(57)【要約】対向する陽極と陰極との間に、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、第一有機薄膜層は下記式（１−１）で表される芳香族複素環誘導体Ａと、燐光発光性材料とを含み、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を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。2013035329.tif 000123
2013035329.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と、燐光発光性材料とを含み、
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を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９８】
2013035329.tif 000103
［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原子数５〜３０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原子数５〜３０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わす。それ以外のＸ１〜Ｘ１６は、下記Ｒ３と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ１〜Ｘ１６のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ３と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
Ｐ１及びＰ２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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
但し、Ｐ１及びＰ２の少なくとも１つが下記式（１−ａ）、（１−ｂ）、又は（１−ｃ）で表わされる基である。
【化９９】
2013035329.tif 000104
（式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）において、
Ｚ１〜Ｚ８は、それぞれ独立に、Ｌ１もしくはＬ２に結合する炭素原子、下記Ｒ４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。）
【化１００】
2013035329.tif 000105
［式（２−１）において、
環Ａは、隣接環と縮合する置換もしくは無置換の芳香族環を示す。
Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ独立に、下記Ｒ５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ５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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１は、前記式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）、下記式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、又は（２−ｆ）で表わされる基である。
【化１０１】
2013035329.tif 000106
［式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、（２−ｆ）において、
Ｚ９〜Ｚ１２は、それぞれ独立に、Ｌ３に結合する炭素原子、下記Ｒ６と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ６と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ６、Ｋ１〜Ｋ４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
ｂは、０〜４の整数を表す。
ｃは、０〜５の整数を表す。
ｄは、０〜７の整数を表す。］
【請求項２】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−２）〜（２−４）のいずれかで表される請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０２】
2013035329.tif 000107
［式（２−２）〜（２−４）において、
環Ｂは、隣接環と縮合する式（２−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃは、隣接環と縮合する式（２−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ３は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立に、下記Ｒ１０と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ１０と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ１０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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１は、前記式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）、（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、又は（２−ｆ）で表わされる基である。
【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１０３】
2013035329.tif 000108
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
【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１０４】
2013035329.tif 000109
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
【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１０５】
2013035329.tif 000110
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
【請求項６】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（３−１）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１０６】
2013035329.tif 000111
［式中、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８及びＱ１は、それぞれ、前記式（２−１）のＬ３、Ｙ１〜Ｙ４及びＱ１と同様な基を表す。]
【請求項７】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（４−１）又は（４−２）で表される請求項２〜５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１０７】
2013035329.tif 000112
［式（４−１）、又は（４−２）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３１は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｗ３２は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
【請求項８】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（５−１）〜（５−３）で表される請求項２〜５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１０８】
2013035329.tif 000113
［式（５−１）〜（５−３）において、
Ｗ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＷ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【請求項９】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（６−１）で表される請求項２〜５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１０９】
2013035329.tif 000114
［式（６−１）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３３は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
【請求項１０】
前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（７−１）で表される請求項２〜５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１１０】
2013035329.tif 000115
［式（７−１）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｗ３４は、ＣＲ８Ｒ９、又はＳｉＲ８Ｒ９を表わす。
Ｒ８及びＲ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ８及びＲ９と同様な基を表す。］
【請求項１１】
前記陽極に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合している請求項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１１１】
2013035329.tif 000116
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ２、カルボキシ基、もしくは−ＣＯＯＲ１７（Ｒ１７は、炭素数１〜２０のアルキル基である）であるか、又はＲ１１及びＲ１２、Ｒ１３及びＲ１４、又はＲ１５及びＲ１６が互いに結合して−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−を形成する。）
【請求項１２】
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】
請求項１〜１２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である第１の素子と、
蛍光発光する有機エレクトロルミネッセンス素子（第２の素子）とを、基板上に並列して有し、
前記第１の素子及び第２の素子の、正孔輸送帯域及び電子輸送帯域を形成する層のうち少なくとも１層が共通層である、有機エレクトロルミネッセンス発光装置。
【請求項１４】
前記式（１１−１）、又は（１１−２）で表わされる含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１１２】
2013035329.tif 000117
［式（１１−１）、又は（１１−１）において、
環Ｂ’は、隣接環と縮合する式（１１−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃ’は、隣接環と縮合する式（１１−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ４は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、下記Ｒ２４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２４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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ１１は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１１は、下記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、又は（１１−ｆ）で表わされる基である。
【化１１３】
2013035329.tif 000118
［式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、（１１−ｆ）において、
