(57)【要約】      （修正有）【課題】有機ＥＬ素子において寿命を長くすることができる新規な化合物の提供。【解決手段】式（２）で代表されるカルバゾール環とピリミジン環をパラ位で結合するベンゼン環を有する化合物。2017178800.tif 000015【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物。
【化１０】
2017178800.tif 000013
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３〜４５のアルキルシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数８〜５０のアリールシリル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキルチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールアミノ基であり、
Ｒ１〜Ｒ２４のうち隣接する任意の２つは、互いに結合して環を形成してもよい。）
【請求項２】
式（１）において、Ｒ１１〜Ｒ２４のうち隣接する任意の２つは、互いに結合して環を形成してもよく、Ｒ１〜Ｒ１０は環を形成しない、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は環を形成しない、請求項１又は２に記載の化合物。
【請求項４】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である、請求項１〜３のいずれかに記載の化合物。
【請求項５】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換のフェニル基である、請求項１〜４のいずれかに記載の化合物。
【請求項６】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である、請求項１〜４のいずれかに記載の化合物。
【請求項７】
下記式（２）で表される化合物。
【化１１】
2017178800.tif 000014
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送材料。
【請求項１０】
陰極と陽極の間に、少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機薄膜層の少なくとも一層が、請求項１〜７のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記発光層と前記陰極との間に電子輸送帯域を含み、
前記電子輸送帯域が１以上の有機薄膜層を有し、
前記有機薄膜層の少なくとも一層が前記化合物を含む、
請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記少なくとも一層が電子輸送層である、請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記電子輸送帯域が、さらに８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムを含む、請求項１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
前記電子輸送帯域が、電子注入層と、少なくとも二層の電子輸送層とを有し、
前記少なくとも二層の電子輸送層のうち、前記電子注入層と隣接しない前記電子輸送帯域が前記化合物を含む、
請求項１１〜１３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
前記少なくとも二層の電子輸送層のうち、前記電子注入層と隣接する前記電子輸送層が８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムを含み、
前記電子注入層が８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムを含む、請求項１４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に、有機ＥＬ素子は、発光層及びこの発光層を挟む一対の対向電極から構成されている。両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。
【０００３】
近年、種々の有機ＥＬ素子用材料が提案されているが（例えば、特許文献１及び２）、有機ＥＬ素子においては発光効率、寿命、色再現性等のさらなる向上が求められている。特に、寿命は、実用化した製品の寿命につながる重要な課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０３／０８０７６０号
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２０１４−０１４５６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、有機ＥＬ素子において寿命を長くすることができる新規な化合物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、下記式（１）で表される化合物等が提供される。
【化１】
2017178800.tif 000002
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３〜４５のアルキルシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数８〜５０のアリールシリル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキルチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールアミノ基であり、
Ｒ１〜Ｒ２４のうち隣接する任意の２つは、互いに結合して環を形成してもよい。）
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、有機ＥＬ素子において寿命を長くすることができる新規な化合物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［化合物］
本発明の一態様である化合物は、下記式（１）で表される。
【化２】
2017178800.tif 000003
【０００９】
式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３〜４５のアルキルシリル基、置換若しくは無置換の環形成炭素数８〜５０のアリールシリル基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルコキシ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキルチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールアミノ基であり、Ｒ１〜Ｒ２４のうち隣接する任意の２つは、互いに結合して環を形成してもよい。
【００１０】
本発明の一態様である化合物は、上記の特定の構造を有することにより、有機ＥＬ素子に使用した場合に寿命を長くすることができる。
【００１１】
好ましくは、式（１）において、Ｒ１１〜Ｒ２４のうち隣接する任意の２つは、互いに結合して環を形成してもよく、Ｒ１〜Ｒ１０は環を形成しない。
また、好ましくは、式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は環を形成しない。
【００１２】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基であることが好ましい。
【００１３】
また、式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換のフェニル基であることが好ましい。
【００１４】
