(57)【要約】下記式（１）で表される縮合芳香環誘導体。2009063833.tif 000063（式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（１）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。）
2009063833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される縮合芳香環誘導体。
【化４７】
2009063833.tif 000061
（式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（１）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。）
【請求項２】
下記式（２）で表される請求項１に記載の縮合芳香環誘導体。
【化４８】
2009063833.tif 000062
（式（２）において、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ２は単結合又は、置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（２）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。）
【請求項３】
Ｌ１又はＬ２が、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリーレン基である請求項１又は２に記載の縮合芳香環誘導体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の縮合芳香環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項５】
発光材料である請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス用発光材料。
【請求項６】
陽極及び陰極と、
前記陽極及び陰極の間に挟持されている、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一層が、請求項１〜３のいずれか記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記発光層が、前記縮合芳香族環誘導体を含有する請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記発光層が、前記縮合芳香環誘導体をホスト材料として含有する請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記発光層が、さらに蛍光性ドーパント及び燐光性ドーパントの少なくとも一方を含有する請求項６〜８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記蛍光性ドーパントが、アリールアミン化合物である請求項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】
前記蛍光性ドーパントが、スチリルアミン化合物である請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記燐光性ドーパントが金属錯体化合物である請求項９記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として有用な、新規な縮合芳香環誘導体（ベンゾクリセン誘導体）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素子（以下エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記することがある）は、電界を印加することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより発光材料が発光する原理を利用した自発光素子である。
有機ＥＬ素子の進歩は目覚しく、また、有機ＥＬ素子は、低印加電圧駆動、高輝度、発光波長の多様性、高速応答性、薄型で軽量な発光デバイスが作製可能等の特徴を有するため、広汎な用途への適用が期待されている。【０００３】
有機ＥＬ素子で使用される発光材料は、素子の発する光の色や発光寿命に大きな影響を与えるため、従来から積極的に研究されている。
発光材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られている。これらの発光材料により、青色から赤色までの可視領域の発光が得られる。【０００４】
また、燐光性化合物を発光材料として用い、三重項状態のエネルギーを発光に用いることが検討されている。例えば、イリジウム錯体を発光材料として用いた有機ＥＬ素子が、高い発光効率を示すことが知られている。
また、共役系高分子としてポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を用いた有機ＥＬ素子が知られている。この素子ではＰＰＶを塗工して単層に成膜して発光を確認している。
また、特許文献１には有機層として９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン誘導体を含む層が使用されている。
【特許文献１】米国特許第５９３５７２１号
【０００５】
本発明は、有機ＥＬ素子用材料として好適な有機材料を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００６】
本発明者は、有機ＥＬ素子用材料としてベンゾクリセン誘導体に着目し、鋭意研究を行った。その結果、所定の構造を有するベンゾクリセン誘導体が、有機ＥＬ素子の長寿命化、高効率化及び低電圧化に有効であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明によれば、以下の縮合芳香環誘導体等が提供される。
１．下記式（１）で表される縮合芳香環誘導体。
【化１】
2009063833.tif 000003
（式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（１）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。）
２．下記式（２）で表される１に記載の縮合芳香環誘導体。
【化２】
2009063833.tif 000004
（式（２）において、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ２は単結合又は、置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（２）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。）
３．Ｌ１又はＬ２が、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリーレン基である１又は２に記載の縮合芳香環誘導体。
４．上記１〜３のいずれかに記載の縮合芳香環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
５．発光材料である４に記載の有機エレクトロルミネッセンス用発光材料。
６．陽極及び陰極と、前記陽極及び陰極の間に挟持されている、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一層が、１〜３のいずれか記載の化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
７．前記発光層が、前記縮合芳香族環誘導体を含有する６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
８．前記発光層が、前記縮合芳香環誘導体をホスト材料として含有する７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
９．前記発光層が、さらに蛍光性ドーパント及び燐光性ドーパントの少なくとも一方を含有する６〜８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。
１０．前記蛍光性ドーパントが、アリールアミン化合物である９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１１．前記蛍光性ドーパントが、スチリルアミン化合物である９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記燐光性ドーパントが金属錯体化合物である９記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【０００８】
本発明によれば、有機ＥＬ素子用材料として好適な縮合芳香環誘導体が得られる。
本発明の縮合芳香環誘導体を使用した有機ＥＬ素子は、長寿命及び高効率であり、低電圧駆動が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の縮合芳香環誘導体を具体的に説明する。
本発明の縮合芳香環誘導体は、下記式（１）で表される化合物である。
【化３】
2009063833.tif 000005
（式（１）において、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ水素原子又は置換基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。ｍ、ｎが２以上の場合、Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｌ１は単結合、又は置換もしくは無置換の２価の連結基を表す。ただし、式（１）の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を含有しない。）【００１１】
尚、式（１）において、Ｌ１の結合位置はベンゾクリセン環が有する１４の結合位置のうち、いずれであってもよい。
同様に、Ｒａ及びＲｂの結合位置はＬ１の結合位置を除いた１３の結合位置のいずれであってもよい。【００１２】
