子注入・輸送層７等を備えていてもよい。
また、燐光発光層５の陽極３側に電子障壁層を、燐光発光層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、電子や正孔を燐光発光層５に閉じ込めて、燐光発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
【００５５】
尚、本明細書において、蛍光ホスト及び燐光ホストの用語は、蛍光ドーパントと組み合わされたときには蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたときには燐光ホストと称するものであり、分子構造のみから一義的に蛍光ホストや燐光ホストに限定的に区分されるものではない。
言い換えると、本明細書において、蛍光ホストとは、蛍光ドーパントを含有する蛍光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
同様に燐光ホストとは、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、燐光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
【００５６】
また、本明細書中で「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味する。
【００５７】
（透明性基板）
本発明の有機ＥＬ素子は、通常、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機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。
【００５８】
（陽極及び陰極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。
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。
【００５９】
陰極としては、電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。
陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。
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、陰極側から、発光を取り出す態様を採用することもできる。
【００６０】
（発光層）
有機ＥＬ素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
即ち、
（１）注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、
（２）輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能、
（３）発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
【００６１】
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよい。
この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。
【００６２】
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、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。
また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これ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。
【００６３】
本発明の有機ＥＬ素子は陰極と陽極との間に、発光層を含む１以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも１層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。また、発光層が複数存在する場合、発光層の少なくとも１つが本発明の有機ＥＬ素子用材料と、燐光材料少なくとも１種とを含むことが好ましい。
【００６４】
（燐光材料）
本発明の有機ＥＬ素子は、燐光材料として有機金属錯体を含有し、この有機金属錯体は、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｂｅ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される金属原子と、配位子と、を有することが好ましい。特に、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化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。
好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
【００６５】
【化２２】
2013038650.tif 000024
【００６６】
【化２３】
2013038650.tif 000025
【００６７】
【化２４】
2013038650.tif 000026
【００６８】
【化２５】
2013038650.tif 000027
【００６９】
本発明では、前記発光層に含まれる前記燐光材料のうち少なくとも１種は、発光波長の極大値が４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であることが好ましい。好適な例としては、極大値が４５０ｎｍ以上４９５以下、４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下、５９０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、である。
このような発光波長の燐光材料（燐光ドーパント）を、本発明で用いる特定のホスト材料にドープして発光層を構成することにより、高効率な有機ＥＬ素子とできる。
【００７０】
（電子供与性ドーパント及び有機金属錯体）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれか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。
電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、及び希土類金属化合物などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、及び希土類金属を含む有機金属錯体などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
【００７１】
アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）（仕事関数：２．９３ｅＶ）、ナトリウム（Ｎａ）（仕事関数：２．３６ｅＶ）、カリウム（Ｋ）（仕事関数：２．２８ｅＶ）、ルビジウム（Ｒｂ）（仕事関数：２．１６ｅＶ）、セシウム（Ｃｓ）（仕事関数：１．９５ｅＶ）などが挙げられ、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、カルシウム（Ｃａ）（仕事関数：２．９ｅＶ）、ストロンチウム（Ｓｒ）（仕事関数：２．０ｅＶ以上２．５ｅＶ以下）、バリウム（Ｂａ）（仕事関数：２．５２ｅＶ）などが挙げられ、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、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などが挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
