JP5050344B2 - 有機化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子 - Google Patents

Description

本発明は新規な有機化合物および電荷輸送材料と、この有機化合物を用いた有機電界発光素子に関するものであり、詳しくは電気的な酸化や還元を繰返し受けても安定な有機化合物および電荷輸送材料と、この有機化合物を用いた高発光効率かつ長寿命の有機電界発光素子に関するものである。

有機薄膜を用いた電界発光素子の開発が行われている。有機薄膜を用いた電界発光素子、すなわち有機電界発光素子は、通常、基板上に、陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた少なくとも発光層を含む有機層を有する。有機層としては、発光層以外にも、正孔注入層（陽極バッファ層）、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等が設けられる。通常、これらの層を陽極と陰極との間に積層することにより有機電界発光素子が構成されている。

従来、有機電界発光素子は、蛍光発光を利用してきたが、素子の発光効率を上げる試みで、蛍光ではなく燐光発光を用いることが検討されている。しかしながら、燐光発光を用いた場合でも、未だ十分な発光効率が得られていないのが現状である。

これまでに開発された燐光発光性分子を用いた有機電界発光素子の多くは、発光層の材料（ホスト材料）として、カルバゾリル基を含む材料を用いることを特徴としており、例えば、非特許文献１ではホスト材料として以下に示すビフェニル誘導体を用いている。

しかしながら、上記ビフェニル誘導体を用いた有機電界発光素子は、電荷の再結合位置が陰極側に偏る傾向があり、バランスが取り辛く、高い発光効率が得られていなかった。

そこで、近年、再結合領域を発光層に集中させる目的で、正孔輸送性と電子輸送性を兼ね備えたホスト材料が提案され、特許文献１には、有機電界発光素子に、以下に示す化合物を用いることが記載されている。

しかしながら、上記化合物は、高電圧下でしか発光が観測されず、発光輝度、発光効率が不十分であると考えられる。

また、特許文献２および特許文献３には、蛍光発光素子用途或いは電子写真感光体用の正孔輸送材料および／または発光層材料用途に、下記化合物に代表されるピリジン系化合物が提案されている。

また、特許文献４には、有機電界発光素子用材料として、以下に示す化合物などを用いることが提案されている。

また、特許文献５には、有機電界発光素子用材料として、以下に示す化合物などを用いることが提案されている。

しかしながら、特許文献２〜５で提案される化合物は、ピリジン環、トリアジン環、ピリミジン環またはピラジン環上の窒素原子と、カルバゾール環上の窒素原子とが共役可能な構造を有するため、分子内における電荷の分極現象が顕著となり、三重項励起準位が比較的低い。また、有機電界発光素子用材料としての耐久性の点で問題がある。従って、青色発光素子や燐光発光素子に適用するには性能的に不充分である。また、ピリジン環の２，４，６−位やピリミジン環の２，４，６−位やピラジン環の２，３，５，６−位に全て置換基を有している構造でない場合、電気化学的耐久性の観点で更に重大な問題点がある。

また、特許文献６には、有機電界発光素子の材料として、以下に示す化合物などを用いることが提案されている。

しかしながら、これらは、一つの芳香環（ここではベンゼン環）上に２つの（電子供与性基である）カルバゾリル基が置換され、かつこれらが該芳香環を介して互いに共役し得ない位置（ｍ−位）にあるため、分子が電気的に酸化または還元を受けた際、正または負電荷が局在化しやすく、その結果として、こうした部分構造を有する化合物は、電気的酸化および還元に対する耐久性が乏しいという問題点がある。また、電気的還元に対する耐性を向上させる目的でピリジン環やピリミジン環を導入してはいるものの、カルバゾリル基が２つ置換された芳香環（ここではベンゼン環）はピリジン環やピリミジン環の窒素原子に対してｐ−位にあり、かつ該芳香環とピリジン環やピリミジン環が共役可能であるため、該芳香環からピリジン環やピリミジン環への電子供与効果によって、該ピリジン環や該ピリミジン環の電気的還元に対する耐性も低下してしまっているという問題点がある。

また、特許文献６には、以下の化合物も例示されている。

しかし、上記化合物は、電気的な酸化に対する耐性は改善されていることが予想されるものの、カルバゾリル基が一つだけであるため、正孔輸送性に乏しく、有機電界発光素子の発光層の材料としては、正孔輸送性と電子輸送性のバランスが悪く、ホスト材料としては改善が必要である。また、耐熱性の観点でも実用性において重大な欠陥があると言わざるを得ない。
特開平６−１９７２号公報 特開２０００−１８６０６６号公報 特開２０００−１６９４４８号公報 特開２００３−２２８９３号公報 国際公開第ＷＯ０３／０７８５４１号公報 国際公開第ＷＯ０３／０８０７６０号公報 Appl.Phys.Lett.,75巻，4頁，1999年

本発明は、優れた正孔輸送性と電子輸送性を併せ持ち、優れた電気的酸化還元耐久性と高い三重項励起準位を有する有機化合物および電荷輸送材料と、この有機化合物を用いた、高い発光効率と高い駆動安定性を有し、かつ長寿命の有機電界発光素子を提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構造を有する有機化合物が、優れた正孔輸送性と電子輸送性を併せ持ち、優れた電気的酸化還元耐久性と高い三重項励起準位を有するため、有機電界発光素子に用いると高い発光効率かつ高い駆動安定性と長寿命を示すことを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明の要旨は、下記式（Ｉ）で表される有機化合物であって、式（Ｉ）が、下記式（Ｉ−１）である有機化合物（ただし、下記式（１）〜（４）で表される化合物を除く）（請求項１）、に存する。
本発明の別の要旨は、この有機化合物を含有することを特徴とする電荷輸送材料（請求項６）、に存する。
本発明のさらに別の要旨は、基板上に、陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた有機発光層を有する有機電界発光素子において、この有機化合物を含有する層を有することを特徴とする有機電界発光素子（請求項７）、に存する。

（Ｃｚ^１およびＣｚ^２は、それぞれカルバゾリル基を表す。
Ｚは、直接結合或いはＣｚ^１およびＣｚ^２がそれぞれ有するカルバゾール環の窒素原子同士を共役可能とする芳香族炭化水素基を表す。
Ｃｚ^１、Ｃｚ^２およびＺは、それぞれ置換基を有していてもよい。
Ｑは、下記式(II)のＧにつながる直接結合を表す。

（式中、環Ｂ^１は、ヘテロ原子としてＮ原子をｎ個有する６員環の芳香族複素環である。
ｎは、１〜３の整数である。
Ｇは、環Ｂ^１のＮ原子のオルト位およびパラ位にあるＣ原子に結合する。
Ｇは、Ｑにつながる場合は、Ｑにつながる直接結合または芳香族炭化水素基を表す。
Ｇは、Ｑにつながらない場合は、芳香族炭化水素基を表す。
ｍは、３〜５の整数である。
一分子中に存在する複数個のＧは、同一であっても異なっていてもよい。
環Ｂ^１は、Ｇ以外にも置換基を有していてもよい。））

（式中、Ｚ、Ｑは各々式（Ｉ）におけると同義である。）

本発明において、上記式（II）は、下記式（II−１）〜（II−４）の何れかであることが好ましく（請求項２）、特に下記式（II−１）であることが好ましい（請求項３）。

（式中、Ｇは式（II）におけると同義である。）

また、ＧおよびＺは、直接結合または−（Ｐｈ）_ｐ−（但し、Ｐｈは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、ｐは１〜８の整数を表す。）であることが好ましい（請求項４）。

また、前記式（Ｉ）は、下記式（III）であることが好ましい（請求項５）。

（式中、Ｇ，ＱおよびＺは、各々式（Ｉ）におけると同義である。
環Ｃ^１はピリジン環を表し、３位および／または５位に置換基を有していてもよい。
Ｃｚは、置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表す。
ａ〜ｃはそれぞれＣｚの数を表し、各々独立に、０または２〜５の整数である。ａ〜ｃが０である場合には、ａ〜ｃが０であるＣｚにつながるＱおよびＺは存在しない。一分子中に複数のＣｚが存在する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。）

また、本発明の有機電界発光素子において、本発明の有機化合物を含有する層は有機発光層であることが好ましい。（請求項８）。

上記特定の構造を有する本発明の有機化合物は、優れた正孔輸送性と電子輸送性を併せ持ち、優れた電気的酸化還元耐久性と高い三重項励起準位を有する。このため、この有機化合物を用いた本発明の有機電界発光素子によれば、高輝度・高効率で発光させることが可能となり、かつ素子の安定性、特に駆動安定性が向上し、長寿命化が図れる。

本発明の有機化合物を用いた有機電界発光素子は、フラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。

なお、本発明の有機化合物は、本質的に優れた酸化還元安定性を有することから、有機電界発光素子に限らず、電子写真感光体に利用することも有用である。
また、本発明の有機化合物は、電荷輸送材料用としてだけでなく、各種発光材料用、太陽電池材料用、バッテリー材料（電解液、電極、分離膜、安定剤など）用、医療用、塗料材料用、コーティング材料用、有機半導体材料用、トイレタリー材料用、帯電防止材料用、熱電素子材料用などにおいても有用である。