Ｒａ及びＲｂが表す置換基の例としては、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニル等が挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、特に好ましくは炭素数２〜８であり、例えばプロパルニル、３−ペンチニル等が挙げられる。）、置換又は無置換のアリール基（好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは６〜１４、例えばフェニル、ナフチル、ビフェニル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、ナフチルナフチル、フェナントリル、フルオレニル基が挙げられる。但しアントラセン環は含まない。アリール基の置換基としては、アリール基（好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは６〜１４、例えばフェニル、ナフチル、フェナントリルが挙げられる。但しアントラセン環は含まない。）や、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、イミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基等）が挙げられる。）、置換又は無置換のアミノ基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１２、特に好ましくは炭素数０〜６であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジフェニルアミノ、ジベンジルアミノ等が挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１２、特に好ましくは炭素数１〜８であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ等が挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、２−ナフチルオキシ等が挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイル等が挙げられる。）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル等が挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１０であり、例えばフェニルオキシカルボニル等が挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシ等が挙げられる。）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等が挙げられる。）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１６、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニルアミノ等が挙げられる。）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜２０、より好ましくは炭素数７〜１６、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノ等が挙げられる。）、置換又は無置換のスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノ等が挙げられる。）、置換又は無置換のスルファモイル基（好ましくは炭素数０〜２０、より好ましくは炭素数０〜１６、特に好ましくは炭素数０〜１２であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイル等が挙げられる。）、置換又は無置換のカルバモイル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイル等が挙げられる。）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオ等が挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１６、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオ等が挙げられる。）、置換又は無置換のスルホニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシル等が挙げられる。）、置換又は無置換のスルフィニル基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル等が挙げられる。）、置換又は無置換のウレイド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイド等が挙げられる。）、置換又は無置換のリン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミド等が挙げられる。）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含むものであり具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基等が挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリル等が挙げられる。）等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換されてもよい。また置換基が二つ以上ある場合は、同一でも異なっていてもよい。【００１３】
上記のなかで、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアミノ基、カルバゾリル基、カルバゾリルアリール基、ジベンゾフラニルアリール基、ジベンゾチオフェニルアリール基が好ましい。【００１４】
Ｌ１が表す、置換又は無置換の２価の連結基としては、例えば、置換又は無置換のアルキレン基、置換又は無置換の核炭素数６〜５０のアリーレン、置換又は無置換の核原子数５〜５０のヘテロ環基が挙げられる。【００１５】
置換又は無置換のアルキレン基の例としては、炭素数１〜２０である下記のアルキル基から水素原子をさらに１つ除いて得られる２価の基が挙げられる。
メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル。
これらの置換基としては、例えば、上記アルキル基や後述するアリール基又はヘテロ環基等が挙げられる。【００１６】
置換又は無置換の核炭素数６〜５０のアリーレンの例としては、下記のアリール基から水素原子をさらに１つ除いて得られる２価の基が挙げられる。
フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−テルフェニル−４−イル基、ｐ−テルフェニル−３−イル基、ｐ−テルフェニル−２−イル基、ｍ−テルフェニル−４−イル基、ｍ−テルフェニル−３−イル基、ｍ−テルフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−テルフェニル４−イル基、１−クリセニル基、２−クリセニル基、６−クリセニル基、フェニル−１−ナフチル基、フェニル−２−ナフチル基、ナフチル−１−ナフチル基、ナフチル−２−ナフチル基。
これらの置換基としては、例えば、上記アルキル基やアリール基又後述するはヘテロ環基等が挙げられる。【００１７】
置換又は無置換の核原子数５〜５０のヘテロ環基の例としては、下記の１価の亜ヘテロ環基から水素原子をさらに１つ除いて得られる２価の基が挙げられる。
イミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基。
これらの置換基としては、例えば、上記アルキル基、アリール基又はヘテロ環基等が挙げられる。【００１８】
また、上記のアリーレン基、ヘテロ環基、単結合、及びアルキレン基等の２価の基を、２つ以上組み合わせた基や、フルオレン構造を有する基であってもよい。例えば、以下のような基が挙げられる。
【化４】
2009063833.tif 000006
【００１９】
特に、下記の２価の基が好ましい。
【化５】
2009063833.tif 000007
【００２０】
尚、本発明の縮合芳香環誘導体はアントラセン環を有しない。ここでアントラセン環を有しないとは、Ｌ１又はＬ２がアントラセニル基、アントラセニレン基等を有さないことを意味する。ナフタセンやペンタセン等、縮合環の中にアントラセン骨格を含有するものを意味しない。【００２１】
ｍ、ｎはそれぞれ独立に１〜１３の整数を表す。本発明では、Ｒａ及びＲｂ、が全て水素原子である場合が好ましい。【００２２】
本発明の縮合芳香環誘導体では、下記に示すベンゾ[g]クリセンの１０位の反応性が高い。
【化６】
2009063833.tif 000008
【００２３】
そのため、本発明の縮合芳香環誘導体は、上記１０位で結合した下記式（２）で表されるものが好ましい。
【化７】
2009063833.tif 000009
（Ｒａ、Ｒｂ、ｍ及びｎは上記式（１）と同様である。Ｌ２は式（１）のＬ１と同様な基を示す。）【００２４】
本発明の縮合芳香環誘導体の具体例を以下に示す。
【化８】
2009063833.tif 000010
2009063833.tif 000011
2009063833.tif 000012
2009063833.tif 000013
2009063833.tif 000014
2009063833.tif 000015
2009063833.tif 000016
【００２５】
本発明の縮合芳香環誘導体は、例えば、下記の文献を参照して合成したベンゾ[ｇ]クリセンを、ヒドロホウ素化して得られる中間体に、上記Ｌ１の構造を有するジハロゲン化合物を反応させることで合成できる。
「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ２００１，Ｎｏ．６，８４１−８４４」
「Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００５，７０，３５１１−３５１７」
「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ９６：１４  Ｊｕｌｙ  １０，１９７４，４６１７−４６２２」【００２６】