Ｚ２１〜Ｚ２４は、それぞれ独立に、Ｌ１１に結合する炭素原子、下記Ｒ２５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２５、Ｋ１１〜Ｋ１４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。］
【請求項１５】
下記式（１２−１）、又は（１２−２）で表わされる請求項１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１１４】
2013035329.tif 000119
［式（１２−１）、又は（１２−２）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４１は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｗ４２は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２１〜Ｒ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【請求項１６】
下記式（１３−１）〜（１３−３）で表わされる請求項１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１１５】
2013035329.tif 000120
［式（１３−１）〜（１３−３）において、
Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【請求項１７】
下記式（１４−１）で表わされる請求項１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１１６】
2013035329.tif 000121
［式（１４−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４３は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【請求項１８】
下記式（１５−１）で表わされる請求項１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１１７】
2013035329.tif 000122
［式（１５−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ、前記式(１１−１)のＬ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８と同様な基を表す。
Ｗ４４は、ＣＲ２２Ｒ２３、又はＳｉＲ２２Ｒ２３を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｑ１２は、前記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、又は（１１−ｅ）で示される基を表わす。］
【請求項１９】
有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である請求項１４〜１８のいずれかに記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【請求項２０】
有機エレクトロルミネッセンス素子用電子輸送材料である請求項１４〜１８のいずれかに記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【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。
【背景技術】
【０００２】
有機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。
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。【０００６】
上記のような状況の下、燐光型の有機ＥＬ素子では、発光層のホスト材料や正孔輸送層には、カルバゾール誘導体が使用されることが多い。カルバゾール誘導体は、三重項エネルギーが大きく、また、正孔輸送性が高いためである。
例えば、特許文献１にはカルバゾールビフェニルを使用した燐光発光層と、電子輸送層（Ａｌｑ）の間にバクトプロイン等からなるブロッキング層を挿入した有機ＥＬ素子が開示されている。ブロッキング層は、正孔が電子輸送領域に到達することを抑制し、電子輸送層の劣化を低減するものである。【０００７】
また、特許文献２には正孔輸送層、発光層及び電子輸送層にカルバゾール誘導体を使用した素子が記載されている。この素子では、正孔輸送層を２層有し、発光層側の正孔輸送層に電子ブロック及び電子耐性のあるカルバゾール誘導体を用いている。このように、特許文献２は正孔輸送領域と発光層の界面に着目した技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００２−５２５８０８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／０４１６３５
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、寿命が長く、発光効率が高い有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明者らは、後述する芳香族複素環誘導体Ａを含有する第一有機薄膜層と芳香族複素環誘導体Ｂを含有する第二有機薄膜層を組み合わせて使用することにより、寿命が長く、かつ、発光効率の高い有機ＥＬ素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
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と、燐光発光性材料とを含み、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を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2013035329.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原子数５〜３０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原子数５〜３０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わす。それ以外のＸ１〜Ｘ１６は、下記Ｒ３と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ１〜Ｘ１６のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ３と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
Ｐ１及びＰ２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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
但し、Ｐ１及びＰ２の少なくとも１つが下記式（１−ａ）、（１−ｂ）、又は（１−ｃ）で表わされる基である。
【化２】
2013035329.tif 000004
（式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）において、
Ｚ１〜Ｚ８は、それぞれ独立に、Ｌ１もしくはＬ２に結合する炭素原子、下記Ｒ４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。）
【化３】
2013035329.tif 000005
［式（２−１）において、
環Ａは、隣接環と縮合する置換もしくは無置換の芳香族環を示す。
Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ独立に、下記Ｒ５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ５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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１は、前記式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）、下記式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、又は（２−ｆ）で表わされる基である。
【化４】
2013035329.tif 000006
［式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、（２−ｆ）において、
Ｚ９〜Ｚ１２は、それぞれ独立に、Ｌ３に結合する炭素原子、下記Ｒ６と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ６と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ６、Ｋ１〜Ｋ４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
ｂは、０〜４の整数を表す。
ｃは、０〜５の整数を表す。
ｄは、０〜７の整数を表す。］
２．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２−２）〜（２−４）のいずれかで表される１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2013035329.tif 000007
［式（２−２）〜（２−４）において、
環Ｂは、隣接環と縮合する式（２−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃは、隣接環と縮合する式（２−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ３は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立に、下記Ｒ１０と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ１０と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ１０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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１は、前記式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）、（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、又は（２−ｆ）で表わされる基である。
３．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−２）で表される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６】
2013035329.tif 000008
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
４．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１−３）で表される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】
2013035329.tif 000009
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
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８】
2013035329.tif 000010
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、前記式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
６．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（３−１）で表される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】
2013035329.tif 000011
［式中、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８及びＱ１は、それぞれ、前記式（２−１）のＬ３、Ｙ１〜Ｙ４及びＱ１と同様な基を表す。]
７．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（４−１）又は（４−２）で表される２〜５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１０】
2013035329.tif 000012