【００７２】
アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）などのアルカリ酸化物、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）などのアルカリハロゲン化物などが挙げられ、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）及びこれらを混合したストロンチウム酸バリウム（ＢａxＳｒ1-xＯ）（０＜ｘ＜１）、カルシウム酸バリウム（ＢａxＣａ1-xＯ）（０＜ｘ＜１）などが挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム（ＹｂＦ３）、フッ化スカンジウム（ＳｃＦ３）、酸化スカンジウム（ＳｃＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）、フッ化テルビウム（ＴｂＦ３）などが挙げられ、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
【００７３】
有機金属錯体としては、上記の通り、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。
【００７４】
電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体還元ドーパントの少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度は通常、モル比で有機物：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝１００：１〜１：１００であり、好ましくは５：１〜１：５である。
【００７５】
電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれか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、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれか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以上１５ｎｍ以下で形成する。
【００７６】
電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれか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及び有機金属錯体の少なくともいずれか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以上１ｎｍ以下で形成する。
【００７７】
また、本発明の有機ＥＬ素子における、主成分（発光材料又は電子注入材料）と、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかの割合としては、モル比で、主成分：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝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。
【００７８】
（電子注入層及び電子輸送層）
電子注入層又は電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
尚、「主成分として」とは、電子注入層が５０質量％以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
【００７９】
電子注入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員環若しくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環若しくは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。
【００８０】
【化２６】
2013038650.tif 000028
【００８１】
一般式（Ａ）におけるＲ２〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、オキシ基、アミノ基、炭素数１〜４０の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、又は、芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
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。また、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。
【００８２】
アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては前記アルキル基と同様のものが挙げられる。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の具体例としては、それぞれ独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基で説明したものと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ１Ａｒ２と表され、Ａｒ１及びＡｒ２の具体例としては、それぞれ独立に前記非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基で説明した基と同様である。      
【００８３】
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。
上記式（Ａ）のＬは、下記式（Ａ’）又は（Ａ”）で表される基である。
【００８４】
【化２７】
2013038650.tif 000029
【００８５】
前記式（Ａ’）中、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、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、又は置換若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。
前記式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ８〜Ｒ１２及びＲ１３〜Ｒ２７が示す炭素数１〜４０の炭化水素基としては、前記式（Ａ）中のＲ２〜Ｒ７の具体例と同様のものが挙げられる。
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。
【００８６】
電子注入層又は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。
【００８７】
【化２８】
2013038650.tif 000030
【００８８】
前記式中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＡｒ２５は、それぞれ置換基を有する若しくは有さない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、互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、ピレニル基等が挙げられる。そして、これらへ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。