本発明の縮合芳香環誘導体は、有機ＥＬ素子用材料、特に、その発光材料として好適に使用できる。【００２７】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極及び陰極と、陽極及び陰極の間に挟持されている、発光層を含む１以上の有機薄膜層とを有し、有機薄膜層の少なくとも一層が、上述した本発明の化合物を含有する。【００２８】
本発明の有機ＥＬ素子の代表的な構成として、
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／有機半導体層／発光層／陰極
（６）陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極
（７）陽極／有機半導体層／発光層／付着改善層／陰極
（８）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（９）陽極／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／無機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／有機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
等を挙げることができるが、これらに限定されない。これらの中で通常（８）の構成が好ましく用いられる。【００２９】
図１に（８）の構成を示す。この有機ＥＬ素子は、陽極１０及び陰極２０と、その間に挟持されている、正孔注入層３０、正孔輸送層３２、発光層３４、電子注入層３６からなる。正孔注入層３０、正孔輸送層３２、発光層３４、電子注入層３６が、複数の有機薄膜層に相当する。これら有機薄膜層３０，３２，３４，３６の少なくとも一層が、本発明の化合物を含有する。【００３０】
本発明の有機ＥＬ素子において、本発明の化合物は、上記のどの有機薄膜層に用いられてもよいが、発光層に使用することが好ましい。本発明の化合物は、各有機薄膜層において、単独で使用してもよく、他の化合物と混合して使用してもよい。本発明の素子では、発光層が、ホスト材料として本発明の化合物を含有し、蛍光性ドーパント及び燐光性ドーパントの少なくとも１つを含有することが好ましい。
本発明において、発光層は実質的に本発明の化合物及び上記ドーパントからなることが好ましい。
尚、有機薄膜層に占める本発明の化合物の含有量は、好ましくは３０〜１００モル％である。【００３１】
以下有機ＥＬ素子の各部材について説明する。
有機ＥＬ素子は、通常基板上に作製し、基板は有機ＥＬ素子を支持する。平滑な基板を用いるのが好ましい。この基板を通して光を取り出すときは、基板は透光性であり、波長４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上であるものが望ましい。
このような透光性基板としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板等が好適に用いられる。ガラス板としては、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、石英等の板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂等の板が挙げられる。【００３２】
陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入し、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（ＩＴＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の混合物、ＩＴＯと酸化セリウムの混合物（ＩＴＣＯ）、酸化インジウムと酸化亜鉛の混合物と酸化セリウムの混合物（ＩＺＣＯ）、酸化インジウムと酸化セリウムの混合物（ＩＣＯ）、酸化亜鉛と酸化アルミニウムの混合物（ＡＺＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極はこれらの電極物質から蒸着法やスパッタリング法等で形成できる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率を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１０〜２００ｎｍである。【００３３】
発光層は、以下の機能を有する。
（ｉ）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
（ｉｉ）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
（ｉｉｉ）発光機能；電子と正孔を再結合させ、これを発光につなげる機能【００３４】
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。発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物を沈着して形成した膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物を固体化して形成した膜のことであり、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。【００３５】
発光層に使用できる発光材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及びこれらの誘導体や蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。【００３６】
発光層に使用できるホスト材料の具体例としては、下記（ｉ）〜（ｉｘ）で表される化合物が挙げられる。
下記式（ｉ）で表される非対称アントラセン。【００３７】
【化９】
2009063833.tif 000017
【００３８】
（式中、Ａｒ００１は置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。Ａｒ００２は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。Ｘ００１〜Ｘ００３は、それぞれ独立に置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基である。ａ、ｂ及びｃは、それぞれ０〜４の整数である。ｎは１〜３の整数である。また、ｎが２以上の場合は、［  ］内は、同じでも異なっていてもよい。）【００３９】
下記式（ｉｉ）で表される非対称モノアントラセン誘導体。【００４０】
【化１０】
2009063833.tif 000018
【００４１】
（式中、Ａｒ００３及びＡｒ００４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基であり、ｍ及びｎは、それぞれ１〜４の整数である。ただし、ｍ＝ｎ＝１でかつＡｒ００３とＡｒ００４のベンゼン環への結合位置が左右対称型の場合には、Ａｒ００３とＡｒ００４は同一ではなく、ｍ又はｎが２〜４の整数の場合にはｍとｎは異なる整数である。
Ｒ００１〜Ｒ０１０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基である。）【００４２】
下記式（ｉｉｉ）で表される非対称ピレン誘導体。【００４３】
【化１１】
2009063833.tif 000019
【００４４】
［式中、Ａｒ００５及びＡｒ００６は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。Ｌ００１及びＬ００２は、それぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基又は置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。
ｍは０〜２の整数、ｎは１〜４の整数、ｓは０〜２の整数、ｔは０〜４の整数である。
また、Ｌ００１又はＡｒ００５は、ピレンの１〜５位のいずれかに結合し、Ｌ００２又はＡｒ００６は、ピレンの６〜１０位のいずれかに結合する。ただし、ｎ＋ｔが偶数の時、Ａｒ００５，Ａｒ００６，Ｌ００１，Ｌ００２は下記（１）又は（２）を満たす。
（１）  Ａｒ００５≠Ａｒ００６及び／又はＬ００１≠Ｌ００２（ここで≠は、異なる構造の基であることを示す。）
（２）  Ａｒ００５＝Ａｒ００６かつＬ００１＝Ｌ００２の時
（２−１）  ｍ≠ｓ及び／又はｎ≠ｔ、又は
（２−２）  ｍ＝ｓかつｎ＝ｔの時、
（２−２−１）  Ｌ００１及びＬ００２、又はピレンが、それぞれＡｒ００５及びＡｒ００６上の異なる結合位置に結合しているか、（２−２−２）  Ｌ００１及びＬ００２、又はピレンが、Ａｒ００５及びＡｒ００６上の同じ結合位置で結合している場合、Ｌ００１及びＬ００２又はＡｒ００５及びＡｒ００６のピレンにおける置換位置が１位と６位、又は２位と７位である場合はない。］【００４５】
下記式（ｉｖ）で表される非対称アントラセン誘導体。【００４６】
【化１２】
2009063833.tif 000020
【００４７】
（式中、Ａ００１及びＡ００２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜２０の縮合芳香族環基である。
Ａｒ００７及びＡｒ００８は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基である。
Ｒ０１１〜Ｒ０２０は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はヒドロキシ基である。
Ａｒ００７、Ａｒ００８、Ｒ０１９及びＲ０２０は、それぞれ複数であってもよく、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。
ただし、式（ｉｖ）において、中心のアントラセンの９位及び１０位に、該アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）【００４８】
下記式（ｖ）で表されるアントラセン誘導体。【００４９】
【化１３】
2009063833.tif 000021
【００５０】
