JPWO2013108589A1 - 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
下記式（Ａ）で表される化合物。式（Ａ）において、Ｙ１〜Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１〜Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。ｍは１〜３の整数である。Ｙ１１〜Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｙ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５〜Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基等である。Ｃｚは、下記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
Description
本発明は、新規化合物、それを含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子には、蛍光型及び燐光型があり、それぞれの発光メカニズムに応じ、最適な素子設計が検討されている。燐光型の有機ＥＬ素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物のエネルギーギャップ（以下、一重項エネルギーともいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（本発明では、最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値よりも大きいからである。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物のエネルギーギャップ（以下、一重項エネルギーともいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（本発明では、最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値よりも大きいからである。
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発光層内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい三重項エネルギーのホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層、及び正孔輸送層を設け、電子輸送層、及び正孔輸送層に燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい化合物を用いなければならない。
このように、従来の有機ＥＬ素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機ＥＬ素子に用いる化合物と比べて大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機ＥＬ素子に用いることにつながり、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧が上昇する。
このように、従来の有機ＥＬ素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機ＥＬ素子に用いる化合物と比べて大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機ＥＬ素子に用いることにつながり、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧が上昇する。
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は選択し難く、酸素や窒素等のヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機ＥＬ素子は、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
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熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、電子、及び正孔の再結合領域のコントロールが蛍光型の有機ＥＬ素子よりも重要である。
以上のような理由から燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化には、蛍光型の有機ＥＬ素子と異なる材料選択、及び素子設計が必要になっている。
特に、青色発光する燐光型の有機ＥＬ素子の場合、緑〜赤色発光する燐光型の有機ＥＬ素子と比べて、発光層やその周辺層に三重項エネルギーが大きい化合物を使用する必要がある。具体的に、効率の損失無く青色の燐光発光を得るためには、発光層に使用するホスト材料の三重項エネルギーは概ね３．０ｅＶ以上が必要である。
特に、青色発光する燐光型の有機ＥＬ素子の場合、緑〜赤色発光する燐光型の有機ＥＬ素子と比べて、発光層やその周辺層に三重項エネルギーが大きい化合物を使用する必要がある。具体的に、効率の損失無く青色の燐光発光を得るためには、発光層に使用するホスト材料の三重項エネルギーは概ね３．０ｅＶ以上が必要である。
このような状況下、特許文献１及び２にはカルバゾール骨格及びアジン環を組み合わせた有機ＥＬ素子の材料が開示されている。
高い三重項エネルギーを有しながら、有機ＥＬ材料として求められる他の性能を満たす化合物を得るためには、複素環化合物等の三重項エネルギーの高い分子パーツを単純に組み合わせるのではなく、π電子の電子状態を考慮した新たな思想による分子設計が必要になる。
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させることができる新規化合物、該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、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた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。
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させることができる新規化合物、該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、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた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。
本発明によれば、以下の化合物等が提供される。
１．下記式（Ａ）で表される化合物。
（式（Ａ）において、
Ｙ１〜Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１〜Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ１１〜Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５〜Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
ただし、Ａが単結合の場合、Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
Ｃｚは、下記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
（式（１）〜（５）において、
Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子であり、
Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−Ｓ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓｉ（ＲｃＲｄ）−、−Ｃ（ＲｅＲｆ）−、又は−Ｎ（Ｒｇ）−であり、
Ｒａ〜Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。））
２．Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
３．Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
４．Ｙ１〜Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子である１〜３のいずれかに記載の化合物。
５．Ｚが単結合である１〜４のいずれかに記載の化合物。
６．Ｃｚが前記式（１）で表される含窒素多環基である１〜５のいずれかに記載の化合物。
７．Ｃｚが前記式（４）で表される含窒素多環基である１〜５のいずれかに記載の化合物。
８．Ａが単結合である１〜７のいずれかに記載の化合物。
９．Ｙ２又はＹ４がＣｚと結合する炭素原子である１〜８のいずれかに記載の化合物。
１０．１〜９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。