Ａｒ２０、Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ置換基を有する若しくは有さない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、互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、ピレニレン基等が挙げられる。そして、これらへ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。
【００８９】
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。
【化２９】
2013038650.tif 000031
【００９０】
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、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員環若しくは６員環や、下記式（Ｃ）に示す構造のものが挙げられる。
【化３０】
2013038650.tif 000032
【００９１】
前記式（Ｃ）中、Ｘは炭素原子若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。
【００９２】
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環若しくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記式（Ｂ）と（Ｃ）若しくは上記式（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。
【化３１】
2013038650.tif 000033
【００９３】
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。
【化３２】
2013038650.tif 000034
【００９４】
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、又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
【００９５】
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、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環基であり、Ｌ１は単結合、置換基を有していてもよい炭素数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基を有していてもよい炭素数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は置換基を有していてもよい炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ２は置換基を有していてもよい炭素数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基を有していてもよい炭素数３〜４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
【００９６】
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【化３３】
2013038650.tif 000035
【００９７】
Ｌ１は、例えば、下記の群から選択される。
【化３４】
2013038650.tif 000036
【００９８】
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３５】
2013038650.tif 000037
【００９９】
前記式中、Ｒ１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は炭素数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、置換基を有していてもよい炭素数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。
【０１００】
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【化３６】
2013038650.tif 000038
【０１０１】
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。
【化３７】
2013038650.tif 000039
【０１０２】
前記式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の脂肪族基、置換若しくは無置換の脂肪族式環基、置換若しくは無置換の炭素環式芳香族環基、置換若しくは無置換の複素環基を表し、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、又はジシアノメチレン基を表す。
【０１０３】
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３８】
2013038650.tif 000040
【０１０４】
前記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は互いに同一の又は異なる基であって、下記式で表わされる芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
【化３９】
2013038650.tif 000041
【０１０５】
前記式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は互いに同一の又は異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和若しくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、又はアルキルアミノ基である。
【０１０６】
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基又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。
【０１０７】
また、電子輸送層は、下記式（２０１）〜（２０３）で表される含窒素複素環誘導体の少なくともいずれか１つを含有することが好ましい。
【化４０】
2013038650.tif 000042
【０１０８】
前記式（２０１）〜（２０３）中、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
ｎは０〜４の整数であり、
Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、又は炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
Ｌは、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基、又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ａｒ１は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、Ａｒ２は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