（式中、Ｒ０２１〜Ｒ０３０は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，置換してもよいアリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アルケニル基，アリールアミノ基又は置換してもよい複素環式基を示し、ａ及びｂは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ０２１同士又はＲ０２２同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、また、Ｒ０２１同士又はＲ０２２同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ０２３とＲ０２４，Ｒ０２５とＲ０２６，Ｒ０２７とＲ０２８，Ｒ０２９とＲ０３０がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ００３は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）【００５１】
下記式（ｖｉ）で表されるアントラセン誘導体。【００５２】
【化１４】
2009063833.tif 000022
【００５３】
（式中、Ｒ０３１〜Ｒ０４０は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，アリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アリールアミノ基又は置換してもよい複数環式基を示し、ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ０３１同士，Ｒ０３２同士，Ｒ０３６同士又はＲ０３７同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ０３１同士，Ｒ０３２同士，Ｒ０３３同士又はＲ０３７同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ０３３とＲ０３４，Ｒ０３９とＲ０４０がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ００４は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）【００５４】
下記式（ｖｉｉ）で表されるスピロフルオレン誘導体。【００５５】
【化１５】
2009063833.tif 000023
【００５６】
（式中、Ａ００５〜Ａ００８は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のビフェニリル基又は置換もしくは無置換のナフチル基である。）【００５７】
下記式（ｖｉｉｉ）で表される縮合環含有化合物。【００５８】
【化１６】
2009063833.tif 000024
【００５９】
（式中、Ａ０１１〜Ａ０１３は前記式（１）のＬ１と同様な２価の基を示し、Ａ０１４〜Ａ０１６は式（１）のＲａと同様な置換基を示す。Ｒ０４１〜Ｒ０４３は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、炭素数５〜１８のアリールオキシ基、炭素数７〜１８のアラルキルオキシ基、炭素数５〜１６のアリールアミノ基、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のエステル基又はハロゲン原子を示し、Ａ０１１〜Ａ０１６のうち少なくとも１つは３環以上の縮合芳香族環を有する基である。）【００６０】
下記式（ｉｘ）で表されるフルオレン化合物。【００６１】
【化１７】
2009063833.tif 000025
【００６２】
（式中、Ｒ０５１及びＲ０５２は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基，置換あるいは無置換の複素環基、置換アミノ基、シアノ基またはハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ０５１同士、Ｒ０５２同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ０５１及びＲ０５２は、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ０５３及びＲ０５４は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基または置換あるいは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ０５３同士、Ｒ０５４同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ０５３及びＲ０５４は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ０１１及びＡｒ０１２は、ベンゼン環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基またはベンゼン環と複素環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の炭素でフルオレン基に結合する縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ０１１及びＡｒ０１２は、同じであっても異なっていてもよい。ｎは、１乃至１０の整数を表す。）【００６３】
燐光性ドーパントを使用する際のホスト化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。ホスト化合物は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。【００６４】
【化１８】
2009063833.tif 000026
【００６５】
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層に、本発明の発光材料をホストとし、燐光性ドーパント及び蛍光性ドーパントの少なくとも一方を含有していることが好ましい。また、本発明の化合物を含む発光層に、これらのドーパントを含む発光層を積層してもよい。【００６６】
燐光性ドーパントは三重項励起子から発光することのできる化合物である。三重項励起子から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。燐光性化合物は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。【００６７】
ポルフィリン金属錯体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。
オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格又はフェナントロリン骨格を有する化合物、又は２−フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの配位子は必要に応じて置換基を有してもよい。特に、フッ素化物、トリフルオロメチル基を導入したものが、青色系ドーパントとしては好ましい。さらに補助配位子としてアセチルアセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以外の配位子を有していてもよい。【００６８】
このような金属錯体の具体例としては、以下に示される化合物が挙げられる。尚、本発明では、特に赤色領域で発光する燐光性ドーパントと組合せることが好ましい。これらに限定されず、要求される発光色、素子性能、使用するホスト化合物により適切な錯体が選ばれる。
【化１９】
2009063833.tif 000027
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2009063833.tif 000029
2009063833.tif 000030
【００６９】
燐光性ドーパントの発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％であり、１〜３０質量％が好ましい。燐光性化合物の含有量が０．１質量％未満では発光が微弱でありその含有効果が十分に発揮されない恐れがあり、７０質量％を超える場合は、濃度消光と言われる現象が顕著になり素子性能が低下する恐れがある。【００７０】
蛍光性ドーパントとしては、アミン系化合物、芳香族化合物、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ビススチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等から、要求される発光色に合わせて化合物を選択することが好ましく、スチリルアミン化合物、スチリルジアミン化合物、アリールアミン化合物、アリールジアミン化合物がさらに好ましい。また、アミン化合物ではない縮合多環芳香族化合物も好ましい。これらの蛍光性ドーパントは単独でもまた複数組み合わせて使用してもよい。
蛍光性ドーパントの発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％であり、１〜３０質量％が好ましい。【００７１】
スチリルアミン化合物及びスチリルジアミン化合物としては、下記式（Ａ）で表されるものが好ましい。
【化２０】
2009063833.tif 000031
【００７２】
（式中、Ａｒ１０１はｐ価の基であり、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベニル基、ジスチリルアリール基の対応するｐ価の基であり、Ａｒ１０２及びＡｒ１０３はそれぞれ炭素数が６〜２０の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ１０１、Ａｒ１０２及びＡｒ１０３は置換されていてもよい。Ａｒ１０１〜Ａｒ１０３のいずれか一つはスチリル基で置換されている。さらに好ましくはＡｒ１０２又はＡｒ１０３の少なくとも一方はスチリル基で置換されている。ｐは１〜４の整数であり、好ましくは１〜２の整数である。）
ここで、炭素数が６〜２０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ターフェニル基等が挙げられる。【００７３】
アリールアミン化合物及びアリールジアミン化合物としては、下記式（Ｂ）で表されるものが好ましい。
【化２１】
2009063833.tif 000032
【００７４】
（式中、Ａｒ１１１はｑ価の置換もしくは無置換の核炭素数５〜４０の芳香族基であり、Ａｒ１１２，Ａｒ１１３はそれぞれ置換もしくは無置換の核炭素数５〜４０のアリール基である。ｑは１〜４の整数であり、好ましくは１〜２の整数である。）