また、本発明の電荷輸送材料は、優れた耐熱性、成膜性、電荷輸送性、発光特性から、素子の層構成に合わせて、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料、ホスト材料、電子注入材料、電子輸送材料などとしても適用可能である。

以下に本発明の有機化合物、電荷輸送材料および有機電界発光素子の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に特定されない。

〔有機化合物〕
本発明の有機化合物は、下記式（Ｉ）で表されるものである。

（Ｃｚ^１およびＣｚ^２は、それぞれカルバゾリル基を表す。
Ｚは、直接結合或いはＣｚ^１およびＣｚ^２がそれぞれ有するカルバゾール環の窒素原子同士を共役可能とする任意の連結基を表す。
Ｃｚ^１、Ｃｚ^２およびＺは、それぞれ置換基を有していてもよい。
Ｑは、下記式(II)のＧにつながる直接結合を表す。

（式中、環Ｂ^１は、ヘテロ原子としてＮ原子をｎ個有する６員環の芳香族複素環である。
ｎは、１〜３の整数である。
Ｇは、環Ｂ^１のＮ原子のオルト位およびパラ位にあるＣ原子に結合する。
Ｇは、Ｑにつながる場合は、Ｑにつながる直接結合または任意の連結基を表す。
Ｇは、Ｑにつながらない場合は、芳香族炭化水素基を表す。
ｍは、３〜５の整数である。
一分子中に存在する複数個のＧは、同一であっても異なっていてもよい。
環Ｂ^１は、Ｇ以外にも置換基を有していてもよい。））

［１］構造上の特徴
本発明の有機化合物は、正孔輸送を主として担う部分と電子輸送を主として担う部分の両方が互いに大きく干渉しあうことなく存在することを特徴とする。

正孔輸送を主として担う部分は式（Ｉ）中のＣｚ^１−Ｚ−Ｃｚ^２の部分であり、電子輸送を主として担う部分は−Ｑ−Ｇ−環Ｂ^１の部分である。正孔輸送を主として担う部分は、電気的酸化に対する優れた耐久性を示す。また、電子輸送を主として担う部分は、電気的還元に対する優れた耐久性を示す。

正孔輸送を主として担う部分であるＣｚ^１−Ｚ−Ｃｚ^２は、Ｚを介して、Ｃｚ^１のＮ原子とＣｚ^２のＮ原子が共役することを特徴とする。Ｃｚ^１のＮ原子とＣｚ^２のＮ原子が共役することにより、分子の誘電率が向上し、あるいは電荷非局在化に伴って、イオン化ポテンシャルが低下したり、分子内及び分子間での軌道の重なりが大きくなるなどするため、正孔輸送性が高まる。

Ｃｚ^１のＮ原子とＣｚ^２のＮ原子が共役しないと、電気的酸化を受けたとき、Ｚ上（例えば芳香族炭化水素基上）に過剰の正電荷が集中したり、或いは、カルバゾール環のＮ，１，３，６，８−位の少なくとも一カ所への正電荷の局在化が強まり、電気的酸化に対する耐久性が著しく低下してしまうため、好ましくない。

他方、Ｃｚ^１のＮ原子とＣｚ^２のＮ原子が共役すると、Ｃｚ^１とＣｚ^２のそれぞれにおいて、正電荷が比較的均等に分布しうるため、電気的酸化に対する耐久性に優れるため、好ましい。

なお、本発明の有機化合物において、窒素原子同士が共役可能であるとは、窒素原子同士が、

（cis-，trans-のいずれでも可）またはこれらを組み合わせてなる部分構造で連結されていることと同義（ただし、Ｇ_１ないしＧ_３は各々独立に、水素原子または任意の置換基を表すか、あるいは、芳香族炭化水素環や芳香族複素環の一部を構成する。）である。

Ｚには、Ｃｚ^１およびＣｚ^２以外にも、カルバゾリル基が連結できるが、Ｚに連結するカルバゾリル基として好ましくは２以上４以下、更に好ましくは２または４、最も好ましくは２、すなわちＣｚ^１とＣｚ^２のみがＺに連結することである。

なお、本発明の有機化合物は、Ｃｚ^１およびＣｚ^２のＮ原子と環Ｂ^１のＮ原子とが、共役しないことが好ましい。すなわち、Ｃｚ^１およびＣｚ^２と環Ｂ^１とが、Ｃｚ^１およびＣｚ^２のＮ原子と環Ｂ^１のＮ原子とを、共役させない連結基で連結されていることが好ましい。これは、電子過剰型部位であるＣｚ^１およびＣｚ^２のＮ原子と電子欠損型部位である環Ｂ^１のＮ原子とが、共役可能な構造である場合、該電子過剰型部位と該電子欠損型部位との相互作用が極めて大きくなり、それぞれの部位がもつ酸化耐性や還元耐性を損ない、分子内の電荷の分極化を生じることで、三重項励起準位の著しい低下を招く恐れがあるためである。
ここで、Ｃｚ^１およびＣｚ^２のＮ原子と環Ｂ^１のＮ原子とが、共役しないとは、上記共役可能であることの反対の意味であり、上記の部分構造で連結されていないことと同義である。

［２］式（Ｉ）中の構成要素
〈Ｃｚ^１およびＣｚ^２〉
式（Ｉ）におけるＣｚ^１およびＣｚ^２はそれぞれ、カルバゾリル基を表す。Ｃｚ^１およびＣｚ^２としては、各々独立に、Ｎ−カルバゾリル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基が挙げられ、Ｃｚ^１とＣｚ^２とは、同一であっても異なっていてもよい。
高い三重項励起準位、優れた電気化学的安定性の観点から、Ｃｚ^１およびＣｚ^２は、各々独立に、Ｎ−カルバゾリル基または２−カルバゾリル基が好ましく、Ｎ−カルバゾリル基が最も好ましい。
特に好ましくは、Ｃｚ^１およびＣｚ^２がいずれもＮ−カルバゾリル基であることである。

式（Ｉ）におけるＣｚ^１およびＣｚ^２がＮ−カルバゾリル基である場合の式（Ｉ）を、下記式（Ｉ−１）に示す。

Ｃｚ^１およびＣｚ^２は、各々独立に、任意の置換基を有していてもよい。
尚、本発明において、置換基を有していてもよいとは、置換基を１以上有していてもよいことを意味する。
該置換基として好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ハロゲン原子、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基である。高い三重項励起準位の観点、電荷分布の偏りに伴う電気的耐性の低下を避ける観点から、この置換基は、特に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の１価の基、或いは、それらが複数個連結されて形成された１価の基（例えば、ビフェニル基、ターフェニル基など）である。

Ｃｚ^１およびＣｚ^２それぞれの置換基は、合計で分子量５００以下が好ましく、２５０以下が更に好ましい。最も好ましくはＣｚ^１およびＣｚ^２は無置換であることである。

〈Ｚ〉
式（Ｉ）におけるＺは、直接結合或いは、Ｃｚ^１およびＣｚ^２がそれぞれ有するカルバゾール環の窒素原子同志を共役可能とする任意の連結基を表す。

任意の連結基としては、芳香族炭化水素基が好ましく、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の２価の連結基、或いは、それらが複数個連結されて形成された２価の連結基（例えば、ビフェニレン基、ターフェニレン基など）が好ましく挙げられる。Ｚとして、好ましくは、直接結合または、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基などのベンゼン環を１〜８個連結してなる２価の連結基である。

Ｚが任意の連結基である場合、Ｚは任意の置換基を有していてもよく、該置換基としては好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ハロゲン原子、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基であり、特に好ましくは、芳香族炭化水素基であり、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の１価の基、或いは、それらが複数個連結されて形成された１価の基（例えば、ビフェニル基、ターフェニル基など）である。

Ｚは、分子量が１０００以下であることが好ましく、５００以下であることが更に好ましい。

Ｚは、特に、直接結合または−（Ｐｈ）_ｐ−であることが好ましい。ここで、Ｐｈは置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。また、ｐは１〜８の整数を表し、好ましくは１〜２の整数である。

〈式（Ｉ）の例示〉
以下に、式（Ｉ）で表される部分構造のうち、式（II）の部分を除いた部分の例示を挙げるが、本発明は何ら以下のものに限定されるものではない。

上記例示のうち、中でも、Ｖ−１，２，４〜１５，１７〜２１，２７，２８，３１〜３３がより好ましく、Ｖ−１，６〜９，１１〜１５，３１，３２が更に好ましく、Ｖ−１，７，９，１３〜１５が最も好ましい。

〈Ｑ〉
Ｑは、下記式（II）の少なくとも１つのＧにつながる直接結合を表す。

式（II）で表される部分は、分子量が好ましくは７０以上、更に好ましくは７５以上であり、好ましくは１０００以下、更に好ましくは５００以下である。この下限を下回ると芳香族性が損なわれる恐れがあり好ましくなく、上限を上回ると気化温度が上昇して蒸着法による製膜が困難になったり、溶解性が低下して湿式法による製膜に支障が出る恐れがあり好ましくない。

式（II）中、環Ｂ^１は、ヘテロ原子としてＮ原子をｎ個有する６員環の芳香族複素環であればよい。ｎは、１〜３の整数を表す。本発明の有機化合物が、一分子中に複数の環Ｂ^１を有する場合は、これらは同一であっても異なっていてもよい。