【０１０９】
Ａｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、又は−Ａｒ１−Ａｒ２で表される基（Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ前記と同じ）である。
尚、前記式（２０１）〜（２０３）において、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
【０１１０】
尚、電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１ｎｍ〜１００ｎｍである。
また、電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。尚、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。
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、前述の還元性ドーパントを含有していても好ましい。
【０１１３】
（正孔注入層及び正孔輸送層）
正孔注入層又は正孔輸送層（正孔注入輸送層も含む）には、芳香族アミン化合物、例えば、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４１】
2013038650.tif 000043
【０１１４】
前記一般式（Ｉ）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換若しくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、又は、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を結合させた基を表す。
前記一般式（Ｉ）の化合物の具体例を以下に記すが、これらに限定されるものではない。
【０１１５】
【化４２】
2013038650.tif 000044
【０１１６】
また、下記一般式（ＩＩ）の芳香族アミンも正孔注入層又は正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
【化４３】
2013038650.tif 000045
【０１１７】
前記一般式（ＩＩ）において、Ａｒ１〜Ａｒ３の定義は前記一般式（Ｉ）のＡｒ１〜Ａｒ４の定義と同様である。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。
【化４４】
2013038650.tif 000046
【０１１８】
尚、本発明は、上記の説明に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は本発明に含まれる。
例えば次のような変更も本発明の好適な変形例である。
【０１１９】
本発明では、前記発光層が電荷注入補助材を含有していることも好ましい。
エネルギーギャップが広いホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と正孔注入・輸送層等のＩｐとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
【０１２０】
電荷注入補助剤としては、例えば、一般的な正孔注入・輸送材料等が利用できる。
具体例としては、トリアゾール誘導体、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、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、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、オキサゾール誘導体、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、ポリシラン系、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。
【０１２１】
正孔注入性の材料としては上記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
【０１２２】
また、２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（以下ＮＰＤと略記する）、またトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
また、ヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
【０１２３】
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる、前記式（１）で表される化合物を含有する有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
【０１２４】
本発明の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
【０１２５】
本明細書に記載の化合物において、化合物に含まれる水素原子は、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素（protium）、重水素（deuterium）、三重水素（tritium）、を包含する。
【実施例】
【０１２６】
合成例及び実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の合成例、実施例に限定されない。【０１２７】
合成例１（化合物（１）の合成）
（１）化合物（１−ａ）の合成
【化４５】
2013038650.tif 000047
三口フラスコにジベンゾフラン２６９．１ｇ（１６００ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン１２８０ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を０℃に冷却した。反応器に臭素２０４．６ｇのジクロロメタン溶液１００ｍＬを４０分かけて滴下した後、室温で１２時間撹拌した。反応終了後、反応器を０℃に冷却し、水５００ｍＬを加え、さらに２０％ＮａＨＳＯ４水溶液１００ｍＬを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液３００ｍＬで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は１３６ｇ、収率は５５％であった。【０１２８】
（２）化合物（１−ｂ）の合成
【化４６】
2013038650.tif 000048
三口フラスコに化合物（１−ａ）２０．０ｇ（８０．９ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン２００ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−７０℃に冷却した。反応器に１．６８Ｍ  ｎ−ブチルリチウムへキサン溶液５３ｍＬ（８８．９ｍｍｏｌ）を滴下し、−７０℃にて１時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル３７．３ｍＬ（１６２ｍｍｏｌ）を加え室温で６時間撹拌した。反応終了後、１Ｎ  ＨＣｌ水溶液１００ｍＬを加え３０分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は１５．９ｇ、収率は９３％であった。【０１２９】