ここで、核炭素数が５〜４０のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナンスリル基、ピレニル基、コロニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ピローリル基、フラニル基、チオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、オキサジアゾリル基、ジフェニルアントラニル基、インドリル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ベンゾキノリル基、フルオランテニル基、アセナフトフルオランテニル基、スチルベン基、ペリレニル基、クリセニル基、ピセニル基、トリフェニレニル基、ルビセニル基、ベンゾアントラセニル基、フェニルアントラニル基、ビスアントラセニル基が挙げられ、ナフチル基、アントラニル基、クリセニル基、ピレニル基が好ましい。
Ａｒ１１１は上記のｑ価の基が好ましく、さらにＡｒ１１１が２価のときは下記式（Ｃ），（Ｄ）で示される基が好ましく、式（Ｄ）で示される基がより好ましい。【００７５】
【化２２】
2009063833.tif 000033
（式（Ｃ）において、ｒは１〜３の整数である。）【００７６】
尚、前記アリール基に置換する好ましい置換基としては、炭素数１〜６のアルキル基（エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、炭素数１〜６のアルコキシ基（エトキシ基、メトキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、核炭素数５〜４０のアリール基、核炭素数５〜４０のアリール基で置換されたアミノ基、核炭素数５〜４０のアリール基を有するエステル基、炭素数１〜６のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。【００７７】
発光層は、必要に応じて正孔輸送材、電子輸送材、ポリマーバインダーを含有してもよい。
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、最も好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。【００７８】
正孔注入層及び正孔輸送層は、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５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入層及び正孔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、１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒以上であれば好ましい。
正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入層及び正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。【００７９】
正孔注入層及び正孔輸送層に、例えば、下記式で表される芳香族アミン誘導体が使用できる。
【化２３】
2009063833.tif 000034
Ａｒ２１１〜Ａｒ２１３、Ａｒ２２１〜Ａｒ２２３及びＡｒ２０３〜Ａｒ２０８はそれぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。ａ〜ｃ及びｐ〜ｒはそれぞれ０〜３の整数である。Ａｒ２０３とＡｒ２０４、Ａｒ２０５とＡｒ２０６、Ａｒ２０７とＡｒ２０８はそれぞれ互いに連結して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。【００８０】
置換又は無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基の例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−テルフェニル−４−イル基、ｐ−テルフェニル−３−イル基、ｐ−テルフェニル−２−イル基、ｍ−テルフェニル−４−イル基、ｍ−テルフェニル−３−イル基、ｍ−テルフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、３−メチル−２−ナフチル基、４−メチル−１−ナフチル基、４−メチル−１−アントリル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−テルフェニル４−イル基が挙げられる。【００８１】
置換又は無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナントリジニル基、２−フェナントリジニル基、３−フェナントリジニル基、４−フェナントリジニル基、６−フェナントリジニル基、７−フェナントリジニル基、８−フェナントリジニル基、９−フェナントリジニル基、１０−フェナントリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナントロリン−２−イル基、１，７−フェナントロリン−３−イル基、１，７−フェナントロリン−４−イル基、１，７−フェナントロリン−５−イル基、１，７−フェナントロリン−６−イル基、１，７−フェナントロリン−８−イル基、１，７−フェナントロリン−９−イル基、１，７−フェナントロリン−１０−イル基、１，８−フェナントロリン−２−イル基、１，８−フェナントロリン−３−イル基、１，８−フェナントロリン−４−イル基、１，８−フェナントロリン−５−イル基、１，８−フェナントロリン−６−イル基、１，８−フェナントロリン−７−イル基、１，８−フェナントロリン−９−イル基、１，８−フェナントロリン−１０−イル基、１，９−フェナントロリン−２−イル基、１，９−フェナントロリン−３−イル基、１，９−フェナントロリン−４−イル基、１，９−フェナントロリン−５−イル基、１，９−フェナントロリン−６−イル基、１，９−フェナントロリン−７−イル基、１，９−フェナントロリン−８−イル基、１，９−フェナントロリン−１０−イル基、１，１０−フェナントロリン−２−イル基、１，１０−フェナントロリン−３−イル基、１，１０−フェナントロリン−４−イル基、１，１０−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−１−イル基、２，９−フェナントロリン−３−イル基、２，９−フェナントロリン−４−イル基、２，９−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−６−イル基、２，９−フェナントロリン−７−イル基、２，９−フェナントロリン−８−イル基、２，９−フェナントロリン−１０−イル基、２，８−フェナントロリン−１−イル基、２，８−フェナントロリン−３−イル基、２，８−フェナントロリン−４−イル基、２，８−フェナントロリン−５−イル基、２，８−フェナントロリン−６−イル基、２，８−フェナントロリン−７−イル基、２，８−フェナントロリン−９−イル基、２，８−フェナントロリン−１０−イル基、２，７−フェナントロリン−１−イル基、２，７−フェナントロリン−３−イル基、２，７−フェナントロリン−４−イル基、２，７−フェナントロリン−５−イル基、２，７−フェナントロリン−６−イル基、２，７−フェナントロリン−８−イル基、２，７−フェナントロリン−９−イル基、２，７−フェナントロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基が挙げられる。【００８２】
さらに、正孔注入層及び正孔輸送層に、下記式で表される化合物が使用できる。
【化２４】
2009063833.tif 000035
Ａｒ２３１〜Ａｒ２３４はそれぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。Ｌは連結基であり、単結合、もしくは置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基である。ｘは０〜５の整数である。Ａｒ２３２とＡｒ２３３は互いに連結して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。
ここで置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族炭化水素基、及び置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基の具体例としては、前記芳香族アミン誘導体と同様のものがあげられる。【００８３】
さらに、正孔注入層及び正孔輸送層の材料の具体例としては、例えば、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、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。【００８４】
正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては上記のものを使用することができるが、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を用いることが好ましい。【００８５】
また２個の縮合芳香族環を分子内に有する化合物、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）や、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）等を用いることが好ましい。【００８６】
この他に下記式で表される含窒素複素環誘導体も用いることができる。
【化２５】
2009063833.tif 000036
式中、Ｒ２０１〜Ｒ２０６はそれぞれ置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアラルキル基、置換もしくは無置換の複素環基のいずれかを示す。Ｒ２０１とＲ２０２、Ｒ２０３とＲ２０４、Ｒ２０５とＲ２０６、Ｒ２０１とＲ２０６、Ｒ２０２とＲ２０３、又はＲ２０４とＲ２０５は縮合環を形成してもよい。【００８７】
さらに、下記式の化合物も用いることができる。
【化２６】
2009063833.tif 000037
Ｒ２１１〜Ｒ２１６は置換基であり、好ましくはそれぞれシアノ基、ニトロ基、スルホニル基、カルボニル基、トリフルオロメチル基、ハロゲン等の電子吸引基である。【００８８】
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層及び正孔輸送層の材料として使用することができる。