［式（４−１）、又は（４−２）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３１は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｗ３２は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
８．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（５−１）〜（５−３）で表される２〜５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１１】
2013035329.tif 000013
［式（５−１）〜（５−３）において、
Ｗ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＷ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
９．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（６−１）で表される２〜５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１２】
2013035329.tif 000014
［式（６−１）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３３は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
１０．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（７−１）で表される２〜５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１３】
2013035329.tif 000015
［式（７−１）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｗ３４は、ＣＲ８Ｒ９、又はＳｉＲ８Ｒ９を表わす。
Ｒ８及びＲ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ８及びＲ９と同様な基を表す。］
１１．前記陽極に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合している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１４】
2013035329.tif 000016
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ２、カルボキシ基、もしくは−ＣＯＯＲ１７（Ｒ１７は、炭素数１〜２０のアルキル基である）であるか、又はＲ１１及びＲ１２、Ｒ１３及びＲ１４、又はＲ１５及びＲ１６が互いに結合して−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−を形成する。）
１２．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。
１３．上記１〜１２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である第１の素子と、
蛍光発光する有機エレクトロルミネッセンス素子（第２の素子）とを、基板上に並列して有し、
前記第１の素子及び第２の素子の、正孔輸送帯域及び電子輸送帯域を形成する層のうち少なくとも１層が共通層である、有機エレクトロルミネッセンス発光装置。
１４．前記式（１１−１）、又は（１１−２）で表わされる含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１５】
2013035329.tif 000017
［式（１１−１）、又は（１１−１）において、
環Ｂ’は、隣接環と縮合する式（１１−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃ’は、隣接環と縮合する式（１１−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ４は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、下記Ｒ２４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２４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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ１１は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１１は、下記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、又は（１１−ｆ）で表わされる基である。
【化１６】
2013035329.tif 000018
［式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、（１１−ｆ）において、
Ｚ２１〜Ｚ２４は、それぞれ独立に、Ｌ１１に結合する炭素原子、下記Ｒ２５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２５、Ｋ１１〜Ｋ１４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。］
１５．下記式（１２−１）、又は（１２−２）で表わされる１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１７】
2013035329.tif 000019
［式（１２−１）、又は（１２−２）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４１は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｗ４２は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２１〜Ｒ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
１６．下記式（１３−１）〜（１３−３）で表わされる１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１８】
2013035329.tif 000020
［式（１３−１）〜（１３−３）において、
Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
１７．下記式（１４−１）で表わされる１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化１９】
2013035329.tif 000021
［式（１４−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４３は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
１８．下記式（１５−１）で表わされる１４に記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【化２０】
2013035329.tif 000022
［式（１５−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ、前記式(１１−１)のＬ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８と同様な基を表す。
Ｗ４４は、ＣＲ２２Ｒ２３、又はＳｉＲ２２Ｒ２３を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｑ１２は、前記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、又は（１１−ｅ）で示される基を表わす。］
１９．有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である１４〜１８のいずれかに記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
２０．有機エレクトロルミネッセンス素子用電子輸送材料である１４〜１８のいずれかに記載の含窒素芳香族複素環誘導体。
【００１１】
本発明によれば、寿命が長く、発光効率が高い有機ＥＬ素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の層構成を示す概略図である。
【図２】有機ＥＬ素子１を使用した有機ＥＬ発光装置の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の有機ＥＬ素子の層構成を示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態の有機ＥＬ素子の層構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子は、対向する陽極と陰極との間に、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る。そして、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と、燐光発光性材料とを含み、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を含むことを特徴とする。
【化２１】
2013035329.tif 000023
【００１４】
本発明では、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層を組み合わせて形成することにより、有機ＥＬ素子の寿命、及び発光効率を向上できる。
第一有機薄膜層は、燐光性発光する発光層として機能することができる。第一有機薄膜層の主成分（ホスト材料）である芳香族複素環誘導体Ａは、２つの含窒素芳香族複素環を炭素−炭素結合で直接結合した構造を有している。この構造に、後述する式（１−ａ）、（１−ｂ）又は（１−ｃ）のような含窒素複素環構造基を導入することにより、通常のカルバゾール誘導体よりも正孔輸送性が非常に高く、かつイオン化ポテンシャルが５．７ｅＶ以下と特異的に低い化合物となる。
芳香族複素環誘導体Ａは、２つの架橋アリールアミン骨格が互いに炭素−炭素結合で直接結合することにより、分子内電子密度が増加しアミン性が非常に高まる結果、イオン化ポテンシャルが顕著に低減し、通常の架橋アリールアミン骨格と比較して非常に高い正孔注入・輸送性を有する。一方、電子注入・輸送部位として、後述する式（１−ａ）、（１−ｂ）又は（１−ｃ）のような含窒素複素環構造基が結合することにより、電子注入・輸送性も同時に有し、ホスト化合物として機能する。
【００１５】
一方、第二有機薄膜層を構成する芳香族複素環誘導体Ｂは、三重項エネルギー（Ｔ１）が２．５０ｅＶ以上と大きい化合物であり、かつイオン化ポテンシャルが５．８ｅＶ以上と高い。
芳香族複素環誘導体Ｂは、カルバゾール骨格、あるいはインドール骨格にさらに芳香族環が縮環した構造を有するが、この骨格においては芳香族複素環誘導体Ａのように分子内電子密度は顕著に上昇せず、イオン化ポテンシャルの低減は起こらない。従って、芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂを積層させることにより、界面に正孔注入障壁を作ることができる。
三重項エネルギーが２．５０ｅＶ以上であることにより、第一有機薄膜層からの三重項エネルギーの拡散を防止することができる。即ち、励起子障壁層の機能を有する。
【００１６】
さらに、芳香族複素環誘導体Ｂはバイポーラ性を有し、正孔耐性が高い。また、芳香族複素環誘導体Ｂは陰極側の層から電子を引き込む能力が高く、電子輸送性に優れているため、電子輸送層としても機能する。従って、第一有機薄膜層に電子が効率よく供給されるため、第一有機薄膜層が発光層ある場合、正孔と電子の再結合が促進され、発光効率が向上する。
【００１７】
上記式（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。
単結合と比較して、Ｗ１及びＷ２がＣＲ１Ｒ２又はＳｉＲ１Ｒ２である場合、化合物のアミン性が増し、正孔輸送性能が向上する。
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原子数５〜３０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原子数５〜３０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わす。それ以外のＸ１〜Ｘ１６は、下記Ｒ３と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ１〜Ｘ１６のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ３と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