１１．陰極と陽極の間に発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１３．前記発光層が、燐光発光材料を含有する１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１４．前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１５．前記陰極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１〜１４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。
１６．前記有機薄膜層が電子輸送層である１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１７．前記陽極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１〜１６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。
１．下記式（Ａ）で表される化合物。
Ｙ１〜Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１〜Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ１１〜Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５〜Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
ただし、Ａが単結合の場合、Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
Ｃｚは、下記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子であり、
Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−Ｓ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓｉ（ＲｃＲｄ）−、−Ｃ（ＲｅＲｆ）−、又は−Ｎ（Ｒｇ）−であり、
Ｒａ〜Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。））
２．Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
３．Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
４．Ｙ１〜Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子である１〜３のいずれかに記載の化合物。
５．Ｚが単結合である１〜４のいずれかに記載の化合物。
６．Ｃｚが前記式（１）で表される含窒素多環基である１〜５のいずれかに記載の化合物。
７．Ｃｚが前記式（４）で表される含窒素多環基である１〜５のいずれかに記載の化合物。
８．Ａが単結合である１〜７のいずれかに記載の化合物。
９．Ｙ２又はＹ４がＣｚと結合する炭素原子である１〜８のいずれかに記載の化合物。
１０．１〜９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。
１１．陰極と陽極の間に発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１３．前記発光層が、燐光発光材料を含有する１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１４．前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１５．前記陰極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１〜１４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。
１６．前記有機薄膜層が電子輸送層である１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１７．前記陽極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１〜１６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。
本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させることができる新規化合物、該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、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。
本発明の化合物は下記式（Ａ）で表される。
式（Ａ）において、Ｙ１〜Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１〜Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子であると好ましい。また、Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子であることも好ましい。
また、Ｙ１〜Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子であり、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環がピリジン環であると好ましい。
また、Ｙ１〜Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子であり、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環がピリジン環であると好ましい。
Ｙ１１〜Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５〜Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
Ａは好ましくは単結合である。尚、Ａが単結合である場合、Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
Ａは好ましくは単結合である。尚、Ａが単結合である場合、Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
Ｃｚは、下記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基であり、好ましくは下記式（１）又は（４）で表される含窒素多環基である。
Ｃｚは、好ましくはＹ２又はＹ４と結合している。ＣｚがＹ２又はＹ４と結合することにより、本発明の化合物は、より高いＴ１（三重項レベル）を有する。
式（１）〜（５）において、Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子である。
Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−Ｓ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓｉ（ＲｃＲｄ）−、−Ｃ（ＲｅＲｆ）−、又は−Ｎ（Ｒｇ）−であり、好ましくは単結合である。
Ｒａ〜Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。
Ｃｚは、好ましくはＹ２又はＹ４と結合している。ＣｚがＹ２又はＹ４と結合することにより、本発明の化合物は、より高いＴ１（三重項レベル）を有する。
Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−Ｓ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓｉ（ＲｃＲｄ）−、−Ｃ（ＲｅＲｆ）−、又は−Ｎ（Ｒｇ）−であり、好ましくは単結合である。
Ｒａ〜Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。
本発明の化合物は、電子注入性に優れたＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環にカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環が２つ結合しているので、青燐光発光に適した高い三重項エネルギーを有する。含窒素六員環の置換基が、上記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基である縮合含窒素へテロ環基でなく、例えばフェニル基等の炭化水素芳香族環基であると、炭化水素芳香族環基まで共役系が広がるために、Ｔ１が小さくなり、三重項エネルギーの閉じ込めが不十分になる恐れがある。
本発明の化合物は、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環にカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環が２つ結合しているため、含窒素六員環でπ共役系が切れるので、π共役系が広がりすぎることを防ぎ、高い三重項エネルギーを有する。
本発明の化合物は、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環にカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環が２つ結合しているため、含窒素六員環でπ共役系が切れるので、π共役系が広がりすぎることを防ぎ、高い三重項エネルギーを有する。