式（II）は、特に下記式（II−１）〜（II−４）で表されるものが好ましい。

式（II）、特に式（II−１）〜（II−４）で表される基は、本発明の有機化合物において、電子輸送を主として担う部分であり、電気的還元に対する優れた耐久性を特徴とする。

一分子中において、式（II−１）〜（II−４）の何れかで表される基は、分子内で互いに非共役の関係であることが好ましく、１〜８個の範囲で含まれていてもよい。通常、１つあれば目的である電子輸送性を十分に発揮可能であるため、正孔輸送性と電子輸送性のバランス、蒸着製膜時に要求される耐熱性と気化性、湿式製膜時に要求される溶解性、空気中での安定性（酸化されにくさ）或いは化合物の高純度の容易性の点も鑑み、好ましくは１個である。

以下に各式で表される基について個々に説明する。

・（II−１）で表される基
式（II−１）で表されるピリジン環は、２，４，６−位が置換されていることによって電気的還元に対する耐久性を持ち得る。
なお、該ピリジン環の３，５−位は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、フェニル基などのアリール基、ピリジル基などのヘテロアリール基、メチル基などのアルキル基などが好ましい。しかしながら、優れた電気化学的安定性の観点から、最も好ましくは、３，５−位は無置換である。

・（II−２）で表される基
式（II−２）で表されるピラジン環は、２，３，５，６−位が置換されていることによって、電気的還元に対する耐久性を持ち得る。

・（II−３）で表される基
式（II−３）で表されるピリミジン環は、２，４，６−位が置換されていることによって、電気的還元に対する耐久性を持ち得る。
なお、該ピリミジン環の５−位は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、フェニル基などの芳香族炭化水素基、ピリジル基などの芳香族複素環基、メチル基などのアルキル基が好ましい。しかしながら、優れた電気化学的安定性の観点から、最も好ましくは、５−位は無置換である。

・（II−４）で表される基
式（II−４）で表されるトリアジン環は、２，４，６−位が置換されていることによって、電気的還元に対する耐久性を持ち得る。
環Ｂ^１としては、高い三重項励起準位、優れた電気化学的安定性の観点から、上記一般式（II−１）で表されるピリジン環、すなわち、ｎが１である場合が特に好ましい。

式（II）において、Ｇは、Ｑにつながる直接結合または任意の連結基を表すか、或いは芳香族炭化水素基を表す。また、Ｇは、環Ｂ^１のＮ原子のオルト位およびパラ位にあるＣ原子に結合する。ｍは、３〜５の整数である。一分子中に複数個存在するＧは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。

Ｇが、Ｑに繋がる直接結合または任意の連結基である場合のＧは、直接結合または、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の２価の連結基、或いは、それらが複数個連結されて形成された２価の連結基（例えば、ビフェニレン基、ターフェニレン基など）であることが好ましい。より好ましくは、直接結合、または、−（Ｐｈ）_ｐ−である。ここでＰｈは置換基を有していてもよいフェニレン基を表す。また、ｐは１〜８の整数を表し、好ましくは１〜２の整数である。

Ｑに繋がる場合のＧの分子量としては、１０００以下が好ましく、５００以下が更に好ましい。この上限を上回ると芳香族性が損なわれる恐れがあり好ましくなく、上限を上回ると気化温度が上昇して蒸着法による製膜が困難になったり、溶解性が低下して湿式法による製膜に支障が出る恐れがあり好ましくない。

Ｇは、Ｑに繋がらない場合は、芳香族炭化水素基を表す。Ｑに繋がらない場合のＧは、芳香族炭化水素基であればよいが、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の１価の基、或いは、それらが複数個連結されて形成された１価の基（例えば、ビフェニル基、ターフェニル基など）が好ましく挙げられるが、より好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などのベンゼン環を１〜８個連結してなる１価の基である。

Ｑに繋がらない場合のＧの分子量としては、２０００以下が好ましく、１０００以下が更に好ましい。この上限を上回ると芳香族性が損なわれる恐れがあり好ましくなく、上限を上回ると気化温度が上昇して蒸着法による製膜が困難になったり、溶解性が低下して湿式法による製膜に支障が出る恐れがあり好ましくない。

なお、Ｇは任意の置換基を有していてもよい。該置換基として好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、アシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ハロゲン原子、アリールアミノ基、アルキルアミノ基、芳香族複素環基であり、より好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基であり、特に好ましくは、無置換、または芳香族炭化水素基、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオランテン環などの、６員環の単環または２〜５縮合環由来の１価の基、或いは、それらが複数個連結されて形成された１価の基（例えば、ビフェニル基、ターフェニル基など）である。

［３］分子量
本発明の有機化合物の分子量は、通常４０００以下、好ましくは３０００以下、より好ましくは２０００以下であり、また通常２００以上、好ましくは３００以上、より好ましくは４００以上である。
本発明の有機化合物の分子量がこの上限値を超えると、昇華性が著しく低下して電界発光素子を制作する際に蒸着法を用いる場合において支障を来したり、不純物の高分子量化によって精製が困難となる場合があり、またこの下限値を下回ると、ガラス転移温度および、融点、気化温度などが低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。

［４］物性
本発明の有機化合物は、通常５０℃以上のガラス転移温度を有するが、有機電界発光素子に使用する際には、その耐熱性の観点から、ガラス転移温度は９０℃以上であることが好ましく、１１０℃以上であることが更に好ましい。ガラス転移温度の上限は通常４００℃程度である。
本発明の有機化合物は、常圧下で通常８００℃以下の気化温度を有するが、有機電界発光素子に使用する際には、その蒸着製膜工程の安定性の観点から、気化温度は７００℃以下であることが好ましく、６００℃以下であることが更に好ましい。気化温度の下限は通常３００℃程度である。
本発明の有機化合物は、通常１００℃以上の融点を有するが、有機電界発光素子に使用する際には、その耐熱性の観点から、融点は１５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることが更に好ましい。融点の上限は通常５００℃程度である。

［５］好ましい構造
前記式（Ｉ）で表される本発明の有機化合物は、下記式（III）で表される構造であることが、高い三重項励起準位、優れた電気化学的安定性の観点から、特に好ましい。

（式中、Ｇ，ＱおよびＺは、各々式（Ｉ）におけると同義である。
環Ｃ^１はピリジン環を表し、３位および／または５位に置換基を有していてもよい。
Ｃｚは、置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表す。
ａ〜ｃはそれぞれＣｚの数を表し、各々独立に、０または２〜５の整数である。ａ〜ｃが０である場合には、ａ〜ｃが０であるＣｚにつながるＱおよびＺは存在しない。一分子中に複数のＣｚが存在する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。）

上記式（III）において、Ｇ，ＱおよびＺは、カルバゾール環からピリジン環への電子供与効果が顕著であると、本発明の有機化合物の電気的還元耐久性を低下させる恐れがあるため、−（Ｐｈ）_ｐ−で表されることが好ましい。−（Ｐｈ）_ｐ−は前記と同義である。Ｇ，ＱおよびＺをあわせて、ｐが２以上であることが好ましく、４以下であることが更に好ましい。
Ｃｚは、具体的には上記Ｃｚ^１およびＣｚ^２で説明したものが挙げられる。
ａ〜ｃは、各々独立に、０，２または４であることが好ましく、０または２であることが更に好ましく、２であること、すなわち、Ｃｚ^１およびＣｚ^２のみであることがより好ましい。

ピリジン環Ｃ^１の４−位への電子供与基（例えばカルバゾリル基）の導入は、ピリジン環Ｃ^１の電気的還元に対する耐性を低下させる恐れが無視できないため、ｂは小さい方が好ましい。ピリジン環Ｃ^１の２，６−位への電子供与基（例えばカルバゾリル基）の導入は、上記ピリジン環Ｃ^１の４−位に置換への電子供与基（例えばカルバゾリル基）を導入した場合ほど重大ではないものの、ピリジン環Ｃ^１の電気的還元に対する耐性を低下させる恐れがあるため、ａ，ｃも小さい方が好ましい。故に、（ａ，ｂ，ｃ）＝（２，０，０）または（ａ，ｂ，ｃ）＝（０，２，０）であるのが特に好ましい。
他方、正または負電荷を帯びたとき、分子の対称性が高い方が、電荷の局在化による劣化促進現象を抑制できるため、ａ＝ｃであるのが好ましい。故に、（ａ，ｂ，ｃ）＝（２，０，２）または（ａ，ｂ，ｃ）＝（２，２，２）が特に好ましい。

中でも、好ましい構造として、具体的には、下記一般式（IV−１）、（IV−２）、（IV−３）で表される有機化合物が挙げられる。

（式中、Ｘ^ａ，Ｘ^ｃは各々独立に、前記Ｖ−１〜３４から選択される１価の基であり、Ｘ^ｂは、下記Ｗ−１〜３７から選択される１価の基であり、環Ｃ^１は式（III）におけると同義である。以下、Ｗ−２７およびＷ−２８におけるＰｈはフェニル基を表す。）