Ｐ１及びＰ２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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
但し、Ｐ１及びＰ２の少なくとも１つが下記式（１−ａ）、（１−ｂ）、又は（１−ｃ）で表わされる基である。
【化２２】
2013035329.tif 000024
【００１８】
式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）において、Ｚ１〜Ｚ８は、それぞれ独立に、Ｌ１もしくはＬ２に結合する炭素原子、下記Ｒ４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
【００１９】
本発明では、化合物の耐性という観点から上記式（１−１）のなかでも、下記式（１−２）で表される化合物が好ましい。
【００２０】
【化２３】
2013035329.tif 000025
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
【００２１】
より好ましくは、下記式（１−３）〜（１−５）で表される化合物である。
【化２４】
2013035329.tif 000026
[式中、Ｘ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２は、それぞれ、式（１−１）のＸ１〜Ｘ１６、Ｌ１、Ｌ２、Ｐ１及びＰ２と同様な基を表す。]
【００２２】
上記式（２−１）において、環Ａは、隣接環と縮合する置換もしくは無置換の芳香族環を示す。芳香族環としては、環形成炭素数６〜３０の環、又は、環形成原子数５〜３０の複素環が挙げられる。
Ｙ１〜Ｙ４は、それぞれ独立に、下記Ｒ５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ５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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
【００２３】
Ｑ１は、上述した式（１−１）の式（１−ａ）、（１−ｂ）若しくは（１−ｃ）で表される基であるか、又は、下記式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）若しくは（２−ｆ）で表わされる基である。
【化２５】
2013035329.tif 000027
【００２４】
式（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、（２−ｆ）において、Ｚ９〜Ｚ１２は、それぞれ独立に、Ｌ３に結合する炭素原子、下記Ｒ６と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ６と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ６、Ｋ１〜Ｋ４は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
ｂは、０〜４の整数を表す。
ｃは、０〜５の整数を表す。
ｄは、０〜７の整数を表す。
尚、Ｋ１〜Ｋ４は、窒素原子に結合してもよい。
【００２５】
本発明では、上記式（２−１）のなかでも、下記式（２−２）〜（２−４）のいずれかで表される化合物が好ましい。
【化２６】
2013035329.tif 000028
【００２６】
式（２−２）〜（２−４）において、環Ｂは、隣接環と縮合する式（２−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃは、隣接環と縮合する式（２−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ３は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立に、下記Ｒ１０と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ１０と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ１０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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ３は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１は、上述した式（１−ａ）、（１−ｂ）、（１−ｃ）、（２−ｃ）、（２−ｄ）、（２−ｅ）、又は（２−ｆ）で表わされる基である。
【００２７】
特に、芳香族複素環誘導体Ｂとして、下記式（３−１）、（４−１）、（４−２）、（５−１）、（５−２）、（５−３）、（６−１）又は（７−１）で表される化合物が好ましい。
【００２８】
【化２７】
2013035329.tif 000029
［式中、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８及びＱ１は、それぞれ、式（２−１）のＬ３、Ｙ１〜Ｙ４及びＱ１と同様な基を表す。]
【００２９】
【化２８】
2013035329.tif 000030
［式（４−１）、又は（４−２）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)及び式（２−ａ）のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３１は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｗ３２は、ＮＲ７、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
【００３０】
【化２９】
2013035329.tif 000031
［式（５−１）〜（５−３）において、
Ｗ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＷ３、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【００３１】
【化３０】
2013035329.tif 000032
［式（６−１）において、
Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、前記式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｋ５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。
Ｗ３３は、ＣＲ８Ｒ９、ＳｉＲ８Ｒ９、酸素原子、又は硫黄原子を表わす。
Ｒ７〜Ｒ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ７〜Ｒ９と同様な基を表す。］
【００３２】
【化３１】
2013035329.tif 000033
［式（７−１）において、Ｌ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１は、それぞれ、式(２−３)のＬ３、Ｙ１〜Ｙ８、及びＱ１と同様な基を表す。
Ｗ３４は、ＣＲ８Ｒ９、又はＳｉＲ８Ｒ９を表わす。
Ｒ８及びＲ９は、それぞれ、前記式(２−ｂ)のＷ３におけるＲ８及びＲ９と同様な基を表す。］
【００３３】
尚、上記式（２−１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂのうち、下記式（１１−１）、又は（１１−２）で表わされる含窒素芳香族複素環誘導体は新規物質である。
【化３２】
2013035329.tif 000034
［式（１１−１）、又は（１１−１）において、
環Ｂ’は、隣接環と縮合する式（１１−ａ）で表わされる環を示し、環Ｃ’は、隣接環と縮合する式（１１−ｂ）で表わされる環を示す。
Ｗ４は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３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原子数５〜３０のヘテロアリール基を表す。
Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、下記Ｒ２４と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２４と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２４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原子数５〜３０のヘテロアリール基（但し、置換もしくは無置換のカルバゾリル基ではない）である。
Ｌ１１は、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原子数５〜３０のヘテロアリーレン基を表わす。
Ｑ１１は、下記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、又は（１１−ｆ）で表わされる基である。
【化３３】
2013035329.tif 000035
［式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、（１１−ｅ）、（１１−ｆ）において、
Ｚ２１〜Ｚ２４は、それぞれ独立に、Ｌ１１に結合する炭素原子、下記Ｒ２５と結合する炭素原子又は窒素原子である。但し、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒ２５と結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成してもよい。
Ｒ２５、Ｋ１１〜Ｋ１４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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。］
【００３４】
下記式（１１−１）、又は（１１−２）で表わされる含窒素芳香族複素環誘導体のなかでも、下記式（１２−１）、（１２−２）、（１３−１）〜（１３−３）、（１４−１）又は式（１５−１）で表わされるものが好ましい。
【化３４】
2013035329.tif 000036
［式（１２−１）、又は（１２−２）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４１は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｗ４２は、ＮＲ２１、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２１〜Ｒ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２１〜Ｒ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【００３５】
【化３５】
2013035329.tif 000037
［式（１３−１）〜（１３−３）において、
Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｗ４、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【００３６】
【化３６】
2013035329.tif 000038
［式（１４−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１は、それぞれ、前記式(１１−１)の、Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８、及びＱ１１と同様な基を表す。
Ｗ４３は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＳｉＲ２２Ｒ２３、又は酸素原子を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｋ１５は、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原子数５〜３０のヘテロアリール基である。
ａは、０〜２の整数を表す。］
【００３７】
【化３７】
2013035329.tif 000039
［式（１５−１）において、
Ｌ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８は、それぞれ、前記式(１１−１)のＬ１１、Ｙ１１〜Ｙ１８と同様な基を表す。
Ｗ４４は、ＣＲ２２Ｒ２３、又はＳｉＲ２２Ｒ２３を表わす。
Ｒ２２及びＲ２３は、それぞれ、前記式(１１−ｂ)のＲ２２及びＲ２３と同様な基を表す。
Ｑ１２は、前記式（１１−ｃ）、（１１−ｄ）、又は（１１−ｅ）で示される基を表わす。］
【００３８】
上記の含窒素芳香族複素環誘導体は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、特に、電子輸送材料として好適である。
【００３９】
