(57)【要約】【課題】強力なｎ型ドーピング材料である新規化合物を利用した発光素子、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有し、電子輸送層が、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有し、電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が、複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、発光素子。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有し、
前記電子輸送層が、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有し、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が、前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子。
【請求項２】
前記電子輸送層と前記陰極とが隣接している、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電子輸送層における前記ドーパント材料の含有量が、前記電子輸送性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部である、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記発光層が燐光発光性材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記複素環式化合物が式（１−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
【化１】
2017183409.tif 000104
【化２】
2017183409.tif 000105
【化３】
2017183409.tif 000106
［式中、
Ａ１は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−を表す。２つのＡ１は互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも１つのＡ１は−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−である。
Ｒ３は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。２つのＲ３は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、該環上には置換基が結合していてもよい。
Ｒ４は水素原子、−Ｃ（Ｒ６）３、−ＯＲ７、−Ｎ（Ｒ７）２又は−Ｓｉ（Ｒ７）３を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｒ５はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ８−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。Ｒ５が複数存在するとき、複数あるＲ５は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ６は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ６は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ６が結合して環を形成してもよい。
Ｒ７はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ７は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ７が結合して環を形成してもよい。
Ｒ８はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。Ｒ８が複数存在するとき、複数あるＲ８は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｘ−はカチオンに対する対アニオンを表す。］
【請求項６】
前記複素環式化合物が式（２−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（２−Ｂ）又は式（２−Ｃ）で表される化合物である、請求項５に記載の発光素子。
【化４】
2017183409.tif 000107
【化５】
2017183409.tif 000108
【化６】
2017183409.tif 000109
［式中、
Ｒ４、Ｒ５及びＸ−は前記と同じである。
Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｍが２以上の場合、複数あるＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ２同士が互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ９はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｎが２以上の場合、複数あるＲ９は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ９同士が互いに結合して環を形成してもよい。
ｍは０〜５の整数を表す。
ｎは０〜４の整数を表す。
ｍ＋ｎは２以上である。］
【請求項７】
前記電子輸送性材料が式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【化７】
2017183409.tif 000110
［式中、
ｎＥ１は１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はＲＥ１以外の置換基を有していてもよい。
ＲＥ１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、１価の複素環基、又は、式：−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１で表される基を表す。ＲＥ１が複数存在するとき、複数あるＲＥ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｘ１はヘテロ原子を含む１価の基を表す。Ｘ１が複数存在するとき、複数あるＸ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＥ２は直接結合又は（ｍ１＋１）価の基を表す。
ｍ１は１以上の整数を表す。］
【請求項８】
前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
【化８】
2017183409.tif 000111
［式中、
ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
ＬＨ２は−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。
ＬＨ２１は単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＲＨ２１は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＬＨ１が複数存在するとき、複数あるＬＨ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在するとき、複数あるＬＨ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、０以上の整数を表す。］
【請求項９】
ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物により、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の電子輸送性材料をドーピングする工程を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
電子輸送層の製造方法。
【請求項１０】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する発光素子の製造方法であって、
ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有する組成物を準備する工程と、
前記組成物を塗布法により成膜して、前記電子輸送層を形成する工程と、
を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機物の超薄膜を用いた有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、高分子有機ＥＬ（ＰＬＥＤ）、有機薄膜太陽電池（ＯＰＶ）、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）などの各種電子デバイスの研究が盛んに行われている。これらの電子デバイスにおいて、導電率を向上させる方法として、ドーピング材料を使用する方法が知られている。
【０００３】
例えば、非特許文献１にはＮ−ＤＭＢＩをｎ型ドーピング材料として用いた有機薄膜トランジスタが開示され、特許文献１にはＮ−ＤＭＢＩをｎ型ドーピング材料として用いた有機ＥＬ素子が開示され、特許文献２には有機半導体材料をドーピングするためのｎ型ドーパント前駆体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００７０１７８号明細書
【特許文献２】特表２０１０−５３２５５５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Bao et al, “Use of a 1H-Benzoimidazole Derivative as an n-TypeDopant and To Enable Air-Stable Solution-Processed n-Channel Organic Thin-FilmTransistors” J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8852
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、塗布法で成膜可能な安定なｎ型ドーピング材料は、これまで十分な知見が得られていない。例えば、上述した先行技術文献でｎ型ドーピング材料として記載された化合物は、必ずしも電子供与性が十分ではなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、強力なｎ型ドーピング材料を用いた発光素子、及びその製造方法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】
【０００８】
本発明は、以下の［１］〜［１０］を提供する。
【０００９】
［１］陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有し、
前記電子輸送層が、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有し、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が、前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子。
［２］前記電子輸送層と前記陰極とが隣接している、［１］に記載の発光素子。
［３］前記電子輸送層における前記ドーパント材料の含有量が、前記電子輸送性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部である、［１］又は［２］に記載の発光素子。
［４］前記発光層が燐光発光性材料を含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の発光素子。
［５］前記複素環式化合物が式（１−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物である、［１］〜［４］のいずれかに記載の発光素子。
【化１】
2017183409.tif 000002
【化２】
2017183409.tif 000003
【化３】
2017183409.tif 000004
［式中、
Ａ１は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−を表す。２つのＡ１は互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも１つのＡ１は−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−である。
Ｒ３は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。２つのＲ３は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、該環上には置換基が結合していてもよい。
Ｒ４は水素原子、−Ｃ（Ｒ６）３、−ＯＲ７、−Ｎ（Ｒ７）２又は−Ｓｉ（Ｒ７）３を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｒ５はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ８−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。Ｒ５が複数存在するとき、複数あるＲ５は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ６は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ６は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ６が結合して環を形成してもよい。
Ｒ７はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ７は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ７が結合して環を形成してもよい。
Ｒ８はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。Ｒ８が複数存在するとき、複数あるＲ８は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｘ−はカチオンに対する対アニオンを表す。］
［６］前記複素環式化合物が式（２−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（２−Ｂ）又は式（２−Ｃ）で表される化合物である、［５］に記載の発光素子。
【化４】
2017183409.tif 000005
【化５】
2017183409.tif 000006
【化６】
2017183409.tif 000007
［式中、
Ｒ４、Ｒ５及びＸ−は前記と同じである。
Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｍが２以上の場合、複数あるＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ２同士が互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ９はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｎが２以上の場合、複数あるＲ９は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ９同士が互いに結合して環を形成してもよい。
ｍは０〜５の整数を表す。
ｎは０〜４の整数を表す。
ｍ＋ｎは２以上である。］
［７］前記電子輸送性材料が式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、［１］〜［６］のいずれかに記載の発光素子。
【化７】
2017183409.tif 000008
［式中、
ｎＥ１は１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はＲＥ１以外の置換基を有していてもよい。
ＲＥ１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、１価の複素環基、又は、−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１で表される基を表す。ＲＥ１が複数存在するとき、複数あるＲＥ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｘ１はヘテロ原子を含む１価の基を表す。Ｘ１が複数存在するとき、複数あるＸ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＥ２は直接結合又は（ｍ１＋１）価の基を表す。
ｍ１は１以上の整数を表す。
［８］前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、［１］〜［７］のいずれかに記載の発光素子。
【化８】
2017183409.tif 000009
［式中、
ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
ＬＨ２は−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。
ＬＨ２１は単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＲＨ２１は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＬＨ１が複数存在するとき、複数あるＬＨ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在するとき、複数あるＬＨ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、０以上の整数を表す。］
［９］ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物により、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の電子輸送性材料をドーピングする工程を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
電子輸送層の製造方法。