上記一般式（IV−１）において、電気的な酸化還元耐性の点や高い三重項励起エネルギーの点から、Ｘ^ａ，Ｘ^ｃは各々独立に、Ｖ−１，２，４〜１５，１７〜２１，２７，２８，３１〜３３がより好ましく、Ｖ−１，６〜９，１１〜１５，３１，３２が更に好ましく、Ｖ−１，７〜９，１３〜１５が最も好ましい。また、Ｘ^ｂは、電気的な酸化還元耐性の点から、好ましくは、Ｗ−１〜３，６，８，１０，１１，２０，２９，３１，３２，３４〜３７であり、より好ましくはＷ−１〜３，６，８，１１，３１，３２，３４〜３６であり、最も好ましくはＷ−２，６，３４，３６である。

（式中、Ｘ^ｄ，Ｘ^ｅ，Ｘ^ｆは各々独立に、前記Ｖ−１〜３４から選択される１価の基であり、環Ｃ^１は式（III）におけると同義である。環Ｄ^１は、環Ｃ^１とＸ^ｅとをつなぐフェニレン連結基である。）

上記一般式（IV−２）において、電気的な酸化還元耐性の点から、Ｘ^ｄ，Ｘ^ｅ，Ｘ^ｆは各々独立に、好ましくは、Ｖ−１〜６，８，９，１２，１３，１６〜２２，２４，２７，２８であり、より好ましくはＶ−１，２，３，５，６，１２であり、最も好ましくは、Ｖ−１，２，５である。環Ｃ^１との結合位置を環Ｄ^１の１−位と定義した場合、Ｘ^ｅとの結合位置は、環Ｄ^１の２〜６−位の何れでもよいが、電気的な酸化還元耐性の点から、好ましくは３〜５位であり、より好ましくは４−位である。

（式中、Ｘ^ｇ，Ｘ^ｈ，Ｘ^ｉは各々独立に、前記Ｖ−１〜３４から選択される１価の基であり、環Ｃ^１は式（III）におけると同義である。）

上記一般式（IV−３）において、電気的な酸化還元耐性の点から、Ｘ^ｇ，Ｘ^ｈ，Ｘ^ｉは各々独立に、好ましくは、Ｖ−１，２，４〜１５，１７〜２１，２７，２８，３１〜３３であり、より好ましくはＶ−１，６〜９，１１〜１５，３１，３２であり、最も好ましくは、Ｖ−１，７〜９，１３〜１５である。

［６］具体例
以下に、本発明の有機化合物として好ましい具体的な例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の例示構造式中、−Ｎ−Ｃｚは、Ｎ−カルバゾリル基

を示す。

［７］合成法
本発明の有機化合物は、目的とする化合物の構造に応じて原料を選択し、公知の手法を用いて合成することができる。

（１） ピリジン環の導入方法としては、次のＡ）ないしＣ）に記載の方法を採用することができる。
Ａ）原料としてＲ^０−（ＣＨＯ）を用いた場合（ここでＲ^０は、任意の置換基または連結基を表す）、次の１）〜５）の方法などを採用することができる。

１）Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(1962)1,626やSynthesis(1976),1-24やJ.Heterocyclic Chem.(1977)14,147やCollect.Czech.Chem.Commun.57(1992)2,385-392やＣＳ−２６２５８５号公報などで開示されている、１当量のアルデヒドと０．５〜２当量のアセチリドとを、硫酸などの強酸存在下で酢酸、アルコール、ニトロベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、シクロヘキサンなどの単独または混合溶媒中、室温で１〜１０時間撹拌して、或いは水酸化ナトリウムなどの強塩基存在下、アルコールおよび／または水溶媒中、加熱条件下で１〜１０時間撹拌して、中間体（−ＣＨ＝ＣＲ−ＣＯ−）を得、これを酢酸溶媒中、加熱条件下、酸素存在下、アシルピリジニウム塩と酢酸アンモニウムを作用させて合成する方法（下記式中、ＸはＢｒ，Ｉなどのハロゲン原子を表す。）

２）Liebigs Ann.Chem.(1974),1415-1422やJ.Org.Chem.38,(2002)6,830-832や特開２０００−１８６０６６号公報などで開示されている、ボロントリフルオリドや過塩素酸などの酸化剤存在下、加熱条件でトルエン溶媒中、アルデヒドとアセチリドとを反応させ、ピリリウム塩を生成し、それを水やアルコール溶媒中でアンモニアと反応させる方法

３）J.Am.Chem.Soc.(1952)74,200などに開示されている、酢酸、アルコール、ニトロベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、シクロヘキサンなどの単独または混合溶媒中、加熱条件下、酢酸アンモニウムとアルデヒドとアセチリドから一段階で合成する方法

４）Chem.Commun.(Cambridge)(2000)22,2199-2200などに開示されている、水酸化ナトリウムなどの強塩基存在下、無溶媒でアルデヒドと２当量のアセチリドを室温で、乳鉢を用いてすり混ぜて中間体（ジケトン）を生成した後、酢酸、アルコール、ニトロベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、シクロヘキサンなどの単独または混合溶媒中、加熱条件下で酢酸アンモニウムを作用させて合成する方法、

５）J.Org.Chem.(1988),53,5960などに開示されている、アルデヒドとエチリデンビニルアミンから一段階で合成する方法

Ｂ）２，４，６−位の少なくとも一カ所に塩素や臭素やヨウ素などのハロゲン原子が置換されたピリジン環を原料に用いる場合、前記ハロゲン元素を任意の置換基に変換が可能である。
例えば、Org.Lett.3(2001)26,4263-4265などに開示されている、パラジウム触媒存在下、加熱条件でジンクブロマイドやボロン酸を作用させることによって合成する方法が挙げられる（以下において、ｄｂａはジベンジリデンアセトンである。）。

Ｃ）その他、各種置換基の導入、連結基Ｇ或いはＺの形成において、必要に応じ、任意に公知の手法を適用することができる。例えば、下記１）〜３）などを採用することができる。

１）アルデヒドとしてパラホルムアルデヒド、アセチリドとして芳香族アシル化合物を用い、２，６−位に芳香環基を有するピリジンを合成し、これをＮ−ブロモスクシンイミドなどのハロゲン化剤を用いてピリジン環の４−位をハロゲン化してハロゲン体を得、そのハロゲン原子を−Ｂ（ＯＨ）_２基や−ＺｎＣｌ基や−ＭｇＢｒ基に変換したものと、前記ハロゲン体とをカップリング反応させて合成する方法

２）前記ハロゲン体を、ｎ−ブチルリチウムなどでリチオ化後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドで処理することで、２，６−位に芳香環基を有し、４−位に−ＣＨＯ基を有するピリジンを合成した後、アセチリドと反応させて第二のピリジン環を合成する方法

３）前記Ｂ）の出発原料として挙げた２，６−ジクロロ−４−ヨードピリジンを塩基存在下、銅粉末などの銅触媒を用いて、１５０〜２５０℃で加熱撹拌することにより、２，６，２’，６’−テトラクロロ−［４，４’］ビピリジルを合成し、これを前記Ｂ）と同様に処理することで合成する方法

なお、上記合成方法で用いられるアルデヒド（Ｒ^ａ−ＣＨＯ）は、通常入手可能な試薬を適宜利用可能であるが、必要があれば、次の1)〜13)の方法等により、容易に合成することが可能である。

1) 例えばハロゲン化物（Ｒ^ａ−Ｘ）や活性水素原子を有する炭化水素化合物（Ｒ^ａ−Ｈ）をブチルリチウムなどのアルキルリチウム、水素化ナトリウム、トリエチルアミン、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム、水酸化ナトリウムなどの強塩基（好ましくはブチルリチウムなどのアルキルリチウム）を作用させた後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドで処理する方法（Organic&Biomolecular Chemistry(2003)1,7,1157-1170;Tetrahedron Lett.42(2001)37,6589-6592）

2) −ＣＯ_２Ｒ基（Ｒは水素原子、塩素原子、アルキル基、芳香環基、アミノ基）をリチウムアルミニウムハイドライド、水素化硼素ナトリウム等で還元して、アルコール化後、ピリジニウムクロロクロメート、二酸化マンガン、アイオドキシベンゾイックアシッド、パーオキソジスルフェート、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノ−１，４−ベンゾキノン等で酸化して−ＣＨＯ化する方法（J.Med.Chem.(1990)33,2408-2412;Angew.Chem.,Int.Ed.40(2001)23,4395-4397;J.Am.Chem.Soc.(2002)124,10,2245-58;J.Am.Chem.Soc.(1993)115,9,3752-3759;J.Chem.Res.,Synop.(2001)7,274-276;Synthesis(2001)15,2273-2276;Bull.Korean Chem.Soc.20(1999)11,1373-1374;Arzneim.-Forsch.47(1997)1,13-18;J.Org.Chem.63(1998)16,5658-5661;J.Chem.Soc.Sec.C;Organic(1968)6,630-632）

3) −ＣＯ_２Ｒ基（Ｒは水素原子、塩素原子、アルキル基、芳香環基、アミノ基）をリチウムトリス（ジアルキルアミノ）アルミニウムハイドライド、ソディウムトリス（ジアルキルアミノ）アルミニウムハイドライドなどで還元し、一段階で−ＣＨＯ化する方法（Bull.Korean Chem.Soc.,13(1992)6,670-676;Bull.Korean Chem.Soc.,12(1991)1,7-8;Org.Prep.Proced.Int.24(1992)3,335-337）