以下、上述した本発明で使用する芳香族複素環誘導体Ａ及び芳香族複素環誘導体Ｂの各基の例について説明する。
尚、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味し、「環形成原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む）を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
【００４０】
炭素数１〜２０のアルキル基としては、直鎖状も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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基である。
【００４１】
炭素数３〜２０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。
【００４２】
炭素数１〜２０のハ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つ以上のハロゲン（フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。）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。
【００４３】
環形成炭素数６〜３０のアリール基は、好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリール基であり、より好ましくは環形成炭素数６〜１２のアリール基である。
アリール基の具体例としては、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、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基である。
【００４４】
炭素数７〜３０のアラルキル基は、−Ｙ−Ｚと表され、Ｙの例として上記のアルキルの例に対応するアルキレンの例が挙げられ、Ｚの例として上記のアリールの例が挙げられる。アラルキル基のアリール部分は、炭素数が６〜２０が好ましく、特に好ましくは６〜１２である。アルキル部分は炭素数１〜１０が好ましく、特に好ましくは１〜６である。例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、２−フェニルプロパン−２−イル基である。
【００４５】
環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基は、好ましくは環形成原子数５〜２０のヘテロアリール基であり、より好ましくは環形成原子数５〜１４のヘテロアリール基である。
ヘテロアリール基の具体例としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、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、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、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基等が挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基である。
【００４６】
環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１２）のアリーレン基及び環形成原子数５〜３０（好ましくは５〜２０、より好ましくは５〜１４）のヘテロアリーレン基の具体例としては、上記の環形成炭素数６〜３０のアリール基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基の具体例に対応する２価の基が挙げられる。好ましくはフェニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニルイル基、ターフェニルイル基、ジベンゾフルオレニル基、ピリジニル基、イソキノリル基等の２価の基が挙げられる。
【００４７】
同様に、式（２−１）の環Ａが示す環形成炭素数６〜３０の環、又は、環形成原子数５〜３０の複素環としては、上記の環形成炭素数６〜３０のアリール基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基の具体例に対応する環が挙げられる。
【００４８】
炭素数１〜２０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、エトキシ基である。
炭素数１〜２０のハロアルコキシ基としては、上記アルコキシ基に１つ以上のハロゲン（フッ素原子、塩素原子及び臭素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。）が置換した基が挙げられる。好ましくは、トリフルオロメトキシ基である。
【００４９】
置換又は無置換のシリル基としては、シリル基、炭素数１〜１０（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルシリル基、炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０）のアリールシリル基等が挙げられる。
アルキルシリル基の具体例としては、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、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。
アリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。
【００５０】
各式において、隣り合う炭素原子がＲと結合せずに、隣り合う炭素原子を含む環を形成する場合の環としては、ベンゼン環等の芳香族環、シクロヘキサン等のシクロアルキル環、シクロヘキセン等のシクロアルケン等が挙げられる。
【００５１】
芳香族複素環誘導体Ａ及び芳香族複素環誘導体Ｂの各基の「置換もしくは無置換の・・・」の置換基としては、上記のアルキル基、置換シリル基、アリール基、シクロアルキル基、ヘテロアリール基、アルコキシ基、アラルキル基、ハロアルキル基や、その他にハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。）、シリル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。
尚、アリールオキシ基は、−ＯＺで表わされ、Ｚの例としては上記アリール基が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。
また、「置換もしくは無置換の・・・」の「無置換」とは、水素原子が置換基により置換されていることを意味する。
本発明において、水素原子とは、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。
【００５２】
芳香族複素環誘導体Ａの具体例を以下に示す。
【化３８】
2013035329.tif 000040
【化３９】
2013035329.tif 000041
【化４０】
2013035329.tif 000042
【化４１】
2013035329.tif 000043
【化４２】
2013035329.tif 000044
【化４３】
2013035329.tif 000045
【化４４】
2013035329.tif 000046
【化４５】
2013035329.tif 000047
【化４６】
2013035329.tif 000048
【化４７】
2013035329.tif 000049
【化４８】
2013035329.tif 000050
【化４９】
2013035329.tif 000051
【化５０】
2013035329.tif 000052
【化５１】
2013035329.tif 000053
【化５２】
2013035329.tif 000054
【化５３】
2013035329.tif 000055
【化５４】
2013035329.tif 000056
【化５５】
2013035329.tif 000057
【化５６】
2013035329.tif 000058
【化５７】
2013035329.tif 000059
【化５８】
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【化５９】
2013035329.tif 000061
【化６０】
2013035329.tif 000062
【化６１】
2013035329.tif 000063
【００５３】
芳香族複素環誘導体Ｂの具体例を以下に示す。
【化６２】
2013035329.tif 000064
【化６３】
2013035329.tif 000065
【化６４】
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【化６５】
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【化６６】
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【化６７】
2013035329.tif 000069
【化６８】
2013035329.tif 000070
【化６９】
2013035329.tif 000071
【化７０】
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【化７１】
2013035329.tif 000073
【化７２】
2013035329.tif 000074
【化７３】
2013035329.tif 000075
【化７４】
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【化７５】
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【化７６】
2013035329.tif 000078
【００５４】
芳香族複素環誘導体Ａは、ＷＯ２０１１／０１９１５６等を参照することにより合成できる。
芳香族複素環誘導体Ｂは、ＷＯ２００８／０５６７４６等を参照することにより合成できる。
【００５５】
第一有機薄膜層を形成する燐光発光性材料（燐光ドーパント）としては、金属錯体化合物が挙げられ、当該金属錯体化合物は、好ましくはＩｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される金属原子と、配位子とを有する化合物である。配位子は、オルトメタル結合を有すると好ましい。
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、燐光ドーパントは、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。ドーパントは、１種単独でも、２種以上の混合物でもよい。
【００５６】
第一有機薄膜層における燐光ドーパントの添加濃度は特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜３０重量％（ｗｔ％）、より好ましくは０．１〜１０重量％（ｗｔ％）である
【００５７】
本発明の有機ＥＬ素子では、上述した第一有機薄膜層及び第二有機薄膜層の積層構造を有していれば、他の構成は特に限定されず、公知の素子構成を採用できる。以下、有機ＥＬ素子の形態例を、図面を用いて説明する。
【００５８】
実施形態１
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送帯域３０、第一有機薄膜層４０、第二有機薄膜層５０、電子輸送帯域６０及び陰極７０を、この順で積層した構成を有する。正孔輸送帯域３０は、正孔輸送層又は正孔注入層等を意味する。同様に、電子輸送帯域６０は、電子輸送層又は電子注入層等を意味する。これらは形成しなくともよいが、好ましくはそれぞれ1層以上形成する。
有機ＥＬ素子１では、第一有機薄膜層４０は燐光発光層として機能し、第二有機薄膜層５０は、電子輸送層及び正孔障壁層として機能する。
【００５９】
陽極２０側から第一有機薄膜層４０及び第二有機薄膜層５０を隣接して形成すると、第一有機薄膜層４０と第二有機薄膜層５０の界面にイオン化ポテンシャルのギャップが形成される。そのため、陽極２０側から供給される正孔は第一有機薄膜層４０及び第二有機薄膜層５０の界面抵抗によりブロックされ、第一有機薄膜層４０に留まることになる。即ち、第二有機薄膜層５０が正孔障壁層として機能する。また、芳香族複素環誘導体Ｂは三重項エネルギーが高いため、励起子障壁層としても機能する。
一方、第二有機薄膜層５０は陰極７０側の層から電子を引き込む能力が高く、電子輸送性に優れている。従って、第一有機薄膜層４０に電子も効率よく供給されるため、第一有機薄膜層４０での正孔と電子の再結合が促進され、発光効率が向上する。
【００６０】
図１は、有機ＥＬ素子１を１つの発光単位として模式的に示したものであるが、有機ＥＬ素子１と他の有機ＥＬ素子を組み合わせることにより、有機ＥＬ多色発光装置を形成することができる。
【００６１】
図２は、有機ＥＬ素子１を使用した有機ＥＬ発光装置の例を示す概略断面図である。