（３）化合物（１−ｃ）の合成
【化４７】
2013038650.tif 000049
三口フラスコに化合物（１−ａ）１０．０ｇ（４０．４ｍｍｏｌ）、オルト過ヨウ素酸１．９６ｇ（８．６０ｍｍｏｌ）、ヨウ素４．０８ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）、希硫酸８ｍＬ、酢酸４０ｍＬを入れ、７０℃で３時間撹拌した。反応器を室温まで冷ました後、反応液を氷水中に加えて析出した固体をろ取した。得られた固体をメタノールで洗浄することで、白色固体を得た。収量は６．７８ｇ、収率は４５％であった。【０１３０】
（４）化合物（１−ｄ）の合成
【化４８】
2013038650.tif 000050
三口フラスコに化合物（１−ｃ）９．７２ｇ（２６．１ｍｍｏｌ）、３−ブロモフェニルボロン酸６．０２ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４５ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン９０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．５１ｇ（１．３１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：ジクロロメタン＝５０：１）で精製し、白色の固体を得た。収量は３．６５ｇ、収率は３５％であった。【０１３１】
（５）化合物（１）の合成
【化４９】
2013038650.tif 000051
三口フラスコに化合物（１−ｄ）３．５０ｇ（８．７０ｍｍｏｌ）、化合物（１−ｂ）４．３９ｇ（２０．７ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液３０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン６０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．０１ｇ（０．８７０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料反応溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行った。得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量５７６に対してｍ／ｅ＝５７６であった。収量は３．０６ｇ、収率は６１％であった。【０１３２】
合成例２（化合物（８１）の合成）
（１）化合物（８１−ａ）の合成
【化５０】
2013038650.tif 000052
三口フラスコにジベンゾチオフェン１５．０ｇ（８１．４ｍｍｏｌ）、クロロホルム９０ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を０℃に冷却した。反応器に臭素１３．１ｇのジクロロメタン溶液２０ｍＬを１５分かけて滴下した後、室温で１２時間撹拌した。反応終了後、反応器を０℃に冷却し、水１００ｍＬを加え、さらに２０％ＮａＨＳＯ４水溶液３０ｍＬを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液３０ｍＬで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサン、メタノールにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は１０．７ｇ、収率は５０％であった。【０１３３】
（２）化合物（８１−ｂ）の合成
【化５１】
2013038650.tif 000053
三口フラスコに化合物（８１−ａ）７．００ｇ（２６．６ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン８０ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−７０℃に冷却した。反応器に１．６０Ｍ  ｎ−ブチルリチウムへキサン溶液２３ｍＬ（３７．２ｍｍｏｌ）を滴下し、−７０℃にて１時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル１２．３ｍＬ（５３．２ｍｍｏｌ）を加え室温で６時間撹拌した。反応終了後、１Ｎ  ＨＣｌ水溶液５０ｍＬを加え３０分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は５．７６ｇ、収率は９５％であった。【０１３４】
（３）化合物（８１−ｃ）の合成
【化５２】
2013038650.tif 000054
三口フラスコに２，８−ジブロモジベンゾチオフェン１０．０ｇ（２９．２ｍｍｏｌ）、３−ブロモフェニルボロン酸５．８６ｇ（２９．２ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４４ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン８８ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ３．３７ｇ（２．９２ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：ジクロロメタン＝５０：１）で精製し、白色の固体を得た。収量は２．４４ｇ、収率は２０％であった。【０１３５】
（４）化合物（８１）の合成
【化５３】
2013038650.tif 000055
三口フラスコに化合物（８１−ｃ）２．００ｇ（４．７８ｍｍｏｌ）、化合物（８１−ｂ）２．６１ｇ（１１．４ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１７ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン３４ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．５５２ｇ（０．４７８ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量６２４に対してｍ／ｅ＝６２４であった。収量は１．６４ｇ、収率は５５％であった。【０１３６】
合成例３（化合物（１７）の合成）
（１）化合物（１７−ａ）の合成
【化５４】
2013038650.tif 000056
三口フラスコに２−ブロモ‐３‐ヒドロキシピリジン１００．１ｇ（５７５ｍｍｏｌ）、２−フルオロフェニルボロン酸８８．５ｇ（６３２．５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム８８．５ｇ（２３００ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１１５０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １３．３ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて９０℃で１２時間加熱撹拌した後、１６０℃で８時間過熱撹拌した。
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液にトルエン１Ｌ、水１Ｌを加え、分液ロートに移してよく振り、トルエン相を回収し、水相からトルエンで数回抽出した。このトルエン溶液をさらに水で数回洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、シリカゲルショートカラムを通し、濃縮した。得られた試料をヘキサン２００ｍＬから再結晶して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は１Ｈ−ＮＭＲによって行った。収量は５４．４ｇ、収率は５６％であった。【０１３７】