［１０］陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する発光素子の製造方法であって、
ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有する組成物を準備する工程と、
前記組成物を塗布法により成膜して、前記電子輸送層を形成する工程と、
を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発光素子は、強力なｎ型ドーピング材料を用いており、高輝度で発光する。また、本発明に係る発光素子は、ｎ型ドーピング材料が溶媒中で比較的安定であるため、塗布法を用いて容易に製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
＜共通する用語の説明＞
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
【００１３】
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｂｕはブチル基、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基、ｔ−Ｂｕはｔｅｒｔ−ブチル基、Ｐｈはフェニル基を表す。
【００１４】
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
【００１５】
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合又は配位結合を意味する。
【００１６】
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０３以上（例えば、１×１０３〜１×１０８）である重合体を意味する。高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
【００１７】
高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。この末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素−炭素結合を介してアリール基又は１価の複素環基と結合している基が挙げられる。
【００１８】
「構成単位」とは、高分子化合物中に１個以上存在する単位を意味する。
【００１９】
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が１×１０４以下の化合物を意味する。
【００２０】
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常１〜５０であり、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは１〜６である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜５０であり、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは４〜２０である。
アルキル基は、置換基を有していてもよい。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、２−エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−プロピルヘプチル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基、２−エチルオクチル基、２−ヘキシルデシル基、ドデシル基等が挙げられる。また、アルキル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。このようなアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、３−フェニルプロピル基、３−（４−メチルフェニル）プロピル基、３−（３，５−ジ−ヘキシルフェニル）プロピル基、６−エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜５０であり、好ましくは３〜３０であり、より好ましくは４〜２０である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
【００２１】
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子１個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常６〜６０であり、好ましくは６〜２０であり、より好ましくは６〜１０である。
アリール基は、置換基を有していてもよい。アリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基、２−フェニルフェニル基、３−フェニルフェニル基、４−フェニルフェニル基等が挙げられる。また、アリール基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
【００２２】
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常１〜４０であり、好ましくは１〜６である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられる。また、アルコキシ基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよい。シクロアルコキシ基としては、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
【００２３】
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常６〜６０であり、好ましくは６〜４８である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよい。アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、１−アントラセニルオキシ基、９−アントラセニルオキシ基、１−ピレニルオキシ基等が挙げられる。また、アリールオキシ基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
【００２４】
「アルキルスルフェニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキルスルフェニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常１〜４０であり、好ましくは４〜１０である。分岐のアルキルスルフェニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
アルキルスルフェニル基は、置換基を有していてもよい。アルキルスルフェニル基としては、例えば、メチルスルフェニル基、エチルスルフェニル基、プロピルスルフェニル基、イソプロピルスルフェニル基、ブチルスルフェニル基、イソブチルスルフェニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフェニル基、ペンチルスルフェニル基、ヘキシルスルフェニル基、ヘプチルスルフェニル基、オクチルスルフェニル基、２−エチルヘキシルスルフェニル基、ノニルスルフェニル基、デシルスルフェニル基、３，７−ジメチルオクチルスルフェニル基、ラウリルスルフェニル基等が挙げられる。また、アルキルスルフェニル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
「シクロアルキルスルフェニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜４０であり、好ましくは４〜１０である。
シクロアルキルスルフェニル基は、置換基を有していてもよい。シクロアルキルスルフェニル基としては、例えば、シクロヘキシルスルフェニル基が挙げられる。
【００２５】
「アリールスルフェニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常６〜６０であり、好ましくは７〜４８である。
アリールスルフェニル基は、置換基を有していてもよい。アリールスルフェニル基としては、例えば、フェニルスルフェニル基、１−ナフチルスルフェニル基、２−ナフチルスルフェニル基、１−アントラセニルスルフェニル基、９−アントラセニルスルフェニル基、１−ピレニルスルフェニル基等が挙げられる。また、アリールスルフェニル基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基であってもよい。
【００２６】
「ｐ価の複素環基」（ｐは、１以上の整数を表す。）とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちｐ個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。ｐ価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちｐ個の水素原子を除いた残りの原子団である「ｐ価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
【００２７】
ｐ価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常２〜６０であり、好ましくは３〜２０であり、より好ましくは４〜２０である。
ｐ価の複素環基は、置換基を有していてもよい。ｐ価の複素環基のうち、１価の複素環基としては、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基等が挙げられる。また、１価の複素環基は、これらの基における水素原子の一部又は全部が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基であってもよい。
【００２８】
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
【００２９】
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基が好ましい。
置換アミノ基としては、２置換アミノ基が好ましい。２置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。また、２置換アミノ基の置換基は互いに結合して環を形成してもよい。２置換アミノ基の置換基としてのアルキル基の炭素原子数は、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは１〜６であり、更に好ましくは１〜４である。
２置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス（４−メチルフェニル）アミノ基、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基、ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ基が挙げられる。
【００３０】
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常２〜３０であり、好ましくは３〜２０である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常３〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、３−ペンテニル基、４−ペンテニル基、１−ヘキセニル基、５−ヘキセニル基、７−オクテニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【００３１】
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常２〜２０であり、好ましくは３〜２０である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常４〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常４〜３０であり、好ましくは４〜２０である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよい。アルキニル基としては、例えば、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、３−ペンチニル基、４−ペンチニル基、１−ヘキシニル基、５−ヘキシニル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。
【００３２】
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子２個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常６〜６０であり、好ましくは６〜３０であり、より好ましくは６〜１８である。
アリーレン基は、置換基を有していてもよい。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基における水素原子の一部又は全部が置換基で置換された基が挙げられる。アリーレン基は、好ましくは、式（Ａ−１）〜式（Ａ−２０）で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
【００３３】
【化９】
2017183409.tif 000010
【００３４】
【化１０】
2017183409.tif 000011
【００３５】
【化１１】
2017183409.tif 000012
【００３６】
【化１２】
2017183409.tif 000013
【００３７】
式中、Ｒ及びＲａ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、アリール基又は１価の複素環基を表す。複数存在するＲ及びＲａは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ｒａ同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。
【００３８】
２価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常２〜６０であり、好ましくは、３〜２０であり、より好ましくは、４〜１５である。
２価の複素環基は、置換基を有していてもよい。２価の複素環基としては、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール又はトリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち２個の水素原子を除いた２価の基が挙げられる。２価の複素環基は、好ましくは、式（ＡＡ−１）〜式（ＡＡ−３４）で表される基である。２価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
【００３９】
【化１３】
2017183409.tif 000014
【００４０】
【化１４】
2017183409.tif 000015
【００４１】
【化１５】
2017183409.tif 000016
【００４２】
【化１６】
2017183409.tif 000017
【００４３】
【化１７】
2017183409.tif 000018
【００４４】
【化１８】
2017183409.tif 000019
【００４５】
【化１９】
2017183409.tif 000020
【００４６】
式中、Ｒ及びＲａは上記と同じ意味を表す。
【００４７】
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基である。架橋基は、好ましくは、式（Ｂ−１）〜（Ｂ−１７）のいずれかで表される基である。これらの基は、置換基を有していてもよい。
【００４８】
【化２０】
2017183409.tif 000021
【００４９】
「置換基」とは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、１価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基又はシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋基であってもよい。
【００５０】
＜発光素子＞
本実施形態に係る発光素子は、陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する。本実施形態に係る発光素子において、電子輸送層は、ＬＵＭＯ（最低空軌道）準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ（半占軌道）準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有している。また、電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位は、複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい。
【００５１】
以下、本実施形態に係る発光素子が有する各要素について詳細に説明する。
【００５２】
＜電子輸送層＞
本実施形態において、電子輸送層に含まれるドーパント材料は、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物、及び、当該複素環式化合物の誘導体からなる群より選択される。なお、複素環式化合物は、複素環を有する有機化合物ということもできる。
【００５３】
複素環式化合物のＳＯＭＯ準位は、量子化学計算プログラムＧａｕｓｓｉａｎ０９を用い、Ｂ３ＬＹＰレベルの密度汎関数法により、基底としてはＭＩＤＩ！を用い、複素環式化合物のラジカル状態の構造最適化を行い、該最適化された構造におけるＳＯＭＯ準位を求めることができる。
【００５４】
ドーパントの安定性に優れるので、ＳＯＭＯ準位の上限は、−１．５ｅＶが好ましく、−１．８ｅＶがより好ましく、ＳＯＭＯ準位の下限は、−１．９ｅＶが好ましく、−２．０ｅＶがより好ましい。
【００５５】
複素環式化合物の誘導体は、熱又は光照射等の活性化によって複素環式化合物に変換される化合物、又は、電子輸送性材料への電子供与により複素環式化合物から生成される化合物であってよい。例えば、所定のＳＯＭＯ準位を有する複素環式化合物がラジカル体であるとき、複素環式化合物の誘導体は、熱又は光照射によりラジカル体に変換される化合物、又は、ラジカル体から１電子を除去して形成されるカチオン体であってよい。
【００５６】
複素環式化合物は、式（１−Ａ）で表される化合物であることが好ましい。
【００５７】
【化２１】