図２に示す有機ＥＬ発光装置は、基板１０上に有機ＥＬ素子１（第１の素子）と第２の素子である蛍光有機ＥＬ素子１Ａを並列に有する装置である。
有機ＥＬ素子１の構成は、パターン化された陽極２０Ａを使用した他は上述した図１と同様である。蛍光有機ＥＬ素子１Ａは、発光層として第一有機薄膜層４０に代えて蛍光発光層４２を形成した他は有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。第一有機薄膜層４０と蛍光発光層４２の間には発光層を分離する絶縁層４４を設けてある。
【００６２】
有機ＥＬ素子１と蛍光有機ＥＬ素子１Ａは、発光層を除き、各有機層（正孔輸送帯域及び電子輸送帯域を形成する層）を共通としている。例えば、有機ＥＬ素子１の発光色を黄〜赤色とし、蛍光有機ＥＬ素子１Ａの発光色を青〜緑色とすることにより、多色発光が可能な装置が得られる。特に、蛍光有機ＥＬ素子１Ａの発光色を青色とし、ＴＴＦ現象（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｆｕｓｉｏｎ）を利用した素子とした場合、第二有機薄膜層５０は、トリプレット障壁層としても機能する。尚、ＴＴＦ現象を利用した素子については、ＷＯ２０１０／１３４３５０を参照できる。
【００６３】
尚、本例では、２種の有機ＥＬ素子を使用したが、これに限らず、３種（３色）以上の有機ＥＬ素子を用いてもよい。また、第２の発光素子として蛍光有機ＥＬ素子を例示したが、燐光発光素子であってもよい。
また、正孔輸送帯域及び電子輸送帯域を形成する層のいずれも共通層として形成したが、いずれか一方でもよい。
【００６４】
実施形態２
図３は、本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子２は、燐光発光層及び蛍光発光層を積層したハイブリッド型の有機ＥＬ素子の例である。
有機ＥＬ素子２は、第二有機薄膜層５０と電子輸送帯域６０の間に蛍光発光層５２を形成した他は、上記有機ＥＬ素子１と同様な構成を有する。有機ＥＬ素子２では、第一有機薄膜層４０は燐光発光層として機能し、第二有機薄膜層５０は、スペース層として機能する。燐光発光層及び蛍光発光層を積層した構成では、燐光発光層で形成された励起子を蛍光発光層に拡散させないため、蛍光発光層と燐光発光層の間にスペース層を設けることがある。第二有機薄膜層５０を形成する芳香族複素環誘導体Ｂは、三重項エネルギー（Ｔ１）が大きいため、スペース層として機能できる。
【００６５】
有機ＥＬ素子２において、例えば、燐光発光層を黄色発光とし、蛍光発光層を青色発光層とすることにより、白色発光の有機ＥＬ素子が得られる。尚、本実施形態では燐光発光層及び蛍光発光層を１層ずつとしているが、これに限らず、それぞれ２層以上形成してもよく、照明や表示装置等、用途に合わせて適宜設定できる。例えば、白色発光素子とカラーフィルタを利用してフルカラー発光装置とする場合、演色性の観点から、赤、緑、青（ＲＧＢ）、赤、緑、青、黄（ＲＧＢＹ）等、複数の波長領域の発光を含んでいることが好ましい場合がある。
【００６６】
実施形態３
図４は、本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子３は、燐光発光層及び蛍光発光層を、中間電極を介して積層したタンデム型の有機ＥＬ素子の例である。
有機ＥＬ素子３は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送帯域３０、第一有機薄膜層４０、第二有機薄膜層５０、中間電極層５４、正孔輸送帯域３２、蛍光発光層５２、電子輸送帯域６０及び陰極７０を、この順で積層した構成を有する。陽極２０と中間電極層５４に挟まれた領域が第一発光ユニット（燐光発光）であり、中間電極層５４と陰極７０に挟まれた領域が第二発光ユニット（燐光発光）である。
有機ＥＬ素子３では、第一有機薄膜層４０は燐光発光層として機能し、第二有機薄膜層５０は、電子輸送層及び正孔障壁層として機能する。
【００６７】
有機ＥＬ素子３において、例えば、燐光発光層を黄色発光とし、蛍光発光層を青色発光層とすることにより、白色発光の有機ＥＬ素子が得られる。尚、本実施形態では発光ユニットを２つとしているが、これに限られず、発光ユニットを３つ以上形成してもよく、上述した有機ＥＬ素子２と同様に、照明や表示装置等、用途に合わせて適宜設定できる。
【００６８】
上述した実施形態１〜３のように、本発明の有機ＥＬ素子は、公知の様々な構成を採用できる。また、発光層の発光は、陽極側、陰極側、あるいは両側から取り出すことができる。
【００６９】
本発明の有機ＥＬ素子では、陽極に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合していることが好ましい。この化合物は、アクセプター性が強く、発光層への正孔注入量がさらに増加する。正孔注入量の多い素子では、本発明の構成がより顕著な効果を有する。
【化７７】
2013035329.tif 000079
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１６は、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ２、カルボキシ基、もしくは−ＣＯＯＲ１７（Ｒ１７は、炭素数１〜２０のアルキル基である）であるか、又はＲ１１及びＲ１２、Ｒ１３及びＲ１４、又はＲ１５及びＲ１６が互いに結合して−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−を形成する。）
【００７０】
Ｒ１７の炭素数１〜２０のアルキル基としては、直鎖状も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る。
Ｒ１１〜Ｒ１６は、シアノ基であることが好ましい。
【００７１】
本発明の有機ＥＬ素子では、上述した第一有機薄膜層と第二有機薄膜層の他の構成については、特に限定されず、公知の材料等を使用できる。以下、実施形態１の素子の層について簡単に説明するが、本発明の有機ＥＬ素子に適用される材料は以下に限定されない。
【００７２】
［基板］
基板としてはガラス板、ポリマー板等を用いることができる。
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、石英等が挙げられる。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ォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
【００７３】
［陽極］
陽極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより大きな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよい。
【００７４】
［陰極］
陰極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより小さな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、上記合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。
陰極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよく、陰極は上記導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
【００７５】
発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
【００７６】
[発光層]
本発明では、第一有機薄膜層が燐光発光層となるが、図２に示す装置のように、蛍光発光層を有する有機ＥＬ素子と組み合わせてもよい。蛍光発光層としては、公知の材料が使用できる。
発光層では、ダブルホスト（ホスト・コホストともいう）としてもよい。具体的に、発光層において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ことで、発光層内のキャリアバランスを調整してもよい。
また、ダブルドーパントとしてもよい。発光層において、量子収率の高いドーパント材料を２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。例えば、ホストと赤色ドーパント、緑色のドーパントを共蒸着することによって、黄色の発光層を実現することがある。
発光層は単層でもよく、また、積層構造でもよい。発光層を積層させると、発光層界面に電子と正孔を蓄積させることによって再結合領域を発光層界面に集中させることができる。これによって、量子効率を向上させる。
【００７７】
［正孔注入層及び正孔輸送層］
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．６ｅＶ以下と小さい層である。
正孔注入・輸送層の材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。
【００７８】
正孔注入・輸送層の材料としては、具体的には、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同 ５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）等を挙げることができる。
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。
【００７９】
正孔注入・輸送層の材料には架橋型材料を用いることができ、架橋型の正孔注入輸送層としては、例えば、Chem．Mater．2008，20，413-422、Chem．Mater．2011，23(3)，658-681、WO2008108430、WO2009102027、WO2009123269、WO2010016555、WO2010018813等の架橋材を、熱、光等により不溶化した層が挙げられる。
【００８０】
［電子注入層及び電子輸送層］
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい層である。
有機ＥＬ素子は発光した光が電極（例えば陰極）により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子注入・輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
【００８１】
電子注入・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。
【００８２】
その他、ドナー性材料のドーピング（ｎ）、アクセプター材料のドーピング（ｐ）により、半導体性を備えた有機層を形成してもよい。Ｎドーピングの代表例は、電子輸送層の材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングさせるものであり、Ｐドーピングの代表例は、正孔輸送層の材料にＦ４ＴＣＮＱ等のアクセプター材をドープするものである（例えば、特許３６９５７１４参照）。
【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法等の公知の方法を適用することができる。
各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
【実施例】
【００８４】
合成例１（中間体１−１の合成）
下記合成スキームに従って、中間体１−１を合成した。
【化７８】
2013035329.tif 000080
【００８５】
２−ブロモニトロベンゼン１０ｇ（４９．５ｍｍｏｌ）、酢酸ナトリウム１３ｇ（１６３ｍｍｏｌ）、及び４−ブロモアニリン１０ｇ（５９ｍｍｏｌ）をアルゴン雰囲気下１８０℃で８時間加熱攪拌した。反応溶液を室温まで冷却し、酢酸エチルで薄め、ろ過した。ろ液を濃縮後、残査をメタノールで洗浄することで、（４−ブロモフェニル）−（２−ニトロフェニル）アミン３．８ｇをオレンジ色結晶として得た（収率２２％）。【００８６】
（４−ブロモフェニル）−（２−ニトロフェニル）アミン３．８ｇ（１３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン３０ｍＬに溶解させ、アルゴン雰囲気下、室温で攪拌しているところに、ハイドロサルファイトナトリウム１１ｇ（６４ｍｍｏｌ）／水３０ｍｌの溶液を滴下した。５時間攪拌した後、酢酸エチル２０ｍＬを加えて、炭酸水素ナトリウム２．２ｇ（２６ｍｍｏｌ）／水２０ｍｌの溶液を加えた。さらにベンゾイルクロリド２．５ｇ（１８ｍｍｏｌ）／酢酸エチル１０ｍｌの溶液を滴下し、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルで抽出し、１０％炭酸カリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去し、Ｎ−［２−（４−ブロモフェニルアミノ）フェニル］ベンズアミド２．１ｇ（収率４５％）を得た。【００８７】