（２）化合物（１７−ｂ）の合成
【化５５】
2013038650.tif 000057
三口フラスコに化合物（１７−ａ）５２．６ｇ（３１０ｍｍｏｌ）、ニトロベンゼン１５５ｍＬ、臭素１９．１ｍＬ（３７２ｍｍｏｌ）を入れ、大気雰囲気下１４０℃で１２時間加熱撹拌した。
反応終了後、室温まで冷却した後、試料溶液を氷水浴で冷やしながらチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて残存臭素を失活させ、さらに水酸化ナトリウム水溶液を加えて水相がｐＨ１０になるよう調整した。溶液を分液ロートに移し、トルエンにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ジクロロメタン：酢酸エチル＝８：２）にて精製し、得られた試料をヘキサンで分散洗浄、ろ取、真空乾燥（４０℃、６時間）して薄く黄色を帯びた固体を得た。
同定は１Ｈ−ＮＭＲによって行った。収量は３２．１ｇ、収率は４２％であった。【０１３８】
（３）化合物（１７−ｃ）の合成
【化５６】
2013038650.tif 000058
三口フラスコに化合物（１７−ｂ）１８．０ｇ（７２．６ｍｍｏｌ）、ビスピナコラトジボロン２７．６ｇ（１０８．９ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム２１．４ｇ（２１７．８ｍｍｏｌ）、ＰｄＣｌ２（ｄｐｐｆ）２．９６ｇ（３．６３ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド１５０ｍＬを入れ、窒素雰囲気下８０℃で１６時間撹拌した。
反応終了後、セライトろ過を行い、水３００ｍＬを加え、試料溶液を分液ロートに移した。トルエンにて数回抽出した後、これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１：５）を行った後、ヘキサンにて再結晶することで白色固体を得た。収量は４．２０ｇ、収率は２０％であった。【０１３９】
（４）化合物（１７）の合成
【化５７】
2013038650.tif 000059
三口フラスコに化合物（１−ｄ）２．５５ｇ（６．３３ｍｍｏｌ）、化合物（１７−ｃ）４．５０ｇ（１５．２ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２５ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン５０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．７６ｇ（１．５２ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量５７８に対してｍ／ｅ＝５７８であった。収量は２．００ｇ、収率は５５％であった。【０１４０】
合成例４（化合物（１２９）の合成）
（１）化合物（１２９−ａ）の合成
【化５８】
2013038650.tif 000060
三口フラスコに化合物（１−ｃ）１０．０ｇ（２６．８ｍｍｏｌ）、３，５−ジブロモフェニルボロン酸８．６２ｇ（３０．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４５ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン９０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．５５ｇ（１．３４ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にヘキサン５０ｍｌ，メタノール５０ｍｌを加えて、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、酢酸エチルを加え分散洗浄を行い、得られた固体をトルエンにて再結晶を行い、白色固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行った。収量は６．５０ｇ、収率は５０％であった。【０１４１】
（２）化合物（１２９）の合成
【化５９】
2013038650.tif 000061
三口フラスコに化合物（１２９−ａ）３．５０ｇ（７．２８ｍｍｏｌ）、化合物（１−ｂ）６．９５ｇ（３２．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液５０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１００ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．８４１ｇ（０．７２８ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量７４２に対してｍ／ｅ＝７４２であった。収量は１．６５ｇ、収率は３０％であった。【０１４２】
合成例５（化合物（１３５）の合成）
（１）化合物（１３５）の合成
【化６０】
2013038650.tif 000062
三口フラスコに化合物（１２９−ａ）２．５０ｇ（５．２０ｍｍｏｌ）、化合物（１７−ｃ）６．４４ｇ（２１．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液３０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン６０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．６０１ｇ（０．５２０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量７４５に対してｍ／ｅ＝７４５であった。収量は１．５０ｇ、収率は３９％であった。【０１４３】
合成例６（化合物（１４４）の合成）
（１）化合物（１４４−ａ）の合成
【化６１】
2013038650.tif 000063
三口フラスコに化合物（１−ｃ）１０．０ｇ（２６．８ｍｍｏｌ）、３−ブロモフェニルボロン酸６．８２ｇ（３２．２ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液５０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１００ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．５５ｇ（１．３４ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１２時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２０：１）で精製し、白色の固体を得た。収量は６．３２ｇ、収率は５９％であった。【０１４４】
（２）化合物（１４４−ｂ）の合成
【化６２】
2013038650.tif 000064
三口フラスコに化合物（１４４−ａ）９．４６ｇ（２２．９ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン：脱水トルエン＝１：１混合溶液８０ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−７０℃に冷却した。反応器に１．６５Ｍ  ｎ−ブチルリチウムへキサン溶液１７ｍＬ（２７．５ｍｍｏｌ）を滴下し、−７０℃にて１時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル１０．６ｍＬ（４５．８ｍｍｏｌ）を加え室温で６時間撹拌した。反応終了後、１Ｎ  ＨＣｌ水溶液５０ｍＬを加え３０分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は８．０８ｇ、収率は９３％であった。【０１４５】
