(57)【要約】      （修正有）【課題】長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子１の、発光層５は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、第一ホスト材料は、下記式（１）および下記式（２）の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、第二ホスト材料は、下記式（３）で表される部分構造を有する。Ａｚは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、ＷＣＮは、１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族炭化水素基、または１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族複素環基であり、Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、Ａｒ１は、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではない。2015167150.tif 000126【選択図】図１
2015167150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、前記陽極と対向して設けられる陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる発光層と、を備え、
前記発光層は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、
前記第一ホスト材料は、下記式（１）および下記式（２）の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、
前記第二ホスト材料は、下記式（３）で表される部分構造を有し、且つ下記式（１）または下記式（２）で表される部分構造を有さない
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2015167150.tif 000111
（前記式（１）において、
Ａｚは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、
ＷＣＮは、１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族炭化水素基、または１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族複素環基であり、
ｐは、１以上の整数である。
ただし、ＷＣＮは、シアノ基以外の置換基を有する場合があり、ＷＣＮが複数ある場合、複数のＷＣＮは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記式（２）において、
Ａｚは、前記式（１）のＡｚと同義であり、
ｑは、１以上の整数である。
前記式（３）において、
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、ただし、Ａｒ１は、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではなく、
ｒは、１以上の整数である。）
【請求項２】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（１−１）および下記式（２−１）の少なくともいずれかで表され、
前記第二ホスト材料は、下記式（３−１）で表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2015167150.tif 000112
（前記式（１−１），（２−１），（３−１）において、
Ａｒ２，Ａｒ３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の芳香族炭化水素基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
前記式（１−１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義である。
前記式（２−１）におけるＡｚおよびｑは、前記式（２）におけるＡｚおよびｑと同義である。
前記式（３−１）におけるＡｒ１およびｒは、前記式（３）におけるＡｒ１およびｒと同義である。）
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４）で表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2015167150.tif 000113
（前記式（４）において、
Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
Ｌ１は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の多価の芳香族複素環基、
環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は
これらが連結した基を表す。
ｋは、１、又は２を表す。
前記式（４）において、
Ｘ１１〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、窒素原子、又はＣＲｂを表す。
Ｒｂは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアラルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８において隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【請求項４】
請求項１から請求項３まで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において、
前記第二ホスト材料は、下記式（５）で表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2015167150.tif 000114
（式（５）において、
Ａ１は、前記式（３）で表される基である。
Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
Ｒａは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基を表す。Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
Ｘ１〜Ｘ４およびＸ５〜Ｘ８の少なくともいずれかにおいて、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【請求項５】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４−３）および下記式（４−４）の少なくともいずれかで表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2015167150.tif 000115
【化６】
2015167150.tif 000116
（前記式（４−３）および（４−４）において、
Ｌ１およびＸ１１〜Ｘ１８は、前記式（４）におけるＬ１およびＸ１１〜Ｘ１８と同義であり、
前記式（４−３）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義であり、
前記式（４−４）におけるＡｚおよびｑは、前記式（１）におけるＡｚおよびｑと同義である。）
【請求項６】
請求項１から請求項５まで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において、
前記第二ホスト材料は、下記式（５−１）で表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2015167150.tif 000117
（式（５−１）において、
Ａ１は、前記式（３）で表される部分構造を有する基を表す。
Ａ２は、それぞれ独立に、
前記式（３）で表される部分構造を有する基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基を表す。
Ａ３は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
ｍは、０〜３の整数を表す。
Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
Ｘ５〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ４は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、ＣＲａまたはＡ３に結合する炭素原子を表す。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８におけるＲａは、それぞれ独立に、前記式（５）におけるＲａと同義であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８の少なくともいずれかにおいて、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【請求項７】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４−５）で表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８】
2015167150.tif 000118
（前記式（４−５）において、
Ｌ１は、前記一般式（４）におけるＬ１と同義である。
Ｘ１１〜Ｘ１４およびＸ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、窒素原子またはＣＲｂを表す。
Ｘ１５〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４４は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＲｂ、又はＬ２と結合する炭素原子を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８及びＸ４１〜Ｘ４８におけるＣＲｂのＲｂは、前記式（４）のＸ１１〜Ｘ１８におけるＣＲｂのＲｂと同義である。
Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４８の少なくともいずれかにおいて隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基である。
Ｍ２は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、又は
前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
ただし、Ｍ１とＭ２は、同一であるか、又は異なる。）
【請求項８】
請求項１から請求項７まで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において、
前記Ａｚは、下記式（４−６）で表される環の２価〜５価の基である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2015167150.tif 000119
（前記式（４−６）において、Ｙ１１〜Ｙ１５は、それぞれ独立に、窒素原子（Ｎ）、又はＣＲｃを表す。
前記ＣＲｃにおいて、Ｒｃは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、又は
ハロゲン原子を表す。
ただし、Ｙ１１〜Ｙ１５のうち、隣接する２つがＣＲｃである場合、隣接するＣＲｃにおけるＲｃの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｒｃが複数存在する場合、複数のＲｃは、互いに同一あるか、又は異なる。）
【請求項９】
請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式（４−５）で表される第一ホスト材料は、下記式（４−５−１）、下記式（４−５−２）、および下記式（４−５−３）のいずれかで表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2015167150.tif 000120
【化１１】
2015167150.tif 000121
【化１２】
2015167150.tif 000122
（前記式（４−５−１）、（４−５−２）、（４−５−３）において、
Ｍ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８は、それぞれ、前記式（４−５）におけるＭ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８と同義である。）
【請求項１０】
請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式（５−１）で表される第二ホスト材料は、下記式（５−１−１）、下記式（５−１−２）、および下記式（５−１−３）のいずれかで表される
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１３】
2015167150.tif 000123
【化１４】
2015167150.tif 000124
【化１５】
2015167150.tif 000125
（前記式（５−１−１）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ３は、炭素原子である。
前記式（５−１−２）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ２は、炭素原子である。
前記式（５−１−３）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍと同義である。Ｘ７及びＹ３は、炭素原子である。）
【請求項１１】
請求項１から請求項１０まで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において、
前記第二ホスト材料が有する前記式（３）で表される部分構造の少なくとも１つが、
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたビフェニリル基、
シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１まで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において、
前記発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である燐光発光材料を含有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記燐光発光材料の発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【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】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということもある。）に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、それぞれ発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子及び三重項励起子が２５％：７５％の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機ＥＬ素子の内部量子効率は２５％が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には内部量子効率が１００％まで高められることが知られている。
【０００３】
従来、有機ＥＬ素子においては、蛍光型、及び燐光型の発光メカニズムに応じ、最適な素子設計がなされてきた。特に燐光型の有機ＥＬ素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物の一重項エネルギー（最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値よりも大きいからである。
従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に素子内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きな三重項エネルギーを有するホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層及び正孔輸送層を設ける際に、電子輸送層及び正孔輸送層にも燐光発光性ドーパント材料よりも大きな三重項エネルギーを有する化合物を用いなければならない。このように、従来の有機ＥＬ素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機ＥＬ素子に用いる化合物と比べて、より大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機ＥＬ素子に用いることにつながり、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧が上昇する。
【０００４】
また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機ＥＬ素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素などのヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機ＥＬ素子は、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
【０００５】
さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外からは熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して、電子及び正孔の再結合領域のコントロールがより重要となる。
以上のような理由より、燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化においては、蛍光型の有機ＥＬ素子と異なる材料選択及び素子設計が必要となる。
【０００６】
このような燐光型の有機ＥＬ素子用材料として、従来から、高い三重項エネルギーを示し、且つ正孔輸送性材料として知られているカルバゾール誘導体が、有用な燐光ホスト材料として用いられていた。