2017183409.tif 000022
【００５８】
また、複素環式化合物の誘導体は、式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物であることが好ましい。
【００５９】
【化２２】
2017183409.tif 000023
【００６０】
【化２３】
2017183409.tif 000024
【００６１】
Ａ１としては、２つのＡ１がいずれも−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−であることが好ましく、２のＡ１がいずれも−ＮＲ５−であることがより好ましい。
【００６２】
複素環式化合物は、式（２−Ａ）で表される化合物であることがより好ましい。
【００６３】
【化２４】
2017183409.tif 000025
【００６４】
また、複素環式化合物の誘導体は、式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物であることがより好ましい。
【００６５】
【化２５】
2017183409.tif 000026
【００６６】
【化２６】
2017183409.tif 000027
【００６７】
表１及び表２に、複素環式化合物の具体的な例示とそのＳＯＭＯ準位を示す。但し、本発明において、複素環式化合物は下記に限定されない。
【００６８】
【表１】
2017183409.tif 000028
【００６９】
【表２】
2017183409.tif 000029
【００７０】
なお、参考として表３に、公知の化合物及びそのＳＯＭＯ準位を示す。
【００７１】
【表３】
2017183409.tif 000030
【００７２】
本実施形態において、電子輸送層に含まれる電子輸送性材料は、ＬＵＭＯ準位が、複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より低く、且つ、−３．０ｅＶ以上である。電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位は、通常−２．０ｅＶ以下である。
【００７３】
電子輸送性材料は、高分子化合物と低分子化合物とに分類される。本実施形態において、電子輸送性材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよく、芳香族化合物であることが好ましい。また、電子輸送性材料は、架橋基を有していてよく、架橋基により架橋されていてもよい。
【００７４】
電子輸送性材料が高分子化合物の場合、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。また、電子輸送性材料としては、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物が好ましい。
【００７５】
【化２７】
2017183409.tif 000031
【００７６】
ＲＥ２で表される（ｍ１＋１）価の基としては、例えば、ヒドロカルビル基又は１価の複素環基から、ｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団が挙げられ、当該原子団は置換基を有していてもよい。また、ＲＥ２としては、例えば、式−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｍ−で表される基（ｍ１＝１の場合）も挙げられる。
【００７７】
ＲＥ２で表される（ｍ１＋１）価の基は、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、置換基を有していてもよいアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、１価の複素環基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、１価の複素環基で置換されたアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、又は１価の複素環基で置換されたアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団であり、より好ましくは、炭素原子数１〜６のアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、フェニル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、トリアジニル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、トリアジニル基で置換されたアルキル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、又はトリアジニル基で置換されたアリール基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団であり、更に好ましくは、へキシル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、フェニル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団、又はトリアジニル基で置換されたフェニル基からｍ１個の水素原子を取り除いた残りの原子団である。
【００７８】
Ｘ１の好ましい例としては、式：−ＳＭで表される基、式：−ＯＭで表される基、式：−ＣＯ２Ｍで表される基、式：−ＮＭ２で表される基、式：−ＮＲＭで表される基、式：−ＰＯ３Ｍで表される基、式：−ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＭ）２で表される基、式：−Ｐ（＝Ｏ）（ＯＭ）２で表される基、式：−Ｃ（＝Ｏ）ＮＭ２で表される基、式：−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲＭで表される基、式：−ＳＯ３Ｍで表される基、式：−ＳＯ２Ｍで表される基、式：−ＮＲ３Ｍ’で表される基、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、置換アミノ基、シアノ基、ピロリドニル基、リン酸基、ホスホン酸基、置換ホスホン酸基、１価の複素環基が挙げられる。
【００７９】
Ｒは、上記と同じである。
Ｍは、金属カチオン又は置換基を有していてもよいアンモニウムカチオンを表す。
Ｍ’は、アニオンを表す。
【００８０】
Ｍで表される金属カチオンとしては、１価、２価又は３価のイオンが好ましく、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｇ、Ａｌ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｙｂ、Ｚｎ及びＺｒ等の金属のイオンが挙げられ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ又はＣｓのイオンが好ましい。
【００８１】
Ｍで表されるアンモニウムカチオンが有していてもよい置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基及びｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素原子数１〜１０のアルキル基が挙げられる。
【００８２】
Ｍ’で表されるアニオンとしては、例えば、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＯＨ−、ＣｌＯ−、ＣｌＯ２−、ＣｌＯ３−、ＣｌＯ４−、ＳＣＮ−、ＣＮ−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−、ＨＳＯ４−、ＰＯ４３−、ＨＰＯ４２−、Ｈ２ＰＯ４−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣＨ３ＳＯ３−、ＣＦ３ＳＯ３−、［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］−、テトラキス（イミダゾリル）ボレートアニオン、８−キノリノラトアニオン、２−メチル−８−キノリノラトアニオン及び２−フェニル−８−キノリノラトアニオン等が挙げられる。
【００８３】
置換アミノ基とは、例えば、アミノ基における水素原子の１個以上が、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基及び１価の複素環基からなる群から選択される１種以上の基で置換されたアミノ基が挙げられる。置換アミノ基の炭素原子数は、通常、１〜６０であり、２〜４８が好ましい。置換アミノ基としては、例えば、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、３，７−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、、１−ナフチルアミノ基、２−ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基が挙げられる。
【００８４】
置換ホスホン酸基とは、例えば、ホスホン酸基における水素原子の１個以上が、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基及び１価の複素環基からなる群から選択される１種以上の基で置換されたホスホン酸基が挙げられる。置換ホスホン酸基の炭素原子数は、通常、１〜６０であり、２〜４８が好ましい。置換アミノ基としては、例えば、メチルホスホン酸基、ジメチルホスホン酸基、エチルホスホン酸基、ジエチルホスホン酸基、プロピルホスホン酸基、ジプロピルホスホン酸基、イソプロピルホスホン酸基、ジイソプロピルホスホン酸基、２−エチルヘキシルホスホン酸基、ノニルホスホン酸基、デシルホスホン酸基、３，７−ジメチルオクチルホスホン酸基、ラウリルホスホン酸基、シクロペンチルホスホン酸基、ジシクロペンチルホスホン酸基、シクロヘキシルホスホン酸基、ジシクロヘキシルホスホン酸基、ジトリフルオロメチルホスホン酸基、フェニルホスホン酸基、ジフェニルホスホン酸基、１−ナフチルホスホン酸基、２−ナフチルホスホン酸基、ペンタフルオロフェニルホスホン酸基、ピリジルホスホン酸基、ピリダジニルホスホン酸基、ピリミジルホスホン酸基、ピラジルホスホン酸基、トリアジルホスホン酸基が挙げられる。
【００８５】
また、Ｘ１の好ましい例としては、式（Ｉ）〜式（ＩＸ）で表される基も挙げられる。
【００８６】
−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｍ−Ｒ’’  （Ｉ）
【００８７】
【化２８】
2017183409.tif 000032
【００８８】
−Ｓ−（Ｒ’Ｓ）ｑ−Ｒ’’  （ＩＩＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｏ））ｑ−Ｒ’’  （ＩＶ）
−Ｃ（＝Ｓ）−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｓ））ｑ−Ｒ’’  （Ｖ）
−Ｎ｛（Ｒ’）ｑＲ’’｝２  （ＶＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−（Ｒ’−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ）ｑ−Ｒ’’  （ＶＩＩ）
−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−（Ｒ’Ｏ）ｑ−Ｒ’’  （ＶＩＩＩ）
−ＮＨＣ（＝Ｏ）−（Ｒ’ＮＨＣ（＝Ｏ））ｑ−Ｒ’’  （ＩＸ）
【００８９】
Ｒ’は置換基を有していてもよいヒドロカルビレン基を表す。
Ｒ’’は水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、メルカプト基、アミノ基、−ＮＲｃ２で表される基、シアノ基又は−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲｃ２で表される基を表す。
Ｒ’’’は置換基を有していてもよい３価の炭化水素基を表す。
ｍは１以上の整数を表す。
ｑは０以上の整数を表す。
Ｒｃは置換基を有していてもよい炭素原子数１〜３０のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素原子数６〜５０のアリール基を表す。
Ｒ’、Ｒ’’及びＲ’’’の各々が複数個存在する場合、同一でも異なっていてもよい。
【００９０】
電子輸送性材料としての高分子化合物は、例えば、特開２００９−２３９２７９号公報、特開２０１２−０３３８４５号公報、特開２０１２−２１６８２１号公報、特開２０１２−２１６８２２号公報、特開２０１２−２１６８１５号公報に記載の方法に従って合成することができる。
【００９１】
電子輸送性材料が低分子化合物の場合、例えば、８−ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジアザカルバゾール、ベンズイミダゾール、トリアジン、ジフェノキノン、及び、これらの誘導体が挙げられる。また、電子輸送性材料としては、式（Ｈ−１）で表される低分子化合物が好ましい。
【００９２】
【化２９】
2017183409.tif 000033
【００９３】
ＡｒＨ１及びＡｒＨ２は、フェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、フリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ピロリル基、インドリル基、アザインドリル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、フェノキサジニル基又はフェノチアジニル基であることが好ましく、フェニル基、スピロビフルオレニル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾフリル基、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であることがより好ましく、フェニル基、ピリジル基、カルバゾリル基又はアザカルバゾリル基であることが更に好ましく、後述の式（ＴＤＡ−１）又は（ＴＤＡ−３）で表される基であることが特に好ましく、後述の式（ＴＤＡ−３）で表される基であることがとりわけ好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。
【００９４】
ＡｒＨ１及びＡｒＨ２が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基が好ましく、アルキル基、シクロアルコキシ基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基がより好ましく、アルキル基又はシクロアルコキシ基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【００９５】
ｎＨ１は、好ましくは１である。ｎＨ２は、好ましくは０である。
【００９６】
ｎＨ３は、通常、０以上１０以下の整数であり、好ましくは０以上５以下の整数であり、更に好ましくは１以上３以下の整数であり、特に好ましくは１である。
【００９７】
ＬＨ１は、アリーレン基又は２価の複素環基であることが好ましい。
【００９８】
ＬＨ１は、式（Ａ−１）〜（Ａ−３）、式（Ａ−８）〜（Ａ−１０）、式（ＡＡ−１）〜（ＡＡ−６）、式（ＡＡ−１０）〜（ＡＡ−２１）又は式（ＡＡ−２４）〜（ＡＡ−３４）で表される基であることが好ましく、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−８）、式（Ａ−９）、式（ＡＡ−１）〜（ＡＡ−４）、式（ＡＡ−１０）〜（ＡＡ−１５）又は式（ＡＡ−２９）〜（ＡＡ−３４）で表される基であることがより好ましく、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−８）、式（Ａ−９）、式（ＡＡ−２）、式（ＡＡ−４）、式（ＡＡ−１０）〜（ＡＡ−１５）で表される基であることが更に好ましく、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−８）、式（ＡＡ−２）、式（ＡＡ−４）、式（ＡＡ−１０）、式（ＡＡ−１２）又は式（ＡＡ−１４）で表される基であることが特に好ましく、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（ＡＡ−２）、式（ＡＡ−４）又は式（ＡＡ−１４）で表される基であることがとりわけ好ましい。
【００９９】
ＬＨ１が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基が好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アリール基又は１価の複素環基が更に好ましく、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
【０１００】
ＬＨ２は、−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。ＬＨ２１は、単結合又はアリーレン基であることが好ましく、単結合であることがより好ましく、このアリーレン基は置換基を有していてもよい。ＬＨ２１で表されるアリーレン基又は２価の複素環基の定義及び例は、ＬＨ１で表されるアリーレン基又は２価の複素環基の定義及び例と同様である。ＲＨ２１は、アリール基又は１価の複素環基であることが好ましく、これらの基は置換基を有していてもよい。ＲＨ２１で表されるアリール基及び１価の複素環基の定義及び例は、ＡｒＨ１及びＡｒＨ２で表されるアリール基及び１価の複素環基の定義及び例と同様である。ＲＨ２１が有していてもよい置換基の定義及び例は、ＡｒＨ１及びＡｒＨ２が有していてもよい置換基の定義及び例と同様である。
【０１０１】
式（Ｈ−１）で表される化合物は、式（Ｈ−２）で表される化合物であることが好ましい。
【０１０２】
【化３０】
2017183409.tif 000034
【０１０３】
式中、ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は上記と同じであり、ｎＨ３は０以上の整数を表す。
【０１０４】
式（Ｈ−１）で表される化合物としては、式（Ｈ−１０１）〜（Ｈ−１１８）で表される化合物が例示される。
【０１０５】
【化３１】
2017183409.tif 000035
【０１０６】
【化３２】
2017183409.tif 000036
【０１０７】
【化３３】
2017183409.tif 000037
【０１０８】
【化３４】
2017183409.tif 000038
【０１０９】