（３）化合物（１４４）の合成
【化６３】
2013038650.tif 000065
三口フラスコに１，３−ジブロモベンゼン２．５０ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）、化合物（１４４−ｂ）１０．０ｇ（２６．５ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン８０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ２．４５ｇ（２．１２ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量７４２に対してｍ／ｅ＝７４２であった。収量は１．７４ｇ、収率は２２％であった。【０１４６】
合成例７（化合物（９）の合成）
（１）化合物（９）の合成
【化６４】
2013038650.tif 000066
三口フラスコに化合物（１４４−ａ）５．００ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）、化合物（１４４−ｂ）４．５８ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２０ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン４０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  １．４０ｇ（１．２１ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量６６６に対してｍ／ｅ＝６６６であった。収量は６．０５ｇ、収率は７５％であった。【０１４７】
合成例８（化合物（１４０）の合成）
（１）  化合物（１４０−ａ）の合成
【化６５】
2013038650.tif 000067
三口フラスコにジベンゾフラン１６８．１ｇ（１０００ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン１６００ｍｌを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を０℃に冷却した。反応器に臭素２５５．８ｇのジクロロメタン溶液１２５ｍｌを４０分かけて滴下した後、室温で１２時間撹拌した。反応終了後、反応器を０℃に冷却し、水５００ｍｌを加え、さらに２０％  ＮａＨＳＯ４水溶液１００ｍｌを加えた。試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液３００ｍｌで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は２１２ｇ、収率は６５％であった。【０１４８】
（２）  化合物（１４０−ｂ）の合成
【化６６】
2013038650.tif 000068
三口フラスコに化合物（１４０−ａ）１０．０ｇ（５０．５ｍｍｏｌ）、化合物（１４０−ｂ）１４．８ｇ（４５．５ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７５ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１５０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ２．９２ｇ（２．５３ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、白色の固体を得た。収量は１２．０ｇ、収率は６０％であった。【０１４９】
（３）  化合物（１４０−ｃ）の合成
【化６７】
2013038650.tif 000069
三口フラスコに化合物（１４０−ｂ）７．１５ｇ（１７．９ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン１００ｍＬを入れ、窒素雰囲気下にて反応器を−７０℃に冷却した。反応器に１．６７Ｍ  ｎ−ブチルリチウムへキサン溶液１２ｍＬ（１９．７ｍｍｏｌ）を滴下し、−７０℃にて１時間撹拌した。これにさらにホウ酸トリイソプロピル１２．４ｍＬ（５３．７ｍｍｏｌ）を加え室温で６時間撹拌した。反応終了後、１Ｎ  ＨＣｌ水溶液５０ｍＬを加え３０分撹拌した後、試料溶液を分液ロートに移し、ジクロロメタンにて数回抽出した。これを、無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをヘキサンにて分散洗浄し、白色の固体を得た。収量は３．８０ｇ、収率は５３％であった。【０１５０】
（４）  化合物（１４０−ｄ）の合成
【化６８】
2013038650.tif 000070
三口フラスコに１−ブロモ−３−ヨードベンゼン３．５０ｇ（１２．４ｍｍｏｌ）、化合物（１４０−ｃ）３．００ｇ（８．２５ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１３ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン２５ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．４７７ｇ（０．４１３ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、白色の固体を得た。収量は３．１０ｇ、収率は７９％であった。【０１５１】
（５）  化合物（１４０）の合成
【化６９】
2013038650.tif 000071
三口フラスコに化合物（１４０−ｃ）３．０８ｇ（６．４５ｍｍｏｌ）、化合物（１４４−ｂ）３．６７ｇ（９．７０ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１５ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン３０ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ０．５６０ｇ（０．４８５ｍｍｏｌ）を入れ、窒素雰囲気下にて１６時間還流させた。
反応終了後、試料溶液にメタノール１００ｍＬを加え、超音波洗浄を１０分間行った後、析出試料をろ取し、メタノール、水、ヘキサンにて洗浄した。試料を乾燥させた後、再度、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１混合溶媒を加え、超音波洗浄３０分間行い、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量７２８に対してｍ／ｅ＝７２８であった。収量は１．２８ｇ、収率は２７％であった。【０１５２】
合成例９（化合物（１４５）の合成）
（１）化合物（１４５−ａ）の合成
【化７０】
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三口フラスコに化合物（１−ａ）１６．８３ｇ（７９．４ｍｍｏｌ）、３、５−ジブロモピリジン１８．８１ｇ（７９．４ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１１９ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１１９ｍＬ、トルエン１１９ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ２．７５ｇ（２．３８ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン雰囲気下にて８時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：ジクロロメタン＝１：５）で精製し、白色の固体を得た。収量は１４．６２ｇ、収率は５６％であった。【０１５３】