また、式（１）において、Ｒ１〜Ｒ２４は、それぞれ独立して、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数１〜１５のアルキル基、又は置換若しくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基であることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様である化合物は、下記式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【化３】
2017178800.tif 000004
【００１６】
本発明において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素（protium）、重水素（deuterium）、三重水素（tritium）を包含する。
【００１７】
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記載される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が６であり、ナフタレン環は環形成炭素数が１０であり、ピリジニル基は環形成炭素数が５であり、フラニル基は環形成炭素数が４である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
【００１８】
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造（例えば、単環、縮合環、環集合）の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記載される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は環形成原子数が６であり、キナゾリン環は環形成原子数が１０であり、フラン環は環形成原子数が５である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
【００１９】
本明細書において、「置換若しくは無置換の炭素数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「炭素数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
【００２０】
本明細書において、「置換若しくは無置換の原子数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「原子数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
【００２１】
本明細書において、「置換若しくは無置換の」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。
【００２２】
上記各式で示される各基、及び「置換若しくは無置換の・・・」における置換基について、以下に詳細に述べる。
【００２３】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【００２４】
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、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−へプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、１〜１０が好ましくは、１〜６がより好ましい。
なかでも、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基が好ましい。
【００２５】
アルキルシリル基は、１〜３つのアルキル基によって置換されたシリル基であり、１〜３つのアルキル基の例としては、それぞれ、上記のアルキル基の例が挙げられる。
アルキルシリル基としては、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、トリイソプロピルシリル基等が挙げられる。
【００２６】
アルコキシ基は、−ＯＹと表され、Ｙの例としては、上記のアルキル基の例が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
【００２７】
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ｏ−ターフェニル基、ｍ−ターフェニル基、ｐ−ターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられる。
アリール基の環形成炭素数は、６〜２０が好ましく、６〜１２がより好ましい。
【００２８】
ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル基、トリアジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントリロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基等が挙げられる。
ヘテロアリール基の環形成原子数は、５〜２０が好ましく、５〜１４がより好ましい。
【００２９】
アリールシリル基は、１〜３つのアリール基によって置換されたシリル基であり、１〜３つのアリール基の例としては、それぞれ、上記のアリール基の例が挙げられる。アリールシリル基は、アリール基の他に、上記のアルキル基によって置換されていてもよい。
アリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基等が挙げられる。
【００３０】
アリールオキシ基は、−ＯＺと表され、Ｚの例としては、上記のアリール基の例が挙げられる。
アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基等が挙げられる。
【００３１】
アルキルチオ基は、−ＳＹと表され、Ｙの例としては、上記のアルキル基の例が挙げられる。
【００３２】
アリールチオ基は、−ＳＺと表され、Ｚの例としては、上記のアリール基の例が挙げられる。
【００３３】
アリールアミノ基は、１つ又は２つのアリール基によって置換されたアミノ基であり、１つ又は２つのアリール基の例としては、それぞれ、上記のアリール基の例が挙げられる。
【００３４】
「置換若しくは無置換の・・・」における置換基の例としては、上記で説明した基の他、シアノ基、アミノ基、カルボキシル基等が挙げられる。置換基は、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル基、環形成炭素数６〜２０のアリール基等である。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されてもよい。
【００３５】
本発明の一態様である化合物の例を以下に示す。
【化４】
2017178800.tif 000005
【化５】
2017178800.tif 000006
【００３６】
本発明の一態様である化合物は、実施例に説明する反応に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで合成できる。
【００３７】
［有機ＥＬ素子用材料］
本発明の一態様である化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として使用でき、好ましくは有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送材料である。
【００３８】
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の一態様である化合物を含む。本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の一態様である化合物のみから構成してもよく、又は、本発明の一態様である化合物と他の一種又はそれより多い材料とを組み合わせて構成してもよい。