Ｎ−［２−（４−ブロモフェニルアミノ）フェニル］ベンズアミド２．１ｇ（５．７ｍｍｏｌ）をキシレン３０ｍｌ中に懸濁させ、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物０．６ｇ（２．９ｍｍｏｌ）を加え、３時間加熱還流させながら共沸脱水を行った。放冷後、反応溶液に酢酸エチル、塩化メチレン、水を加え、不溶物をろ別した。母液から有機層を抽出し、水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、１．０ｇのわずかに桃色を帯びた白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、上記中間体１−１と同定した（収率５２％）。【００８８】
合成例２（中間体１−２の合成）
下記合成スキームに従って、中間体１−２を合成した。
【化７９】
2013035329.tif 000081
【００８９】
２−ニトロジフェニルアミン２．８ｇ（１３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン３０ｍＬに溶解させ、アルゴン雰囲気下、室温で攪拌しているところに、ハイドロサルファイトナトリウム１１ｇ（６４ｍｍｏｌ）／水３０ｍＬの溶液を滴下した。５時間攪拌した後、酢酸エチル２０ｍＬを加えて、炭酸水素ナトリウム２．２ｇ（２６ｍｍｏｌ）／水２０ｍｌの溶液を加えた。さらに４−ブロモベンゾイルクロリド４．０ｇ（１８ｍｍｏｌ）／酢酸エチル１０ｍｌの溶液を滴下し、室温で１時間攪拌した。酢酸エチルで抽出し、１０％炭酸カリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去し、４−ブロモ−Ｎ−（２−（フェニルアミノ）フェニル）ベンズアミド２．１ｇ（収率４５％）を得た。【００９０】
４−ブロモ−Ｎ−（２−（フェニルアミノ）フェニル）ベンズアミド２．１ｇ（５．７ｍｍｏｌ）をキシレン３０ｍｌ中に懸濁させ、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物０．６ｇ（２．９ｍｍｏｌ）を加え、３時間加熱還流させながら共沸脱水を行った。放冷後、反応溶液に酢酸エチル、塩化メチレン、水を加え、不溶物をろ別した。母液から有機層を抽出し、水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、１．２ｇのわずかに桃色を帯びた白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体１−２と同定した（収率５４％）。【００９１】
合成例３（中間体１−３の合成）
下記中間体１−３を合成した。
【化８０】
2013035329.tif 000082
【００９２】
４−ブロモフェナシルブロミド１５ｇ（５４ｍｍｏｌ）、及び２−アミノピリジン５．２ｇ（５５ｍｍｏｌ）をエタノール１００ｍｌに溶解し、炭酸水素ナトリウム７．０ｇを加え、６時間加熱還流した。反応終了後、生成した結晶をろ別し、水、エタノールで洗浄し、１２．５ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体１−３と同定した（収率８５％）。【００９３】
合成例４（中間体１−４の合成）
下記中間体１−４を合成した。
【化８１】
2013035329.tif 000083
【００９４】
暗室中、アルゴン雰囲気下、１，４−ジブロモベンゼン３２．７ｇ（１３８．６ｍｍｏｌ）を脱水エーテル８０ｍｌ、脱水トルエン２４０ｍｌ混合溶媒に溶解させ、−１０℃まで冷却した。１．６Ｍ濃度のｎ−ブチルリチウム−ヘキサン溶液７６ｍｌ（１２１．９ｍｍｏｌ）を０℃以下にて滴下し、１時間撹拌した。別の反応容器にフェナントロリン１０．０ｇ（５５．４ｍｍｏｌ）を脱水エーテル３０ｍｌ、脱水トルエン１００ｍｌ混合溶媒に溶解させ、５℃に冷却した。そこに、上記にて調整したＬｉ体をキャヌーラを用いて圧送した。２．５時間後、水８０ｍｌを滴下した。反応液を分液し、水層を酢酸エチルにて抽出後、水、及び飽和食塩水で洗浄後、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥した。有機層を半量程度まで濃縮し、アルゴン雰囲気下の別の反応容器に注ぎ、酸化マンガン３８．５ｇ（４４３．９ｍｍｏｌ）を添加し、２０時間撹拌した。セライト濾過後、濾液を濃縮再結晶し、１５．３ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体１−４と同定した（収率８２％）。【００９５】
合成例５（中間体２−１の合成）
下記中間体２−１を合成した。
【化８２】
2013035329.tif 000084
【００９６】
アルゴン雰囲気下、インドロ［２，３−ａ］カルバゾール（Ｓｙｎｌｅｔｔ  ｐ．４２−４８（２００５）に記載の方法に従って合成した。）１５．０ｇ（５８．５ｍｍｏｌ）、ヨードベンゼン１１．９ｇ（５８．５ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅１１．２ｇ（５８．５ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン２０．０ｇ（１７５．５ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム３７．３ｇ（１７５．５ｍｍｏｌ）に脱水１，４−ジオキサン９０ｍｌを加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン５００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、１０．０ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体２−１と同定した（収率５１％）。【００９７】
合成例６（中間体２−２の合成）
下記中間体２−２を合成した。
【化８３】
2013035329.tif 000085
【００９８】
アルゴン雰囲気下、２−ブロモニトロベンゼン２５．０ｇ（１２３．８ｍｍｏｌ）、４−ジベンゾフランボロン酸３１．５ｇ（１４８．５ｍｍｏｌ）に、２Ｍ  Ｎａ２ＣＯ３水溶液１２４ｍｌ（２４８ｍｍｏｌ）、ＤＭＥ（２５０ｍｌ）、トルエン（２５０ｍｌ）、Ｐｄ［ＰＰｈ３］４７．２ｇ（６．２ｍｍｏｌ）を加えて、１２時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水（５００ｍｌ）を加え、ジクロロメタンにて抽出した。ＭｇＳＯ４で乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、２４．０ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体２−２と同定した（収率６７％）。【００９９】
合成例７（中間体２−３の合成）
下記中間体２−３を合成した。
【化８４】
2013035329.tif 000086
【０１００】
アルゴン雰囲気下、中間体２−４  ２４．０ｇ（８３．０ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン５４．４ｇ（２０７．４ｍｍｏｌ）にジメチルアセトアミド（１６６ｍｌ）を加え、２０時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水（４００ｍｌ）を加え、ジクロロメタンにて抽出した。ＭｇＳＯ４で乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、１４．５ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体２−３と同定した（収率６８％）。【０１０１】
合成例８（中間体２−４の合成）
下記中間体２−４を合成した。
【化８５】
2013035329.tif 000087
【０１０２】
１−インダノン１８．７ｇ（１４２．０ｍｍｏｌ）、塩化フェニルヒドラジニウム２０．５ｇ（１４２．０ｍｍｏｌ）をエタノール４００ｍｌに加えた溶液に、濃硫酸２．０ｍｌを加えて、８時間加熱還流攪拌した。反応溶液を放冷し、析出物を濾集した。濾取した固体をメタノール５００ｍｌで洗浄した。粗生成物を再結晶することにより、１７．５ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体２−４と同定した（収率６０％）。【０１０３】
合成例９（芳香族複素環誘導体（Ｅ１）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ１）を合成した。
【化８６】
2013035329.tif 000088
【０１０４】
アルゴン雰囲気下、中間体１−１  ３．５ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、中間体２−１  ３．３ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３  ０．１４ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、Ｐ（ｔＢｕ）３ＨＢＦ４  ０．０８７ｇ（０．３ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム１．９ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）に、無水キシレン５０ｍｌを加えて８時間加熱還流した。
反応終了後、反応液を５０℃に冷却し、セライト、及びシリカゲルを通して濾過を行い、濾液を濃縮した。得られた濃縮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白色固体を得た。粗生成物をトルエンにて再結晶し、１．０ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ１）と同定した。（収率１７％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ４３Ｈ２８Ｎ４：理論値６００、観測値６００【０１０５】
合成例１０（芳香族複素環誘導体（Ｅ２）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ２）を合成した。
【化８７】
2013035329.tif 000089
【０１０６】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−２を３．５ｇ用いた以外は同様にした。その結果、１．２ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ２）と同定した。（収率２０％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ４３Ｈ２８Ｎ４：理論値６００、観測値６００【０１０７】
合成例１１（芳香族複素環誘導体（Ｅ３）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ３）を合成した。
【化８８】
2013035329.tif 000090
【０１０８】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−３を２．７ｇ用いた以外は同様にした。その結果、１．３ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ３）と同定した。（収率２５％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３７Ｈ２４Ｎ４：理論値５２４、観測値５２４【０１０９】
合成例１２（芳香族複素環誘導体（Ｅ４）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ４）を合成した。
【化８９】
2013035329.tif 000091
【０１１０】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−４を３．４ｇ用いた以外は同様にした。その結果、１．１ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ４）と同定した。（収率１９％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ４２Ｈ２６Ｎ４：理論値５８６、観測値５８６【０１１１】
合成例１３（芳香族複素環誘導体（Ｅ５）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ５）を合成した。
【化９０】
2013035329.tif 000092
【０１１２】
合成例９において、中間体２−１の代わりに中間体２−３を２．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、２．６ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ５）と同定した。（収率５０％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｏ：理論値５２５、観測値５２５【０１１３】
合成例１４（芳香族複素環誘導体（Ｅ６）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ６）を合成した。
【化９１】
2013035329.tif 000093