本実施形態に係る発光素子において、式（ＥＴ−１）で表される構成単位を含む高分子化合物、式（Ｈ−１）で表される化合物以外の電子輸送性材料としては、公知のものが使用でき、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、フルオレン誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、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、ペリレン等の芳香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、有機シラン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。これらのうち、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、並びに８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体が好ましい。
【０１１０】
電子輸送層において、電子輸送性材料１００質量部に対するドーパント材料の比は、１〜５０質量部であることが好ましい。また、電子輸送性材料をより効率良くドーピングすることができるので、上記比は、５質量部以上が好ましく、１０質量部以上が好ましく、２０質量部以上が更に好ましい。また、電子輸送層の成膜性が良好になるので、上記比は、４０質量部以下が好ましく、３０質量部以下がより好ましい。
【０１１１】
電子輸送層は、ドーパント材料を活性化させることにより、電子輸送性材料をドーピングしたものであってよい。例えば、電子輸送層は、複素環式化合物の誘導体を、活性化により複素環式化合物に変換し、電子輸送性材料をドーピングしたものであってよい。
【０１１２】
ドーパント材料の活性化は、熱又は光の照射により行うことができる。活性化の時期は発光素子の作製途中であってよく、発光素子の作製後であってもよい。
【０１１３】
熱による活性化は、熱源によりドーパント材料を加熱して、複素環式化合物の誘導体を所定のＳＯＭＯを有する複素環式化合物に変換できればよい。熱源は、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線加熱、真空蒸着エネルギー等であってよい。
【０１１４】
光照射による活性化は、紫外光、可視光又は赤外光のいずれかの光を照射できる光源を用いて、ドーパント材料に光を照射することにより、複素環式化合物の誘導体を所定のＳＯＭＯを有する複素環式化合物に変換できればよい。光源としては、光の強度が十分得られるので、紫外光又は可視光のいずれかの光を照射できる光源を用いることが好ましい。
【０１１５】
＜発光層＞
本実施形態において、発光層は、発光材料を含む層であってよい。発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよい。また、発光材料は、架橋基を有していてよく、架橋基により架橋されていてもよい。
【０１１６】
発光材料として用いられる低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体（つまり燐光発光性材料）が挙げられる。
【０１１７】
発光材料として用いられる高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、後述の式（Ｘ）で表される基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等を含む高分子化合物が挙げられる。
【０１１８】
本実施形態において、発光材料は、三重項発光錯体（つまり燐光発光性材料）を含むことが好ましい。
【０１１９】
三重項発光錯体としては、式Ｉｒ−１〜Ｉｒ−５で表される金属錯体等のイリジウム錯体が好ましい。
【０１２０】
【化３５】
2017183409.tif 000039
【０１２１】
【化３６】
2017183409.tif 000040
【０１２２】
【化３７】
2017183409.tif 000041
【０１２３】
式中、
ＲＤ１〜ＲＤ８、ＲＤ１１〜ＲＤ２０、ＲＤ２１〜ＲＤ２６及びＲＤ３１〜ＲＤ３７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、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、１価の複素環基又はハロゲン原子を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＲＤ１〜ＲＤ８、ＲＤ１１〜ＲＤ２０、ＲＤ２１〜ＲＤ２６及びＲＤ３１〜ＲＤ３７が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
−ＡＤ１−−−ＡＤ２−は、アニオン性の２座配位子を表し、ＡＤ１及びＡＤ２は、それぞれ独立に、イリジウム原子と結合する炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。−ＡＤ１−−−ＡＤ２−が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ｎＤ１は、１、２又は３を表し、ｎＤ２は、１又は２を表す。
【０１２４】
式Ｉｒ−１で表される金属錯体において、ＲＤ１〜ＲＤ８の少なくとも１つは、好ましくは、式（Ｄ−Ａ）で表される基である。
【０１２５】
式Ｉｒ−２で表される金属錯体において、好ましくはＲＤ１１〜ＲＤ２０の少なくとも１つは式（Ｄ−Ａ）で表される基である。
【０１２６】
式Ｉｒ−３で表される金属錯体において、好ましくはＲＤ１〜ＲＤ８及びＲＤ１１〜ＲＤ２０の少なくとも１つは式（Ｄ−Ａ）で表される基である。
【０１２７】
式Ｉｒ−４で表される金属錯体において、好ましくはＲＤ２１〜ＲＤ２６の少なくとも１つは式（Ｄ−Ａ）で表される基である。
【０１２８】
式Ｉｒ−５で表される金属錯体において、好ましくはＲＤ３１〜ＲＤ３７の少なくとも１つは式（Ｄ−Ａ）で表される基である。
【０１２９】
【化３８】
2017183409.tif 000042
【０１３０】
式中、
ｍＤＡ１、ｍＤＡ２及びｍＤＡ３は、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。
ＧＤＡは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
ＡｒＤＡ１、ＡｒＤＡ２及びＡｒＤＡ３は、それぞれ独立に、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＡｒＤＡ１、ＡｒＤＡ２及びＡｒＤＡ３が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
ＴＤＡは、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数あるＴＤＡは、同一でも異なっていてもよい。
【０１３１】
ｍＤＡ１、ｍＤＡ２及びｍＤＡ３は、通常１０以下の整数であり、好ましくは５以下の整数であり、より好ましくは０又は１である。ｍＤＡ１、ｍＤＡ２及びｍＤＡ３は、同一の整数であることが好ましい。
【０１３２】
ＧＤＡは、好ましくは式（ＧＤＡ−１１）〜（ＧＤＡ−１５）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１３３】
【化３９】
2017183409.tif 000043
【０１３４】
式中、
＊、＊＊及び＊＊＊は、各々、ＡｒＤＡ１、ＡｒＤＡ２、ＡｒＤＡ３との結合を表す。
ＲＤＡは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＲＤＡが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【０１３５】
ＲＤＡは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１３６】
ＡｒＤＡ１、ＡｒＤＡ２及びＡｒＤＡ３は、好ましくは式（ＡｒＤＡ−１）〜（ＡｒＤＡ−３）で表される基である。
【０１３７】
【化４０】
2017183409.tif 000044
【０１３８】
式中、
ＲＤＡは上記と同じ意味を表す。
ＲＤＢは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＲＤＢが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【０１３９】
ＴＤＡは、好ましくは式（ＴＤＡ−１）〜（ＴＤＡ−３）で表される基である。
【０１４０】
【化４１】
2017183409.tif 000045
【０１４１】
式中、ＲＤＡ及びＲＤＢは上記と同じ意味を表す。
【０１４２】
式（Ｄ−Ａ）で表される基は、好ましくは式（Ｄ−Ａ１）〜（Ｄ−Ａ３）で表される基である。
【０１４３】
【化４２】
2017183409.tif 000046
【０１４４】
式中、
Ｒｐ１、Ｒｐ２及びＲｐ３は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Ｒｐ１及びＲｐ２が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ｎｐ１は、０〜５の整数を表し、ｎｐ２は０〜３の整数を表し、ｎｐ３は０又は１を表す。複数あるｎｐ１は、同一でも異なっていてもよい。
【０１４５】
ｎｐ１は、好ましくは０〜３の整数であり、より好ましくは１〜３の整数であり、更に好ましくは１である。ｎｐ２は、好ましくは０又は１であり、より好ましくは０である。ｎｐ３は好ましくは０である。
【０１４６】
Ｒｐ１、Ｒｐ２及びＲｐ３は、好ましくはアルキル基又はシクロアルキル基である。
【０１４７】
−ＡＤ１−−−ＡＤ２−で表されるアニオン性の２座配位子としては、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。
【０１４８】
【化４３】
2017183409.tif 000047
【０１４９】
式中、＊はＩｒと結合する部位を表す。
【０１５０】
式Ｉｒ−１で表される金属錯体は、好ましくは式Ｉｒ−１１〜Ｉｒ−１３で表される金属錯体である。式Ｉｒ−２で表される金属錯体は、好ましくは式Ｉｒ−２１で表される金属錯体である。式Ｉｒ−３で表される金属錯体は、好ましくは式Ｉｒ−３１〜Ｉｒ−３３で表される金属錯体である。式Ｉｒ−４で表される金属錯体は、好ましくは式Ｉｒ−４１〜Ｉｒ−４３で表される金属錯体である。式Ｉｒ−５で表される金属錯体は、好ましくは式Ｉｒ−５１〜Ｉｒ−５３で表される金属錯体である。
【０１５１】
【化４４】
2017183409.tif 000048
【０１５２】
【化４５】
2017183409.tif 000049
【０１５３】
【化４６】
2017183409.tif 000050
【０１５４】
【化４７】
2017183409.tif 000051
【０１５５】
【化４８】
2017183409.tif 000052
【０１５６】
ｎＤ２は、１又は２を表す。
Ｄは、式（Ｄ−Ａ）で表される基を表す。複数存在するＤは、同一でも異なっていてもよい。
ＲＤＣは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＤＣは、同一でも異なっていてもよい。
ＲＤＤは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＤＤは、同一でも異なっていてもよい。
【０１５７】
三重項発光錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
【０１５８】
【化４９】
2017183409.tif 000053
【０１５９】
【化５０】
2017183409.tif 000054
【０１６０】
【化５１】
2017183409.tif 000055
【０１６１】
【化５２】
2017183409.tif 000056
【０１６２】
【化５３】
2017183409.tif 000057
【０１６３】
【化５４】
2017183409.tif 000058
【０１６４】
本実施形態において、発光層は、発光材料と共にホスト材料を含むことが好ましい。ホスト材料は低分子化合物と高分子化合物とに分類される。ホスト材料は、高分子化合物であっても低分子化合物であってもよい。
【０１６５】
ホスト材料として用いられる低分子化合物としては、カルバゾール骨格を有する化合物、トリアリールアミン骨格を有する化合物、フェナントロリン骨格を有する化合物、トリアリールトリアジン骨格を有する化合物、アゾール骨格を有する化合物、ベンゾチオフェン骨格を有する化合物、ベンゾフラン骨格を有する化合物、フルオレン骨格を有する化合物、スピロフルオレン骨格を有する化合物等が挙げられ、その一例は、下記式で表される化合物である。
【０１６６】
【化５５】
2017183409.tif 000059
【０１６７】
【化５６】
2017183409.tif 000060
【０１６８】
ホスト材料として用いられる高分子化合物（以下、「高分子ホスト」ともいう。）は、好ましくは、式（Ｙ）で表される構成単位を含む高分子化合物である。
【０１６９】
【化５７】
2017183409.tif 000061
【０１７０】
式中、ＡｒＹ１は、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７１】
ＡｒＹ１で表されるアリーレン基は、より好ましくは、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−６）〜（Ａ−１０）、式（Ａ−１９）又は式（Ａ−２０）で表される基であり、更に好ましくは、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ａ−７）、式（Ａ−９）又は式（Ａ−１９）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７２】
ＡｒＹ１で表される２価の複素環基は、より好ましくは、式（ＡＡ−１）〜（ＡＡ−４）、式（ＡＡ−１０）〜（ＡＡ−１５）、式（ＡＡ−１８）〜（ＡＡ−２１）、式（ＡＡ−３３）又は式（ＡＡ−３４）で表される基であり、更に好ましくは、式（ＡＡ−４）、式（ＡＡ−１０）、式（ＡＡ−１２）、式（ＡＡ−１４）又は式（ＡＡ−３３）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７３】
ＡｒＹ１で表される少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基における、アリーレン基及び２価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、前述のＡｒＹ１で表されるアリーレン基及び２価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
【０１７４】
「少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基」としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７５】
【化５８】
2017183409.tif 000062
【０１７６】
式中、ＲＸＸは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７７】
ＲＸＸは、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１７８】
ＡｒＹ１で表される基が有してもよい置換基は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は、更に置換基で置換されていてもよい。
【０１７９】
式（Ｙ）で表される構成単位としては、例えば、式（Ｙ−１）〜（Ｙ−１０）で表される構成単位が挙げられる。式（Ｙ）で表される構成単位は、発光素子の輝度寿命が向上する観点からは、好ましくは式（Ｙ−１）〜（Ｙ−３）で表される構成単位であり、電子輸送性が向上する観点からは、好ましくは式（Ｙ−４）〜（Ｙ−７）で表される構成単位であり、正孔輸送性が向上する観点からは、好ましくは式（Ｙ−８）〜（Ｙ−１０）で表される構成単位である。
【０１８０】
【化５９】
2017183409.tif 000063
【０１８１】
式中、ＲＹ１は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＹ１は、同一でも異なっていてもよく、隣接するＲＹ１同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
【０１８２】
ＲＹ１は、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１８３】
式（Ｙ−１）で表される構成単位は、好ましくは、式（Ｙ−１’）で表される構成単位である。
【０１８４】
【化６０】
2017183409.tif 000064
【０１８５】
式中、ＲＹ１１は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＹ１１は、同一でも異なっていてもよい。
【０１８６】
ＲＹ１１は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１８７】
【化６１】
2017183409.tif 000065
【０１８８】
ＲＹ１は上記と同じ意味を表す。
ＸＹ１は、−Ｃ（ＲＹ２）２−、−Ｃ（ＲＹ２）＝Ｃ（ＲＹ２）−又は−Ｃ（ＲＹ２）２−Ｃ（ＲＹ２）２−で表される基を表す。
ＲＹ２は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＹ２は、同一でも異なっていてもよく、ＲＹ２同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
【０１８９】
ＲＹ２は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基であり、より好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１９０】
ＸＹ１において、−Ｃ（ＲＹ２）２−で表される基中の２個のＲＹ２の組み合わせは、好ましくは両方がアルキル基若しくはシクロアルキル基、両方がアリール基、両方が１価の複素環基、又は、一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基若しくは１価の複素環基であり、より好ましくは一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
２個存在するＲＹ２は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、ＲＹ２が環を形成する場合、−Ｃ（ＲＹ２）２−で表される基としては、好ましくは式（Ｙ−Ａ１）〜（Ｙ−Ａ５）で表される基であり、より好ましくは式（Ｙ−Ａ４）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１９１】
【化６２】
2017183409.tif 000066
【０１９２】