【００３９】
本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送材料は、本発明の一態様である化合物を含む。本発明の一態様である有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送材料は、本発明の一態様である化合物のみから構成してもよく、又は、本発明の一態様である化合物と他の一種又はそれより多い材料とを組み合わせて構成してもよい。
【００４０】
［有機ＥＬ素子］
本発明の一態様の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極の間に、少なくとも発光層を含む１以上の有機薄膜層が挟持され、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、上記説明した本発明の一態様である化合物を含む。
本発明の一態様である化合物は、有機薄膜層の少なくとも一層において、単独で含まれていてもよく、又は、混合物の成分として含まれていてもよい。
【００４１】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、上記の特定の構造を有する化合物を有機薄膜層に含むことにより、寿命を長くすることができる。
【００４２】
有機ＥＬ素子は、前記有機薄膜層を複数層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を組み合わせて使用できる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率が向上する場合がある。
【００４３】
正孔注入材料を含む層を正孔注入層、発光材料を含む層を発光層、電子注入材料を含む層を電子注入層と呼ぶ。正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機層又は金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
【００４４】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、例えば、基板上に以下の（１）〜（４）等の構造を積層したものが挙げられる。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔輸送帯域／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子輸送帯域／陰極
（４）陽極／正孔輸送帯域／発光層／電子輸送帯域／陰極
（「／」は各層が隣接して積層されていることを示す。）
【００４５】
電子輸送帯域は、通常、電子注入層及び電子輸送層からなる群より選択される一以上の層から構成される。
正孔輸送帯域は、通常、正孔注入層及び正孔輸送層からなる群より選択される一以上の層から構成される。
【００４６】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、発光層と陰極との間に電子輸送帯域を含み、前記電子輸送帯域が１以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層の少なくとも一層が本発明の一態様である化合物を含むことが好ましい。また、前記少なくとも一層は、電子輸送層であることが好ましい。また、電子輸送帯域が、さらに８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムを含むことが好ましい。
【００４７】
また、本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、電子輸送帯域が、電子注入層と、少なくとも二層の電子輸送層とを有し、前記少なくとも二層の電子輸送層のうち、前記電子注入層と隣接しない前記電子輸送帯域が本発明の一態様である化合物を含むことが好ましい。
【００４８】
さらに、本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、少なくとも二層の電子輸送層のうち、電子注入層と隣接する前記電子輸送層が８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム（Ｌｉｑ）を含み、前記電子注入層が８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムを含むことが好ましい。この場合、電子注入層と隣接する前記電子輸送層に８−ヒドロキシキノリノラト−リチウムをドープすることが好ましい。
【００４９】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子の電子輸送帯域から陰極は、次のいずれかの構成を有することが好ましい。
（ａ）本発明の一態様である化合物を含む第一の電子輸送層／第二の電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｂ）本発明の一態様である化合物を含む第一の電子輸送層／Ｌｉｑがドープされた第二の電子輸送層／電子注入層／陰極
【００５０】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護したりしてもよい。
【００５１】
以下、有機ＥＬ素子の各層について説明する。
（基板）
基板は、発光素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。
【００５２】
（陽極）
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物等を用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン、及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００５３】
（正孔注入層）
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、芳香族アミン化合物、又は高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）等が挙げられる。
【００５４】
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物等が挙げられる。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。尚、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００５５】
（発光層のゲスト材料）
発光層は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。蛍光性化合物は一重項励起状態から発光可能な化合物であり、燐光性化合物は三重項励起状態から発光可能な化合物である。
【００５６】
発光層に用いることができる青色系の蛍光発光材料としては、ピレン誘導体、スチリルアミン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フルオレン誘導体、ジアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体等が挙げられる。発光層に用いることができる緑色系の蛍光発光材料としては、芳香族アミン誘導体等が挙げられる。発光層に用いることができる赤色系の蛍光発光材料としては、テトラセン誘導体、ジアミン誘導体等が挙げられる。
【００５７】
発光層に用いることができる青色系の燐光発光材料としては、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体等が挙げられる。発光層に用いることができる緑色系の燐光発光材料としては、イリジウム錯体等が挙げられる。発光層に用いることができる赤色系の燐光発光材料としては、イリジウム錯体、白金錯体、テルビウム錯体、ユーロピウム錯体等の金属錯体が挙げられる。