正孔注入層及び正孔輸送層は上述した化合物を、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜化することにより形成することができる。正孔注入層及び正孔輸送層の膜厚は特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。正孔注入層及び正孔輸送層は上述した材料の一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、異なる化合物からなる複数の正孔注入層及び正孔輸送層を積層したものであってもよい。【００８９】
有機半導体層は発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０−１０Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。【００９０】
電子注入層及び電子輸送層は、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。また付着改善層は、特に陰極との付着が良い材料からなる電子注入層の一種である。
電子輸送層は５ｎｍ〜５μｍ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１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。【００９１】
電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体やオキサジアゾール誘導体が好適である。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−キノリノラト）アルミニウムを挙げることができる。【００９２】
オキサジアゾール誘導体としては、以下の式で表される電子伝達化合物が挙げられる。【００９３】
【化２７】
2009063833.tif 000038
（式中、Ａｒ３０１、Ａｒ３０２、Ａｒ３０３、Ａｒ３０５、Ａｒ３０６、及びＡｒ３０９はそれぞれ置換又は無置換のアリール基を示す。またＡｒ３０４、Ａｒ３０７、Ａｒ３０８はそれぞれ置換又は無置換のアリーレン基を示す。）【００９４】
ここでアリール基としてはフェニル基、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。また、アリーレン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、ピレニレ基等が挙げられる。また、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。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。【００９５】
上記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２８】
2009063833.tif 000039
（Ｍｅはメチル基、ｔＢｕはｔブチル基を示す。）【００９６】
さらに、電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料として、下記式（Ｅ）〜（Ｊ）で表されるものも用いることができる。
【化２９】
2009063833.tif 000040
【００９７】
（式（Ｅ）及び（Ｆ）中、Ａ３１１〜Ａ３１３は、それぞれ窒素原子又は炭素原子である。
Ａｒ３１１は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基であり、Ａｒ３１１’は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ３１２は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。ただし、Ａｒ３１１及びＡｒ３１２のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のモノヘテロ縮合環基である。
Ｌ３１１、Ｌ３１２及びＬ３１３は、それぞれ、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｒ及びＲ３１１は、それぞれ水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＲは同一でも異なっていてもよく、また、隣接するＲ基同士で結合して、炭素環式脂肪族環又は炭素環式芳香族環を形成していてもよい。）で表される含窒素複素環誘導体。【００９８】
ＨＡｒ−Ｌ３１４−Ａｒ３２１−Ａｒ３２２    （Ｇ）
（式中、ＨＡｒは、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌ３１４は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい原子数３〜６０のヘテロアリー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、Ａｒ３２１は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ３２２は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は置換基を有していてもよい原子数３〜６０のヘテロアリール基である。）で表される含窒素複素環誘導体。【００９９】
【化３０】
2009063833.tif 000041
【０１００】
（式中、Ｘ３０１及びＹ３０１は、それぞれ炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環又はＸとＹが結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ３０１〜Ｒ３０４は、それぞれ、水素、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基又はシアノ基である。これらの基は置換されていてもよい。また、隣接した基が置換若しくは無置換の縮合環を形成してもよい。）で表されるシラシクロペンタジエン誘導体。【０１０１】
【化３１】
2009063833.tif 000042
【０１０２】
（式中、Ｒ３２１〜Ｒ３２８及びＺ３２２は、それぞれ、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｘ３０２、Ｙ３０２及びＺ３２１は、それぞれ、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｚ３２１とＺ３２２は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｎは１〜３の整数を示し、ｎ又は（３−ｎ）が２以上の場合、Ｒ３２１〜Ｒ３２８、Ｘ３０２、Ｙ３０２、Ｚ３２２及びＺ３２１は同一でも異なってもよい。但し、ｎが１、Ｘ、Ｙ及びＲ３２２がメチル基でＲ３２８が水素原子又は置換ボリル基の化合物、及びｎが３でＺ３２１がメチル基の化合物を含まない。）で表されるボラン誘導体。【０１０３】
【化３２】
2009063833.tif 000043
【０１０４】
［式中、Ｑ３０１及びＱ３０２は、それぞれ、下記式（Ｋ）で示される配位子を表し、Ｌ３１５は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、−ＯＲ（Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ３０３（Ｑ３０４）（Ｑ３０３及びＱ３０４は、Ｑ３０１及びＱ３０２と同じ）で示される配位子を表す。］で表されるガリウム錯体。【０１０５】
【化３３】
2009063833.tif 000044
［式中、環Ａ３０１及びＡ３０２は、それぞれ置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。］【０１０６】
この金属錯体は、ｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きい。
式（Ｋ）の配位子を形成する環Ａ３０１及びＡ３０２の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは無置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは無置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは無置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェニル基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐ−ｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは無置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビス（アセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、カルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等の置換もしくは無置換のカルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、カルバゾリル基、フラニル基、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等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成してもよい。【０１０７】
有機ＥＬ素子の好ましい形態では、電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元ができる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、希土類金属の炭酸塩、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。【０１０８】