（２）化合物（１４５）の合成
【化７１】
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三口フラスコに化合物（１４５−ａ）２．５０ｇ（７．７１ｍｍｏｌ）、化合物（１４４−ｂ）２．９２ｇ（７．７１ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２ｍＬ、１，２−ジメトキシエタン１２ｍＬ、トルエン１２ｍＬ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４  ２６７ｍｇ（０．２３ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン雰囲気下にて８時間還流させた。
反応終了後、試料溶液を分液ロートに移し、酢酸エチルにて数回抽出した。これを無水硫酸マグネシウムで乾燥、ろ過、濃縮した。これをシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン：ジクロロメタン：酢酸エチル＝２：２０：１）で精製し、白色の固体を得た。同定はＦＤ／ＭＳによる分子量測定によって行い、分子量５７７に対してｍ／ｅ＝５７７であった。収量は１．２９ｇ、収率は２７％であった。【０１５４】
実施例１
膜厚１３０ｎｍのＩＴＯ電極ライン付きガラス基板（ジオマティック社製）を、イソプロピルアルコール中で５分間、超音波洗浄した後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後のＩＴＯ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ＩＴＯ電極ラインが形成されている側の面上に、ＩＴＯ電極ラインを覆うようにして化合物（ＨＩ１）を厚さ２０ｎｍで、次いで化合物（ＨＴ１）を厚さ６０ｎｍで抵抗加熱蒸着し、順次薄膜を成膜した。成膜レートは１Å／ｓとした。これらの薄膜は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層として機能する。
次に、正孔注入・輸送層上に、化合物（１）と化合物（ＢＤ１）を同時に抵抗加熱蒸着して膜厚５０ｎｍの薄膜を成膜した。このとき、化合物（ＢＤ１）を、化合物（１）と化合物（ＢＤ１）の総質量に対し質量比で２０％になるように蒸着した。成膜レートはそれぞれ１．２Å／ｓ、０．３Å／ｓとした。この薄膜は、燐光発光層として機能する。
次に、この燐光発光層上に、化合物（Ｈ１）を抵抗加熱蒸着して膜厚１０ｎｍの薄膜を成膜した。成膜レートは１．２Å／ｓとした。この薄膜は障壁層として機能する。
次に、この障壁層上に、化合物（ＥＴ１）を抵抗加熱蒸着して膜厚１０ｎｍの薄膜を成膜した。成膜レートは１Å／ｓとした。この膜は電子注入層として機能する。
次に、この電子注入層上に膜厚１．０ｎｍのＬｉＦを成膜レート０．１Å／ｓで蒸着した。
次に、このＬｉＦ膜上に金属アルミニウムを成膜レート８．０Å／ｓにて蒸着し、膜厚８０ｎｍの金属陰極を形成して有機ＥＬ素子を得た。【０１５５】
上述のようにして得た有機ＥＬ素子を以下に示す方法で評価した。
（１）外部量子効率（％）
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、輝度１０００ｃｄ／ｍ２時の外部量子効率を輝度計（ミノルタ社製分光輝度放射計ＣＳ−１０００）を用いて測定した。
（２）半減寿命（時間）
初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続通電試験（直流）を行い、初期輝度が半減するまでの時間を測定した。
（３）電圧（Ｖ）
２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で、ＫＥＩＴＨＬＹ  ２３６  ＳＯＵＲＣＥ  ＭＥＡＳＵＲＥ  ＵＮＩＴを用いて、電気配線された素子に電圧を印加して発光させ、素子以外の配線抵抗にかかる電圧を差し引いて素子印加電圧を測定した。電圧の印加・測定と同時に輝度計（ミノルタ社製分光輝度放射計ＣＳ−１０００）を用いて輝度測定も行い、これらの測定結果から素子輝度が１００ｃｄ／ｍ２時の電圧を読み取った。【０１５６】
実施例２〜５，及び比較例１，２
実施例１において、化合物（１）を用いる代わりに表１に記載の化合物を用いて発光層を形成した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に評価し、結果を表１に示す。【０１５７】
【表１】
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【０１５８】
表１より、本発明化合物を有機ＥＬ素子の発光層に用いることで、比較例１，２と比較して低電圧で駆動でき、さらに素子が長寿命化した。【０１５９】
実施例６〜１２及び比較例３，４
実施例１において、燐光発光層材料として、化合物（１）を用いる代わりに化合物（Ｈ１）を用い、正孔障壁層材料として、化合物（Ｈ１）の代わりに表２に記載の化合物を用いて正孔障壁層を形成した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１６０】
【表２】
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【０１６１】
表２より、本発明化合物を有機ＥＬ素子の正孔障壁層に用いることで、比較例３，４と比較して素子が長寿命化した。【０１６２】
以下に、実施例及び比較例で使用した化合物の構造式を示す。
【化７２】
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【０１６３】
表３に実施例及び比較例で用いた有機ＥＬ素子用材料の三重項エネルギーを示す。三重項エネルギーとは、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。【０１６４】
【表３】
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【０１６５】
表３より、本発明の有機ＥＬ素子は、本発明の有機ＥＬ素子用材料である化合物（１）、（１７）、（８１）、（１２９）、（１３５）、（１４４）、（９）、（１４０）の三重項エネルギー（ＥＴＴＢ）と、燐光性ドーパントである化合物（ＢＤ１）の三重項エネルギー（ＥＴｄ）との差（ΔＥＴ）が、０．２ｅＶ＜ΔＥＴ＝ＥＴＴＢ−ＥＴｄの関係を満たしており、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いることで効率の高い有機ＥＬ素子を提供可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、低電圧下で素子駆動が可能であり、かつ耐熱性に優れた長寿命な有機ＥＬ素子及びそれを実現する有機ＥＬ素子用材料として有用である。【０１６７】
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
【図１】
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【国際調査報告】
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