4) −ＣＯ_２Ｒ基（Ｒは水素原子、塩素原子、アルキル基、芳香環基、アミノ基）を水素とパラジウム触媒の存在下、一段階で−ＣＨＯ化する方法（Chem.Ber.(1959)92,2532-2542;WO 00/12457;Bull.Chem.Soc.Jpn.(2001)74,1803-1815）

5) −ＣＮ基をリチウムトリス（ジアルキルアミノ）アルミニウムハイドライドなどで還元し、一段階で−ＣＨＯ化する方法（Bull.Korean Chem.Soc.,13(1992)6,670-676）

6) Ａｒ−ＣＨ_３基（Ａｒは芳香環基）にo-Iodylbenzoic acid,Dess-Martin period-inane,Acetoxyiodosylbenzoic acidなどを作用させて、直接、Ａｒ−ＣＨＯ化する方法（J.Am.Chem.Soc.(2002)124,10,2245-58）

7） Ａｒ−ＣＨ_３基（Ａｒは芳香環基）をＡｒ−ＣＨ_２Ｂｒ、Ａｒ−ＣＨ_２ＯＣＨ_３ＣＯＯを経由してＡｒ−ＣＨ_２ＯＨに変換後、ピリジニウムクロロクロメート、二酸化マンガン、アイオドキシベンゾイックアシッド等で酸化して−ＣＨＯ化する方法（J.Org.Chem.(1993)58,3582-3585）

8） １−エチル−１−アリールアリルアルコールにVilsmeier試薬を作用させて、アリールカルボキシアルデヒドを合成する方法（Indian Journal of Chemistry(1988)27B,213-216）

9） １，４−シクロヘキサジエン類にVilsmeier試薬を作用させて、アリールカルボキシアルデヒドを合成する方法（Synthesis(1987),197-199;Synthesis(1985),779-781）

10） Ａｒ−ＣＨ_３基（Ａｒは芳香環基）を臭素、Ｎ−ブロモ琥珀酸イミドなどを用いて臭素化してＡｒ−ＣＨ_２Ｂｒとした後、2-Nitropropane carboanion試薬、Hexamethylenetetramine等を作用させてＡｒ−ＣＨＯ化する方法（Collect.Czech.Chem.Commun.(1996)61,1464-1472;Chem.Eur.J.(1996)2,12,1585-1595;J.Chem.Research(S),(1999)210-211）

11） ポリメチニウム塩（ヘプタメチニウム塩など）からアリールアルデヒド（１，３，５−トリホルミルベンゼンなど）を得る方法（Collect.Czech.Chem.Commun.(1965)30,53-60）

12）トリホルミルメタンのself-condensationにより、１，３，５−トリホルミルベンゼンを得る方法（Collect.Czech.Chem.Commun.(1962)27,2464-2467）

13）Ａｒ−ＣＨＢｒ_２基（Ａｒは芳香環基）をジアルキルアミンを用いてＡｒ−ＣＨＯ化する方法（Bulletin de La Societe Chmique De France(1966)9,2966-2971）

また、上記合成方法で用いられるケトン（Ｒ^ｃ−ＣＯ−ＣＨ₂−Ｒ^ｂ）は、通常入手可能な試薬を適宜利用可能であるが、必要があれば、次の1)，2)の方法等により、容易に合成することができる。

1） Ｒ^ｃ−ＣＯ_２Ｒ基（Ｒは水素原子、塩素原子、アルキル基、芳香環基、アミノ基）を各種アルキル化剤（アルキルリチウム、ジメチル硫酸、ジメチルスルホキシドなど）で処理することにより、Ｒ^ｃ−ＣＯ−ＣＨ_２Ｒ^ｂ化する方法（J.Am.Chem.Soc.(1959),81,935-939;J.Am.Chem.Soc.(1961)83,4668-;Tetrahedron Lett.(1967)1073-;J.Chem.Soc.(1960)360-;J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1(1977)680;JP5-5062039）

2） 塩化アルミニウムなどのルイス酸触媒存在下、酸クロライドなどのアシル化剤を作用させて合成する方法（極めて一般的な、フリーデルクラフツ反応）

他の合成方法としては、「ヘテロ環の化学−医薬品の基礎」（2002年、國枝ら、化学同仁社）、「Heterocyclic Chemistry」（第４版、2000年、J.A.Joule and K.Mills、Blackwell Science社）、「新編ヘテロ環化合物 基礎編、応用編」（2004年、山中宏ほか、講談社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社）などに記載または引用されている合成方法を利用することもできる。

（２） ピラジン環の導入方法としては、例えば、次の１］〜７］の方法などを採用することができる。

１］同一もしくは異なる芳香族アルデヒドから（Khim.-Farm.Zh.25(1991)4,28-31;Helvetica Chimica Acta(1985)68(3),592-599;J.Chem.Res.Synop.(2002)6,262-263;Ser C.(19966)263,1156-;J.Am.Chem.Soc.(2002)124,12084-12085;Advanced Synthesis & Catalysis(2002)344,96-103;PCT Int.Appl.,2002002753,10 Jan.2002;J.Org.Chem.(2001)66,8010-8014;J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,(2001)7,633-635;Tetrahedron Lett.(2000)41,10159-10162;J.Org.Chem.(1983)48,459-464;Journal fuer Praklische Chemie(Leipzig)(1962)16,1-7）、或いはα−ジヒドロ体から（Tetrahedron:Asymmetry(1998)9,4117-4122）、或いはアリールリチウムから（J.Org.Chem.(1982)47,4347-4348;Tetrahedron Lett.(1989)30,989-992）、或いはα−ジケトン体から（Journal fuer Praklische Chemie(Leipzig)(1962)16,1-7）、アリールエステルから（Tetrahedron Lett.(1980)21,2227-2228）、ベンゾイン型中間体を合成し、これをアンモニアや酢酸アンモニウムなどを酸素存在下で作用させることで得る方法（J.Org.Chem.(1937)2,328-;Bull.Soc.Chim.Fr.(1968)4970-;Helvetica ChimicaActa(1985)68(3),592-599;C.R.Seances Acad.Sci.,Ser C.(1966)263,1156-）

２］α−ジケトンとα−ジアミンで環化させ（J.Org.Chem.57(1992)24,6653-6657;Helvetica Chimica Acta(1976)59,1169-;Helvetica Chimica Acta(1973)56,610-）、酸化処理で合成する方法（Helvetica Chimica Acta(1976)59,1169-）

３］α−ハロケトンにアンモニアや酢酸アンモニウムなどを作用させることで得る方法（特開平03-048666）

４］同一もしくは異なる芳香族アミドにアンモニアや酢酸アンモニウムなどを作用させることで得る方法（Helvetica Chimica Acta(1985)68,592-599;特開平06-065212）

５］アミノ酸からアミノ酸無水物（Bull.Soc.Chem.Fr.(1942)9,487-;J.Am.Pharm.Assoc.,Sci.Ed.(1957)46,391-）を経て、或いはその他の経路からピラジンのジハライド（J.Heterocyclic Chem.(1986)23,871-875;Chemical&Pharmaceutical Bull.(1979)27,2980-2987;J.Am.Chem.Soc.(1956)78,4071-4077;）を得、これとアリールボロン酸（Suzuki Coupling法）やカルバゾール、インドール、ピロール、ピラゾールなどのアゾール類（Suzuki Coupling法(Tetrahdron 48(1992)37,8117-8126)もしくはUllman法）やテトラアリール錫（Heterocycles(1986)24,785-792）とのカップリング反応によって目的物を得る方法

６］ピロールから合成する方法（Justus Liebigs Ann.Chem.(1952)578,226-）

７］他の合成方法
「ヘテロ環の化学−医薬品の基礎」（2002年、國枝ら、化学同仁社）、「Heterocyclic Chemistry」（第４版、2000年、J.A.Joule and K.Mills、Blackwell Science社）、「新編ヘテロ環化合物 基礎編、応用編」（2004年、山中宏ほか、講談社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社）などに記載または引用されている合成方法を利用することもできる。

（３） ピリミジン環の導入方法としては、Journal of.Organometallic Chemistry,663(1-2),46-57,2002或いはJournal of Organic Chemistry,66(21),7125-7128,2001で用いられているパラジウム触媒を用いた方法をはじめ、「ヘテロ環の化学−医薬品の基礎」（2002年、國枝ら、化学同仁社）、「Heterocyclic Chemistry」（第４版、2000年、J.A.Joule and K.Mills、Blackwell Science社）、「新編ヘテロ環化合物 基礎編、応用編」（2004年、山中宏ほか、講談社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社）などに記載または引用されている合成方法を利用することができる。