また、本発明の化合物は、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環に結合した一方の縮合含窒素へテロ環に、さらにカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環がＡを介してもしくは直接結合（連結）している。そのため、２つの縮合含窒素へテロ環及びＡ上にＨＯＭＯ（最高被占軌道）の電子雲が拡がり、ＨＯＭＯの分布が広い。さらに、ＬＵＭＯ（最低空軌道）は、Ｙ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環上に局在化する。そのため、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離しているので、電荷の注入性のバランスに優れる。
従って、本発明の化合物を有機ＥＬ素子の発光層に含有させることにより、発光層内の電荷バランスが向上する。ＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なりが大きいと、電荷の注入性が悪くなるため、素子の高電圧化を招く恐れがある。
電荷注入性のバランスに優れた本発明の化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の低電圧化、高効率化を実現できる。
従って、本発明の化合物を有機ＥＬ素子の発光層に含有させることにより、発光層内の電荷バランスが向上する。ＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なりが大きいと、電荷の注入性が悪くなるため、素子の高電圧化を招く恐れがある。
電荷注入性のバランスに優れた本発明の化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の低電圧化、高効率化を実現できる。
以下、上述した式（Ａ）の各基の例について説明する。
炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基としては、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基があり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられ、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基である。
炭素数１〜２０のアルキレン基としては、上述したアルキル基の２価の基が挙げられる。
炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜６）のアルキル基としては、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基があり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられ、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基である。
炭素数１〜２０のアルキレン基としては、上述したアルキル基の２価の基が挙げられる。
環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、１−ノルボルニル基、２−ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
炭素数１〜２０のアルコキシ基は、−ＯＹａと表され、Ｙａの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基である。アルコキシ基はフッ素原子で置換されていてもよく、この場合、トリフルオロメトキシ基等が好ましい。
環形成炭素数３〜２０のシクロアルコキシ基は、−ＯＹｂと表され、Ｙｂの例として上記のシクロアルキル基の例が挙げられる。シクロアルコキシ基は、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基である。
環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基は、好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基である。
尚、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。
１価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基である。
２価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
尚、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。
１価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基である。
２価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
環形成炭素数６〜１８のアリールオキシ基は、−ＯＹｃと表され、Ｙｃの例として上記の芳香族炭化水素環の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。
環形成原子数５〜１８の芳香族ヘテロ環基は、好ましくは環形成原子数５〜１０の芳香族ヘテロ環基である。
１価の芳香族ヘテロ環基の具体例としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、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、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、キナゾリニル基等が挙げられ、好ましくは、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、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である。
２価の芳香族ヘテロ環基としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
１価の芳香族ヘテロ環基の具体例としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、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、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、キナゾリニル基等が挙げられ、好ましくは、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、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である。
２価の芳香族ヘテロ環基としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
置換又は無置換のアミノ基としては、アミノ基、炭素数１〜１０（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基、炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０）のアリールアミノ基又はジアリールアミノ基等が挙げられる。
置換又は無置換のシリル基としては、シリル基、炭素数１〜１０（好ましくは炭素数１〜６）のアルキルシリル基、炭素数６〜３０（好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０）のアリールシリル基等が挙げられる。
アルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。
アリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。
アルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。
アリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。
上述した各基の「置換もしくは無置換の・・・」の置換基としては、上記のアルキル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、芳香族炭化水素環基、シクロアルキル基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基や、その他にハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。）、フルオロアルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。
また、本発明の化合物における水素原子には、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）が含まれる。
また、本発明の化合物における水素原子には、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）が含まれる。
上記式（Ａ）で表される化合物の具体例を以下に示す。