ＸＹ１において、−Ｃ（ＲＹ２）＝Ｃ（ＲＹ２）−で表される基中の２個のＲＹ２の組み合わせは、好ましくは両方がアルキル基若しくはシクロアルキル基、又は、一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１９３】
ＸＹ１において、−Ｃ（ＲＹ２）２−Ｃ（ＲＹ２）２−で表される基中の４個のＲＹ２は、好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基又はシクロアルキル基である。複数あるＲＹ２は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、ＲＹ２が環を形成する場合、−Ｃ（ＲＹ２）２−Ｃ（ＲＹ２）２−で表される基は、好ましくは式（Ｙ−Ｂ１）〜（Ｙ−Ｂ５）で表される基であり、より好ましくは式（Ｙ−Ｂ３）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０１９４】
【化６３】
2017183409.tif 000067
【０１９５】
式中、ＲＹ２は上記と同じ意味を表す。
【０１９６】
式（Ｙ−２）で表される構成単位は、式（Ｙ−２’）で表される構成単位であることが好ましい。
【０１９７】
【化６４】
2017183409.tif 000068
【０１９８】
式中、ＲＹ１及びＸＹ１は上記と同じ意味を表す。
【０１９９】
【化６５】
2017183409.tif 000069
【０２００】
式中、ＲＹ１及びＸＹ１は上記と同じ意味を表す。
【０２０１】
式（Ｙ−３）で表される構成単位は、式（Ｙ−３’）で表される構成単位であることが好ましい。
【０２０２】
【化６６】
2017183409.tif 000070
【０２０３】
式中、ＲＹ１１及びＸＹ１は上記と同じ意味を表す。
【０２０４】
【化６７】
2017183409.tif 000071
【０２０５】
【化６８】
2017183409.tif 000072
【０２０６】
式中、ＲＹ１は上記と同じ意味を表す。
ＲＹ３は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２０７】
ＲＹ３は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２０８】
式（Ｙ−４）で表される構成単位は、式（Ｙ−４’）で表される構成単位であることが好ましく、式（Ｙ−６）で表される構成単位は、式（Ｙ−６’）で表される構成単位であることが好ましい。
【０２０９】
【化６９】
2017183409.tif 000073
【０２１０】
式中、ＲＹ１及びＲＹ３は上記と同じ意味を表す。
【０２１１】
【化７０】
2017183409.tif 000074
【０２１２】
式中、
ＲＹ１は上記を同じ意味を表す。
ＲＹ４は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２１３】
ＲＹ４は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は１価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２１４】
式（Ｙ）で表される構成単位としては、例えば、式（Ｙ−１０１）〜（Ｙ−１２１）で表されるアリーレン基からなる構成単位、式（Ｙ−２０１）〜（Ｙ−２０６）で表される２価の複素環基からなる構成単位、式（Ｙ−３０１）〜（Ｙ−３０４）で表される少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基からなる構成単位が挙げられる。
【０２１５】
【化７１】
2017183409.tif 000075
【０２１６】
【化７２】
2017183409.tif 000076
【０２１７】
【化７３】
2017183409.tif 000077
【０２１８】
【化７４】
2017183409.tif 000078
【０２１９】
【化７５】
2017183409.tif 000079
【０２２０】
【化７６】
2017183409.tif 000080
【０２２１】
【化７７】
2017183409.tif 000081
【０２２２】
【化７８】
2017183409.tif 000082
【０２２３】
【化７９】
2017183409.tif 000083
【０２２４】
式（Ｙ）で表される構成単位であって、ＡｒＹ１がアリーレン基である構成単位は、発光素子の輝度寿命が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは０．５〜８０モル％であり、より好ましくは３０〜６０モル％である。
【０２２５】
式（Ｙ）で表される構成単位であって、ＡｒＹ１が２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基である構成単位は、発光素子の電荷輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは０．５〜３０モル％であり、より好ましくは３〜２０モル％である。
【０２２６】
式（Ｙ）で表される構成単位は、高分子ホスト中に、１種のみ含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。
【０２２７】
高分子ホストは、正孔輸送性が優れるので、更に、式（Ｘ）で表される構成単位を含むことが好ましい。
【０２２８】
【化８０】
2017183409.tif 000084
【０２２９】
式中、
ａＸ１及びａＸ２は、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。
ＡｒＸ１及びＡｒＸ３は、それぞれ独立に、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４は、それぞれ独立に、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＡｒＸ２及びＡｒＸ４が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
ＲＸ１、ＲＸ２及びＲＸ３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、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。ＲＸ２及びＲＸ３が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
【０２３０】
ａＸ１は、発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは２以下であり、より好ましくは１である。
【０２３１】
ａＸ２は、発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは２以下であり、より好ましくは０である。
【０２３２】
ＲＸ１、ＲＸ２及びＲＸ３は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２３３】
ＡｒＸ１及びＡｒＸ３で表されるアリーレン基は、より好ましくは式（Ａ−１）又は式（Ａ−９）で表される基であり、更に好ましくは式（Ａ−１）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２３４】
ＡｒＸ１及びＡｒＸ３で表される２価の複素環基は、より好ましくは式（ＡＡ−１）、式（ＡＡ−２）又は式（ＡＡ−７）〜（ＡＡ−２６）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２３５】
ＡｒＸ１及びＡｒＸ３は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
【０２３６】
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４で表されるアリーレン基としては、より好ましくは式（Ａ−１）、式（Ａ−６）、式（Ａ−７）、式（Ａ−９）〜（Ａ−１１）又は式（Ａ−１９）で表される基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。
【０２３７】
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４で表される２価の複素環基のより好ましい範囲は、ＡｒＸ１及びＡｒＸ３で表される２価の複素環基のより好ましい範囲と同じである。
【０２３８】
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４で表される少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基における、アリーレン基及び２価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、ＡｒＸ１及びＡｒＸ３で表されるアリーレン基及び２価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
【０２３９】
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４で表される少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基としては、式（Ｙ）のＡｒＹ１で表される少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基と同様のものが挙げられる。
【０２４０】
ＡｒＸ２及びＡｒＸ４は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
【０２４１】
ＡｒＸ１〜ＡｒＸ４及びＲＸ１〜ＲＸ３で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基における水素原子の一部又は全部は、更に置換基で置換されていてもよい。
【０２４２】
式（Ｘ）で表される構成単位は、好ましくは式（Ｘ−１）〜（Ｘ−７）で表される構成単位であり、より好ましくは式（Ｘ−１）〜（Ｘ−６）で表される構成単位であり、更に好ましくは式（Ｘ−３）〜（Ｘ−６）で表される構成単位である。
【０２４３】
【化８１】
2017183409.tif 000085
【０２４４】
【化８２】
2017183409.tif 000086
【０２４５】
【化８３】
2017183409.tif 000087
【０２４６】
【化８４】
2017183409.tif 000088
【０２４７】
式中、
ＲＸ４及びＲＸ５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、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、１価の複素環基又はシアノ基を表し、これらの基における水素原子の一部又は全部は置換基で置換されていてもよい。複数存在するＲＸ４は、同一でも異なっていてもよい。複数存在するＲＸ５は、同一でも異なっていてもよく、隣接するＲＸ５同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
【０２４８】
式（Ｘ）で表される構成単位は、正孔輸送性が優れるので、高分子ホストに含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは０．１〜５０モル％であり、より好ましくは１〜４０モル％であり、更に好ましくは５〜３０モル％である。
【０２４９】
式（Ｘ）で表される構成単位としては、例えば、式（Ｘ１−１）〜（Ｘ１−１１）で表される構成単位が挙げられ、好ましくは式（Ｘ１−３）〜（Ｘ１−１０）で表される構成単位である。
【０２５０】
【化８５】
2017183409.tif 000089
【０２５１】
【化８６】
2017183409.tif 000090
【０２５２】
【化８７】
2017183409.tif 000091
【０２５３】
【化８８】
2017183409.tif 000092
【０２５４】
【化８９】
2017183409.tif 000093
【０２５５】
高分子ホストにおいて、式（Ｘ）で表される構成単位は、１種のみ含まれていても、２種以上含まれていてもよい。
【０２５６】
高分子ホストとしては、例えば、表４の高分子化合物（Ｐ−１）〜（Ｐ−６）が挙げられる。ここで、「その他」の構成単位とは、式（Ｙ）で表される構成単位、式（Ｘ）で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
【０２５７】
【表４】
2017183409.tif 000094
【０２５８】
表中、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ及びｔは、各構成単位のモル比率を示す。ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＋ｔ＝１００であり、かつ、１００≧ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ≧７０である。］
【０２５９】
高分子ホストは、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
【０２６０】
高分子ホストは、ケミカルレビュー（Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．），第１０９巻，８９７−１０９１頁（２００９年）等に記載の公知の重合方法を用いて製造することができる。高分子ホストの製造方法としては、例えば、Ｓｕｚｕｋｉ反応、Ｙａｍａｍｏｔｏ反応、Ｂｕｃｈｗａｌｄ反応、Ｓｔｉｌｌｅ反応、Ｎｅｇｉｓｈｉ反応及びＫｕｍａｄａ反応等の遷移金属触媒を用いるカップリング反応により重合させる方法が例示される。
【０２６１】
重合方法において、単量体を仕込む方法としては、単量体全量を反応系に一括して仕込む方法、単量体の一部を仕込んで反応させた後、残りの単量体を一括、連続又は分割して仕込む方法、単量体を連続又は分割して仕込む方法等が挙げられる。
【０２６２】
遷移金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒等が挙げられる。
【０２６３】
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独又は組み合わせて行ってよい。高分子ホストの純度が低い場合、例えば、晶析、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
【０２６４】
＜電極＞
本実施形態に係る発光素子は、陽極及び陰極を有している。
【０２６５】
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ；インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物；銀とパラジウムと銅との複合体（ＡＰＣ）；ＮＥＳＡ、金、白金、銀、銅である。
【０２６６】
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、銀、亜鉛、インジウム等の金属；それらのうち２種以上の合金；それらのうち１種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１種以上との合金；グラファイト及びグラファイト層間化合物；並びに、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー、導電性金属酸化物のナノ粒子が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
【０２６７】
陽極及び陰極は、各々、２層以上の積層構造としてもよく、メッシュ形状にパターニングした構造としてもよい。
【０２６８】
電極の作製方法としては、公知の方法が利用でき、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、溶液からの成膜による方法（高分子バインダーとの混合溶液を用いてもよい）が例示される。ロールツーロール法により発光素子を形成する場合には、溶液からの成膜による方法を用いることが好ましい。
【０２６９】
本実施形態に係る発光素子は、基板上に形成されていてよい。基板は、その一面上に電極（陽極又は陰極）を形成することができ、且つ、有機層（発光層及び電子輸送層）を形成する際に化学的に変化しない基板であればよい。基板は、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板であってよい。基板は透明であっても半透明であっても不透明であってもよく、基板が不透明である場合は、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。ロールツーロール方式で発光素子を作製する場合には、屈曲性が優れるので、プラスチック材料からなる基板が好ましい。プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルフルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられ、耐熱性、熱膨張率、及び、吸水率が優れるので、ＰＥＮの材料からなる基板が好ましい。
【０２７０】
本実施形態に係る発光素子は、上記以外の層を更に有していてもよい。例えば、発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層等を更に有していてもよい。
【０２７１】
＜正孔注入層＞
正孔注入層とは、陽極に隣接する層であり、陽極から正孔を受け取る機能を有する層であり、さらに必要に応じて正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。正孔輸送層とは、主に正孔を輸送する機能を有する層であり、さらに必要に応じて、陽極から正孔を受け取る機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。
【０２７２】