【００５８】
（発光層のホスト材料）
発光層としては、上述した発光性の高い物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。発光性の高い物質を分散させるための物質（ホスト材料）としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【００５９】
ホスト材料としては、１）アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、若しくは亜鉛錯体等の金属錯体、２）オキサジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、若しくはフェナントロリン誘導体等の複素環化合物、３）カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、若しくはクリセン誘導体等の縮合芳香族化合物、４）トリアリールアミン誘導体、若しくは縮合多環芳香族アミン誘導体等の芳香族アミン化合物、等が挙げられる。
【００６０】
（電子輸送層）
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、１）アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、２）イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、３）高分子化合物、等が挙げられる。尚、電子輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６１】
（電子注入層）
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、リチウム（Ｌｉ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物（例えば、８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム）、等が挙げられる。
【００６２】
（電子輸送帯域）
電子輸送帯域は、さらに、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体からなる群より選択される一以上を含むことが好ましい。
【００６３】
電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、及び希土類金属化合物等からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、及び希土類金属を含む有機金属錯体等からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。
【００６４】
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）等が挙げられる。
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２．６ｅＶ以下）、バリウム（Ｂａ）（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられる。
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）等が挙げられる。
【００６５】
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）等のアルカリ酸化物、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）等が挙げられ、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）及びこれらを混合したストロンチウム酸バリウム（ＢａｘＳｒ１−ｘＯ）（０＜ｘ＜１）、カルシウム酸バリウム（ＢａｘＣａ１−ｘＯ）（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、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）等が挙げられ、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
【００６６】
有機金属錯体としては、上記の通り、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体等が好ましいが、これらに限定されるものではない。
有機金属錯体としては、例えば、８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム等が挙げられる。
【００６７】
（陰極）
陰極には、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物等を用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素、即ち、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、及びマグネシウム（Ｍｇ）等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（例えば、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等の希土類金属及びこれらを含む合金等が挙げられる。
【００６８】
陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
【００６９】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保されるように設定する。発光面の電極は、光透過率を１０％以上にすることが望ましい。
【００７０】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子の各層は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法や、スピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかの方法を適用することにより形成できる。
【００７１】
各層の厚みは特に限定されるものではないが、適切な厚みに設定する必要がある。各層の厚みが厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。各層の厚みが薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常、各層の厚みは５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、５ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
【００７２】
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ素子用材料として上記説明した本発明の化合物と溶媒とを含有する有機ＥＬ素子用材料含有溶液を用いることができる。
【００７３】
いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。
【００７４】
本発明の一態様である有機ＥＬ素子は、電子機器に使用でき、具体的には、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
【００７５】
また、本発明の一態様である化合物は、有機ＥＬ素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
合成例１  化合物１の合成
【００７７】
【化６】
2017178800.tif 000007
【００７８】