また、具体的に、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる。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、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、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。これらのアルカリ金属は、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図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。【０１０９】
陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよい。このような層により、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。電子注入層が絶縁性薄膜であれば、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。【０１１０】
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、ＣｓＦ、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といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。【０１１１】
また、電子注入層を構成する半導体としては、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は、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。【０１１２】
陰極としては、仕事関数の小さい（例えば、４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、セシウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、Ａｌ／Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ／ＬｉＯ、Ａｌ／ＬｉＦ、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。【０１１３】
陰極はこれらの電極物質から蒸着やスパッタリング等により作製できる。
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、さらに、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。【０１１４】
一般に、有機ＥＬ素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入してもよい。
絶縁層に用いる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの混合物や積層物を用いてもよい。【０１１５】
有機ＥＬ素子を作製する方法については、例えば上記の材料及び方法により、陽極から、必要な層を順次形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。【０１１６】
以下、透光性基板上に、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極が順次設けられた構成の有機ＥＬ素子の作製例について説明する。
まず、透光性基板上に、陽極材料からなる薄膜を蒸着法あるいはスパッタリング法により形成し、陽極とする。次に、この陽極上に正孔注入層を設ける。正孔注入層の形成は、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物（正孔注入層の材料）、目的とする正孔注入層の構造等により異なるが、一般に蒸着源温度５０〜４５０℃、真空度１０−７〜１０−３Ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃で適宜選択することが好ましい。【０１１７】
次に、正孔注入層上に発光層を設ける。発光層の形成も、真空蒸着法、スパッタリング、スピンコート法、キャスト法等の方法により、発光材料を薄膜化することにより形成できるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物により異なるが、一般的に正孔注入層の形成と同様な条件範囲の中から選択することができる。【０１１８】
次に、発光層上に電子注入層を設ける。この場合にも正孔注入層、発光層と同様、均質な膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ましい。蒸着条件は正孔注入層、発光層と同様の条件範囲から選択することができる。
そして、最後に陰極を積層して有機ＥＬ素子を得ることができる。陰極は蒸着法、スパッタリングにより形成できる。下地の有機物層を製膜時の損傷から守るためには真空蒸着法が好ましい。
以上の有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで、一貫して陽極から陰極まで作製することが好ましい。【０１１９】
有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。本発明の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）あるいは本発明の化合物を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。
［実施例］【０１２０】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
合成例１
下記の反応により、ベンゾ［ｇ］クリセンを合成した。
【化３４】
2009063833.tif 000045
【０１２１】
（Ａ−１）  ９−（２−ホルミルフェニル）フェナントレンの合成
アルゴン雰囲気下、９−ブロモフェナントレン２５．７ｇ、２−ホルミルフェニルボロン酸１６．５ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）２．３１ｇをフラスコに仕込み、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）３４０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１７０ｍＬを加え、８時間加熱還流撹拌した。室温まで冷却後、水層を除去した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的の９−（２−ホルミルフェニル）フェナントレン２５．０ｇ（収率８９％）を得た。【０１２２】
（Ａ−２）  ９−［１−（２−メトキシビニル）フェニル］フェナントレンの合成
アルゴン雰囲気下、９−（２−ホルミルフェニル）フェナントレン２５．０ｇ、メトキシメチルトリフェニルホスフォニウムクロリド３３．４ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３００ｍＬを仕込み、室温にて撹拌中に、ｔ−ブトキシカリウム１１．９ｇを加えた。室温にて２時間撹拌した後、水２００ｍＬを加えた。反応溶液をジエチルエーテルで抽出し、水層を除去した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的の９−［１−（２−メトキシビニル）フェニル］フェナントレン２４．０ｇ（収率８７％）を得た。【０１２３】
（Ａ−３）  ベンゾ［ｇ］クリセンの合成
９−［１−（２−メトキシビニル）フェニル］フェナントレン２４．０ｇ、ジクロロメタン１００ｍＬを仕込み、室温下撹拌中にメタンスルホン酸をパスツールピペットで６滴加えた。室温で８時間撹拌を続けた。反応終了後１０％炭酸カリウム水溶液１００ｍＬを加えた。水層を除去し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、目的のベンゾ［ｇ］クリセン５．２１ｇ（収率２５％）を得た。【０１２４】
合成例２
ベンゾ［ｇ］クリセンから、本発明の化合物の中間体となるベンゾ［ｇ］クリセン−１０−ボロン酸を合成した。【０１２５】
（Ｂ−１）  １０−ブロモベンゾ［ｇ］クリセンの合成
ベンゾ［ｇ］クリセン５．２１ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド５０ｍＬをフラスコに仕込み、Ｎ−ブロモスクシンイミド４．００ｇのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｍＬ溶液を加えた。８０℃で８時間加熱撹拌した。室温まで冷却後、反応溶液を水２００ｍＬ中に注いだ。析出した固体を濾取し、水、メタノールで洗浄した。得られた個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、１０−ブロモベンゾ［ｇ］クリセン５．８７ｇ（収率８８％）を得た。【０１２６】
（Ｂ−２）  ベンゾ［ｇ］クリセン−１０−ボロン酸の合成
アルゴン雰囲気下、１０−ブロモベンゾ［ｇ］クリセン５．８７ｇをフラスコに仕込み、脱水エーテル２００ｍＬ、脱水トルエン２００ｍＬを加えた。反応溶液を−４０℃まで冷却し、１．６Ｍのｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液１１ｍＬを加え、０℃まで昇温し、１時間撹拌した。反応溶液を−６０℃まで冷却し、ホウ酸トリイソプロピル７．７２ｇの脱水エーテル１０ｍＬ溶液を滴下した。反応溶液を室温まで昇温しながら５時間撹拌を続けた。１０％塩酸水溶液１００ｍＬを加え、１時間撹拌した。水層を除去し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。得られた固体をヘキサンで洗浄し、目的のベンゾ［ｇ］クリセン−１０−ボロン酸３．１８ｇ（収率６０％）を得た。【０１２７】
[縮合芳香環誘導体の合成]
実施例１
下記の反応により、下記化合物１を合成した。
【化３５】
2009063833.tif 000046
【０１２８】