特許文献１及び特許文献２には、二つのカルバゾールが連結したビスカルバゾール骨格に、含窒素複素環基を導入した化合物を、燐光型の有機ＥＬ素子の発光層におけるホスト材料として用いることが記載されている。特許文献１及び特許文献２に記載の化合物は、正孔輸送性のカルバゾール骨格に対して電子欠乏性の含窒素複素環基を導入することにより、電荷輸送のバランスをとった分子設計となっている。
また、特許文献３には、有機ＥＬ素子を長寿命化する取り組みとして、発光層に複数のホスト材料を混合させた有機ＥＬ素子が開示されている。特許文献３においては、混合する種々のホスト材料の組合について検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１３２６８３号
【特許文献２】国際公開第２０１１／１３２６８４号
【特許文献３】国際公開第２０１１／１５５５０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の化合物を用いた有機ＥＬ素子においては、長寿命化が技術的課題となっている。
また、特許文献３に記載の有機ＥＬ素子についても、さらなる長寿命化が望まれている。
【０００９】
本発明は、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らが前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、発光層の第一ホスト材料には、シアノ基が直接または連結基を介して結合した含窒素六員環を含む芳香族複素環を部分構造として有する化合物を用い、当該発光層の第二ホスト材料には、シアノ基が結合した芳香族炭化水素環又はシアノ基が結合した芳香族複素環を部分構造として有する化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の寿命が長くなることを見出し、本発明を発明するに至った。
【００１１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、
陽極と、前記陽極と対向して設けられる陰極と、前記陽極および前記陰極の間に設けられる発光層と、を備え、
前記発光層は、第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料と、を含有し、
前記第一ホスト材料は、下記式（１）および下記式（２）の少なくともいずれかで表される部分構造を有し、
前記第二ホスト材料は、下記式（３）で表される部分構造を有し、且つ下記式（１）または下記式（２）で表される部分構造を有さない
ことを特徴とする。
【００１２】
【化１】
2015167150.tif 000003
（前記式（１）において、
Ａｚは、置換もしくは無置換の含窒素六員環を含む芳香族複素環基であり、
ＷＣＮは、１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族炭化水素基、または１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族複素環基であり、
ｐは、１以上の整数である。
ただし、ＷＣＮは、シアノ基以外の置換基を有する場合があり、ＷＣＮが複数ある場合、複数のＷＣＮは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記式（２）において、
Ａｚは、前記式（１）のＡｚと同義であり、
ｑは、１以上の整数である。
前記式（３）において、
Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、ただし、Ａｒ１は、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではなく、
ｒは、１以上の整数である。）
【００１３】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（１−１）および下記式（２−１）の少なくともいずれかで表され、
前記第二ホスト材料は、下記式（３−１）で表される
ことが好ましい。
【００１４】
【化２】
2015167150.tif 000004
【００１５】
（前記式（１−１），（２−１），（３−１）において、
Ａｒ２，Ａｒ３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の芳香族炭化水素基、または
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
前記式（１−１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義である。
前記式（２−１）におけるＡｚおよびｑは、前記式（２）におけるＡｚおよびｑと同義である。
前記式（３−１）におけるＡｒ１およびｒは、前記式（３）におけるＡｒ１およびｒと同義である。）
【００１６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４）で表される
ことが好ましい。
【００１７】
【化３】
2015167150.tif 000005
【００１８】
（前記式（４）において、
Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
Ｌ１は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の多価の芳香族複素環基、
環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は
これらが連結した基を表す。
ｋは、１、又は２を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、窒素原子、又はＣＲｂを表す。
Ｒｂは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアラルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８において隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【００１９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料は、下記式（５）で表される
ことが好ましい。
【００２０】
【化４】
2015167150.tif 000006
【００２１】
（式（５）において、
Ａ１は、前記式（３）で表される基である。
Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
Ｒａは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基を表す。Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
Ｘ１〜Ｘ４およびＸ５〜Ｘ８の少なくともいずれかにおいて、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【００２２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４−３）および下記式（４−４）の少なくともいずれかで表される
ことが好ましい。
【００２３】
【化５】
2015167150.tif 000007
【００２４】
【化６】
2015167150.tif 000008
【００２５】
（前記式（４−３）および（４−４）において、
Ｌ１およびＸ１１〜Ｘ１８は、前記式（４）におけるＬ１およびＸ１１〜Ｘ１８と同義であり、
前記式（４−３）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義であり、
前記式（４−４）におけるＡｚおよびｑは、前記式（１）におけるＡｚおよびｑと同義である。）
【００２６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料は、下記式（５−１）で表される
ことが好ましい。
【００２７】
【化７】
2015167150.tif 000009
【００２８】
（式（５−１）において、
Ａ１は、前記式（３）で表される部分構造を有する基を表す。
Ａ２は、それぞれ独立に、
前記式（３）で表される部分構造を有する基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基を表す。
Ａ３は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
ｍは、０〜３の整数を表す。
Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
Ｘ５〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ４は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、ＣＲａまたはＡ３に結合する炭素原子を表す。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８におけるＲａは、それぞれ独立に、前記式（５）におけるＲａと同義であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８の少なくともいずれかにおいて、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。）
【００２９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一ホスト材料は、下記式（４−５）で表される
ことが好ましい。
【００３０】
【化８】
2015167150.tif 000010
【００３１】
（前記式（４−５）において、
Ｌ１は、前記一般式（４）におけるＬ１と同義である。
Ｘ１１〜Ｘ１４およびＸ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、窒素原子またはＣＲｂを表す。
Ｘ１５〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４４は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＲｂ、又はＬ２と結合する炭素原子を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８及びＸ４１〜Ｘ４８におけるＣＲｂのＲｂは、前記式（４）のＸ１１〜Ｘ１８におけるＣＲｂのＲｂと同義である。
Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４８の少なくともいずれかにおいて隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基である。
Ｍ２は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、又は
前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
ただし、Ｍ１とＭ２は、同一であるか、又は異なる。）
【００３２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記Ａｚは、下記式（４−６）で表される環の２価〜５価の基である
ことが好ましい。
【００３３】
【化９】
2015167150.tif 000011
【００３４】
（前記式（４−６）において、Ｙ１１〜Ｙ１５は、それぞれ独立に、窒素原子（Ｎ）、又はＣＲｃを表す。
前記ＣＲｃにおいて、Ｒｃは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、又は
ハロゲン原子を表す。
ただし、Ｙ１１〜Ｙ１５のうち、隣接する２つがＣＲｃである場合、隣接するＣＲｃにおけるＲｃの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｒｃが複数存在する場合、複数のＲｃは、互いに同一あるか、又は異なる。）
【００３５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式（４−５）で表される第一ホスト材料は、下記式（４−５−１）、下記式（４−５−２）、および下記式（４−５−３）のいずれかで表される
ことが好ましい。
【００３６】
【化１０】
2015167150.tif 000012
【００３７】
【化１１】
2015167150.tif 000013
【００３８】
【化１２】
2015167150.tif 000014
【００３９】
（前記式（４−５−１）、（４−５−２）、（４−５−３）において、
Ｍ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８は、それぞれ、前記式（４−５）におけるＭ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８と同義である。）
【００４０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記式（５−１）で表される第二ホスト材料は、下記式（５−１−１）、下記式（５−１−２）、および下記式（５−１−３）のいずれかで表される
ことが好ましい。
【００４１】
【化１３】
2015167150.tif 000015
【００４２】
【化１４】
2015167150.tif 000016
【００４３】
【化１５】
2015167150.tif 000017
【００４４】
（前記式（５−１−１）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ３は、炭素原子である。
前記式（５−１−２）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ２は、炭素原子である。
前記式（５−１−３）において、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍと同義である。Ｘ７及びＹ３は、炭素原子である。）
【００４５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二ホスト材料が有する前記式（３）で表される部分構造の少なくとも１つが、
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたビフェニリル基、
シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
ことが好ましい。
【００４６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である燐光発光材料を含有することが好ましい。
【００４７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記燐光発光材料の発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、長寿命な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第一実施形態における有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態における有機ＥＬ素子の別の例の概略構成を示す図である。
【図３】第二実施形態における有機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】
【００５０】
［第一実施形態］
［有機ＥＬ素子］
本発明の第一実施形態における有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極と陽極との間に配置された有機薄膜層とを有する。有機薄膜層は、一層又は複数層で構成される。
また、本発明の有機ＥＬ素子において、有機薄膜層のうち少なくとも１層は、発光層である。そのため、有機薄膜層は、例えば、一層の発光層で構成されていてもよいし、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、電子障壁層等の公知の有機ＥＬ素子で採用される層を有していてもよい。有機薄膜層は、無機化合物を含んでいてもよい。
本発明の化合物は、有機薄膜層に含まれる。有機薄膜層が複数であれば、少なくともいずれかの層に本発明の化合物が単独または混合物の成分として含まれている。好ましくは、発光層が、本発明の化合物を含有する。この場合、発光層は、本発明の化合物をホスト材料として含み、さらにドーパント材料を含んで構成することが好ましい。
【００５１】
有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、例えば、次の（ａ）〜（ｅ）などの構成を挙げることができる。
（ａ）陽極／発光層／陰極
（ｂ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／陰極
（ｃ）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｄ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｅ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／障壁層／電子注入・輸送層／陰極
上記の中で（ｄ）の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
なお、上記「発光層」とは、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントで生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。
本発明において電子輸送層といった場合には、発光層と陰極との間に存在する電子輸送領域の有機層のうち、最も電子移動度の高い有機層をいう。電子輸送領域が一層で構成されている場合には、当該層が電子輸送層である。また、燐光型の有機ＥＬ素子においては、構成（ｅ）に示すように発光層で生成された励起エネルギーの拡散を防ぐ目的で必ずしも電子移動度が高くない障壁層を発光層と電子輸送層との間に採用することがあり、発光層に隣接する有機層が電子輸送層に必ずしも該当しない。
【００５２】
上記発光層は、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
【００５３】
上記発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
【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。
図１に示す有機ＥＬ素子１は、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。
そして、有機薄膜層１０は、陽極３側から順に、正孔輸送層６、発光層５、および電子輸送層７が積層されて構成される。
なお、上記（ｄ）の構成の別の例として、図２に示すように、有機薄膜層１０に、さらに正孔注入層８および電子注入層９が含まれる有機ＥＬ素子１Ａも挙げられる。
【００５５】
〔発光層〕
発光層５は、第一ホスト材料、第二ホスト材料、および発光材料としての燐光発光性ドーパント材料を含有する。