（４） トリアジン環の導入方法としては、次の１〉〜３〉の方法などを採用することができる。

１〉アリールシアン化物から合成する方法

（図中、Ａｒ’は、任意の置換基（ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基など）を有していてもよいアリーレン基、ヘテロアリーレン基、若しくは不飽和炭化水素基を表し、同一であっても異なっていてもよい）
上記合成方法は、具体的には、Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu,1382687,04 Dec.2002、Journal of Organic Chemistry,68(12),4855-4861;2003、Green Chemistry,4(4),339-343;2002、Chinese Journal of Chemistry,20(11),1334-1339;2002、Synthetic Communications,30(6),1017-1022;2000、Chemistry Letters,(7),545-546;1999、Mendeleev Communications,(5),166-167;1994、Journal of Heterocyclic Chemistry,25(3),767-770;1988、Journal of Organic Chemistry,52(16),3674-3680;1987などに記載または引用されている方法を利用できる。

２〉トリハロゲン化トリアジンから合成する方法

（式中、Ｘは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素のいずれかを表し、Ａｒは、任意の置換基（ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基など）を有していてもよいアリーレン基、ヘテロアリーレン基、若しくは不飽和炭化水素基を表し、同一であっても異なっていてもよい）
上記合成方法は、具体的には、Ｘが塩素、臭素或いはヨウ素の場合には、Journal of Organic Chemistry,68(9),3367-3379;2003、Journal of Organic Chemistry,67(24),8424-8429;2002、Inorganic Chemistry,41(9),2543-2547;2002、Synthetic Metals,122(3),485-493;2001、Organic Letters,3(15),2419-2421;2001、U.S.,5726310,10 Mar 1998、Tetrahedron Letters,38(46),8017-8020;1997、Eur.Pat.Appl.,779280,18 Jun 1997、Mendeleev Communications,(5),166-167;1994、U.S.,4826978,02 May 1989などに記載または引用されている合成方法を利用することができる。
また、Ｘがフッ素の場合、Chemistry of Materials,16(1),185-194;2004などに記載または引用されている合成方法を利用することができる。

３〉その他の合成方法
Journal of Organic Chemistry,68(12),4855-4861;2003、European Journal of Organic Chemistry,(10),1948-1953;2003、Tetrahedron,56(37),7153-7161;2000、Journal of the Indian Chemical Society,73(6),283-284;1996、Eur.Pat.Appl.,649841,26 Apr 1995、Archiv der Pharmazie(Weinheim,Germany),327(6),389-391;1994、Izvestiya Natsional’noi Akademii Nauk Respubliki Kazakhstan,Seriya Khimicheskaya,(2),13-20;1993、Eur.Pat.Appl.,497734,05 Aug 1992、Heterocycles,34(2),341-347;1992、Sibirskii Khimicheskii Zhurnal,(4),96-98;1991、Bulletin of the Chemical Society of Japan,62(10),3171-3176;1989、Journal of the Chemical Society,Perkin Transactions 2:Physical Organic Chemistry(1972-1999),(2),117-122;1988、Zeitschrift fuer Chemie,26(8),295-297;1986、Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii,(1),107-113;1986、Synthesis,(1),95-98;1985、Journal of Heterocyclic Chemistry,18(6),1197-1201;1981、Tetrahedron Letters,(43),4193-4196;1979、Ber.,96,1213-1217;1963などに記載または引用されている合成方法を利用することができる。

また、他にも、「ヘテロ環の化学−医薬品の基礎」（2002年、國枝ら、化学同仁社）、「Heterocyclic Chemistry」（第４版、2000年、J.A.Joule and K.Mills、Blackwell Science社）、「新編ヘテロ環化合物 基礎編、応用編」（2004年、山中宏ほか、講談社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社）などに記載または引用されている合成方法を利用することもできる。

（４） Ｎ−カルバゾリル基の導入方法としては、合成の最終工程でカルバゾリル基を導入する方法として、例えば、次のａ）〜ｃ）の方法を採用することができる。

ａ）フルオロフェニルボロン酸、ジフルオロフェニルボロン酸、フルオロビフェニルボロン酸エステル、ペンタフルオロフェニルボロン酸などのハロゲン化芳香族ボロン化合物の小過剰（後述されるハロゲン化物のハロゲン原子に対して０．７〜１．５倍当量程度）とジブロモフルオロベンゼン、ジヨードベンゼン、トリブロモベンゼン、トリクロロトリアジン、ジヨードビフェニルなどの芳香族２または３置換ハロゲン化物とをテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムなどのパラジウム触媒（０．１〜１０モル％程度）、炭酸セシウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの塩基（前記ハロゲン化物のハロゲン原子に対して２〜１０倍当量程度）存在下、トルエン−エタノール、トルエン−水、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど、或いはそれらの混合溶媒系中（前記ボロン酸濃度で１〜１０００ミリモル％程度）、不活性ガス雰囲気下で５〜２４時間程度、加熱還流させることにより、フッ素原子を置換基に有する基本骨格を形成する。

次に、置換または無置換のカルバゾール（前記フッ素原子を置換基に有する基本骨格上のフッ素原子に対して１．１〜１０当量程度）を、乾燥ガス雰囲気下および／または不活性ガス雰囲気下、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの溶媒中、−７８〜＋６０℃の温度範囲で水素化ナトリウム、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム、ｎ−ブチルリチウムなどの強塩基（後述するアゾール化合物のＮ上水素に対して０．９〜２当量程度）と０．１〜６０時間撹拌して反応させたものと、先に得られるフッ素原子を置換基に有する基本骨格のテトラヒドロフラン、ジオキサン、エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの溶液とを混合し、加熱還流下、１〜６０時間撹拌することにより、本発明の有機化合物を得ることができる。

ｂ）ブロモフェニルボロン酸、ジブロモフェニルボロン酸、ジクロロフェニルボロン酸などのハロゲン化芳香族ボロン酸の小過剰（後述されるハロゲン化物のハロゲン原子に対して１．１〜１．５倍当量程度）とジヨードベンゼン、ブロモジヨードベンゼン、トリヨードベンゼン、トリクロロトリアジン、ジヨードビフェニルなどの２または３置換ハロゲン化物とをテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムなどのパラジウム触媒（前記ハロゲン化物のハロゲン原子に対して０．０１〜１当量程度）、炭酸セシウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの塩基（前記ハロゲン化物のハロゲン原子に対して２〜１０当量程度）存在下、トルエン、エタノール、水、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなど、或いはそれらの混合溶媒系中（前記ハロゲン化物濃度で１〜１０００ミリモル％程度）、不活性ガス雰囲気下で５〜２４時間程度、加熱還流させることにより、臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格を形成することができる。

更に、必要に応じて、得られた臭素基を有する基本骨格から、ヨウ化カリウム（前記基本骨格上の臭素原子に対して１．５〜１０当量）、ヨウ化銅（１〜１０当量）存在下、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの溶媒（前記ハロゲン化物濃度で０．１〜１０モル％程度）中、１００〜３００℃で０．５〜６０時間撹拌することにより、臭素基がヨウ素基に変換された基本骨格を得ることができる。

次に、臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格と、カルバゾール（前記臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格上の臭素原子または／および塩素原子に対して１．０〜１００当量程度）とを、
(1) 銅粉末、銅線、ハロゲン化銅（ＣｕＸ^ｒ（Ｘ^ｒ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ））、酸化銅（ＣｕＯ）などの銅触媒（前記臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格上の臭素原子または／および塩素原子に対して１〜５当量程度）存在下、不活性ガス気流下、無溶媒またはテトラグライム、ポリエチレングリコールなどの溶媒（前記基本骨格１モルに対して０．１〜２リットル程度）中、２０〜３００℃の温度範囲で、１〜６０時間撹拌混合するか、
(2) Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３（Ｐｄ＝パラジウム、ｄｂａ＝ジベンジリデンアセトン）、Ｐｄ（ｄｂａ）_２、酢酸パラジウムなどの２価のパラジウム触媒と、ＢＩＮＡＰ（＝2,2’-ビス（ジフェニルフォスフィノ-1,1’-ビナフチル）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）フォスフィン、トリフェニルフォスフィン、１，２−ビス（ジフェニルフォスフィノ）エタン、１，３−ビス（ジフェニルフォスフィノ）プロパン、１，３−ビス（ジフェニルフォスフィノ）ブタン、ｄｐｐｆ（＝1,1’-ビス（ジフェニルフォスフィノ）フェロセン）などのリガンド類の組合せ、或いはＰｄ（ＰＰｈ）_４（Ｐｈ＝フェニル）などの０価のパラジウム錯体、或いはＰｄＣｌ_２（ｄｐｐｆ）_２などのパラジウム塩化物錯体などの触媒（通常、前記臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格上の臭素原子または／および塩素原子１当量に対して０．０１〜１当量程度）と、必要に応じてtert-ブトキシカリウム、tert-ブトキシナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミンなどの強塩基類（通常、反応で生成し得るハロゲン化水素１当量に対して、１．１〜１０当量）存在下、必要に応じてヨウ化銅などの銅触媒（通常、反応で生成し得るハロゲン化水素１当量に対して、１〜１０当量）共存下、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、キシレン、トルエン、トリエチルアミンなどの溶媒（通常、前記臭素原子または／および塩素原子を置換基に有する基本骨格の濃度で０．１〜１００ミリモル％程度）中、３０〜２００℃で１〜６０時間かけて撹拌する
などにより、本発明の有機化合物を得ることが出来る。