アルゴン雰囲気下、ベンゾ［ｇ］クリセン−１０−ボロン酸７．７２ｇ、１，４−ジブロモベンゼン２．３６ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．４６２ｇ、トルエン８０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４０ｍＬを仕込み、８時間還流撹拌をした。室温まで冷却後、反応溶液をトルエンで抽出した。水層を除去し、有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、白色結晶５．０４ｇを得た。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量６３０．２３に対し、ｍ／ｚ＝６３０であった。【０１２９】
実施例２
下記の反応により、下記化合物２を合成した。
【化３６】
2009063833.tif 000047
【０１３０】
実施例１において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりに４，４’−ジブロモビフェニルを用いて、同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量７０６．２７に対し、ｍ／ｚ＝７０６であった。【０１３１】
実施例３
下記の反応により、下記化合物３を合成した。
【化３７】
2009063833.tif 000048
【０１３２】
化合物１の合成において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりに既知の方法で合成した２，７−ジブロモ−９，９−ジメチルフルオレンを用いて、同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量７４６．３０に対し、ｍ／ｚ＝７４６であった。【０１３３】
実施例４
下記の反応により、下記化合物４を合成した。
【化３８】
2009063833.tif 000049
【０１３４】
化合物１の合成において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりに１，４−ジブロモナフタレンを用いて、同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量６８０．２５に対し、ｍ／ｚ＝６８０であった。【０１３５】
実施例５
下記の反応により、下記化合物５を合成した。
【化３９】
2009063833.tif 000050
【０１３６】
実施例１の合成において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりに２，６−ジブロモナフタレンを用いて、同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量６８０．２５に対し、ｍ／ｚ＝６８０であった。【０１３７】
・有機ＥＬ素子の作製
実施例６
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）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超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍの下記の化合物Ａ−１を成膜した。Ａ−１膜の成膜に続けて、このＡ−１膜上に膜厚２０ｎｍの下記の化合物Ａ−２を成膜した。
さらに、このＡ−２膜上に膜厚４０ｎｍで本発明の化合物１とスチリルアミン誘導体Ｄ−１を４０：２の膜厚比で成膜し青色系発光層とした。
この膜上に電子輸送層として膜厚２０ｎｍで下記の化合物Ａｌｑを蒸着により成膜した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。【０１３８】
【化４０】
2009063833.tif 000051
【０１３９】
実施例７−１０
化合物１の代わりに表１に示す化合物２−５を用いた他は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１４０】
比較例１
化合物１の代わりに下記化合物Ｂを用いた他は、実施例６と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【化４１】
2009063833.tif 000052
【０１４１】
上記の各例で作製した有機ＥＬ素子の、１０ｍＡ／ｃｍ２駆動時の素子性能及び初期１０００ｃｄ／ｍ２に対する半減寿命を測定した。結果を表１に示す。
尚、発光効率は、素子に所定の電圧を印可し、その時の電流値を測定すると同時に、輝度計（ミノルタ社製分光輝度放射計ＣＳ−１０００）で発光輝度値を測定し算出した。【０１４２】
【表１】
2009063833.tif 000053
【０１４３】
実施例１１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（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に装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして厚さ５０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する。）を抵抗加熱蒸着により成膜した。このＮＰＤ膜は正孔注入・輸送層として機能する。
次に、ＮＰＤ膜上に、化合物１を抵抗加熱蒸着により厚さ４０ｎｍで成膜した。同時に燐光性ドーパントとして、下記に示すＰＱＩｒ（ａｃａｃ）を、発光層全体の５質量％となるように蒸着した。この膜は、燐光発光層として機能する。
次に、この燐光発光層上に、下記化合物Ｉを、抵抗加熱蒸着により厚さ１０ｎｍになるように成膜した。この化合物Ｉの膜は正孔障壁層として機能する。
この膜上に膜厚３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）錯体を成膜した。これは、電子輸送層として機能する。
この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層としてＡｌｑ：Ｌｉ膜（膜厚０．５ｎｍ）を形成した。
このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させて金属陰極（膜厚１５０ｎｍ）を形成し、有機ＥＬ素子を形成した。
【化４２】
2009063833.tif 000054
【０１４４】
実施例１２−１５
化合物１の代わりに表２に示す化合物２−５を用いた他は、実施例１１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。【０１４５】
比較例２
化合物１の代わりに下記化合物Ｃを用いた他は、実施例１１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【化４３】
2009063833.tif 000055
【０１４６】
実施例１１−１５及び比較例２で作製した有機ＥＬ素子の、１０ｍＡ／ｃｍ２駆動時の素子性能及び初期１０００ｃｄ／ｍ２に対する半減寿命を測定した。結果を表２に示す。
尚、ＥＱＥ（外部量子効率）は発光スペクトルから算出される光子数と駆動時の電流密度から求めることができる。【０１４７】
【表２】
2009063833.tif 000056
【０１４８】
実施例１６
下記の反応により、下記化合物１６を合成した。
【化４４】
2009063833.tif 000057
【０１４９】
化合物１の合成（実施例１）において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりにＮ−フェニル−３，６−ジブロモカルバゾールを用いて、同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量７９５．２９に対し、ｍ／ｚ＝７９５であった。【０１５０】
実施例１７
下記の反応により、下記化合物７を合成した。
【化４５】
2009063833.tif 000058
【０１５１】
アルゴン雰囲気下、ベンゾ［ｇ］クリセン−１０−ボロン酸１１．６ｇ、１，４−ジブロモベンゼン２．３６ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．６９３ｇ、トルエン１２０ｍＬ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液６０ｍＬを仕込み、８時間還流撹拌をした。室温まで冷却後、反応溶液をトルエンで抽出した。水層を除去し、有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥させた。硫酸マグネシウムを濾別後、有機層を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィで精製し、白色結晶５．５４ｇを得た。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量９０６．３３に対し、ｍ／ｚ＝９０６であった。【０１５２】
実施例１８
下記の反応により、下記化合物８を合成した。
【化４６】
2009063833.tif 000059
【０１５３】
化合物１の合成（実施例１）において、１，４−ジブロモベンゼンの代わりに１，８−ジブロモジベンゾフランを用いて同様の方法で合成した。このものは、マススペクトル分析の結果、目的物であり、分子量７２０．２５に対し、ｍ／ｚ＝７２０であった。【０１５４】
実施例１９−２１
化合物１の代わりに表３に示す実施例１６−１８で調製した化合物６−８を用いた他は、実施例１１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。実施例１９−２１で作製した有機ＥＬ素子の、１０ｍＡ／ｃｍ２駆動時の素子性能及び初期１０００ｃｄ／ｍ２に対する半減寿命を測定した。結果を表３に示す。
尚、ＥＱＥ（外部量子効率）は発光スペクトルから算出される光子数と駆動時の電流密度から求めることができる。【０１５５】
【表３】
2009063833.tif 000060
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の縮合芳香環誘導体は有機ＥＬ素子用材料、特に、発光材料として好適である。
本発明の有機ＥＬ素子は、平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビゲーション、車のインパネ等の表示部、照明等に好適に使用できる。
この明細書に記載の文献内容をここに援用する。
【図１】
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【国際調査報告】
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