発光層における第一ホスト材料と第二ホスト材料の含有割合は特に限定されず、適宜調整可能であり、好ましくは質量比で第一ホスト材料：第二ホスト材料＝１：９９〜９９：１の範囲内であり、より好ましくは１０：９０〜９０：１０の範囲内である。
【００５６】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、下記式（１）で表される部分構造および下記式（２）で表される部分構造の少なくともいずれかを有する第一ホスト材料と、下記式（３）で表される部分構造を有する第二ホスト材料とを組み合わせて発光層に用いることにより、有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることができる。これは、特定の部分構造を有する第一ホスト材料と第二ホスト材料とを混合することで、正孔および電子の再結合確率がさらに高まり、発光効率の向上およびキャリアバランスの向上により、さらなる長寿命化の効果を奏すると考えられる。
【００５７】
（第一ホスト材料）
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる第一ホスト材料としては、下記一般式（１）および下記式（２）の少なくともいずれかで表される部分構造を有する化合物を用いることができる。
【００５８】
【化１６】
2015167150.tif 000018
【００５９】
第一ホスト材料において、前記式（１）で表される部分構造を複数有していても良いし、前記式（２）で表される部分構造を複数有していても良い。
第一ホスト材料としては、一つの化合物において、前記式（１）で表される部分構造と、前記式（２）で表される部分構造とを兼ね備えていても良い。
また、第一ホスト材料としては、前記式（１）で表される部分構造を有する化合物と、前記式（２）で表される部分構造を有する化合物とを混合して用いても良い。
第一ホスト材料としては、前記式（１）で表される部分構造を有する化合物が好ましい。
【００６０】
前記式（１）および前記式（２）において、Ａｚは、置換もしくは無置換の芳香族複素環基であり、この芳香族複素環基は、含窒素六員環を含む。このＡｚの示す芳香族複素環基としては、単環の複素環で構成される単環芳香族複素環基（非縮合芳香族複素環基という場合がある。）と、複素環が芳香族炭化水素環と縮合したり、複素環同士で縮合したりして構成される縮合芳香族複素環基とが挙げられる。また、このＡｚの示す芳香族複素環基としては、環形成原子数が５〜３０であることが好ましく、環形成原子数が５〜１４であることがより好ましい。
【００６１】
前記式（１）および前記式（２）におけるＡｚの示す芳香族複素環基の例としては、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、アクリジン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、及びこれらの誘導体から形成される基等が挙げられる。
【００６２】
前記式（１）において、ＷＣＮは、１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族炭化水素基、または１以上のシアノ基（ＣＮ）で置換された芳香族複素環基である。
前記式（１）において、ｐは、１以上の整数であり、Ａｚの構造によってＷＣＮが結合可能な数が決まる。
ただし、ＷＣＮは、シアノ基以外の置換基を有する場合がある。この置換基については、後述する。
また、ＷＣＮが複数ある場合、複数のＷＣＮは、互いに同一であるか、又は異なる。
前記式（２）において、ｑは、１以上の整数であり、Ａｚの構造によってシアノ基（−ＣＮ）が結合可能な数が決まる。
前記ｐおよび前記ｑは、１、又は２であると好ましく、前記ｐおよび前記ｑが１であるとより好ましい。
【００６３】
前記式（１）のＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の環形成炭素数は、６〜３０であることが好ましく、環形成炭素数が６〜１４であることがより好ましい。
前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、スピロフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントレニル基、ベンゾ［ａ］トリフェニレニル基、ナフト［１，２−ｃ］フェナントレニル基、ナフト［１，２−ａ］トリフェニレニル基、ジベンゾ［ａ，ｃ］トリフェニレニル基、ベンゾ［ｂ］フルオランテニル基等が挙げられる。
前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の好ましい例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フェナントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、フルオランテニル基が挙げられる。
【００６４】
前記式（１）のＷＣＮにおける芳香族複素環基の環形成原子数は、５〜３０であることが好ましく、環形成炭素数が５〜１４であることがより好ましい。
前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の具体例は、前記Ａｚの示す芳香族複素環基の具体例と同様の基に加え、ピロール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環、ピロリジン環、ジオキサン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環、ベンゾ［ｃ］ジベンゾフラン環及びこれらの誘導体から形成される基等が挙げられる。
【００６５】
前記ＷＣＮであるシアノ基置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、及びシアノ基置換された環形成原子数５〜３０の複素環基としては、
シアノ基置換されたフェニル基、
シアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換されたナフチル基、
シアノ基置換されたフェナントリル基、
シアノ基置換された９，９−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、
シアノ基置換された９，９−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基、
シアノ基置換されたトリフェニレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基等が挙げられる。
【００６６】
前記ＷＣＮとしては、
シアノ基置換されたフェニル基、
シアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換された９，９−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、
シアノ基置換された９，９−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基、
が好ましい。
前記ＷＣＮとしては、
シアノ基置換されたフェニル基、
４−シアノビフェニル基、３−シアノビフェニル基、２−シアノビフェニル基などのシアノ基置換されたビフェニル基、
シアノ基置換された９，９−ジフェニルフルオレニル基、
シアノ基置換された９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、
シアノ基置換された９，９−ジメチルフルオレニル基、
シアノ基置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基置換されたジベンゾチオフェニル基
がより好ましい。
前記式（１）で表される部分構造のＷＣＮが、シアノ基置換されたフェニル基、シアノ基置換されたビフェニル基、又はシアノ基置換されたフルオレニル基であることにより、三重項エネルギーレベルが、前記式（２）で表される部分構造のシアノ基の場合と比較して大きくなる傾向がある。そのため、当該化合物を有機ＥＬ素子の発光層に含有させた場合に、発光効率が高くなるため、さらに好ましい。
【００６７】
前記式（１）および前記式（２）におけるＡｚは、下記式（４−６）で表される環の２価〜５価の基であることが好ましい。
【００６８】
【化１７】
2015167150.tif 000019
【００６９】
前記式（１）および前記式（２）で表される部分構造は、下記式（１−ａ）および下記式（２−ａ）で表される構造であることが好ましい。
【００７０】
【化１８】
2015167150.tif 000020
【００７１】
前記式（４−６）において、Ｙ１１〜Ｙ１５は、それぞれ独立に、窒素原子（Ｎ）、又はＣＲｃを表す。このＣＲｃは、炭素原子（Ｃ）にＲｃが結合したものである。
このＣＲｃにおいて、Ｒｃは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、又は
ハロゲン原子を表す。
ただし、Ｙ１１〜Ｙ１５のうち、隣接する２つがＣＲｃである場合、隣接するＣＲｃにおけるＲｃの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｒｃが複数存在する場合、複数のＲｃは、互いに同一あるか、又は異なる。
【００７２】
前記ＣＲｃにおけるＲｃの芳香族炭化水素基の例は、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の例と同様である。
前記ＣＲｃにおけるＲｃの芳香族複素環基の例は、前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の例と同様である。
【００７３】
前記ＣＲｃにおけるＲｃのアルキル基は、炭素数が１〜６であることが好ましい。また、前記ＣＲｃにおけるＲｃのアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられる。
前記ＣＲｃにおけるＲｃのアルキル基の好ましい例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。さらに、アルキル基として、ハロアルキル基も含まれ、前記アルキル基において１以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。トリフルオロメチル基、２，２−トリフルオロエチル基等が挙げられる。
【００７４】
前記ＣＲｃにおけるＲｃのシリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、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、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチルプロピルシリル基、ジメチルブチルシリル基、ジメチルターシャリーブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルターシャリーブチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
前記ＣＲｃにおけるＲｃのシリル基の好ましい例としては、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が挙げられる。
【００７５】
前記ＣＲｃにおけるＲｃの示す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、フッ素が好ましい。
【００７６】
前記Ａｚにおける単環芳香族複素環基としては、置換もしくは無置換のピリミジン環、置換もしくは無置換のトリアジン環、又は置換もしくは無置換のピリジン環が好ましい。
【００７７】
前記式（１）で表される部分構造としては、例えば、次に列挙する基が挙げられる。なお、前記式（２）で表される部分構造の例としては、次に列挙する基において、ＷＣＮをシアノ基（−ＣＮ）に置き換えた構造が挙げられる。
【００７８】
【化１９】
2015167150.tif 000021
【００７９】
【化２０】
2015167150.tif 000022
【００８０】
ここで列挙した部分構造の上記式中、Ｒは、置換基を表わし、前記式（４−６）のＣＲｃにおけるＲｃで挙げたものと同義である。Ｒとして好ましくは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のチオフェニル基が挙げられる。
ここで列挙した部分構造の上記式中、ＷＣＮは前記と同義であり、ｐは１〜５の整数を表す。
【００８１】
前記第一ホスト材料は、下記式（１−１）および下記式（２−１）の少なくともいずれかで表されることが好ましい。
【００８２】
【化２１】
2015167150.tif 000023
【００８３】
前記式（１−１）および前記式（２−１）において、Ａｒ２は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。
前記Ａｒ２については、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の説明、並びに前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記式（１−１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義である。
前記式（２−１）におけるＡｚおよびｑは、前記式（２）におけるＡｚおよびｑと同義である。
【００８４】
前記第一ホスト材料は、下記式（４）で表されることが好ましい。
【００８５】
【化２２】
2015167150.tif 000024
【００８６】
前記式（４）において、Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
前記式（４）において、Ｌ１は、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の多価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の多価の芳香族複素環基、又は、
これらが連結した基を表す。なお、多価とは、２以上の価数を有することをいう。
前記式（４）において、ｋは、１、又は２を表す。
前記Ｌ１の示す環形成炭素数６〜３０の多価の芳香族炭化水素基の例としては、前記ＷＣＮの説明で示した芳香族炭化水素基を多価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Ｌ１の示す環形成炭素数６〜３０の多価の芳香族複素環基の例としては、前記Ａｚの説明で示した芳香族複素環基を多価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記式（４）において、
Ｘ１１〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、窒素原子、又はＣＲｂを表す。
Ｒｂは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアラルキル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８において隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
【００８７】
前記Ｒｂにおける芳香族炭化水素基は、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Ｒｂにおける芳香族複素環基は、前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記Ｒｂにおけるアルキル基は、前記Ｒｃにおけるアルキル基の説明と同様である。
前記Ｒｂにおけるアルキルシリル基及びアリールシリル基は、前記Ｒｃにおけるシリル基の説明と同様である。
【００８８】
前記Ｒｂにおけるアルケニル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、ビニル、プロペニル、ブテニル、オレイル、エイコサペンタエニル、ドコサヘキサエニル、スチリル、２，２−ジフェニルビニル、１，２，２−トリフェニルビニル、２−フェニル−２−プロペニル等が挙げられる。上述したアルケニル基の中でもビニル基が好ましい。
前記Ｒｂにおけるアルキニル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、エチニル、プロピニル、２−フェニルエチニル等が挙げられる。上述したアルキニル基の中でもエチニル基が好ましい。
【００８９】
前記Ｒｂにおけるアルコキシ基は、−ＯＲＷと表される。このＲＷの例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基があげられる。アルコキシ基としては、ハロアルコキシ基も含まれ、ハロアルコキシ基としては、前記アルコキシ基において１以上の水素原子がハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素が好ましい。
【００９０】
前記Ｒｂにおけるアラルキル基は、−ＲＸ−ＲＹと表される。このＲＸの例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基に対応するアルキレン基が挙げられる。このＲＹの例として、上記環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基の例が挙げられる。このアラルキル基において、芳香族炭化水素基部分は炭素数が６〜３０、好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１２である。また、このアラルキル基において、アルキル基部分は炭素数が１〜３０、好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６である。このアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２−フェニルプロパン−２−イル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基が挙げられる。
【００９１】
前記Ｒｂにおける環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＲＺと表される。このＲＺの例として、上記環形成炭素数６〜３０芳香族炭化水素基または後述する単環基および縮合環基が挙げられる。このアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
【００９２】
前記第一ホスト材料は、下記式（４−３）および下記式（４−４）の少なくともいずれかで表されることが好ましい。
【００９３】
【化２３】
2015167150.tif 000025
【００９４】
【化２４】
2015167150.tif 000026
【００９５】
前記式（４−３）および（４−４）において、
Ｌ１およびＸ１１〜Ｘ１８は、前記式（４）におけるＬ１およびＸ１１〜Ｘ１８と同義であり、