【０１１４】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−２を３．５ｇ、中間体２−１の代わりに中間体２−３を２．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、２．６ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ６）と同定した。（収率５０％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３７Ｈ２３Ｎ３Ｏ：理論値５２５、観測値５２５【０１１５】
合成例１５（芳香族複素環誘導体（Ｅ７）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ７）を合成した。
【化９２】
2013035329.tif 000094
【０１１６】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−３を２．７ｇ、中間体２−１の代わりに中間体２−３を２．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、２．９ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ７）と同定した。（収率６５％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３１Ｈ１９Ｎ３Ｏ：理論値４４９、観測値４４９【０１１７】
合成例１６（芳香族複素環誘導体（Ｅ８）の製造）
下記の芳香族複素環誘導体（Ｅ８）を合成した。
【化９３】
2013035329.tif 000095
【０１１８】
合成例９において、中間体１−１の代わりに中間体１−４を３．４ｇ、中間体２−１の代わりに中間体２−３を２．６ｇ用いた以外は同様に反応を行ったところ、２．０ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ８）と同定した。（収率４０％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３６Ｈ２１Ｎ３Ｏ：理論値５１１、観測値５１１【０１１９】
合成例１７（芳香族複素環誘導体（Ｅ９）の製造）
下記合成スキームに従って、芳香族複素環誘導体（Ｅ９）を合成した。
【化９４】
2013035329.tif 000096
【０１２０】
アルゴン雰囲気下、中間体１−１  ７．０ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、中間体２−４  ４．１ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅３．８ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン６．９ｇ（６０．０ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム１２．７ｇ（６０．０ｍｍｏｌ）に、脱水１，４−ジオキサン５０ｍｌを加えて、４８時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン１０００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、５．０ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、中間体（９−ａ）と同定した。
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３４Ｈ２３Ｎ３：理論値４７３、観測値４７３【０１２１】
ｔ−ブトキシカリウム５．６ｇ（５０．０ｍｍｏｌ）を脱水ＴＨＦ（３００ｍｌ）に加え、０℃に冷却し、さらに上記で得られた白色個体  ４．７ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、０℃で１時間撹拌した。さらにヨウ化メチル７．１ｇ（５０．０ｍｍｏｌ）を徐々に加えた後、室温で４時間撹拌した。
反応終了後、反応溶液に水（１００ｍｌ）を加え、ジクロロメタンにて抽出した。ＭｇＳＯ４で乾燥後、濾過、濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し白色固体を得た。粗生成物をトルエンにて再結晶し、３．５ｇの白色固体を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ９）と同定した。（収率３５％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３６Ｈ２７Ｎ３：理論値５０１、観測値５０１【０１２２】
合成例１８（芳香族複素環誘導体（Ｅ１０）の製造）
下記合成スキームに従って、芳香族複素環誘導体（Ｅ１０）を合成した。
【化９５】
2013035329.tif 000097
【０１２３】
合成例１７において、中間体１−１の代わりに中間体１−２を７．０ｇ用いた以外は同様にした。その結果、４．０ｇの白色結晶を得た。ＦＤ−ＭＳの分析により、芳香族複素環誘導体（Ｅ１０）と同定した。（収率４０％）
ＦＤ−ＭＳ分析  Ｃ３６Ｈ２７Ｎ３：理論値５０１、観測値５０１【０１２４】
実施例１（有機ＥＬ素子の作製）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明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、さらに、３０分間ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄した。
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面上に前記透明電極を覆うようにして下記化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚１０ｎｍ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化合物（Ｈ１）を蒸着し、膜厚１０ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
第２正孔輸送層上に、燐光用ホスト（芳香族複素環誘導体Ａ）である化合物（Ｂ１）と燐光用ドーパントである下記のＩｒ（ｐｐｙ）３とを厚さ３５ｎｍで共蒸着し、燐光発光層（第一有機薄膜層）を得た。Ｉｒ（ｐｐｙ）３の濃度は１０質量％であった。
続いて、燐光発光層上に、芳香族複素環誘導体Ｂとして下記（Ｂ３）を蒸着し、膜厚５ｎｍの第１電子輸送層（第二有機薄膜層）を成膜した。第１電子輸送層の成膜に続けて、下記（Ｃ１）を蒸着し、膜厚２０ｎｍの第２電子輸送層を成膜した。さらに、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を形成した。尚、電子注入性電極であるＬｉＦは、１Å／ｍｉｎの成膜速度で形成した。【０１２５】
【化９６】
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【０１２６】
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２００００ｃｄ／ｍ２における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。【０１２７】
実施例２
実施例１において、ホスト材料として（Ｂ１）の代わりに、上記（Ｂ２）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、評価した。結果を表１に示す。【０１２８】
比較例１〜３
実施例１において、ホスト材料、及び電子輸送材料として表１に記載の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、評価した。結果を表１に示す。【０１２９】
【表１】
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【０１３０】
比較例１、２と比べ、三重項エネルギーの大きいＢ３が電子輸送層側に積層されることにより、励起子の障壁機能が発揮され発光効率が向上する。また、比較例３ではイオン化ポテンシャルの大きなＢ３をホスト材料として使っているため、電子輸送層界面に正孔を蓄積することができず、発光効率が低下し、寿命も低下する。【０１３１】
上記電子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（Ｔ１）の測定結果を表２に示す。尚、測定方法は以下のとおりである。
（１）イオン化ポテンシャル（ＩＰ）
イオン化ポテンシャルは、大気下で光電子分光装置（理研計器（株）社製：ＡＣ−３）を用いて測定した。具体的には、材料に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより測定した。
尚、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）は、ホスト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する。
（２）三重項エネルギー（Ｔ１）
三重項エネルギーは、市販の装置Ｆ−４５００（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて測定した。Ｔ１の換算式は以下の通りである。
換算式  Ｔ１（ｅＶ）＝１２３９．８５／λｅｄｇｅ
尚、λｅｄｇｅ（単位：ｎｍ）とは、縦軸にリン光強度、横軸に波長をとって、リン光スペクトルを表したときに、リン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を意味する。【０１３２】
【表２】
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【０１３３】
参考例１
蛍光型有機ＥＬ素子の電子輸送層に、芳香族複素環誘導体Ｂを使用した例を示す。
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明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、さらに、３０分間ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄した。
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面上に前記透明電極を覆うようにして上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８５ｎｍ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上記化合物（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、蛍光用ホストである下記化合物（Ｂ４）と蛍光用ドーパントである下記化合物（ＢＤ１）とを厚さ２５ｎｍで共蒸着し、蛍光発光層を得た。ＢＤ１の濃度は５質量％であった。
続いて、この蛍光発光層上に、第１電子輸送材料として上記（Ｂ３）を蒸着し、膜厚２０ｎｍの第１電子輸送層を成膜した。第１電子輸送層の成膜に続けて、第２電子輸送材料として下記（Ｃ２）を蒸着し、膜厚５ｎｍの第２電子輸送層を成膜した。さらに、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を形成した。尚、電子注入性電極であるＬｉＦは、１Å／ｍｉｎの成膜速度で形成した。【０１３４】
【化９７】
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【０１３５】
（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２００００ｃｄ／ｍ２における素子寿命を求めた。結果を表２に示す。【０１３６】
参考例２
参考例１において、電子輸送材料として表１に記載の材料を用いた以外は、同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。【０１３７】
【表３】
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【０１３８】
参考例１の結果から、芳香族複素環誘導体Ｂは蛍光型有機ＥＬ素子の電子輸送層としても使用できる。従って、上述した実施例の燐光型有機ＥＬ素子と参考例１の蛍光型有機ＥＬ素子を並列して発光装置を形成する際には、電子輸送層を共通層として形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命であり、高効率での駆動が可能である。【０１４０】
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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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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