本発明の化合物の製造方法は、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ハロゲン化芳香族化合物を、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ １４３５〜１４５６ページ（１９８４年）に記載される銅触媒、または、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ． ７７２７〜７７２９ページ（２００１年）に記載されるパラジウム触媒を用いて反応させることにより、製造することが可能である。また、国際公開第２００３−０７８５４１号パンフレットに記載の条件、国際公開第２０１１−１３２６８４号パンフレットに記載の条件に従い、製造することも可能である。
本発明の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好適に使用できる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物を含む。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物のみを含んでいてもよく、本発明の化合物に加えて他の材料を含んでいてもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物を含む。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物のみを含んでいてもよく、本発明の化合物に加えて他の材料を含んでいてもよい。
続いて、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に、発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有する。そして、有機薄膜層の少なくとも１層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に、発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有する。そして、有機薄膜層の少なくとも１層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送帯域３０、燐光発光層４０、電子輸送帯域５０及び陰極６０を、この順で積層した構成を有する。正孔輸送帯域３０は、正孔輸送層及び／又は正孔注入層等を意味する。同様に、電子輸送帯域５０は、電子輸送層及び／又は電子注入層等を意味する。これらは形成しなくともよいが、好ましくは１層以上形成する。
有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送帯域３０、燐光発光層４０、電子輸送帯域５０及び陰極６０を、この順で積層した構成を有する。正孔輸送帯域３０は、正孔輸送層及び／又は正孔注入層等を意味する。同様に、電子輸送帯域５０は、電子輸送層及び／又は電子注入層等を意味する。これらは形成しなくともよいが、好ましくは１層以上形成する。
この素子１において有機薄膜層は、正孔輸送帯域３０に設けられる各有機層、燐光発光層４０及び電子輸送帯域５０に設けられる各有機層である。これら有機薄膜層のうち、少なくとも１層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。これにより、有機ＥＬ素子を高効率とすることができる。また、低電圧駆動の有機ＥＬ素子を提供できる。
尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する有機薄膜層に対するこの材料の含有量は、好ましくは１〜１００質量％である。
尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する有機薄膜層に対するこの材料の含有量は、好ましくは１〜１００質量％である。
本発明の有機ＥＬ素子においては、燐光発光層４０が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましく、特に、発光層のホスト材料として使用することが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが十分に大きいため、青色の燐光発光性ドーパント材料を使用しても、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発光層内に閉じ込めることができる。尚、青色発光層に限らず、より長波長の光（緑〜赤色等）の発光層にも使用できる。
また、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷注入バランスに優れるため、有機ＥＬ素子の高効率化、低電圧駆動化を実現できる。さらにまた、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷バランスの向上により、有機ＥＬ素子を長寿命化させる効果も奏する。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが十分に大きいため、青色の燐光発光性ドーパント材料を使用しても、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発光層内に閉じ込めることができる。尚、青色発光層に限らず、より長波長の光（緑〜赤色等）の発光層にも使用できる。
また、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷注入バランスに優れるため、有機ＥＬ素子の高効率化、低電圧駆動化を実現できる。さらにまた、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷バランスの向上により、有機ＥＬ素子を長寿命化させる効果も奏する。
燐光発光層は、燐光発光性材料（燐光ドーパント）を含有する。燐光ドーパントとしては、金属錯体化合物が挙げられ、好ましくはＩｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される金属原子と、配位子とを有する化合物である。配位子は、オルトメタル結合を有すると好ましい。
燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、燐光ドーパントは、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。ドーパントは、１種単独でも、２種以上の混合物でもよい。
燐光発光層における燐光ドーパントの添加濃度は特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜３０質量％、より好ましくは０．１〜２０質量％である
また、燐光発光層４０に隣接する層に本発明の有機ＥＬ素子用材料を使用することも好ましい。例えば、図１の素子の正孔輸送帯域３０と燐光発光層４０の間に、本発明の材料を含有する層（陽極側隣接層）を形成した場合、該層は電子障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
一方、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間に本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する層（陰極側隣接層）を形成した場合、該層は正孔障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
尚、障壁層（阻止層）とは、キャリアの移動障壁、又は励起子の拡散障壁の機能を有する層である。発光層から正孔輸送帯域へ電子が漏れることを防ぐための有機層を主に電子障壁層と定義し、発光層から電子輸送帯域へ正孔が漏れることを防ぐための有機層を正孔障壁層と定義することがある。また、発光層で生成された三重項励起子が、三重項エネルギーが発光層よりも低い準位を有する周辺層へ拡散することを防止するための有機層を励起子阻止層（トリプレット障壁層）と定義することがある。
また、本発明の有機ＥＬ素子用材料を燐光発光層４０に隣接する層に用い，かつ更にその隣接する層に接合する他の有機薄膜層に用いることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電子輸送帯域５０における電子輸送層に用いることも好ましい。
一方、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間に本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する層（陰極側隣接層）を形成した場合、該層は正孔障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
尚、障壁層（阻止層）とは、キャリアの移動障壁、又は励起子の拡散障壁の機能を有する層である。発光層から正孔輸送帯域へ電子が漏れることを防ぐための有機層を主に電子障壁層と定義し、発光層から電子輸送帯域へ正孔が漏れることを防ぐための有機層を正孔障壁層と定義することがある。また、発光層で生成された三重項励起子が、三重項エネルギーが発光層よりも低い準位を有する周辺層へ拡散することを防止するための有機層を励起子阻止層（トリプレット障壁層）と定義することがある。
また、本発明の有機ＥＬ素子用材料を燐光発光層４０に隣接する層に用い，かつ更にその隣接する層に接合する他の有機薄膜層に用いることもできる。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電子輸送帯域５０における電子輸送層に用いることも好ましい。
さらに、発光層を２層以上形成する場合、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、発光層間に形成するスペース層に用いても好適である。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子２は、燐光発光層と蛍光発光層を積層したハイブリッド型の有機ＥＬ素子の例である。