前記式（４−３）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐは、前記式（１）におけるＡｚ、ＷＣＮおよびｐと同義であり、
前記式（４−４）におけるＡｚおよびｑは、前記式（１）におけるＡｚおよびｑと同義である。
【００９６】
前記式（４），（４−３），（４−４）におけるＸ１１〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
【００９７】
また、前記第一ホスト材料は、下記式（４−５）で表されることが好ましい。
【００９８】
【化２５】
2015167150.tif 000027
【００９９】
前記式（４−５）において、Ｌ１は、前記一般式（４）におけるＬ１と同義である。
前記式（４−５）において、Ｘ１１〜Ｘ１４およびＸ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、窒素原子またはＣＲｂを表す。
前記式（４−５）において、Ｘ１５〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４４は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＲｂ、又はＬ２と結合する炭素原子を表す。
Ｘ１１〜Ｘ１８及びＸ４１〜Ｘ４８におけるＣＲｂのＲｂは、前記式（４）のＸ１１〜Ｘ１８におけるＣＲｂのＲｂと同義である。
前記式（４−５）において、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立に、
単結合、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
前記Ｌ２および前記Ｌ３の示す環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基の例としては、前記ＷＣＮの説明で示した芳香族炭化水素基を２価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Ｌ２および前記Ｌ３の示す環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基の例としては、前記ＷＣＮの説明で示した芳香族複素環基を２価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記Ｌ２は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６の２価の単環炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数６以下の２価の単環芳香族複素環基であることが好ましい。中でも、前記Ｌ２は、フェニレン基、フェニレン基が２つもしくは３つ結合した基、又は単結合であることが好ましい。
【０１００】
前記式（４−５）において、Ｒｂは、前記式（４−１），式（４−２）におけるＲｂと同義である。
前記式（４−５）において、Ｘ１１〜Ｘ１８およびＸ４１〜Ｘ４８の少なくともいずれかにおいて隣り合うＲｂの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
前記式（４−５）において、Ｍ１は、前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基である。
前記式（４−５）において、Ｍ２は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、又は
前記式（１）および前記式（２）のいずれかで表される基を表す。
ただし、Ｍ１とＭ２は、同一であるか、又は異なる。
前記Ｍ２における芳香族炭化水素基は、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Ｍ２における芳香族複素環基は、前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
【０１０１】
前記式（４−５）におけるＸ１５〜Ｘ１８は、Ｌ２と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲｂを表し、Ｘ１１〜Ｘ１４は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
前記式（４−５）におけるＸ４１〜Ｘ４４は、Ｌ２と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲｂを表し、Ｘ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
【０１０２】
前記式（４−５）におけるＸ１５〜Ｘ１８は、Ｌ２と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲｂを表し、さらに、Ｘ４１〜Ｘ４４は、Ｌ２と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲｂを表し、Ｘ１１〜Ｘ１４およびＸ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
また、第一ホスト材料は、電子輸送性ユニットである前記式（１）および前記式（２）で表される部分構造を、ビスカルバゾール骨格の末端側に導入することが好ましい。この場合、第一ホスト材料は、正孔注入・輸送性のカルバゾリル骨格と電子注入・輸送性のシアノ基を有する基とが、互いの特性を打ち消すことなく、分子内のキャリアバランスが良好となる。
【０１０３】
前記式（４−５）で表される第一ホスト材料は、下記式（４−５−１）で表される化合物、下記式（４−５−２）で表される化合物、および下記式（４−５−３）で表される化合物のいずれかであることが好ましい。
【０１０４】
【化２６】
2015167150.tif 000028
【０１０５】
【化２７】
2015167150.tif 000029
【０１０６】
【化２８】
2015167150.tif 000030
【０１０７】
前記式（４−５−１）、（４−５−２）、（４−５−３）において、Ｍ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８は、それぞれ、前記式（４−５）におけるＭ１、Ｍ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｘ１１〜Ｘ１８、およびＸ４１〜Ｘ４８と同義である。
前記式（４−５−１）において、Ｘ１１〜Ｘ１５，Ｘ１７，Ｘ１８，Ｘ４１，Ｘ４２，Ｘ４５〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
前記式（４−５−２）において、Ｘ１１〜Ｘ１５，Ｘ１７，Ｘ１８，Ｘ４１，Ｘ４３〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
前記式（４−５−３）において、Ｘ１１〜Ｘ１６，Ｘ１８，Ｘ４１，Ｘ４２，Ｘ４４〜Ｘ４８は、それぞれ独立に、ＣＲｂを表すことが好ましい。
【０１０８】
本発明において、「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する。「環形成原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環、および芳香環を含む）を構成する炭素原子およびヘテロ原子を意味する。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素（Ｐｒｏｔｉｕｍ）、重水素（Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）、三重水素（Ｔｒｉｔｉｕｍ）を包含する。
【０１０９】
また、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のような芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルキル基（直鎖または分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基）、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ハロアルコキシ基、アルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、およびカルボキシ基が挙げられる。その他、アルケニル基やアルキニル基も挙げられる。なお、前述のＷＣＮにおけるＣＮ以外の置換基としては、ここで説明した置換基が挙げられる。
ここで挙げた置換基の中では、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数ａ〜ｂのＸＸ基」という表現における「炭素数ａ〜ｂ」は、ＸＸ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、ＸＸ基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、上記と同様である。
【０１１０】
第一ホスト材料の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造すればよく、例えば、「テトラへドロン（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）、第４０巻（１９８４年）、Ｐ．１４３５〜１４５６」に記載される銅触媒、又は「ジャーナル  オブ  アメリカン  ケミカル  ソサイアティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１２３（２００１）、Ｐ．７７２７〜７７２９」に記載されるパラジウム触媒を用いたカップリング反応で製造することができる。
【０１１１】
第一ホスト材料として用いられる化合物の具体的な構造としては、例えば、次のようなものが挙げられる。但し、本発明は、これらの構造の化合物に限定されない。なお、以下の構造式中、その端に化学式（ＣＮ、ベンゼン環等）が記載されていない結合は、メチル基を表すものである。
【０１１２】
【化２９】
2015167150.tif 000031
【０１１３】
【化３０】
2015167150.tif 000032
【０１１４】
【化３１】
2015167150.tif 000033
【０１１５】
【化３２】
2015167150.tif 000034
【０１１６】
【化３３】
2015167150.tif 000035
【０１１７】
【化３４】
2015167150.tif 000036
【０１１８】
【化３５】
2015167150.tif 000037
【０１１９】
【化３６】
2015167150.tif 000038
【０１２０】
【化３７】
2015167150.tif 000039
【０１２１】
【化３８】
2015167150.tif 000040
【０１２２】
【化３９】
2015167150.tif 000041
【０１２３】
【化４０】
2015167150.tif 000042
【０１２４】
【化４１】
2015167150.tif 000043
【０１２５】
（第二ホスト材料）
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる第二ホスト材料としては、下記一般式（３）で表される部分構造を有し、前記式（１）または前記式（２）で表される部分構造を有さない化合物を用いることができる。
【０１２６】
【化４２】
2015167150.tif 000044
【０１２７】
前記式（３）において、Ａｒ１は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の芳香族複素環基である。前記Ａｒ１における芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基および芳香族複素環基の説明と同様である。ただし、Ａｒ１は、含窒素六員環を含む芳香族複素環基ではない。
前記式（３）において、ｒは、前記Ａｒ１に置換するシアノ基（−ＣＮ）の数を表し、１以上の整数であり、Ａｒ１構造によってシアノ基が結合可能な数が決まる。
なお、前記式（３）において、シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、シアノ基で置換された環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基は、さらに、シアノ基以外の置換基を有していてもよい。この場合の置換基としては、第一ホスト材料の場合と同様である。
【０１２８】
第二ホスト材料において、前記式（３）で表される部分構造を複数有していても良い。この場合、それぞれの前記式（３）で表される部分構造は、互いに同一又は異なる。
また、第二ホスト材料としては、複数種の化合物を混合して用いても良い。
【０１２９】
第二ホスト材料は、下記式（３−１）で表されることが好ましい。
【０１３０】
【化４３】
2015167150.tif 000045
【０１３１】
前記式（３−１）において、Ａｒ３は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基である。前記Ａｒ３については、前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の説明、並びに前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記式（３−１）におけるＡｒ１およびｒは、前記式（３）におけるＡｒ１およびｒと同義である。
【０１３２】
第二ホスト材料は、下記式（５）で表されることが好ましい。
【０１３３】
【化４４】
2015167150.tif 000046
【０１３４】
前記式（５）において、Ａ１は、前記式（３）で表される基である。
前記式（５）において、Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
前記式（５）において、Ｒａは、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、
置換もしくは無置換のシリル基、
ハロゲン原子、又は
シアノ基を表す。Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。前記Ｒａは、第一ホスト材料のＲｃと同義である。
前記式（５）において、Ｘ１〜Ｘ８において、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは、互いに同一あるか、又は異なる。
前記式（５）におけるＸ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表すことが好ましい。
【０１３５】
前記第二ホスト材料は、下記式（５−１）で表されることが好ましい。
【０１３６】
【化４５】
2015167150.tif 000047
【０１３７】
前記式（５−１）において、Ａ１は、前記式（３）で表される部分構造を有する基を表す。
前記式（５−１）において、Ａ２は、それぞれ独立に、
前記式（３）で表される部分構造を有する基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の芳香族複素環基を表す。
前記Ａ２における芳香族炭化水素基は、第一ホスト材料の前記ＷＣＮにおける芳香族炭化水素基の説明と同様である。
前記Ａ２における芳香族複素環基は、第一ホスト材料の前記ＷＣＮにおける芳香族複素環基の説明と同様である。
前記Ａ２が、前記式（３）で表される部分構造を有する基である場合、前記Ａ１と前記Ａ２とが同じ基でも異なる基でもよい。
【０１３８】
前記式（５−１）において、Ａ３は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜３０のシクロアルキレン基、又は、
これらが連結した基を表す。
前記Ａ３の示す環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基の例としては、前記ＷＣＮの説明で示した芳香族炭化水素基を２価としたものが挙げられ、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基が好ましい。
前記Ａ３の示す環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族複素環基の例としては、前記ＷＣＮの説明で示した芳香族複素環基を２価としたものが挙げられ、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基が好ましい。
前記式（５−１）において、ｍは、０〜３の整数を表す。また、前記ｍは、好ましくは０〜２の整数であり、より好ましくは０又は１である。ｍが０である場合、Ｘ５〜Ｘ８の１つと、Ｙ１〜Ｙ４の１つは、単結合を介して結合する。
【０１３９】
さらに、前記Ａ３は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以下の２価の単環炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数６以下の２価の単環芳香族複素環基を表すことが好ましい。
前記Ａ３の示す環形成炭素数６以下の単環炭化水素基の例としては、フェニレン基、シクロペンテニレン基、シクロペンタジエニレン基、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基等が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
前記Ａ３の示す環形成原子数６以下の単環芳香族複素環基の例としては、ピロリレン基、ピラジニレン基、ピリジニレン基、フリレン基、チオフェニレン基等が挙げられる。
【０１４０】
前記一般式（５−１）においては、ｍが０であってＸ５〜Ｘ８の１つと、Ｙ１〜Ｙ４の１つが単結合を介して結合しているか、Ａ３が、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以下の単環炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数６以下の単環芳香族複素環基であることが好ましい。中でも、ｍが０であってＸ５〜Ｘ８の１つと、Ｙ１〜Ｙ４の１つが単結合を介して結合しているか、前記Ａ３が、置換もしくは無置換のフェニレン基であることが好ましい。
【０１４１】
前記式（５−１）において、Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、又はＣＲａを表す。
前記式（５−１）において、Ｘ５〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８は、それぞれ独立に、Ｎ（窒素原子）、ＣＲａ、又はＡ３に結合する炭素原子を表す。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８におけるＣＲａのＲａは、それぞれ独立に、前記式（５）におけるＲａと同義であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａはそれぞれ同一であるか、又は異なる。
Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８の少なくともいずれかにおいて、隣接する２つがＣＲａである場合、隣接するＣＲａにおけるＲａの一部同士が結合して環構造を形成してもよい。
Ｘ５〜Ｘ８のうちいずれか１つは炭素原子であり、Ｙ１〜Ｙ４のうちいずれか１つは炭素原子であり、これらの炭素原子は、Ａ３を介して結合している。
前記式（５−１）におけるＸ１〜Ｘ８、Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表し、Ｘ５〜Ｘ８のうちいずれか１つは炭素原子であり、Ｙ１〜Ｙ４のうちいずれか１つは炭素原子であり、これらの炭素原子は、Ａ３を介して結合していることが好ましい。
【０１４２】
また、前記式（５−１）におけるＸ５〜Ｘ８は、Ａ３と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲａを表し、さらに、Ｙ１〜Ｙ４は、Ａ３と結合する炭素原子となる以外、それぞれ独立に、ＣＲａを表し、Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表すことが好ましい。
【０１４３】
また、前記式（５−１）は、下記（ｉｉ）〜（ｖ）の少なくともいずれかを満たしていてもよい。
（ｉｉ）Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８の少なくとも１つはＣＲａであり、
Ｘ１〜Ｘ４およびＹ５〜Ｙ８におけるＲａの少なくとも１つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数５〜３０の複素環基である。
（ｉｉｉ）ｍは１〜３の整数であり、
Ａ３の少なくとも１つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
（ｉｖ）Ｘ５〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ４の少なくとも１つはＣＲａであり、
Ｘ５〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８におけるＲａの少なくとも１つは、
シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、又は
シアノ基で置換された環形成原子数５〜３０の複素環基である。
（ｖ）Ｘ１〜Ｘ８およびＹ１〜Ｙ８の少なくとも１つはＣ−ＣＮである。
【０１４４】
前記式（３）で表される部分構造を有する前記式（５−１）で表される第二ホスト材料は、Ａ３を介して連結する２つの環（例えば、カルバゾール環）で構成される中心骨格に対して、この中心骨格の末端側にシアノ基を有する芳香族炭化水素基を導入した構造である。
当該中心骨格は、正孔注入・輸送性ユニットとして機能し、シアノ基を有する芳香族炭化水素基は、電子注入・輸送性ユニットとして機能する。第二ホスト材料は、中心骨格の外側に電子注入・輸送性ユニットとして機能するシアノ基を有する芳香族炭化水素基が導入されていることにより、前記中心骨格のＨＯＭＯ（最高被占有分子軌道）の電子雲の拡がりを保持して良好な正孔注入・輸送性を保持しつつ、シアノ基を有する基による電子注入・輸送性の機能も有する。これにより、第二ホスト材料は、分子内のキャリアバランスが良好となるので、有機ＥＬ素子に用いた場合に、優れた発光効率を実現できる。
そのため、第二ホスト材料と、第一ホスト材料とを含有する発光層を備えた本発明の有機ＥＬ素子の寿命が長くなる効果に加えて、当該有機ＥＬ素子の発光効率が良好になる。
【０１４５】
前記式（５−１）で表される第二ホスト材料は、下記式（５−１−１）、下記式（５−１−２）、および
下記式（５−１−３）のいずれかで表される
ことが好ましい。
【０１４６】
【化４６】
2015167150.tif 000048
【０１４７】
【化４７】
2015167150.tif 000049
【０１４８】
【化４８】
2015167150.tif 000050
【０１４９】
前記式（５−１−１）において、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ３は、炭素原子である。
前記式（５−１−１）において、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表すことが好ましい。
【０１５０】
前記式（５−１−２）において、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８及びｍと同義である。Ｘ６及びＹ２は、炭素原子である。
前記式（５−１−２）において、Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ７、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ３〜Ｙ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表すことが好ましい。
【０１５１】
前記式（５−１−３）において、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍは、前記式（５−１）におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８、及びｍと同義である。Ｘ７及びＹ３は、炭素原子である。
前記式（５−１−３）において、Ｘ１〜Ｘ６、Ｘ８、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ４〜Ｙ８は、それぞれ独立に、ＣＲａを表すことが好ましい。
【０１５２】
前記第二ホスト材料が有する前記式（３）で表される部分構造の少なくとも１つが、
シアノ基で置換されたフェニル基、
シアノ基で置換されたナフチル基、
シアノ基で置換されたフェナントリル基、
シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、
シアノ基で置換されたビフェニリル基、
シアノ基で置換されたターフェニリル基、又は
シアノ基で置換されたトリフェニレニル基である
ことが好ましい。
【０１５３】
また、第二ホスト材料は、Ａ２がシアノ基で置換されていないことがより好ましい。
【０１５４】
前記式（５−１）において、前記Ａ１と前記Ａ２は、互いに異なっていることが好ましい。すなわち、第二ホスト材料は非対称な構造であることが好ましく、このような構造であることにより、第二ホスト材料は良好な結晶性、非結晶性を有する。そのため、第二ホスト材料を用いた有機ＥＬ素子は、優れた膜質となるので、例えば、電流効率などの有機ＥＬ特性において、高性能を達成できる。
【０１５５】
第二ホスト材料の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造すればよく、例えば、カルバゾール誘導体と芳香族ハロゲン化化合物に対し、「テトラへドロン（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）、第４０巻（１９８４年）、Ｐ．１４３５〜１４５６」に記載される銅触媒、又は「ジャーナル  オブ  アメリカン  ケミカル  ソサイアティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）、１２３（２００１）、Ｐ．７７２７〜７７２９」に記載されるパラジウム触媒を用いたカップリング反応で製造することができる。
【０１５６】
以下に、第二ホスト材料の具体例を記載するが、本発明の化合物は下記化合物に限定されない。
【０１５７】
【化４９】
2015167150.tif 000051
【０１５８】
【化５０】
2015167150.tif 000052
【０１５９】
【化５１】
2015167150.tif 000053
【０１６０】
【化５２】
2015167150.tif 000054
【０１６１】
【化５３】
2015167150.tif 000055
【０１６２】
【化５４】
2015167150.tif 000056
【０１６３】
【化５５】
2015167150.tif 000057
【０１６４】
【化５６】
2015167150.tif 000058
【０１６５】
【化５７】
2015167150.tif 000059
【０１６６】
【化５８】
2015167150.tif 000060
【０１６７】
【化５９】
2015167150.tif 000061
【０１６８】
【化６０】
2015167150.tif 000062
【０１６９】
（発光材料）
発光層が含有する発光材料としては、蛍光発光性材料及び燐光発光材料が挙げられ、燐光発光材料が好ましい。
【０１７０】
ドーパント材料として用いられる蛍光発光性材料（以下、蛍光ドーパント材料と称する。）としては、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、硼素錯体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体、クリセン誘導体等から選ばれる。好ましくは、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、硼素錯体が挙げられる。
【０１７１】
本発明の有機ＥＬ素子のドーパント材料としては、三重項励起状態から発光することのできる燐光発光性材料が好ましい。ドーパント材料として用いられる燐光発光性材料（以下、燐光ドーパント材料と称する。）は、金属錯体を含有するものが好ましい。該金属錯体としては、イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），オスミウム（Ｏｓ），金（Ａｕ），レニウム（Ｒｅ）、およびルテニウム（Ｒｕ）から選択される金属原子と配位子とを有するものが好ましい。特に、配位子と金属原子とが、オルトメタル結合を形成しているオルトメタル化錯体が好ましい。燐光ドーパント材料としては、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、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）および白金（Ｐｔ）から選ばれる金属を含有するオルトメタル化錯体が好ましい。また、発光効率などの観点からフェニルキノリン、フェニルイソキノリン、フェニルピリジン、フェニルピリミジン、フェニルピラジンおよびフェニルイミダゾールから選択される配位子から構成される金属錯体が好ましい。
ドーパント材料の発光層における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１質量％以上７０質量％以下が好ましく、１質量％以上３０質量％以下がより好ましい。ドーパント材料の含有量が０．１質量％以上であると十分な発光が得られ、７０質量％以下であると濃度消光を避けることができる。
【０１７２】
なお、本明細書において、蛍光ドーパント材料と組み合わされたホスト材料を蛍光ホスト材料と称し、燐光ドーパント材料と組み合わされたホスト材料を燐光ホスト材料と称する。蛍光ホスト材料と燐光ホスト材料は、分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、燐光ホスト材料とは、燐光ドーパント材料を含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホスト材料についても同様である。
燐光ドーパント材料の具体例を次に示す。
【０１７３】
【化６１】
2015167150.tif 000063
【０１７４】
【化６２】
2015167150.tif 000064
【０１７５】
【化６３】
2015167150.tif 000065
【０１７６】
【化６４】
2015167150.tif 000066
【０１７７】
【化６５】
2015167150.tif 000067
【０１７８】
【化６６】
2015167150.tif 000068
【０１７９】
燐光ドーパント材料は、単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。
発光層に含まれる燐光ドーパント材料の発光波長は特に限定されないが、発光層に含まれる前記燐光ドーパント材料のうち少なくとも１種は、発光波長のピークが４９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましく、４９０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下であることがより好ましい。発光層の発光色としては、例えば、赤色、黄色、緑色が好ましい。上記第一ホスト材料および第二ホスト材料を用い、このような発光波長の燐光ドーパント材料をドープして発光層を構成することにより、高効率かつ長寿命な有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１８０】
燐光ホスト材料は、燐光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ことにより、燐光ドーパント材料を効率的に発光させる機能を有する化合物である。本発明の有機ＥＬ素子は、上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の化合物も、燐光ホスト材料として、上記目的に応じて適宜選択することができる。
上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料とそれ以外の化合物を同一の発光層内の燐光ホスト材料として併用してもよいし、複数の発光層がある場合には、そのうちの一つの発光層の燐光ホスト材料として上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料を用い、別の一つの発光層の燐光ホスト材料として上記第一ホスト材料又は第二ホスト材料以外の化合物を用いてもよい。また、上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料は発光層以外の有機層にも使用し得るものである。
【０１８１】
上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の化合物で、燐光ホスト材料として好適な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。上記第一ホスト材料及び第二ホスト材料以外の燐光ホストは単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
【０１８２】
【化６７】
2015167150.tif 000069
【０１８３】
（正孔注入・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小さい。
正孔注入・輸送層は、正孔注入層、または正孔輸送層で構成してもよいし、正孔注入層および正孔輸送層を積層させて構成してもよい。  正孔注入層及び正孔輸送層を形成する材料としては、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、例えば、芳香族アミン化合物が好適に用いられる。また、正孔注入層の材料としては、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物またはスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、特に、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ）などの芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
正孔注入・輸送層を形成する材料としては、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、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（Ａ１）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
【０１８４】
【化６８】
2015167150.tif 000070
【０１８５】
前記一般式（Ａ１）において、Ａｒ１からＡｒ４までは、それぞれ独立に、
環形成炭素数６以上５０以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基、
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基、または
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基
を表す。但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
【０１８６】
前記一般式（Ａ１）において、Ｌは、連結基であり、
環形成炭素数６以上５０以下の２価の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数５以上５０以下の２価の芳香族複素環基、
２個以上の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を
単結合、
エーテル結合、
チオエーテル結合、
炭素数１以上２０以下のアルキレン基、
炭素数２以上２０以下のアルケニレン基、もしくは
アミノ基
で結合して得られる２価の基、
を表す。但し、ここで挙げた２価の芳香族炭化水素基、および２価の芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
【０１８７】
前記一般式（Ａ１）で表される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。
【０１８８】
【化６９】
2015167150.tif 000071
【０１８９】
また、下記一般式（Ａ２）で表される芳香族アミンも、正孔注入・輸送層の形成に好適に用いられる。
【０１９０】
【化７０】
2015167150.tif 000072
【０１９１】
前記一般式（Ａ２）において、Ａｒ１からＡｒ３までの定義は前記一般式（Ａ１）のＡｒ１からＡｒ４までの定義と同様である。以下に一般式（Ａ２）で表される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。
【０１９２】
【化７１】
2015167150.tif 000073
【０１９３】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層は第１正孔輸送層（陽極側）と第２正孔輸送層（陰極側）の２層構造にしてもよい。
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましい。
【０１９４】
本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層または第１正孔輸送層の陽極側にアクセプター材料を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