ｃ）その他にも、カップリングには、グリニヤ反応、亜鉛を用いた方法、スズを用いた方法など、公知の手法を適用可能であり、使用される触媒としては、パラジウム、ニッケル、銅などの遷移金属触媒が挙げられ、通常、触媒はカルバゾール環を有する中間体に対して０．１〜２００モル％程度使用される。また、塩基性物質としては、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、リン酸カリウム、炭酸セシウム、ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウムなどが挙げられ、通常、塩基性物質はカルバゾール環を有する中間体に対して５０〜１０００モル％程度使用される。反応温度としては、通常、０℃以上、好ましくは５０℃以上、３００℃以下、好ましくは、２００℃以下である。反応に使用できる溶媒としては、トルエン、キシレン、ニトロベンゼン等の芳香族系溶媒、テトラヒドロフラン、エトレングリコールジメチルエーテル、テトラグライム等のエーテル系溶媒が挙げられる。

（５） ２〜８−カルバゾリル基の導入方法としては、連結基Ｚが連結される位置に、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子を有するカルバゾールとアリールボレートとのカップリング反応、若しくは、ハロゲン化アリールとカルバゾリルボレートとのカップリング反応を利用可能であり、具体的には、公知のカップリング手法（「Palladium in Heterocyclic Chemistry:A guide for the Synthetic Chemist」（第二版、2002、Jie Jack Li and Gordon W.Gribble、Pergamon社）、「遷移金属が拓く有機合成 その多彩な反応形式と最新の成果」（1997年、辻二郎、化学同仁社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社））などに記載または引用されている環同士の結合（カップリング）反応）を用いることができる。

（６） また、上述した合成手法例に限らず、前記式（Ｉ）のＣｚ基と、前記式（II−１）に記載のピリジン環、式（II−２）に記載のピラジン環、式（II−３）に記載のピリミジン環、式（II−４）に記載のトリアジン環の何れかとを繋ぐ連結基（即ち、−Ｇ−Ｑ−（環Ａ^１）−Ｚ−）の形成には、必要に応じて、公知のカップリング手法（「Palladium in Heterocyclic Chemistry:A guide for the Synthetic Chemist」（第二版、2002、Jie Jack Li and Gordon W.Gribble、Pergamon社）、「遷移金属が拓く有機合成 その多彩な反応形式と最新の成果」（1997年、辻二郎、化学同仁社）、「ボルハルト・ショアー現代有機化学 下」（2004年、K.P.C.Vollhardt、化学同人社））などに記載または引用されている環同士の結合（カップリング）反応）を用いることができる。

（７） 化合物の精製方法としては、「分離精製技術ハンドブック」（１９９３年、（財）日本化学会編）、「化学変換法による微量成分および難精製物質の高度分離」（１９８８年、（株）アイ ピー シー発行）、或いは「実験化学講座（第４版）１」（１９９０年、（財）日本化学会編）の「分離と精製」の項に記載の方法をはじめとし、公知の技術を利用可能である。具体的には、抽出（懸濁洗浄、煮沸洗浄、超音波洗浄、酸塩基洗浄を含む）、吸着、吸蔵、融解、晶析（溶媒からの再結晶、再沈殿を含む）、蒸留（常圧蒸留、減圧蒸留）、蒸発、昇華（常圧昇華、減圧昇華）、イオン交換、透析、濾過、限外濾過、逆浸透、圧浸透、帯域溶解、電気泳動、遠心分離、浮上分離、沈降分離、磁気分離、各種クロマトグラフィー（形状分類：カラム、ペーパー、薄層、キャピラリー。移動相分類：ガス、液体、ミセル、超臨界流体。分離機構：吸着、分配、イオン交換、分子ふるい、キレート、ゲル濾過、排除、アフィニティー。）などが挙げられる。

（８） 生成物の確認や純度の分析方法としては、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）、高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）、高速アミノ酸分析計（ＡＡＡ）、キャピラリー電気泳動測定（ＣＥ）、サイズ排除クロマトグラフ（ＳＥＣ）、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）、交差分別クロマトグラフ（ＣＦＣ）質量分析（ＭＳ、ＬＣ／ＭＳ，ＧＣ／ＭＳ，ＭＳ／ＭＳ）、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ（^１ＨＮＭＲ，¹³ＣＮＭＲ））、フーリエ変換赤外分光高度計（ＦＴ−ＩＲ）、紫外可視近赤外分光高度計（ＵＶ．ＶＩＳ，ＮＩＲ）、電子スピン共鳴装置（ＥＳＲ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ−ＥＤＸ）電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、金属元素分析（イオンクロマトグラフ、誘導結合プラズマ−発光分光（ＩＣＰ−ＡＥＳ）原子吸光分析（ＡＡＳ）蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ））、非金属元素分析、微量成分分析（ＩＣＰ−ＭＳ，ＧＦ−ＡＡＳ，ＧＤ−ＭＳ）等を必要に応じ、適用可能である。

〔電荷輸送材料〕
本発明の有機化合物は電荷輸送材料として使用することができる。本発明の電荷輸送材料は本発明の有機化合物を含有すればよいが、通常、本発明の有機化合物からなる電荷輸送材料であることが好ましい。

〔有機電界発光素子〕
次に、上述のような本発明の有機化合物を用いる本発明の有機電界発光素子について説明する。

本発明の有機電界発光素子は、基板上に、陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた有機発光層を有する有機電界発光素子において、本発明の有機化合物を含有する層を有するものであって、好ましくは本発明の有機化合物を有機発光層に含有し、特に好ましくは有機発光層において、本発明の有機化合物をホスト材料とし、このホスト材料に対して、有機金属錯体がドープされてなるものである。

本発明の有機化合物を、このように有機電界発光素子の有機発光層のホスト材料として用いる場合、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。

以下に、本発明の有機電界発光素子の構造の一例について、図面を参照しながら説明するが、本発明の有機電界発光素子の構造は以下の図示のものに限定されるものではない。
図１〜４は本発明の有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層（陽極バッファ層）、４は正孔輸送層、５は有機発光層（以下、発光層という場合もある。）、６は正孔阻止層、７は電子輸送層、８は陰極を各々表す。

（基板）
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板またはフィルムが好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。

（陽極）
基板１上には陽極２が設けられる。陽極２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものである。陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより形成されることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などで陽極２を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液中に分散させて、基板１上に塗布することにより形成することもできる。更に、導電性高分子で陽極２を形成する場合には、電解重合により基板１上に直接重合薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。

陽極２は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすること
も可能である。

陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましい。この場合、陽極の厚みは通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは任意であり、所望により金属で形成して基板１を兼ねてもよい。

（正孔輸送層）
図１に示す構成の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極２からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが必要である。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、更に安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層５からの発光を消光したり、発光層５との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子には更に耐熱性が要求される。従って、ガラス転移温度として８５℃以上の値を有する材料が望ましい。

このような正孔輸送材料としては、発光層５のホスト材料に用いられる正孔輸送性材料と同様に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４’，４''−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（Ｊ． Ｌｕｍｉｎ．， ７２−７４巻、９８５頁、１９９７年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ｃｈｅｍ． Ｃｏｍｍｕｎ．，２１７５頁、１９９６年）、２，２’，７，７’−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Ｓｙｎｔｈ． Ｍｅｔａｌｓ， ９１巻、２０９頁、１９９７年）、４，４'−Ｎ，Ｎ'−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体等が挙げられる。これらの化合物は、１種を単独で用いてもよいし、必要に応じて複数種混合して用いてもよい。

上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７−５３９５３号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Ｐｏｌｙｍ． Ａｄｖ． Ｔｅｃｈ．， ７巻、３３頁、１９９６年）等の高分子材料が挙げられる。

正孔輸送層４は、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常の塗布法や、インクジェット法、スクリーン印刷法など各種印刷法等の湿式成膜法や、真空蒸着法などの乾式成膜法で形成することができる。

塗布法の場合は、正孔輸送材料の１種または２種以上に、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、適当な溶剤に溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、正孔輸送層中の含有量で５０重量％以下が好ましい。

真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０^-4Ｐａ程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向かい合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。

正孔輸送層４の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。この様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。

（有機発光層）
図１に示す素子において、正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極２から注入されて正孔輸送層４を移動する正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６を移動する電子との再結合により励起されて強い発光を示す発光物質により形成される。通常、発光層５には、発光物質であるドーパント材料とホスト材料が含まれる。なお、本明細書では、ドーパント材料やホスト材料等、発光層に含まれる材料を発光層材料という。

発光層５に用いられる発光層材料としては、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い発光（蛍光または燐光）量子収率を示し、正孔および／または電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。更に電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。

更に、本発明においては、後述の正孔阻止層の説明の項にも記載するように、正孔阻止材料の、サイクリックボルタンメトリー測定において得られる第一酸化電位よりも第一酸化電位が小さい発光物質、とりわけ
（正孔阻止材料の酸化電位）−（発光層材料の酸化電位）≧０．１Ｖ
（正孔阻止材料の還元電位）≧（発光物質の還元電位）
を満たす発光層材料を用いることが好ましい。ただし、上記式では、発光層５がホスト材料とドーパント材料を含んでいる場合には、発光層材料の酸化あるいは還元電位は、ホスト材料の酸化あるいは還元電位である。