有機ＥＬ素子２は、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間にスペース層４２と蛍光発光層４４を形成した他は、上記有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。燐光発光層４０及び蛍光発光層４４を積層した構成では、燐光発光層４０で形成された励起子を蛍光発光層４４に拡散させないため、蛍光発光層４４と燐光発光層４０の間にスペース層４２を設けることがある。本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが大きいため、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いた層はスペース層として機能できる。
図２は、本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
有機ＥＬ素子２は、燐光発光層と蛍光発光層を積層したハイブリッド型の有機ＥＬ素子の例である。
有機ＥＬ素子２は、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間にスペース層４２と蛍光発光層４４を形成した他は、上記有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。燐光発光層４０及び蛍光発光層４４を積層した構成では、燐光発光層４０で形成された励起子を蛍光発光層４４に拡散させないため、蛍光発光層４４と燐光発光層４０の間にスペース層４２を設けることがある。本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが大きいため、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いた層はスペース層として機能できる。
有機ＥＬ素子２において、例えば、燐光発光層４０を黄色発光とし、蛍光発光層４４を青色発光層とすることにより、白色発光の有機ＥＬ素子が得られる。尚、本実施形態では燐光発光層４０及び蛍光発光層４４を１層ずつとしているが、これに限らず、それぞれ２層以上形成してもよく、照明や表示装置等、用途に合わせて適宜設定できる。また、白色発光素子とカラーフィルタを利用してフルカラー発光装置とする場合、演色性の観点から、１以上の発光層からなる発光領域が、赤、緑、青（ＲＧＢ）、赤、緑、青、黄（ＲＧＢＹ）等、複数の波長領域の発光を含んでいることが好ましい場合がある。
上述した実施形態の他に、本発明の有機ＥＬ素子は、公知の様々な構成を採用できる。また、発光層の発光は、陽極側、陰極側、あるいは両側から取り出すことができる。
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及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、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも１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、及び希土類金属を含む有機金属錯体等から選ばれた少なくとも１種類が挙げられる。
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、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも１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、及び希土類金属を含む有機金属錯体等から選ばれた少なくとも１種類が挙げられる。
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、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又は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）等が挙げられ、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）等が挙げられ、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。
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）等が挙げられ、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）等が挙げられ、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。
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）、フッ化カリウム（ＫＦ）等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、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。
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。
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１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。
電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状又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及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及び有機金属錯体の少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度は通常、モル比で有機物：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝１００：１〜１：１００であり、好ましくは５：１〜１：５である。
電子供与性ドーパント及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及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及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及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及び有機金属錯体の少なくともいずれかの割合としては、モル比で、主成分：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子では、上述した本発明の有機ＥＬ素子用材料を使用した層以外の構成については、特に限定されず、公知の材料等を使用できる。以下、一実施形態の素子の層について簡単に説明するが、本発明の有機ＥＬ素子に適用される材料は以下に限定されない。
［基板］
基板としてはガラス板、ポリマー板等を用いることができる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
基板としてはガラス板、ポリマー板等を用いることができる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
［陽極］
陽極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより大きな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよい。
陽極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより大きな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよい。
［陰極］
陰極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより小さな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、上記合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。
陰極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよく、陰極は上記導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
陰極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより小さな仕事関数を有する導電性材料が適している。
上記導電性材料としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、上記合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。
陰極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよく、陰極は上記導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは５０〜２００ｎｍである。