前記アクセプター材料としては下記式（Ｋ）で表される化合物が好ましい。
【０１９５】
【化７２】
2015167150.tif 000074
【０１９６】
上記式（Ｋ）中、Ｒ２１〜Ｒ２６は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−ＣＯＮＨ２、カルボキシル基、又は−ＣＯＯＲ２７（Ｒ２７は炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のシクロアルキル基を表す）を表す。ただし、Ｒ２１及びＲ２２、Ｒ２３及びＲ２４、並びにＲ２５及びＲ２６の１又は２以上の対が一緒になって−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−で示される基を形成してもよい。）
Ｒ２７としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アクセプター材料を含有する層の膜厚は特に限定されないが、５ｎｍ〜２０ｎｍであるのが好ましい。
【０１９７】
（電子注入・輸送層）
電子注入・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など、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入・輸送層は、電子注入層と電子輸送層とのうちの少なくともいずれか一方を備える。
本実施形態の有機ＥＬ素子においては、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。
なお、「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。
【０１９８】
電子注入層に用いる電子輸送性材料としては、分子内に窒素、酸素、硫黄、リンなどのヘテロ原子を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、下記一般式（Ｂ１）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
【０１９９】
【化７３】
2015167150.tif 000075
【０２００】
一般式（Ｂ１）におけるＲ２からＲ７までは、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以上４０以下の炭化水素基、
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、または、
芳香族複素環基であり、
これらは置換基を有してもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。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。
【０２０１】
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。アルキルアミノ基およびアラルキルアミノ基は−ＮＱ１Ｑ２と表される。Ｑ１およびＱ２の具体例としては、独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基（アルキル基の水素原子がアリール基で置換された基）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。Ｑ１およびＱ２の一方は水素原子であってもよい。
なお、アラルキル基は、前記アルキル基の水素原子が前記アリール基で置換された基である。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ１Ａｒ２と表され、Ａｒ１および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で説明した基と同様である。Ａｒ１およびＡｒ２の一方は水素原子であってもよい。
【０２０２】
上記一般式（Ｂ１）のＭは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。
上記一般式（Ｂ１）のＬは、下記一般式（Ｂ２）または（Ｂ３）で表される基である。
【０２０３】
【化７４】
2015167150.tif 000076
【０２０４】
前記一般式（Ｂ２）中、Ｒ８からＲ１２までは、それぞれ独立に、
水素原子、または炭素数１以上４０以下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。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
また、前記一般式（Ｂ３）中、Ｒ１３からＲ２７までは、それぞれ独立に、
水素原子、または炭素数１以上４０以下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。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
前記一般式（Ｂ２）および一般式（Ｂ３）のＲ８からＲ１２まで、およびＲ１３からＲ２７までが示す炭素数１以上４０以下の炭化水素基としては、前記一般式（Ｂ１）中のＲ２からＲ７までの具体例と同様のものが挙げられる。
また、前記一般式（Ｂ２）におけるＲ８からＲ１２まで、および前記一般式（Ｂ３）におけるＲ１３からＲ２７まで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’−ジイル基などが挙げられる。
【０２０５】
また、電子輸送層は、下記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）まで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。
【０２０６】
【化７５】
2015167150.tif 000077
【０２０７】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒは、
水素原子、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基、
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。
ｎは０以上４以下の整数である。
【０２０８】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒ１は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。
【０２０９】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立に、
水素原子、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。
【０２１０】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｌは、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基、または
フルオレニレン基である。
【０２１１】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ１は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基である。
【０２１２】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ２は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。
【０２１３】
前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ３は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基、または
「−Ａｒ１−Ａｒ２」で表される基（Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ前記と同じ）
である。
【０２１４】
また、前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中のＲ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｌ、Ａｒ１、Ａｒ２、およびＡｒ３の説明で挙げた芳香族炭化水素基、ピリジル基、キノリル基、アルキル基、アルコキシ基、ピリジニレン基、キノリニレン基、フルオレニレン基は、置換基を有してもよい。
【０２１５】
電子注入層また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また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また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−キノリノールまたは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。
【０２１６】
【化７６】
2015167150.tif 000078
【０２１７】
これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２
１、Ａｒ２２およびＡｒ２５は、環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。また、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。
ここで挙げた芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数１以上１０以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。
【０２１８】
これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ａｒ２０、Ａｒ２３およびＡｒ２４は、
環形成炭素数６以上４０以下の２価の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。
また、Ａｒ２３とＡｒ２４は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ここで挙げた２価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数１以上１０以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。
【０２１９】
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。
【０２２０】
【化７７】
2015167150.tif 000079
【０２２１】
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記一般式（Ｂ７）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記一般式（Ｂ８）に示す構造のものが挙げられる。
【０２２２】
【化７８】
2015167150.tif 000080
【０２２３】
前記一般式（Ｂ８）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ１ならびにＺ２は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
【０２２４】
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記一般式（Ｂ７）と（Ｂ８）もしくは上記一般式（Ｂ７）と下記一般式（Ｂ９）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。
【０２２５】
【化７９】
2015167150.tif 000081
【０２２６】
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。
【０２２７】
【化８０】
2015167150.tif 000082
【０２２８】
これら含窒素複素環基の各一般式中、Ｒは、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基
である。
これら含窒素複素環基の各一般式中、ｎは０以上５以下の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一または異なっていてもよい。
【０２２９】
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記一般式（Ｂ１０）で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
ＨＡｒ−Ｌ１−Ａｒ１−Ａｒ２    ・・・（Ｂ１０）
前記一般式（Ｂ１０）中、ＨＡｒは、
環形成炭素数１以上４０以下の含窒素複素環基である。
前記一般式（Ｂ１０）中、Ｌ１は、
単結合、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。
【０２３０】
前記一般式（Ｂ１０）中、Ａｒ１は、環形成炭素数６以上４０以下の２価の芳香族炭化水素基である。
前記一般式（Ｂ１０）中、Ａｒ２は、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。
【０２３１】
また、前記一般式（Ｂ１０）の式中のＨＡｒ、Ｌ１、Ａｒ１、およびＡｒ２の説明で挙げた含窒素複素環基、芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は置換基を有してもよい。
【０２３２】
前記一般式（Ｂ１０）の式中のＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
【０２３３】
【化８１】
2015167150.tif 000083
【０２３４】
前記一般式（Ｂ１０）の式中のＬ１は、例えば、下記の群から選択される。
【０２３５】
【化８２】
2015167150.tif 000084
【０２３６】
前記一般式（Ｂ１０）の式中の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。
【０２３７】
【化８３】
2015167150.tif 000085
【０２３８】
前記アリールアントラニル基の一般式中、Ｒ１からＲ１４までは、それぞれ独立して、
水素原子、
ハロゲン原子、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基、
環形成炭素数６以上４０以下のアリールオキシ基、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。
【０２３９】
前記アリールアントラニル基の一般式中、Ａｒ３は、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または  
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。
【０２４０】
但し、前記アリールアントラニル基の一般式中のＲ１からＲ１４まで、およびＡｒ３の説明で挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
また、Ｒ１からＲ８までは、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
【０２４１】
前記アリールアントラニル基の一般式中、Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
【０２４２】
【化８４】
2015167150.tif 000086
【０２４３】
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、下記一般式（Ｂ１１）で表される化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。
【０２４４】
【化８５】
2015167150.tif 000087
【０２４５】
この含窒素芳香多環有機化合物の一般式（Ｂ１１）中、Ｒ１からＲ４までは、それぞれ独立に、
水素原子、
脂肪族基、
脂肪族式環基、
炭素環式芳香族環基、または
複素環基
を表す。但し、ここで挙げた脂肪族基、脂肪族式環基、炭素環式芳香族環基、および複素環基は、置換基を有してもよい。
この含窒素芳香多環有機化合物の一般式（Ｂ１１）中、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。
【０２４６】
また、電子伝達性化合物として、下記一般式（Ｂ１２）で表される化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。
【０２４７】
【化８６】
2015167150.tif 000088
【０２４８】
前記一般式（Ｂ１２）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は互いに同一のまたは異なる基であって、下記一般式（Ｂ１２−１）で表わされる芳香族炭化水素基または縮合芳香族炭化水素基である。
【０２４９】
【化８７】
2015167150.tif 000089
【０２５０】
前記一般式（Ｂ１２−１）中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８およびＲ９は互いに同一のまた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つが飽和もしくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、またはアルキルアミノ基である。
【０２５１】
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
【０２５２】
なお、電子注入層また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以上１００ｎｍ以下である。
また、電子注入層の構成成分としては、含窒素環誘導体の他に、無機化合物として絶縁体また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。
【０２５３】