本実施形態に係る発光素子において、正孔注入層を形成する材料としては、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、フルオレン誘導体、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、スターバースト型アミン、フタロシアニン誘導体、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、有機シラン誘導体、及びこれらを含む重合体；酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の導電性金属酸化物；ポリアニリン、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及びオリゴマー；ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）・ポリスチレンスルホン酸、ポリピロール等の有機導電性材料及びこれらを含む重合体；アモルファスカーボン；テトラシアノキノジメタン誘導体（例えば、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）、１，４−ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ポリニトロ化合物等のアクセプター性有機化合物；オクタデシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が好適に使用できる。これらの材料は単一の成分で用いても複数の成分からなる組成物として用いてもよい。また、正孔注入層は、これらの材料のみからなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、後述の正孔輸送層で用いることができる材料として例示する材料も正孔注入層で用いることができる。
【０２７３】
正孔注入層に続いて、正孔輸送層、発光層等の有機化合物層を形成する場合、特に、両方の層を塗布法によって形成する場合には、先に塗布した層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解して積層構造を作製できなくなることがある。この場合には、下層を溶媒不溶化する方法を用いることができる。溶媒不溶化する方法としては、高分子化合物に架橋基を付け、架橋させて不溶化する方法、芳香族ビスアジドに代表される芳香環を有する架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、アクリレート基に代表される芳香環を有しない架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、下層を紫外光に感光させて架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、下層を加熱して架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法等が挙げられる。下層を加熱する場合の加熱の温度は通常１００℃〜３００℃であり、時間は通常１分〜１時間である。また、架橋以外で下層を溶解させずに積層するその他の方法として、隣り合った層の製造に異なる極性の溶液を用いる方法があり、たとえば、下層に水溶性の高分子化合物を用い、上層に油溶性の高分子化合物を用いて、塗布しても下層が溶解しないようにする方法等がある。
【０２７４】
正孔注入層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔注入層の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０２７５】
＜正孔輸送層＞
本実施形態に係る発光素子において、正孔輸送層を構成する材料としては、例えば、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、フルオレン誘導体、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、有機シラン誘導体、及びこれらの構造を含む重合体；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及びオリゴマー；ポリピロール等の有機導電性材料が挙げられる。これらの材料は単成分であっても或いは複数の成分からなる高分子化合物であってもよい。また、正孔輸送層は、これらの材料のみからなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、正孔注入層で用いることができる材料として例示する材料も正孔輸送層で用いることができる。
【０２７６】
正孔輸送層に続いて、発光層等の有機層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔注入層の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。
【０２７７】
正孔輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しない厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。
【０２７８】
正孔輸送層に用いる材料は、前記発光層で例示した発光材料や、発光材料に架橋基を付けた材料を用いてもよい。
【０２７９】
本実施形態に係る発光素子の好ましい層構成としては、例えば、下記の構成が挙げられる。
（ａ）陽極−発光層−電子輸送層−陰極
（ｂ）陽極−正孔注入層−発光層−電子輸送層−陰極
（ｃ）陽極−正孔注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
【０２８０】
本実施形態に係る発光素子は、電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して絶縁層を設けてもよいが、電子輸送層と陰極は隣接することが好ましい。また、界面の密着性向上や混合の防止等のために正孔輸送層、電子輸送層又は発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。積層する層の順番や数、及び各層の厚さは、発光効率や素子寿命を勘案して調整すればよい。
【０２８１】
本実施形態に係る発光素子は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、例えば、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層等の層を設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層の層を設け、更にその上に、陰極を積層することにより、発光素子を製造することができる。
【０２８２】
他の製造方法としては、基板上に陰極を設け、その上に電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層等の層を設け、更にその上に、陽極を積層することにより、発光素子を製造することができる。
【０２８３】
更に他の製造方法としては、陽極又は陽極上に各層を積層した陽極側基材と、陰極又は陰極上に各層を積層させた陰極側基材とを、対向させて接合することにより製造することができる。
【０２８４】
各層の積層には、真空蒸着法と塗布法いずれを用いてもよい。
【０２８５】
本実施形態においては、少なくとも電子輸送層を塗布法により形成することが好ましい。より具体的には、電子輸送性材料及びドーパント材料を含有する組成物を準備し、当該組成物を塗布法により成膜して、電子輸送層を形成することが好ましい。
【０２８６】
塗布法で用いる溶媒は、層の形成に用いられる材料を溶解又は均一に分散できる溶媒であればよい。溶媒としては、例えば、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒；ＴＨＦ、ジオキサン、アニソール、４−メチルアニソール等のエーテル系溶媒；トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼンシクロヘキシルベンゼン、トリメチルベンゼン、３−フェノキシトルエン等の芳香族炭化水素系溶媒；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−へプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒；エチレングリコール、グリセリン、１，２−ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノール、１，１，１−トリフルオロ−２−プロパノール、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブタノール、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロ−１−ブタノール、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−１−プロパノール、３，３，４，４，５，５，５−ヘプタフルオロ−２−ペンタノール、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１−ペンタノール、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロ−１−ヘキサノール、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプタノール等のフッ素化アルコール溶媒、水が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【０２８７】
成膜方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア印刷法、グラビア印刷法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ノズルコート法等の塗布法が挙げられ、スリットコート法、インクジェット印刷法を用いることが好ましい。
【０２８８】
塗布法では、電子輸送性材料、ドーパント材料及び溶媒を含む塗布液を用いて、成膜が行われる。塗布液の粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェット印刷法等の塗布液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりが起こりづらいので、好ましくは２５℃において１〜３０ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは３〜２５ｍＰａ・ｓである。
【０２８９】
塗布液において、溶媒の配合量は、層の形成に用いられる材料１００質量部に対して、通常、１０００〜１０００００質量部であり、好ましくは２０００〜２００００質量部である。
【０２９０】
電子輸送層以外の層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法でよい。各層の形成に用いられる材料が低分子化合物である場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等により形成できる。各層の形成に用いられる材料が高分子化合物である場合、例えば、溶液又は溶融状態からの成膜による方法等により形成できる。
【０２９１】
積層する層の順番、数、及び厚さは、発光効率及び素子寿命を勘案して調整すればよい。
【０２９２】
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴ等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、又は、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源、及び、表示装置としても使用できる。
【０２９３】
以上、本発明の発光素子に関する好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【０２９４】
本発明の一側面は、上記複素環式化合物により、上記電子輸送性材料をドーピングする工程を含む、電子輸送層の製造方法に関する。
【０２９５】
また、本発明の一側面は、陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する発光素子の製造方法であって、上記電子輸送性材料と上記ドーパント材料と、を含有する組成物を準備する工程と、当該組成物を塗布法により成膜して電子輸送層を形成する工程と、を含む、発光素子の製造方法に関する。
【実施例】
【０２９６】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０２９７】
＜ＮＭＲの測定＞
ＮＭＲの測定は、下記の方法で行った。
約１０ｍｇの測定試料を約０．７ｍＬの重溶媒に溶解させ、ＮＭＲ装置（Ａｇｉｌｅｎｔ製、商品名：ＩＮＯＶＡ３００又はＭＥＲＣＵＲＹ  ４００ＶＸ）を用いて測定した。
【０２９８】
＜ＴＬＣ−ＭＳ＞
ＴＬＣ−ＭＳの測定は、下記の方法で行った。
測定試料をトルエン、テトラヒドロフラン又はクロロホルムに任意の濃度で溶解させ、ＤＡＲＴ用ＴＬＣプレート（テクノアプリケーションズ社製、商品名：ＹＳＫ５−１００）上に塗布し、ＴＬＣ−ＭＳ（日本電子社製、商品名：ＪＭＳ−Ｔ１００ＴＤ（Ｔｈｅ  ＡｃｃｕＴＯＦ  ＴＬＣ））を用いて測定した。測定時のヘリウムガス温度は、２００〜４００℃の範囲で調節した。
【０２９９】
＜ＨＰＬＣによる分析＞
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）面積百分率の値を用いた。この値は、特記しない限り、ＨＰＬＣ（島津製作所製、商品名：ＬＣ−２０Ａ）での２５４ｎｍにおける値とする。この際、測定する化合物は、０．０１〜０．２重量％の濃度になるようにテトラヒドロフラン又はクロロホルムに溶解させ、ＨＰＬＣに、濃度に応じて１〜１０μＬ注入した。ＨＰＬＣの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランを用い、１ｍＬ／分の流速で、アセトニトリル／テトラヒドロフラン＝１００／０〜０／１００（容積比）のグラジエント分析で流した。カラムは、ＳＵＭＩＰＡＸ  ＯＤＳ  Ｚ−ＣＬＵＥ（住化分析センター製）又は同等の性能を有するＯＤＳカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器（島津製作所製、商品名：ＳＰＤ−Ｍ２０Ａ）を用いた。
【０３００】
＜液体クロマトグラフ質量分析＞
液体クロマトグラフ質量分析（ＬＣ−ＭＳ）は、下記の方法で行った。
測定試料を約２ｍｇ／ｍＬの濃度になるようにクロロホルム又はＴＨＦに溶解させ、ＬＣ−ＭＳ（アジレントテクノロジー製、商品名：１１００ＬＣＭＳＤ）に約１μＬ注入した。ＬＣ−ＭＳの移動相には、アセトニトリル及びＴＨＦの比率を変化させながら用い、０．２ｍＬ／分の流量で流した。カラムは、ＳＵＭＩＰＡＸ  ＯＤＳ  Ｚ−ＣＬＵＥ（φ４．６×２５０ｍｍ、３μｍ、住化分析センター製）を用いた。
【０３０１】
＜化合物の入手＞
電子輸送性材料として、ＴＡＺ（３−（ビフェニル−４−イル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール）を用いた。ＴＡＺは、アルドリッチ社から購入したものを用いた。電子輸送性材料ＴＡＺのＬＵＭＯ準位は−２．０ｅＶであった。
【０３０２】
＜合成例１＞
以下の（ｉ）〜（ｉｖ）の方法で、式（Ａ−１）で表される化合物Ａ−１を合成した。
【０３０３】
【化９０】
2017183409.tif 000095
【０３０４】
【化９１】
2017183409.tif 000096
【０３０５】
（ｉ）化合物（１−１）
フラスコに３，５−ジメトキシ−１−ブロモベンゼン  ２０．１４ｇ、Ｐｄ２（ｄｂａ）３  １．６８ｇ、ｔＢｕ３Ｐ−ＨＢＦ４  ２．３８ｇ、ＮａＯｔＢｕ  １３．２８ｇを取り、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。トルエン（脱水）２００ｍｌを加え、オイルバスで８０℃まで加熱した。ジエチルアミン  １４．４ｍｌ滴下し、２時間保温、攪拌した。０℃に冷却し、水１００ｍｌを滴下し、分液し、１００ｍｌのトルエンで２回抽出した。有機相を合わせ硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去したところ、２４．０７ｇの粗生成物が得られた。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製（展開溶媒  ヘキサン：酢酸エチル）し、１５．９８ｇの化合物（１−１）を得た。
得られた化合物（１−１）の分析結果は以下のとおりであった。
＊１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ１．１５（６Ｈ、ｔ）、３．３１（４Ｈ、ｑ）、３．７７（６Ｈ、ｓ）、５．８４〜５．８７（３Ｈ、ｍ）
＊ＴＬＣ−ＭＳ（ＤＡＲＴ）
２１０．１２（［Ｍ＋Ｈ］＋、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：２０９．１４）
【０３０６】
（ｉｉ）化合物（１−２）の合成
フラスコ内の雰囲気を窒素置換し、脱水ＤＭＦ  １８ｍｌ加えた。氷浴で冷却し、内温を１０℃以下に保ちながらオキシ塩化リン４．８ｍｌを滴下した。３０分保温後、化合物（１−１）１０．００ｇを６．０ｍｌのＤＭＦに溶解させた溶液を内温を１０℃以下に保ちながら滴下した。２．５時間攪拌後、氷水４２ｇを加えたビーカーに反応物を滴下し、２時間攪拌した。水相をクロロホルム１２５ｍｌで３回抽出し、有機相を合一し、水１００ｍｌ、飽和食塩水１００ｍｌで洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、２７．８５ｇの粗生成物を得た。
シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製（展開溶媒  ヘキサン：酢酸エチル）し、１２．１３ｇの化合物（１−２）を得た。
得られた化合物（１−２）の分析結果は以下のとおりであった。
＊１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ１．２４（６Ｈ、ｔ）、３．４２（４Ｈ、ｑ）、３．８７（６Ｈ、ｓ）、５．７３（２Ｈ、ｓ）、１０．２３（１Ｈ、ｓ）
＊ＴＬＣ−ＭＳ（ＤＡＲＴ）
２３８．１４（［Ｍ＋Ｈ］＋、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：２３７．１４）
【０３０７】
（ｉｉｉ）化合物（１−３）の合成
フラスコにＮ，Ｎ’−ジメチル−ｏ−フェニレンジアミン  ３．０１ｇ、化合物（１−２）  ５．００ｇを取り、メタノール４２ｍｌを加え攪拌した。酢酸６２５ｍｇを滴下後、空気雰囲気下、７０℃で１４時間加熱した。反応物を濃縮し、水１０ｍｌを加え、トルエン５０ｍｌで３回洗浄した。水相を濃縮後、クロロホルム１５０ｍｌに溶解させ、硫酸マグネシウムで乾燥、濾過後、溶媒を留去し、真空乾燥機で乾燥したところ、６．１６ｇの化合物（１−３）が得られた。
得られた化合物（１−３）の分析結果は以下のとおりであった。
＊１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ１．２９（６Ｈ、ｔ）、３．４８（４Ｈ、ｑ）、３．８３（６Ｈ、ｓ）、３．８８（６Ｈ、ｓ）、５．９１（２Ｈ、ｓ）、７．６４〜７．６７（２Ｈ、ｍ）、７．８８〜７．９２（２Ｈ、ｍ）
【０３０８】
（ｉｖ）化合物Ａ−１の合成