[発光層]
本発明の有機ＥＬ素子層材料以外の材料で燐光発光層を形成する場合、燐光発光層の材料として公知の材料が使用できる。具体的には、特願２００５−５１７９３８等を参照すればよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、図２に示す素子のように蛍光発光層を有していてもよい。蛍光発光層としては、公知の材料が使用できる。
本発明の有機ＥＬ素子層材料以外の材料で燐光発光層を形成する場合、燐光発光層の材料として公知の材料が使用できる。具体的には、特願２００５−５１７９３８等を参照すればよい。
本発明の有機ＥＬ素子は、図２に示す素子のように蛍光発光層を有していてもよい。蛍光発光層としては、公知の材料が使用できる。
発光層は、ダブルホスト（ホスト・コホストともいう）としてもよい。具体的に、発光層において電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせることで、発光層内のキャリアバランスを調整してもよい。
また、ダブルドーパントとしてもよい。発光層において、量子収率の高いドーパント材料を２種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光する。例えば、ホストと赤色ドーパント、緑色のドーパントを共蒸着することによって、黄色の発光層を実現することがある。
発光層は単層でもよく、また、積層構造でもよい。発光層を積層させると、発光層界面に電子と正孔を蓄積させることによって再結合領域を発光層界面に集中させることができる。これによって、量子効率を向上させる。
また、ダブルドーパントとしてもよい。発光層において、量子収率の高いドーパント材料を２種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光する。例えば、ホストと赤色ドーパント、緑色のドーパントを共蒸着することによって、黄色の発光層を実現することがある。
発光層は単層でもよく、また、積層構造でもよい。発光層を積層させると、発光層界面に電子と正孔を蓄積させることによって再結合領域を発光層界面に集中させることができる。これによって、量子効率を向上させる。
［正孔注入層及び正孔輸送層］
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．６ｅＶ以下と小さい層である。
正孔注入・輸送層の材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．６ｅＶ以下と小さい層である。
正孔注入・輸送層の材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０−４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。
正孔注入・輸送層の材料としては、具体的には、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同 ５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、***特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）等を挙げることができる。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
正孔注入・輸送層の材料には架橋型材料を用いることができ、架橋型の正孔注入輸送層としては、例えば、Chem．Mater．2008，20，413-422、Chem．Mater．2011，23(3)，658-681、WO2008108430、WO2009102027、WO2009123269、WO2010016555、WO2010018813等の架橋材を、熱、光等により不溶化した層が挙げられる。
［電子注入層及び電子輸送層］
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい層である。
有機ＥＬ素子は発光した光が電極（例えば陰極）により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子注入・輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい層である。
有機ＥＬ素子は発光した光が電極（例えば陰極）により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子注入・輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０４〜１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子注入・輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましく、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ベンズイミダゾール環、フェナントロリン環、キナゾリン環等を骨格に含む化合物が挙げられる。
その他、ドナー性材料のドーピング（ｎ）、アクセプター材料のドーピング（ｐ）により、半導体性を備えた有機層を形成してもよい。Ｎドーピングの代表例は、電子輸送性材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングさせたものであり、Ｐドーピングの代表例は、正孔輸送性材料にＦ４ＴＣＮＱ（2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）等のアクセプター材をドープしたものである（例えば、特許３６９５７１４参照）。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法等の公知の方法を適用することができる。
各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
合成例１［化合物Ａの合成］
（１）中間体Ａの合成
以下の工程により中間体Ａを合成した。
（１）中間体Ａの合成
以下の工程により中間体Ａを合成した。
アルゴン雰囲気下、カルバゾール１６．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、３，５−ジブロモピリジン２３．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅１９．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム４２．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）を脱水１，４−ジオキサン２００ｍｌに加えて、９６時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン５００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ａ６．８ｇ（収率２１％）を白色固体として得た。
（２）化合物Ａの合成
以下の工程により化合物Ａを合成した。
以下の工程により化合物Ａを合成した。
アルゴン雰囲気下、ＥＰ１９７２６１９号公報に記載の方法で合成した中間体Ｂ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ａ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium)０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(t-Bu3P-HBF4)０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム(t-BuONa)１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝３／１（体積比））で精製することにより、化合物Ａ２．９ｇ（収率４５％）を白色固体として得た。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ａと同定した。
合成例２［化合物Ｂの合成］
（１）中間体Ｃの合成
以下の工程により中間体Ｃを合成した。
（１）中間体Ｃの合成
以下の工程により中間体Ｃを合成した。
アルゴン雰囲気下、カルバゾール１６．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、２，６−ジブロモピリジン２３．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅１９．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ−１，２−シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム４２．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）を脱水１，４−ジオキサン２００ｍｌに加えて、７２時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン５００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ｃ９．７ｇ（収率３０％）を白色固体として得た。
（２）化合物Ｂの合成
以下の工程により化合物Ｂを合成した。
以下の工程により化合物Ｂを合成した。