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およ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など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、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）、セレン化ナトリウム（Ｎａ２Ｓｅ）および酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）が挙げられる。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、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、硫化バリウム（ＢａＳ）およびセレン化カルシウム（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、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などが挙げられる。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、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）およびフッ化ベリリウム（ＢｅＦ２）などのフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
【０２５４】
また、半導体としては、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、アンチモン（Ｓｂ）および亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物などの一種単独また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、微結晶また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、ダークスポットなどの画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物などが挙げられる。
このような絶縁体または半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ以上１５ｎｍ以下程度である。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。
【０２５５】
（電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体）
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およ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、およ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、およ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。
【０２５６】
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または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。
【０２５７】
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）およ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。
【０２５８】
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、およ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。
【０２５９】
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状また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およ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およ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。分散濃度はモル比で有機物：電子供与性ドーパント，有機金属錯体＝１００：１から１：１００まで、好ましくは５：１から１：５までである。
電子供与性ドーパントおよ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およ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。
電子供与性ドーパントおよ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およ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。  また、本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとの割合としては、モル比で主成分：電子供与性ドーパント，有機金属錯体＝５：１から１：５までであると好ましく、２：１から１：２までであるとさらに好ましい。
【０２６０】
（ｎ／ｐドーピング）
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、特許第３６９５７１４号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング（ｎ）やアクセプター性材料のドーピング（ｐ）により、キャリア注入能を調整することができる。
ｎドーピングの代表例としては、電子輸送材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングする方法が挙げられ、ｐドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にＦ４ＴＣＮＱ（2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
【０２６１】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層以外の、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、障壁層等の有機薄膜層には、上述の例示した化合物以外に、従来の有機ＥＬ素子において使用される任意の化合物を選択して用いることができる。
【０２６２】
（有機ＥＬ素子の各層の形成方法）
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、スパッタリング法、インクジェット法、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、有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法、ＭＢＥ; Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）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、インクジェット法、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。
【０２６３】
（有機ＥＬ素子の各層の膜厚）
発光層の膜厚は、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以上５０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。発光層の膜厚を５ｎｍ以上とすることで、発光層を形成し易くなり、色度を調整し易くなる。発光層の膜厚を５０ｎｍ以下とすることで、駆動電圧の上昇を抑制できる。
その他の各有機薄膜層の膜厚は特に制限されないが、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。このような膜厚範囲とすることで、膜厚が薄すぎることに起因するピンホール等の欠陥を防止するとともに、膜厚が厚すぎることに起因する駆動電圧の上昇を抑制し、効率の悪化を防止できる。
【０２６４】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
第二実施形態の説明において第一実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略にする。また、第二実施形態では、第一実施形態で説明したものと同様の材料や化合物を用いることができる。
第二実施形態の有機ＥＬ素子は、電荷発生層と２つ以上の発光ユニットとを備えるいわゆるタンデム型の素子である。一対の電極から注入される電荷に加えて、電荷発生層から供給される電荷が発光ユニット内に注入されることになるので、電荷発生層を設けることによって、注入した電流に対する発光効率（電流効率）が向上する。
【０２６５】
図３に示すように、第二実施形態の有機ＥＬ素子１Ｂは、基板２の上に、陽極３、第一の発光ユニット５Ａ、電荷発生層２０、第二の発光ユニット５Ｂ、及び陰極４をこの順に積層されて構成される。
第一の発光ユニット５Ａは、陽極３側から、第一の正孔輸送層６１、第一の発光層５１、および第一の電子輸送層７１をこの順に積層されて構成される。
第二の発光ユニット５Ｂは、電荷発生層２０側から、第二の正孔輸送層６２、第二の発光層５２、および第二の電子輸送層７２をこの順に積層されて構成される。
第一の発光層５１、および第二の発光層５２の少なくともいずれかが、上述の第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料とを含有する発光層である。本実施形態では、第二の発光層５２が、上述の第一ホスト材料と、第二ホスト材料と、発光材料である燐光ドーパント材料（黄色発光性）とを含有する。第一の発光層は、蛍光ドーパント材料（青色発光性）と、蛍光ホスト材料とを含有する。
【０２６６】
電荷発生層２０は、有機ＥＬ素子１Ｂに電界を印加した際に、電荷が発生する層であり、第一の電子輸送層７１に電子を注入し、第二の正孔輸送層６２に正孔を注入する。
電荷発生層２０の材料としては、公知の材料や、例えば、ＵＳ７，３５８，６６１に記載の材料を使用することができる。具体的には、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｒｕなどの金属酸化物、窒化物、ヨウ化物、ホウ化物などが挙げられる。また、第一の発光層５１が電荷発生層２０から電子を容易に受け取れるようにするため、第一の電子輸送層７１における電荷発生層界面近傍にアルカリ金属で代表されるドナーをドープすることが好ましい。ドナーとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体のうち少なくとも一種を選ぶことができる。このようなドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体に使用できる化合物の具体例として、特許出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００３４３４の公報に記載の化合物が挙げられる。
【０２６７】
なお、第二の正孔輸送層６２及び第二の電子輸送層７２は、第一実施形態の正孔輸送層及び電子輸送層と同様である。
有機ＥＬ素子１Ｂは、いわゆるタンデム型素子であるため、駆動電流の低減を図ることができ、耐久性の向上も図ることができる。
【０２６８】
[実施形態の変形]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。
【０２６９】
本発明の有機ＥＬ素子は、正孔輸送層、発光層、スペース層、及び障壁層等を有していてもよく、これらが上述の第一ホスト材料や第二ホスト材料と同様の化合物を含んでいてもよい。
有機ＥＬ素子の構成として、例えば、発光層の陽極側に電子障壁層を、発光層の陰極側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層に閉じ込めて、発光層における励起子の生成確率を高めることができる。
また、発光層は、１層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも１つの発光層が、第一ホスト材料および第二ホスト材料を含んでいればよい。
また、有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、その他の層（例えば、電荷発生層）を介して積層されていてもよい。
【０２７０】
本発明の有機ＥＬ素子は、蛍光型の単色発光素子又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光型と燐光型とのハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよく、中でも、燐光発光型であることが好ましい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
【０２７１】
＜１＞陽極／発光ユニット／陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
（ａ１）正孔輸送層／発光層（／電子輸送層）
（ｂ１）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層（／電子輸送層）
（ｃ１）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｄ１）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｅ１）正孔輸送層／第一燐光発光層／スペース層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｆ１）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｇ１）正孔輸送層／電子障壁層／発光層（／電子輸送層）
（ｈ１）正孔輸送層／発光層／正孔障壁層（／電子輸送層）
（ｉ１）正孔輸送層／蛍光発光層／トリプレット障壁層（／電子輸送層）
【０２７２】
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光層（ｄ１）において、正孔輸送層／第一燐光発光層（赤色発光）／第二燐光発光層（緑色発光）／スペース層／蛍光発光層（青色発光）／電子輸送層といった層構成等が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
【０２７３】
タンデム型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
＜２＞陽極／第一発光ユニット／中間層／第二発光ユニット／陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
【０２７４】
（スペース層）
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが２．６ｅＶ以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
【０２７５】
（障壁層）
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット障壁層は、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
トリプレット障壁層を設ける場合、燐光素子においては、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをＥＴｄ、トリプレット障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをＥＴＴＢとすると、ＥＴｄ＜ＥＴＴＢのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ（他分子へ移動できなくなり）、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率に発光することができると推測される。ただし、ＥＴｄ＜ＥＴＴＢの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔＥＴ＝ＥＴＴＢ−ＥＴｄが小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔＥＴを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなる。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔＥＴは大きい程好ましく、０．１ｅＶ以上であるとさらに好ましく、０．２ｅＶ以上であると特に好ましい。
【０２７６】
また、トリプレット障壁層を構成する材料の電子移動度は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが望ましい。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ法等幾つかの方法が知られているが、ここではインピーダンス分光法で決定される電子移動度をいう。
電子注入層は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
【実施例】
【０２７７】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【０２７８】
＜化合物の合成＞
・合成例１−１（化合物Ｈ１−１の合成）
・合成例１−１−１(中間体１−１の合成)
【０２７９】
【化８８】
2015167150.tif 000090
【０２８０】
アルゴン気流下、１０００ｍＬのナスフラスコに、カルバゾール（５６ｇ、３３４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２５０ｍＬ）を加えて氷浴中（塩化ナトリウム添加）にて−７℃まで冷却し、Ｎ−ブロモスクシンイミド（１１９ｇ、６６８ｍｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２００ｍＬ）溶液を滴下して、−７℃にて４時間撹拌した。
反応液に上水を加えて室温まで昇温した後、析出した固体をろ過して取り出した。トルエンにて、得られた固体の再結晶を繰り返すことによって、中間体１−１（７１ｇ、収率６５％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−１と同定した。
【０２８１】
・合成例１−１−２(中間体１−２の合成)
【０２８２】
【化８９】
2015167150.tif 000091
【０２８３】
アルゴン気流下、２０００ｍＬのナスフラスコに、中間体１−１（３３ｇ、１０２ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（２７ｇ、２２１ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（７．０ｇ、６．１ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン（６００ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（２００ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残差をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体１−２（１９ｇ、収率５８％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−２と同定した。