フラスコに化合物（１−３）  ５．４５ｇを取り、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した後、脱水ＴＨＦを１０９ｍｌ加えた。水浴で内温３０℃以下に保ちながら水素化リチウムアルミニウム  ５７１ｍｇを少しずつ加え、３時間攪拌した。氷水７５０ｇを取り、ここに反応液を滴下した。トルエン７５０ｍｌで３回抽出し、有機相を合せ硫酸ナトリウムで乾燥後、濾過し、溶媒を留去したところ、２．９１ｇの化合物Ａ−１が得られた。
得られた化合物Ａ−１の分析結果は以下のとおりであった。
＊１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ１．２０（６Ｈ、ｔ）、２．５５（６Ｈ、ｓ）、３．３６（４Ｈ、ｑ）、３．６７（６Ｈ、ｂｒｓ）、５．８６（２Ｈ、ｓ）、６．０７（１Ｈ、ｓ）、６．２０−６．２３（２Ｈ、ｍ）、６．５３−６．５６（２Ｈ、ｍ）
＊ＴＬＣ−ＭＳ（ＤＡＲＴ）
３５５．２４（［Ｍ］＋、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３５５．２３）
【０３０９】
＜合成例２＞単量体ＣＭ１〜ＣＭ９の合成
単量体ＣＭ１〜ＣＭ９は、下記文献に記載された方法に従って合成し、９９．５％以上のＨＰＬＣ面積百分率値を示したものを用いた。
単量体ＣＭ１は、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ２００５，３８，５４１６−５４２４の記載に従って合成した。
単量体ＣＭ２は、特開２０１０−１８９６３０号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ３は、国際公開第２０１３／１９１０８８号記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ４は、国際公開第２０１２／０８６６７１号記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ５は、特開２０１１−１７４０６１号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ６は、国際公開第２００２／０４５１８４号記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ７は、特開２００８−１０６２４１号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ８は、特開２００３−２２６７４４号公報記載の方法に従って合成した。
単量体ＣＭ９は、特開２０１０−１８９６３０号公報記載の方法に従って合成した。
【０３１０】
【化９２】
2017183409.tif 000097
【０３１１】
【化９３】
2017183409.tif 000098
【０３１２】
【化９４】
2017183409.tif 000099
【０３１３】
【化９５】
2017183409.tif 000100
【０３１４】
【化９６】
2017183409.tif 000101
【０３１５】
＜合成例３＞燐光発光性化合物ＭＣ１及びＭＣ２の合成
燐光発光性化合物ＭＣ１及びＭＣ２は、下記文献に記載された方法に従って合成し、９９．５％以上のＨＰＬＣ面積百分率値を示したものを用いた。
燐光発光性化合物ＭＣ１は、国際公開第２００９／１３１２５５号記載の方法に従って合成した。燐光発光性化合物ＭＣ１の電子親和力は、２．８ｅＶである。
燐光発光性化合物ＭＣ２は、特開２０１３−１４７５５１号公報記載の方法に従って合成した。燐光発光性化合物ＭＣ２の電子親和力は、２．４ｅＶである。
【０３１６】
【化９７】
2017183409.tif 000102
【０３１７】
＜合成例４＞高分子化合物ＨＴ１の合成
以下の工程１及び２により、高分子化合物ＨＴ１を合成した。
（工程１）反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体ＣＭ５（１８５ｇ）、単量体ＣＭ６（３５．９ｇ）、単量体ＣＭ７（２０．１ｇ）、単量体ＣＭ８（１０４ｇ）、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（１７７ｍｇ）及びトルエン（４．３ｋｇ）を加え、１００℃に加熱した。そこへ、２０重量％水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液（８７３ｇ）を加えた後、１００℃で５時間撹拌した。そこへ、フェニルボロン酸（３．０８ｇ）及びトルエン（１２０ｇ）を加え、１００℃で１４時間撹拌した。
（工程２）反応液から水相を除去した後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液及びトルエンを加え、４０℃で３時間撹拌した。その後、室温まで冷却した後、水相を除去することにより、有機相を得た。得られた有機相を１０重量％塩酸で２回、３重量％アンモニア水溶液で２回、イオン交換水で２回洗浄した。洗浄した有機相を、アルミナカラム及びシリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた精製液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じたので、沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物ＨＴ１（２０４ｇ）を得た。高分子化合物ＨＴ１のＭｎは６．７×１０４であり、Ｍｗは２．３×１０５であった。
【０３１８】
高分子化合物ＨＴ１は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体ＣＭ５から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ６から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ７から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ８から誘導される構成単位とが、５０：１２．５：７．５：３０のモル比で構成されてなる共重合体である。
【０３１９】
＜合成例５＞高分子化合物ＨＰ１の合成
不活性ガス雰囲気下、単量体ＣＭ２（２，５−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−１，４−ジヘキシルベンゼン）（８．１８２ｇ）、単量体ＣＭ４（９，９−ビス（４−ｎ−ヘキシルフェニル）−２，７−ジブロモフルオレン）（８．５０８ｇ）、単量体ＣＭ９（２，４−ビス（４−ブロモフェニル）−６−（４−ｎ−ドデシルフェニル）−１，３，５−トリアジン）（２．０９７ｇ）、及び、トルエン（２５０ｍＬ）を混合し、加熱しながら攪拌した。酢酸パラジウム（３．７ｍｇ）、及び、トリス（２−メトキシフェニル）ホスフィン（２３．２ｍｇ）を加え、１００℃に加熱した。得られた溶液に、２０重量％テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（６１．３ｇ）を滴下し、８時間加熱還流させた。
次にフェニルホウ酸（０．２０ｇ）、酢酸パラジウム（３．７ｍｇ）、トリス（２−メトキシフェニル）ホスフィン（２３．３ｍｇ）、及び、２０重量％テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（５８．３ｇ）を加え、１５時間加熱還流させた。
水相を除いた後、Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物（９．３１ｇ）、及び、イオン交換水（６０ｍＬ）を加え４０℃で３時間攪拌した。有機相を水相と分離した後、有機相をイオン交換水で１回、１０重量％塩酸で２回、３重量％アンモニア水溶液で２回、イオン交換水で２回の順番で洗浄した。有機相を、あらかじめトルエンを通液したシリカゲル及びアルミナを充填したカラムに溶液を通液し、通過した溶液をメタノールに滴下し沈殿物を析出させた。沈殿物を濾取した後乾燥し、高分子化合物ＨＰ１を９．８０ｇ得た。高分子化合物ＨＰ１の、Ｍｎは９．２×１０４、Ｍｗは２．３×１０５であった。
【０３２０】
高分子化合物ＨＰ１は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体ＣＭ２から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ４から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ９から誘導される構成単位とが、５０：４０：１０のモル比で構成されてなる共重合体である。
【０３２１】
＜合成例６＞高分子化合物ＨＰ２の合成
以下の工程１〜４により、高分子化合物ＨＰ２を合成した。
（工程１）反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、単量体ＣＭ２（２．２ｇ）、単量体ＣＭ３（１．３ｇ）、ジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（２．３ｍｇ）及びトルエン（５５ｍＬ）を加え、１０５℃に加熱した。
（工程２）その後、そこに、２０重量％テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（９．１ｇ）を滴下し、４時間還流させた。
（工程３）その後、そこに、２−イソプロピルフェニルボロン酸（０．４７ｇ）及びジクロロビス（トリス−ｏ−メトキシフェニルホスフィン）パラジウム（２．２ｍｇ）を加え、１６時間還流させた。
（工程４）その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、８５℃で５時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、塩酸、アンモニア水、イオン交換水で洗浄し、得られた有機相をメタノールに滴下したところ、沈澱が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより得た固体をトルエンに溶解させ、予めトルエンを通液したアルミナカラム及びシリカゲルカラムに順番に通すことにより精製した。得られた精製液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物ＨＰ２（２．３ｇ）を得た。高分子化合物ＨＰ２のＭｎは７．４×１０４、Ｍｗは２．３×１０５であった。高分子化合物ＨＰ２の電子親和力は２．５９ｅＶ以下であった。
【０３２２】
高分子化合物ＨＰ２は、仕込み原料の量から求めた理論値では、単量体ＣＭ２から誘導される構成単位と、単量体ＣＭ３から誘導される構成単位とが、５０：５０のモル比で構成されてなる共重合体である。
【０３２３】
＜合成例７＞単量体ＣＭ１’の合成
以下の方法で、単量体ＣＭ１’を合成した。
【０３２４】
【化９８】
2017183409.tif 000103
【０３２５】
フラスコに単量体ＣＭ１  １１．７３ｇ、ビスピナコレートジボロン  ８．５４ｇ、１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンパラジウムジクロリド・ジクロロメタン錯体  ６３．７ｍｇ、酢酸カリウム  ９．０３ｇ、ジメトキシエタン（脱水）  ６０ｍｌを加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。１００℃のオイルバスにつけ、３時間加熱、攪拌した。４０℃まで放冷後、水５０ｍｌ、トルエン１５０ｍｌを加え分液した。有機相に活性炭  １．０２ｇを加え、室温で１時間攪拌した。セライト５４５を敷いたグラスフィルターを通して濾過し、トルエンで洗浄した。濾洗液の溶媒を留去し、真空乾燥機で５０℃で１２時間減圧乾燥し、１７．３６ｇの粗生成物を得た。ヘプタン溶媒からの再結晶を３回繰り返し、７．８６ｇの単量体ＣＭ１’を得た。
得られた単量体ＣＭ１’の分析結果は以下のとおりであった。
＊ＴＬＣ−ＭＳ（ＤＡＲＴ）
８５９．５７（［Ｍ＋Ｈ］＋、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：８５８．４９）
＊１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）
δ０．４８〜０．５８（４Ｈ、ｍ）、０．９８〜１．１５（８Ｈ、ｍ）、１．２３〜１．２９（１６Ｈ、ｍ）１．３９（２４Ｈ、ｓ）、１．５１〜１．６３（４Ｈ、ｍ）、１．９６〜２．０２（４Ｈ、ｍ）３．９９〜４．０７（８Ｈ、ｍ）、７．７１（２Ｈ、ｄ）、７．７２（２Ｈ、ｓ）、７．８０（２Ｈ、ｄ）
【０３２６】
＜合成例８＞電子輸送性材料ＨＥ１の合成
フラスコにＡｌｉｑｕａｔ３３６  １０．２ｍｇ（０．０２５ｍｍｏｌ）、単量体ＣＭ１  ７７０．３ｍｇ、単量体ＣＭ１’  ７６７．１ｍｇ、を３０ｍｌのトルエンに溶かして加えた。３０分窒素バブリングした後、ジクロロビス［トリ（ｏ−メトキシフェニル）ホスフィン］パラジウム（ＩＩ）  １．０ｍｇを少量のトルエンに溶解させて加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した後に１０５℃のオイルバスにつけ加熱した。５ｗｔ％炭酸ナトリウム水溶液  １１ｍｌを滴下後、４時間加熱攪拌した。その後、フェニルホウ酸４６．６ｍｇを加え、１０５℃のオイルバスにつけ１７時間加熱攪拌した。
反応液を放冷後、水相を除去し、水２０ｍｌを加え分液洗浄した。２Ｌビーカーにヘキサンを取り攪拌し、ここにポリマー溶液を滴下し沈殿させた。得られた固体をヘキサンで洗浄し、５０℃の真空乾燥機で１２時間以上減圧乾燥した。２Ｌビーカーにヘキサンを取り攪拌し、ここに上記で得られたポリマーをイソプロパノールに溶解させたポリマー溶液を滴下し、再沈殿させた。得られた固体をヘキサンで洗浄し、５０℃の真空乾燥機で１２時間以上減圧乾燥したところ、０．９２９ｇの電子輸送性材料ＨＥ１を得た。電子輸送性材料ＨＥ１のＬＵＭＯ準位は−２．０ｅｖであった。
【０３２７】
＜合成例９＞電子輸送性材料ＨＥ２の合成
フラスコを不活性雰囲気下にした後、２，８−ジブロモ−４−ブチルジベンゾチオフェン  ８．７ｇ（０．０２２ｍｍｏｌ）と、４−アザ−１Ｈ−カルバゾール  ８．１ｇ（０．０４８ｍｍｏｌ）を２１８ｍＬのジメチルスルホキシドに溶解させた。Ｃｕ２Ｏ  １．３ｇ（０．００９ｍｍｏｌ）と  １６．７ｇ（０．０７９ｍｍｏｌ）を加えた後、ジピバロイルメタン  ３．２ｇ（０．０１８ｍｍｏｌ）を加え、１５０℃のオイルバスにつけ加熱した。
反応液を放冷後、トルエン  ８７ｍＬと水  ８７ｍＬを加え、セライト５４５を敷いたグラスフィルターを通して濾過した後、分液洗浄した。得られた有機相を濃縮し、シリカゲルカラム、続いて活性炭、最後にセライト５４５に通すことにより精製した。得られた溶液の溶媒を留去し、５０℃の真空乾燥機で１２時間以上減圧乾燥したところ、９．４ｇの電子輸送性材料ＨＥ２を得た。
電子輸送性材料ＨＥ２のＬＵＭＯ準位は−２．０ｅｖであった。
【０３２８】
＜実施例１＞発光素子Ｄ１の作製及び評価
（ｉ）陽極及び正孔注入層の形成
ガラス基板にスパッタ法により４５ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けることにより陽極を形成した。陽極上に、日産化学工業株式会社製の正孔注入材料（ＮＤ−３２０２）を、スピンコート法にて膜厚６５ｎｍに成膜した。正孔注入材料が成膜された基板をホットプレート上で５０℃で３分間加熱して溶媒を揮発させ、続けてホットプレートにて２３０℃で１５分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
【０３２９】
（ｉｉ）正孔輸送層の形成
キシレンに、高分子化合物ＨＴ１を０．７重量％の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により２０ｎｍの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で１８０℃、６０分間加熱させることにより正孔輸送層を形成した。
【０３３０】
（ｉｉｉ）発光層の形成
キシレンに高分子化合物ＨＰ１及び燐光発光性化合物ＭＣ１（高分子化合物ＨＰ１／燐光発光性化合物ＭＣ１＝７０重量％／３０重量）を１．５重量％の濃度で溶解させ、キシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により７０ｎｍの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、１３０℃、１０分間加熱させることにより発光層を形成した。
【０３３１】
（ｉｖ）電子輸送層の形成
メタノールに電子輸送性材料ＨＥ１を０．１６重量％、化合物Ａ−１（ドーパント材料）を０．０４重量％の濃度で溶解させて得られた溶液を用いて、発光層の上に、スピンコート法で１０ｎｍの厚さとなるように成膜し、窒素ガス雰囲気下、５０℃、１０分間加熱することにより電子輸送層を形成した。
【０３３２】
（ｖ）陰極の形成
電子輸送層が形成された基板を蒸着機内に置いて、１．０×１０−４Ｐａ以下にまで減圧した後、電子輸送層の上に、陰極として、銀（仕事関数：４．５ｅＶ）を１００ｎｍ蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子Ｄ１を作製した。
【０３３３】
（ｖｉ）発光素子の評価
発光素子Ｄ１に電圧を印加することにより、主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。１８Ｖ印加時における輝度は９５４０ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３４】
＜比較例１＞発光素子ＣＤ１の作製及び評価
電子輸送層に化合物Ａ−１を配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、発光素子ＣＤ１を作製した。発光素子ＣＤ１に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子ＣＤ１が示す１８Ｖ印加時における輝度は１５３２ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３５】
＜実施例２＞発光素子Ｄ２の作製及び評価
電子輸送性材料ＨＥ１の代わりに電子輸送性材料ＨＥ２を用いた以外は、実施例１と同様にして、発光素子Ｄ２を作製した。発光素子Ｄ２に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子Ｄ２が示す１８Ｖ印加時における輝度は１３２３７ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３６】
＜比較例２＞発光素子ＣＤ２の作製及び評価
電子輸送層に化合物Ａ−１を配合しなかったこと以外は、実施例２と同様にして、発光素子ＣＤ２を作製した。発光素子ＣＤ２に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子ＣＤ２が示す１８Ｖ印加時における輝度は３０１ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３７】