アルゴン雰囲気下、中間体Ｂ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｃ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝２／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｂ３．６ｇ（収率５５％）を白色固体として得た。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｂと同定した。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｂと同定した。
合成例３［化合物Ｃの合成］
（１）中間体Ｄの合成
アルゴン雰囲気下、２−ニトロヨードベンゼン１２．４ｇ（４９．８ｍｍｏｌ）、２−ブロモフェニルボロン酸１０ｇ（４９．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７５ｍｌ、トルエン７０ｍｌ、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）７０ｍｌを加え、次いで、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．１４ｇ(１ｍｍｏｌ)を加えて、２４時間加熱還流攪拌した。トルエン１０００ｍｌ、水２００ｍｌを加えて、有機相を分別した後、減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ｄ１２．９ｇ（収率９３％）を白色固体として得た。
（１）中間体Ｄの合成
（２）中間体Ｅの合成
アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ１２．９ｇ（４６．４ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン３０．５ｇ（１１６ｍｍｏｌ）、ｏ−ジクロロベンゼン１００ｍｌを加えて、１２時間加熱還流撹拌した。反応液をそのままシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））にチャージして精製することにより、中間体Ｅ４．３ｇ（収率３８％）を白色固体として得た。
（３）中間体Ｆの合成
アルゴン雰囲気下、Ｎ−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸２３．２ｇ（８０．８ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ１９．９ｇ（８０．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２０ｍｌ、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）４００ｍｌを加え、次いで、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．９ｇ(１．６４ｍｍｏｌ)を加えて、１２時間加熱還流攪拌した。トルエン１０００ｍｌ、水２００ｍｌを加えて、有機相を分別した後、減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製し、ｎ−ヘキサンを加えて固体を析出させることにより、中間体Ｆ２５．４ｇ（収率７７％）を白色固体として得た。
（４）化合物Ｃの合成
アルゴン雰囲気下、中間体Ｆ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ａ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝４／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｃ３．６ｇ（収率５５％）を白色固体として得た。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｃと同定した。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｃと同定した。
合成例４［化合物Ｄの合成］
アルゴン雰囲気下、中間体Ｆ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｃ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ−ｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝３／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｄ２．５ｇ（収率３８％）を白色固体として得た。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｄと同定した。
ＦＤ−ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｄと同定した。
評価例１［イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）の測定］
化合物Ａ〜Ｄのイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）を、大気下で光電子分光装置（理研計器（株）社製：ＡＣ−３）を用いて測定した。具体的には、化合物Ａ〜Ｄに光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより算出した。化合物Ａ〜Ｄのイオン化ポテンシャルの測定結果を表１に示す。
また、下記化合物Ｈ−１及びＨ−２のイオン化ポテンシャルの測定結果を、表１に示す。
化合物Ａ〜Ｄのイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）を、大気下で光電子分光装置（理研計器（株）社製：ＡＣ−３）を用いて測定した。具体的には、化合物Ａ〜Ｄに光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより算出した。化合物Ａ〜Ｄのイオン化ポテンシャルの測定結果を表１に示す。
また、下記化合物Ｈ−１及びＨ−２のイオン化ポテンシャルの測定結果を、表１に示す。
表１に示すように、本発明の化合物は、カルバゾール環を連結させることにより、ＨＯＭＯの分布が広がり、アジン環に存在するＬＵＭＯとの分離が大きくなったため、Ｉｐの値が小さくなった。
具体的に、Ｂ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊ｏｐｔレベルでＧａｕｓｓｉａｎ９８（ガウシアン社製）を用いて計算した、化合物Ａ、Ｂ、化合物Ｈ−１及びＨ−２のＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの電子雲分布を図３〜６に示す。図３及び４から、化合物Ａ及びＢについて以下のことが分かる。
・２つのカルバゾール環（Ｃｚ）を含窒素六員環であるピリジン環で連結することにより、含窒素六員環でπ共役系が断ち切られ、Ｃｚ−Ａｚ−Ｃｚ全体にπ電子が広がっていない。これにより、高いＴ１レベルを有する。
・ピリジン環に結合した一方のカルバゾール環（Ｃｚ）に、さらに別のカルバゾール環（Ｃｚ）を結合させることにより、Ｃｚ−ＣｚにＨＯＭＯの分布が広がっている。これにより、正孔注入性が向上する。
・ＨＯＭＯがＣｚ−Ｃｚに、ＬＵＭＯが含窒素六員環に分布し、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離している。これにより、電荷注入性が向上する。
以上より、化合物Ａ及びＢは、正孔側・電子側の両方の注入性バランスに優れ、素子の低電圧化、高効率化を実現できることが分かる。
・２つのカルバゾール環（Ｃｚ）を含窒素六員環であるピリジン環で連結することにより、含窒素六員環でπ共役系が断ち切られ、Ｃｚ−Ａｚ−Ｃｚ全体にπ電子が広がっていない。これにより、高いＴ１レベルを有する。
・ピリジン環に結合した一方のカルバゾール環（Ｃｚ）に、さらに別のカルバゾール環（Ｃｚ）を結合させることにより、Ｃｚ−ＣｚにＨＯＭＯの分布が広がっている。これにより、正孔注入性が向上する。
・ＨＯＭＯがＣｚ−Ｃｚに、ＬＵＭＯが含窒素六員環に分布し、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離している。これにより、電荷注入性が向上する。
以上より、化合物Ａ及びＢは、正孔側・電子側の両方の注入性バランスに優れ、素子の低電圧化、高効率化を実現できることが分かる。
一方、図５に示すように、化合物Ｈ−１は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なりが大きい。このため、電荷の注入性が化合物Ａ、Ｂと比較して低くなる。実際のＩｐ測定値も、本発明化合物と比べ、化合物Ｈ−１とＨ−２は共に大きな値を示しており、電荷の注入障壁が大きいことが分かる。
実施例１
（１）有機ＥＬ素子の作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中での５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ultraviolet）オゾン洗浄を施した。
（１）有機ＥＬ素子の作製
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中での５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ultraviolet）オゾン洗浄を施した。
このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず、ガラス基板の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、下記化合物Ｉを厚さ２０ｎｍで蒸着し、正孔注入層を形成した。次いで、この正孔注入層上に、下記化合物IIを厚さ６０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を形成した。
この正孔輸送層上に、燐光ホスト化合物として合成例１で得た化合物Ａと燐光発光材料である下記化合物Ｄ−１を厚さ５０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を形成した。燐光発光層内における化合物Ａの濃度は８０質量％、化合物Ｄ−１の濃度は２０質量％であった。
続いて、この燐光発光層上に、下記化合物Ｈ−３を厚さ１０ｎｍで蒸着し、電子輸送層１を形成した。さらに、この電子輸送層１上に、下記化合物IIIを厚さ１０ｎｍで蒸着し、電子輸送層２を形成した後、電子輸送層２上に厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を形成した。尚、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
（２）有機ＥＬ素子の発光性能評価
作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度、電流密度を測定し、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧及び発光効率（外部量子効率）を求めた。これら発光性能の評価結果を表２に示す。
作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度、電流密度を測定し、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧及び発光効率（外部量子効率）を求めた。これら発光性能の評価結果を表２に示す。
実施例２
電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、発光性能を評価した。結果を表２に示す。
さらに、初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ２における輝度７０％寿命（輝度が初期輝度の７０％まで低下する時間）を求めた。輝度７０％寿命の結果を表３に示す。
電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、発光性能を評価した。結果を表２に示す。
さらに、初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ２における輝度７０％寿命（輝度が初期輝度の７０％まで低下する時間）を求めた。輝度７０％寿命の結果を表３に示す。
実施例３
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
実施例４
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
実施例５
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
実施例６
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例７
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例８
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例９
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
比較例１
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−１を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−１を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
比較例２
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−２を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−２を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
比較例３
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
比較例４
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ−４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ−３の代わりに化合物Ｈ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例１〜９の素子は、電荷バランスの向上により、比較例１〜４の素子と比較して高効率化した。また、実施例１〜９の素子は、正孔注入性及び電子注入性が向上したため、低電圧化した。特に、発光層におけるホスト材料として本発明の化合物を用いた場合、電荷バランスの向上による長寿命化の効果が大きかった。
本発明の化合物は、有機ＥＬ素子用材料として使用できる。本発明の有機ＥＬ素子は、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。
上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
Claims (17)
- 下記式（Ａ）で表される化合物。
Ｙ１〜Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１〜Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ１１〜Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５〜Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ２１〜Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５〜Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１８の芳香族へテロ環基である。
ただし、Ａが単結合の場合、Ｙ１１〜Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１〜Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
Ｃｚは、下記式（１）〜（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子であり、
Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、−Ｓ（＝Ｏ）−、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓｉ（ＲｃＲｄ）−、−Ｃ（ＲｅＲｆ）−、又は−Ｎ（Ｒｇ）−であり、
Ｒａ〜Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１〜Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。）） - Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子である請求項１に記載の化合物。
- Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子である請求項１に記載の化合物。
- Ｙ１〜Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子である請求項１〜３のいずれかに記載の化合物。
- Ｚが単結合である請求項１〜４のいずれかに記載の化合物。
- Ｃｚが前記式（１）で表される含窒素多環基である請求項１〜５のいずれかに記載の化合物。
- Ｃｚが前記式（４）で表される含窒素多環基である請求項１〜５のいずれかに記載の化合物。
- Ａが単結合である請求項１〜７のいずれかに記載の化合物。
- Ｙ２又はＹ４がＣｚと結合する炭素原子である請求項１〜８のいずれかに記載の化合物。
- 請求項１〜９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。
- 陰極と陽極の間に発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、燐光発光材料を含有する請求項１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陰極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１〜１４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。
- 前記有機薄膜層が電子輸送層である請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１〜１６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。
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