【０２８４】
・合成例１−１−３(中間体１−３の合成)
【０２８５】
【化９０】
2015167150.tif 000092
【０２８６】
中間体１−２の合成において、中間体１−１の代わりに２，４，６−トリクロロピリミジンを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−３と同定した。
【０２８７】
・合成例１−１−４(中間体１−４の合成)
【０２８８】
【化９１】
2015167150.tif 000093
【０２８９】
中間体１−２の合成において、中間体１−１の代わりに中間体１−３を用い、フェニルボロン酸の代わりに４’−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）ビフェニル−４−カルボニトリルを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−４と同定した。
【０２９０】
・合成例１−１−５(化合物Ｈ１−１の合成)
【０２９１】
【化９２】
2015167150.tif 000094
【０２９２】
アルゴン気流下、中間体１−２（２．３ｇ、７．２ｍｍｏｌ）、中間体１−４（３．２ｇ、８．６ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．２６ｇ、０．２９ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．２１ｇ、０．７２ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（１．４ｇ、１４ｍｍｏｌ）、無水キシレン（４０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、３．６ｇの黄白色固体（Ｈ１−１）を得た。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=325nm)；λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C47H30N4=650, found m/z=650 (M+)
FL(PhMe, λex=325nm)；λmax, 471nm
【０２９３】
・合成例１−２（化合物Ｈ１−２の合成）
・合成例１−２−１(中間体１−５の合成)
【０２９４】
【化９３】
2015167150.tif 000095
【０２９５】
アルゴン気流下、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼン（１１．２ｇ、４０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（４．９ｇ、４０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（１．３９ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、トルエン（１２０ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（６０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体５（６．６ｇ、収率５９％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−５と同定した。
【０２９６】
・合成例１−２−２(中間体１−６の合成)
【０２９７】
【化９４】
2015167150.tif 000096
【０２９８】
アルゴン気流下、中間体１−５（６．６ｇ、２３．７ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン(１５．６ｇ、５９．３ｍｍｏｌ)、ｏ−ジクロロベンゼン（２４ｍＬ）を順次加えて８時間１８０℃で加熱した。
室温まで反応液を冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体６（４ｇ、収率６８％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−６と同定した。
【０２９９】
・合成例１−２−３(中間体１−７の合成)
【０３００】
【化９５】
2015167150.tif 000097
【０３０１】
中間体１−５の合成において、２−ニトロ−１,４−ジブロモベンゼンの代わりに中間体１−６を用い、フェニルボロン酸の代わりに９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イルボロン酸を用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−７と同定した。
【０３０２】
・合成例１−２−４(化合物Ｈ１−２の合成)
【０３０３】
【化９６】
2015167150.tif 000098
【０３０４】
化合物Ｈ１−１の合成において、中間体１−２の代わりに中間体１−７を用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=325nm)；λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C53H33N5=739, found m/z=739 (M+)
FL(PhMe, λex=325nm)；λmax, 475nm
【０３０５】
・合成例１−３（化合物Ｈ１−３の合成）
・合成例１−３−１(中間体１−８の合成)
【０３０６】
【化９７】
2015167150.tif 000099
【０３０７】
化合物Ｈ１−１の合成において、中間体１−２の代わりにカルバゾールを用い、中間体１−４の代わりに１−ブロモ−４−ヨードベンゼンを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−８と同定した。
【０３０８】
・合成例１−３−２(中間体１−９の合成)
【０３０９】
【化９８】
2015167150.tif 000100
【０３１０】
アルゴン気流下、中間体１−８（８．４ｇ、２５ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラト）ジボロン（８．３ｇ、３３ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（II）ジクロリド ジクロロメタン付加物（０．６２ｇ、０．７５ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム（７．４ｇ、７５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１７０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体１−９（５．５ｇ、収率６０％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１−９と同定した。
【０３１１】
・合成例１−３（化合物Ｈ１−３の合成）
【０３１２】
【化９９】
2015167150.tif 000101
【０３１３】
化合物Ｈ１−１の合成において、中間体１−２の代わりに中間体１−９を用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）、トルエン溶液中の蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=300nm)；λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C41H16N4=574, found m/z=574 (M+)
FL(PhMe, λex=300nm)；λmax, 416nm
【０３１４】
・合成例２−１（化合物Ｈ２−１の合成）
・合成例２−１−１(中間体２−１の合成)
【０３１５】
【化１００】
2015167150.tif 000102
【０３１６】
アルゴン気流下、２０００ｍＬのナスフラスコに、３−ブロモカルバゾール（４３ｇ、１７４ｍｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−イルボロン酸（５０ｇ、１７４ｍｍｏｌ）、［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（II）ジクロリド ジクロロメタン付加物（１．４ｇ、１．７ｍｍｏｌ）、ジオキサン（６１０ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（２６０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体４（４３ｇ、収率６０％）を得た。ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体２−１と同定した。
【０３１７】
・合成例２−１−２（化合物Ｈ２−１の合成）
【０３１８】
【化１０１】
2015167150.tif 000103
【０３１９】
アルゴン気流下、３００ｍＬのナスフラスコに、中間体２−１（５．１４ｇ、１２．６ｍｍｏｌ）、４’−ブロモビフェニル−４−カルボニトリル（３．９０ｇ、１５．１ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０．４６２ｇ、０．５０５ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩（０．４７０ｇ、１．６２ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（２．４２ｇ、２５．２ｍｍｏｌ）、無水キシレン（２５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、４．５ｇの白色固体（Ｈ２−１）を得た。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）、トルエン溶液中の紫外線吸収極大波長UV(PhMe)；λｍａｘ、及び蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=310nm)；λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C43H27N3=585, found m/z=585 (M+)
UV(PhMe)；λmax, 340nm、
FL(PhMe, λex=310nm)；λmax, 424nm
【０３２０】
・合成例２−２（化合物Ｈ２−２の合成）
【０３２１】
【化１０２】
2015167150.tif 000104
【０３２２】
化合物Ｈ２−１の合成において、４’−ブロモビフェニル−４−カルボニトリルの代わりに４−ブロモベンゾニトリルを用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）、トルエン溶液中の紫外線吸収極大波長UV(PhMe)；λｍａｘ、及び蛍光発光極大波長FL(PhMe, λex=300nm)；λmaxを以下に示す。
FDMS, calcd for C37H23N3=509, found m/z=509 (M+)
UV(PhMe)；λmax, 339nm、
FL(PhMe, λex=300nm)；λmax, 404nm
【０３２３】
［有機ＥＬ素子の作製及び発光性能評価］
【０３２４】
・実施例１
（有機ＥＬ素子の製造）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック株式会社製）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分間行った。ＩＴＯ透明電極の膜厚は、７７ｎｍとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして下記電子受容性（アクセプター）化合物Ｃ−１を蒸着し、膜厚５ｎｍの化合物Ｃ−１膜を成膜した。
この化合物Ｃ−１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（化合物Ｘ−１）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芳香族アミン誘導体（化合物Ｘ−２）を蒸着し、膜厚１０ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
さらに、この第２正孔輸送層上に、第一ホスト材料としての下記化合物Ｈ１−１と、第二ホスト材料としての下記化合物Ｈ２−１と、燐光発光ドーパント材料としての下記化合物Ｉｒ（ｂｚｑ）３とを共蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を成膜した。発光層内における化合物Ｉｒ（ｂｚｑ）３の濃度は１０．０質量％、ホスト材料Ｈ１−１の濃度は４５．０質量％、ホスト材料Ｈ２−１の濃度４５．０質量％であった。この共蒸着膜は発光層として機能する。
そして、この発光層成膜に続けて下記化合物ＥＴを膜厚３５ｎｍで成膜した。この化合物ＥＴ膜は電子輸送層として機能する。
次に、ＬｉＦを電子注入性電極（陰極）として成膜速度０．１オングストローム／ｍｉｎで膜厚を１ｎｍとした。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを蒸着させ、金属陰極を膜厚８０ｎｍで形成した。
実施例１の有機ＥＬ素子は、このようにして作製した。
【０３２５】
以下に、実施例および比較例で使用した化合物を示す。
【０３２６】
【化１０３】
2015167150.tif 000105
【０３２７】
【化１０４】
2015167150.tif 000106
【０３２８】
【化１０５】
2015167150.tif 000107
【０３２９】
【化１０６】
2015167150.tif 000108
【０３３０】
表１に実施例および比較例において作製した有機ＥＬ素子の構成を示す。なお、表１中のカッコ（  ）内の数字のうち単位のないものは、各層の厚さ（単位：ｎｍ）を示す。また、％の表示のあるものは、当該化合物の質量％濃度を示す。
【０３３１】
【表１】
2015167150.tif 000109
【０３３２】
・実施例２〜３、比較例１〜３、参考例１〜３
実施例２〜３、比較例１〜３、参考例１〜３に係る有機ＥＬ素子は、表１に示すように素子構成を変更した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０３３３】
（有機ＥＬ素子の評価）
作製した有機ＥＬ素子の駆動電圧、外部量子効率ＥＱＥ、及び寿命ＬＴ９５について評価を行った。結果を表２に示す。
・駆動電圧
電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるようにＩＴＯとＡｌとの間に通電したときの電圧（単位：Ｖ）を計測した。
・外部量子効率ＥＱＥ
電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように室温下で電圧を印加し、そのときのＥＬ発光スペクトルを分光放射輝度計（ＣＳ−１０００：コニカミノルタ社製）にて計測した。得られた上記分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率ＥＱＥ（単位：％）を算出した。
・寿命
電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における９５％寿命（定電流駆動で、輝度が初期輝度の９５％まで低下するまでの時間。ＬＴ９５と記す場合がある。）を求めた。
【０３３４】
【表２】
2015167150.tif 000110
【０３３５】
表２より、実施例１〜３の有機ＥＬ素子は、比較例１〜３の有機ＥＬ素子と比べて、発光効率（外部量子効率ＥＱＥ）の点では、同等であり、しかも長寿命化したことが分かった。
実施例１〜３の有機ＥＬ素子は、式（１）で表される部分構造を有する第一ホスト材料（化合物Ｈ１−１，Ｈ１−２，Ｈ１−３）と、式（３）で表される部分構造を有する第二ホスト材料（化合物Ｈ２−１，Ｈ２−２）とを組み合わせて発光層のホスト材料（コホスト）として用いたことが起因していると考えられる。
【０３３６】
一方で、比較例１〜３の有機ＥＬ素子は、式（１）で表される部分構造を有さない化合物Ｆ１、また、式（３）で表される部分構造を有さない化合物Ｆ２を用いた。比較例１および比較例２は、化合物Ｆ１および化合物Ｆ２をそれぞれ単独で用いた有機ＥＬ素子であり、寿命が顕著に短い。
さらに、比較例３のように化合物Ｆ１と化合物Ｆ２とを組み合わせて発光層のホスト材料として用いても、素子寿命が短いことが分かった。化合物Ｆ１は、実施例１の第一ホスト材料としての化合物Ｈ−１とシアノ基の有無の違いの他は、骨格が類似し、化合物Ｆ２は、実施例１の第二ホスト材料としての化合物Ｈ２−１とシアノ基の有無の違いの他は、骨格が類似している。しかしながら、上述したように、第一ホスト材料および第二ホスト材料が特定の部分構造を有していることで、実施例１の有機ＥＬ素子の寿命は、８０時間と、当該特定の部分構造を有さない化合物同士を組み合わせた比較例３の有機ＥＬ素子の寿命（２０時間）に対して、４倍も長寿命化した。
【０３３７】
参考例１は、実施例２の第一ホスト材料として用いた化合物Ｈ１−２を単独でホスト材料として用いた例であるが、実施例２の有機ＥＬ素子の方が、参考例１の有機ＥＬ素子の寿命に比べて、２倍程度の寿命の長さを示した。
参考例２は、実施例２の第一ホスト材料として用いた化合物Ｈ１−２と、比較例１で用いた化合物Ｆ１との組み合わせによる発光層の例である。参考例２の有機ＥＬ素子は、比較例１の有機ＥＬ素子に比べて２倍の寿命を示した。ただし、実施例２の有機ＥＬ素子と比べて、短い寿命となった。
参考例３は、実施例１の第一ホスト材料として用いた化合物Ｈ１−１と、比較例２で用いた化合物Ｆ２との組み合わせによる発光層の例である。参考例３の有機ＥＬ素子は、比較例３の有機ＥＬ素子に比べて２倍の寿命を示した。ただし、実施例１の有機ＥＬ素子と比べて、半分の寿命となった。
実施例１〜３のように、発光層の２つのホスト材料がそれぞれ、式（１）で表される部分構造、式（３）で表される部分構造を有すると、長寿命化の効果が顕著に表れることが分かった。
【０３３８】
また、実施例１と実施例２とを比較すると、第一ホスト材料について、化合物Ｈ１−１のようにカルバゾール骨格から、化合物Ｈ１−２のようにビスカルバゾール骨格へと変更することで、さらに長寿命化することが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０３３９】
本発明の有機ＥＬ素子は、ディスプレイや照明装置に利用できる。
【符号の説明】
【０３４０】
１…有機ＥＬ素子、２…基板、３…陽極、４…陰極、５…発光層。
【図１】
2015167150.tif 000127
【図２】
2015167150.tif 000128
【図３】
2015167150.tif 000129