＜実施例３＞発光素子Ｄ３の作製及び評価
電子輸送性材料ＨＥ１の代わりに電子輸送性材料ＴＡＺを用いた以外は、実施例１と同様にして、発光素子Ｄ３を作製した。発光素子Ｄ３に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子Ｄ３が示す１８Ｖ印加時における輝度は１６１０２ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３８】
＜比較例３＞発光素子ＣＤ３の作製及び評価
電子輸送層に化合物Ａ−１を配合しなかったこと以外は、実施例３と同様にして、発光素子ＣＤ３を作製した。発光素子ＣＤ３に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ１に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子ＣＤ３が示す１８Ｖ印加時における輝度は７８７７ｃｄ／ｍ２であった。
【０３３９】
＜実施例４＞発光素子Ｄ４の作製及び評価
発光層の形成に用いるキシレン溶液を、キシレンに高分子化合物ＨＰ２及び燐光発光性化合物ＭＣ２（高分子化合物ＨＰ２／燐光発光性化合物ＭＣ２＝６４重量％／３６重量％）を１．５重量％の濃度で溶解させて調製したキシレン溶液に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、発光素子Ｄ４を作製した。発光素子Ｄ４に電圧を印加することにより、主に燐光発光性化合物ＭＣ２に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子Ｄ４が示す１８Ｖ印加時における輝度は５４８ｃｄ／ｍ２であった。
【０３４０】
＜比較例４＞発光素子ＣＤ４の作製及び評価
電子輸送層に化合物Ａ−１を配合しなかったこと以外は、実施例４と同様にして、発光素子ＣＤ４を作製した。発光素子ＣＤ４に電圧を印加することにより主に燐光発光性化合物ＭＣ２に由来するＥＬ発光が観測された。発光素子ＣＤ４が示す１８Ｖ印加時における輝度は４４ｃｄ／ｍ２であった。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月14日(2017.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有し、
前記電子輸送層が、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有し、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が、前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子。
【請求項２】
前記電子輸送層と前記陰極とが隣接している、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電子輸送層における前記ドーパント材料の含有量が、前記電子輸送性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部である、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記発光層が燐光発光性材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記複素環式化合物が式（１−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
【化１】
2017183409.tif 000112
【化２】
2017183409.tif 000113
【化３】
2017183409.tif 000114
［式中、
Ａ１は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−を表す。２つのＡ１は互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも１つのＡ１は−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−である。
Ｒ３は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。２つのＲ３は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、該環上には置換基が結合していてもよい。
Ｒ４は水素原子、−Ｃ（Ｒ６）３、−ＯＲ７、−Ｎ（Ｒ７）２又は−Ｓｉ（Ｒ７）３を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｒ５はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ８−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。Ｒ５が複数存在するとき、複数あるＲ５は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ６は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ６は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ６が結合して環を形成してもよい。
Ｒ７はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ７は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ７が結合して環を形成してもよい。
Ｒ８はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。Ｒ８が複数存在するとき、複数あるＲ８は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｘ−はカチオンに対する対アニオンを表す。］
【請求項６】
前記複素環式化合物が式（２−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（２−Ｂ）又は式（２−Ｃ）で表される化合物である、請求項５に記載の発光素子。
【化４】
2017183409.tif 000115
【化５】
2017183409.tif 000116
【化６】
2017183409.tif 000117
［式中、
Ｒ４、Ｒ５及びＸ−は前記と同じである。
Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｍが２以上の場合、複数あるＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ２同士が互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ９はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｎが２以上の場合、複数あるＲ９は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ９同士が互いに結合して環を形成してもよい。
ｍは０〜５の整数を表す。
ｎは０〜４の整数を表す。
ｍ＋ｎは２以上である。］
【請求項７】
前記電子輸送性材料が式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【化７】
2017183409.tif 000118
［式中、
ｎＥ１は１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はＲＥ１以外の置換基を有していてもよい。
ＲＥ１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、１価の複素環基、又は、式：−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１で表される基を表す。ＲＥ１が複数存在するとき、複数あるＲＥ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｘ１はヘテロ原子を含む１価の基を表す。Ｘ１が複数存在するとき、複数あるＸ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＥ２は直接結合又は（ｍ１＋１）価の基を表す。
ｍ１は１以上の整数を表す。］
【請求項８】
前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【化８】
2017183409.tif 000119
［式中、
ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
ＬＨ２は−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。
ＬＨ２１は単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＲＨ２１は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＬＨ１が複数存在するとき、複数あるＬＨ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在するとき、複数あるＬＨ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、０以上の整数を表す。］
【請求項９】
ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物により、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の電子輸送性材料をドーピングする工程を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
電子輸送層の製造方法。
【請求項１０】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する発光素子の製造方法であって、
ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有する組成物を準備する工程と、
前記組成物を塗布法により成膜して、前記電子輸送層を形成する工程と、
を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月25日(2017.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有し、
前記電子輸送層が、ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有し、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が、前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子。
【請求項２】
前記電子輸送層と前記陰極とが隣接している、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電子輸送層における前記ドーパント材料の含有量が、前記電子輸送性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部である、請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記発光層が燐光発光性材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記複素環式化合物が式（１−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（１−Ｂ）又は式（１−Ｃ）で表される化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
【化１】
2017183409.tif 000120
【化２】
2017183409.tif 000121
【化３】
2017183409.tif 000122
［式中、
Ａ１は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−を表す。２つのＡ１は互いに同一でも異なっていてもよく、少なくとも１つのＡ１は−ＮＲ５−又は−ＰＲ５−である。
Ｒ３は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。２つのＲ３は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよく、該環上には置換基が結合していてもよい。
Ｒ４は水素原子、−Ｃ（Ｒ６）３、−ＯＲ７、−Ｎ（Ｒ７）２又は−Ｓｉ（Ｒ７）３を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｒ５はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ８−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。Ｒ５が複数存在するとき、複数あるＲ５は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ６は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ６は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ６が結合して環を形成してもよい。
Ｒ７はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。複数あるＲ７は互いに同一でも異なっていてもよく、２つのＲ７が結合して環を形成してもよい。
Ｒ８はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。Ｒ８が複数存在するとき、複数あるＲ８は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。
Ｘ−はカチオンに対する対アニオンを表す。］
【請求項６】
前記複素環式化合物が式（２−Ａ）で表される化合物であり、
前記誘導体が式（２−Ｂ）又は式（２−Ｃ）で表される化合物である、請求項５に記載の発光素子。
【化４】
2017183409.tif 000123
【化５】
2017183409.tif 000124
【化６】
2017183409.tif 000125
［式中、
Ｒ４、Ｒ５及びＸ−は前記と同じである。
Ｒ２はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｍが２以上の場合、複数あるＲ２は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ２同士が互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ９はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルフェニル基、シクロアルキルスルフェニル基、アリールスルフェニル基、１価の複素環基、ハロゲン原子又は２置換アミノ基を表し、これらの基の中の−ＣＨ２−は酸素原子、硫黄原子、−ＮＲ５−又は−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−に置換されていてよく、これらの基の中の水素原子の一部又は全部はハロゲン原子に置換されていてよい。但し、隣接する２つの−ＣＨ２−は同時には置換されない。ｎが２以上の場合、複数あるＲ９は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接するＲ９同士が互いに結合して環を形成してもよい。
ｍは０〜５の整数を表す。
ｎは０〜４の整数を表す。
ｍ＋ｎは２以上である。］
【請求項７】
前記電子輸送性材料が式（ＥＴ−１）で表される構成単位を有する高分子化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【化７】
2017183409.tif 000126
［式中、
ｎＥ１は１以上の整数を表す。
ＡｒＥ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基はＲＥ１以外の置換基を有していてもよい。
ＲＥ１はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、１価の複素環基、又は、式：−ＲＥ２（−Ｘ１）ｍ１で表される基を表す。ＲＥ１が複数存在するとき、複数あるＲＥ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｘ１はヘテロ原子を含む１価の基を表す。Ｘ１が複数存在するとき、複数あるＸ１は互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＥ２は直接結合又は（ｍ１＋１）価の基を表す。
ｍ１は１以上の整数を表す。］
【請求項８】
前記電子輸送性材料が式（Ｈ−１）で表される化合物を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
【化８】
2017183409.tif 000127
［式中、
ＡｒＨ１、ＡｒＨ２及びＬＨ１は芳香族炭化水素基又は複素環基を表す。
ＬＨ２は−Ｎ（−ＬＨ２１−ＲＨ２１）−で表される基を表す。
ＬＨ２１は単結合、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＲＨ２１は水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ＬＨ１が複数存在するとき、複数あるＬＨ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ＬＨ２が複数存在するとき、複数あるＬＨ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
ｎＨ１、ｎＨ２及びｎＨ３は、０以上の整数を表す。］
【請求項９】
陽極、発光層、電子輸送層及び陰極を有する発光素子の製造方法であって、
ＬＵＭＯ準位が−３．０ｅＶ以上の少なくとも１種の電子輸送性材料と、ＳＯＭＯ準位が−２．２〜−１．５ｅＶの複素環式化合物及びその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種のドーパント材料と、を含有する組成物を準備する工程と、
前記組成物を塗布法により成膜して、前記電子輸送層を形成する工程と、
を含み、
前記電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位が前記複素環式化合物のＳＯＭＯ準位より小さい、
発光素子の製造方法。