アルゴン雰囲気下、４−（４−ブロモフェニル）−２−フェニル−６−（４−フェニルフェニル）ピリミジン（８１．１ｇ，０．１７５ｍｏｌ）、３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール（５５．８ｇ，０．１７５ｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（９．６２ｇ，１０．５ｍｍｏｌ）、トリ−ターシャリーブチルホスホニウムテトラフルオロボラート（３．０５ｇ，１０．５ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド（２３．５ｇ，０．２４５ｍｏｌ）の混合物に、キシレン（１．２Ｌ）を加え、１１５℃で０．５時間撹拌した。反応終了後、室温まで冷却し、メタノール（１．２Ｌ）を加えて撹拌し、結晶をろ別した。ろ別した後、トルエンを用いて再結晶法により精製し、結果物（５６．０ｇ）を得た。結果物は、質量分析の結果、ｍ／ｅ＝７０１であり、化合物１（Ｅｘａｃｔ  ｍａｓｓ：７０１．２８）と同定した。得られた化合物１は０．０８００ｍｏｌであり、収率は４６％であった。
【００７９】
（有機ＥＬ素子の製造）
実施例１
２５ｍｍ×７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極ライン付きガラス基板（ジオマティック株式会社製）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１３０ｎｍ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、透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして、正孔注入材料として電子受容性（アクセプター）の化合物ＨＩを蒸着し、膜厚５ｎｍの正孔注入層を成膜した。
【００８０】
次いで、正孔注入層上に、第１正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体である化合物ＨＴ−１を蒸着し、膜厚８０ｎｍ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いて、第２正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体である化合物ＨＴ−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、ホスト材料として化合物ＢＨと、燐光発光ドーパント材料としての化合物ＢＤ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ＢＤの濃度は４．０質量％であった。
【００８１】
この発光層の成膜に続いて、化合物１を膜厚１０ｎｍで成膜した。この化合物１膜は第１電子輸送層として機能する。
次いで、この第１電子輸送層上に、化合物ＥＴ−１を蒸着し、膜厚１５ｎｍの第２電子輸送層を成膜した。
さらに、第２電子輸送層上に、電子注入材料としてＬｉＦを蒸着して、膜厚１ｎｍの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Ａｌを蒸着させ、金属陰極を膜厚８０ｎｍで形成した。
【００８２】
実施例１の有機ＥＬ素子は、次の層構成を有している。
ＩＴＯ（１３０ｎｍ）／ＨＩ（５ｎｍ）／ＨＴ−１（８０ｎｍ）／ＨＴ−２（１０ｎｍ）／ＢＨ：ＢＤ（２５ｎｍ：４．０質量％）／化合物１（１０ｎｍ）／ＥＴ−１（１５ｎｍ）／ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）
【００８３】
【化７】
2017178800.tif 000008
【化８】
2017178800.tif 000009
【００８４】
（有機ＥＬ素子の評価）
製造した有機ＥＬ素子について、電流密度が５０ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加して発光させ、初期輝度が５％低下するまでの時間（ＬＴ９５：単位［ｈｒ］）を測定した。結果を表１に示す。
【００８５】
比較例１
化合物１の代わりに比較化合物１を用いて第１電子輸送層を形成した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2017178800.tif 000010
【００８７】
実施例２
２５ｍｍ×７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極ライン付きガラス基板（ジオマティック株式会社製）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１３０ｎｍ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、透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして、正孔注入材料として電子受容性（アクセプター）の化合物ＨＩを蒸着し、膜厚５ｎｍの正孔注入層を成膜した。
【００８８】
次いで、この正孔注入層上に、第１正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体である化合物ＨＴ−１を蒸着し、膜厚８０ｎｍ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いて、第２正孔輸送材料として芳香族アミン誘導体である化合物ＨＴ−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、ホスト材料として化合物ＢＨと、燐光発光ドーパント材料としての化合物ＢＤ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ＢＤの濃度は４．０質量％であった。
【００８９】
この発光層成膜に続いて、化合物１を膜厚５ｎｍで成膜した。この化合物１膜は第１電子輸送層として機能する。
次いで、この第１電子輸送層上に、化合物ＥＴ−２と、化合物Ｌｉｑとを共蒸着し、膜厚２０ｎｍの第２電子輸送層を成膜した。第２電子輸送層内における化合物Ｌｉｑの濃度は５０質量％であった。
さらに、第２電子輸送層上に、電子注入材料として化合物Ｌｉｑを成膜速度０．１オングストローム／ｍｉｎで蒸着し、膜厚１ｎｍの電子注入層を形成した。
この電子注入層上に金属Ａｌを蒸着させ、金属陰極を膜厚８０ｎｍで形成した。
【００９０】
実施例２の有機ＥＬ素子は、次の層構成を有している。
ＩＴＯ（１３０ｎｍ）／ＨＩ（５ｎｍ）／ＨＴ−１（８０ｎｍ）／ＨＴ−２（１０ｎｍ）／ＢＨ：ＢＤ（２５ｎｍ：４．０質量％）／化合物１（５ｎｍ）／ＥＴ−２：Ｌｉｑ（２０ｎｍ：５０質量％）／Ｌｉｑ（１ｎｍ）／Ａｌ（８０ｎｍ）
【００９１】
【化９】
2017178800.tif 000011
【００９２】
（有機ＥＬ素子の評価）
製造した有機ＥＬ素子について、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加して発光させ、初期輝度が３％低下するまでの時間（ＬＴ９７：単位［ｈｒ］）を測定した。結果を表２に示す。
【００９３】
比較例２
化合物１の代わりに比較化合物２を用いて第１電子輸送層を形成した以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を製造し、評価した。結果を表２に示す。
【００９４】
【表２】
2017178800.tif 000012
実施例１、２及び比較例１、２からも分かるように、化合物１を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子は長寿命である。
特に、（第１電子輸送層／第２電子輸送層：Ｌｉｑ／Ｌｉｑ）の層構成や（第１電子輸送層／第２電子輸送層／ＬｉＦ）の層構成における第１電子輸送層に本発明の一態様である化合物を用いることが好ましい。
また、（第１電子輸送層／第２電子輸送層：Ｌｉｑ／Ｌｉｑ）の層構成の第１電子輸送層に本発明の一態様である化合物を用いることが更に好ましい。