このような条件を満たし、蛍光を発する発光層を形成する材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体（特開平６−３２２３６２号公報）、ビススチリルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７号公報、同２−２２２４８４号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−３１５９８３号公報）、シロール誘導体、等が挙げられる。これらの発光層材料は、通常は真空蒸着法により正孔輸送層上に積層される。また、前述の正孔輸送層材料のうち、発光性を有する芳香族アミン系化合物も発光層材料として用いることができる。

素子の発光効率を向上させるとともに発光色を変える目的で、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０頁，１９８９年）等が行われている。このドーピング手法は、発光層５にも適用でき、ドープ用材料としては、クマリン以外にも各種の蛍光色素が使用できる。青色発光を与える蛍光色素としては、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。

上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト材料に応じて、レーザー研究，８巻，６９４頁，８０３頁，９５８頁（１９８０年）；同９巻，８５頁（１９８１年）、に列挙されている蛍光色素などが発光層用のドープ材料として使用することができる。

ホスト材料に対して上記蛍光色素がドープされる量は、１０^-3重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましい。また１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。この下限値を下回ると素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、上限値を越えると濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。

ただし、本発明の有機化合物は、前述の如く、正孔輸送を主として担う部分と電子輸送を主として担う部分の両方を有し、このため、優れた正孔輸送性と電子輸送性を併せ持ち、また、優れた電気的酸化還元耐久性と高い三重項励起準位を有するものであることから、この有機化合物は、有機電界発光素子の有機発光層のホスト材料として好適である。従って、本発明の有機電界発光素子の有機発光層は、本発明の有機化合物をホスト材料とし、このホスト材料に後述の理由から発光物質として好適な有機金属錯体がドープされていることが好ましい。

本発明において、発光層に使用されるドーパント材料として、好ましくは、周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられる。該金属錯体のＴ１（励起三重項準位）はホスト材料として使用する本発明の有機化合物のＴ１より高いことが発光効率の観点から好ましい。更にドーパント材料において発光が起こることから、酸化還元などの化学的安定成も要求される。

周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体における、該金属として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、および金が挙げられる。これらの有機金属錯体として、好ましくは下記一般式（Ｖ）または一般式（VI）で表される化合物が挙げられる。
ＭＬk-jＬ’j （Ｖ）
（式中、Ｍは金属、ｋは該金属の価数を表す。ＬおよびＬ’は二座配位子を表す。ｊは０または１または２を表す。）

（式中、Ｍ⁷は金属、Ｔは炭素または窒素を表す。Ｔが窒素の場合はＲ¹⁴、Ｒ¹⁵は無く、Ｔが炭素の場合はＲ¹⁴、Ｒ¹⁵は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表す。
Ｒ¹²、Ｒ¹³は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、互いに連結して環を形成しても良い。）

一般式（Ｖ）中の二座配位子ＬおよびＬ’はそれぞれ以下の部分構造を有する配位子を示す。

（環Ｅ１および環Ｅ１’は各々独立に、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよい。環Ｅ２および環Ｅ２’は含窒素芳香族複素環基を表し、置換基を有していてもよい。Ｒ²¹、Ｒ²²およびＲ²³はそれぞれハロゲン原子；アルキル基；アルケニル基；アルコキシカルボニル基；メトキシ基；アルコキシ基；アリールオキシ基；ジアルキルアミノ基；ジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アシル基；ハロアルキル基またはシアノ基を表す。）

一般式（Ｖ）で表される化合物として、更に好ましくは下記一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）（Ｖｃ）で表される化合物が挙げられる。

（式中、Ｍ⁴は金属、ｋは該金属の価数を表す。環Ｅ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表し、環Ｅ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）

（式中、Ｍ⁵は金属、ｋは該金属の価数を表す。環Ｅ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、環Ｅ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）

（式中、Ｍ⁶は金属、ｋは該金属の価数を表し、ｊは０または１または２を表す。環Ｅ１および環Ｅ１’は各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表し、環Ｅ２および環Ｅ２’は各々独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表す。）

一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）、（Ｖｃ）で表される化合物の環Ｅ１および環Ｅ１’として、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、またはカルバゾリル基が挙げられる。

環Ｅ２および環Ｅ２’として、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、またはフェナントリジル基が挙げられる。

一般式（Ｖａ）、（Ｖｂ）および（Ｖｃ）で表される化合物が有していてもよい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられ、これらは互いに連結して環を形成しても良い。

なお、環Ｅ１が有する置換基と環Ｅ２が有する置換基が結合、または環Ｅ１’が有する置換基と環Ｅ２’が有する置換基が結合して、一つの縮合環を形成してもよく、このような縮合環としては７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。

環Ｅ１、環Ｅ１’、環Ｅ２および環Ｅ２’の置換基として、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、またはカルバゾリル基が挙げられる。

式（Ｖａ）、（Ｖｂ）におけるＭ⁴ないしＭ⁵として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられる。式（VI）におけるＭ⁷として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属が挙げられる。

前記一般式（Ｖ）、（Ｖａ）、（Ｖｂ）および（Ｖｃ）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。

前記一般式（Ｖ）、（Ｖａ）、（Ｖｂ）および（Ｖｃ）で表される有機金属錯体の中でも、特に配位子Ｌおよび／またはＬ’として２−アリールピリジン系配位子（２−アリールピリジン、これに任意の置換基が結合したもの、またはこれに任意の基が縮合してなるもの）を有する化合物が好ましい。

前記一般式（VI）で表わされる有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない（以下において、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基を示す。）。

この他に、周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体として、下記の化合物を用いても良い。

このような燐光性ドーパント材料の分子量は、通常４０００以下、好ましくは３０００以下、より好ましくは２０００以下であり、また通常２００以上、好ましくは３００以上、より好ましくは４００以上である。分子量がこの上限値を超えると、昇華性が著しく低下して電界発光素子を制作する際に蒸着法を用いる場合において支障を来したり、或いは有機溶媒などへの溶解性の低下や、合成工程で生じる不純物成分の増加に伴って、材料の高純度化（即ち劣化原因物質の除去）が困難になる場合があり、また分子量が上記下限値を下回ると、ガラス転移温度および、融点、気化温度などが低下するため、耐熱性が著しく損なわれるおそれがある。

これらのドーパント材料を２種類以上使用する場合は、正孔阻止層中の正孔阻止材料の酸化電位が、複数種のドーパント材料の中で一番大きな酸化電位を有するものよりも大きいことが好ましい。

このような有機金属錯体をドーパント材料として用いた、燐光発光を示す発光層に使用されるホスト材料としては、本発明の有機化合物の１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。また、本発明の有機化合物と共に、蛍光発光を示す発光層に使用されるホスト材料として前述した材料（芳香族アミン系化合物を含む）や、４，４´−Ｎ，Ｎ´−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体（ＷＯ ００／７０６５５号公報）、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＵＳＰ ６，３０３，２３８号公報）、２，２´，２´´−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８巻，１６２２頁，２００１年）、ポリビニルカルバゾール（特開２００１−２５７０７６号公報）等の１種または２種以上を併用しても良い。発光層中に、本発明の有機化合物以外のホスト材料を含む場合、その含有量は、本発明の有機化合物に対して５０重量％以下であることが好ましい。

発光層中にドーパント材料として含有される有機金属錯体の量は、０．１重量％以上が好ましく、また３０重量％以下が好ましい。この下限値を下回ると素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、上限値を上回ると有機金属錯体同士が２量体を形成する等の理由で濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。

燐光発光を示す発光層におけるドーパント材料の量は、従来の蛍光（１重項）を用いた素子において、発光層に含有される蛍光性色素の量より、若干多い方が好ましい傾向がある。また、燐光性ドーパント材料と共に蛍光色素が発光層中に含有される場合、該蛍光色素の量は、０．０５重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましい。また１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。

発光層５の膜厚は、通常３ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。

発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができる。

ドーパント材料としての上述の蛍光色素および／または燐光色素（燐光性ドーパント材料）を発光層のホスト材料としての本発明の有機化合物にドープする方法を以下に説明する。

塗布の場合は、本発明の有機化合物と、ドーパント材料、更に必要により、電子のトラップや発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により正孔輸送層４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、発光層中の含有量で５０重量％以下が好ましい。

真空蒸着法の場合には、本発明の有機化合物を真空容器内に設置されたルツボに入れ、ドーパント材料を別のルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０^-4Ｐａ程度にまで排気した後、各々のルツボを同時に加熱して蒸発させ、ルツボと向かい合って置かれた基板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材料を予め所定比で混合したものを同一のルツボを用いて蒸発させてもよい。

上記各ドーパント材料が発光層５中にドープされる場合、発光層の膜厚方向において均一にドープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層４との界面近傍にのみドープしたり、逆に、正孔阻止層６界面近傍にドープしてもよい。

発光層５も正孔輸送層４と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
なお発光層５は、本発明の性能を損なわない範囲で上記以外の成分を含んでいてもよい。

（正孔阻止層）
図１に示す素子において、正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層される。

正孔阻止層６は、正孔輸送層４から移動してくる正孔が陰極８に到達するのを阻止することができ、かつ、陰極８から注入された電子を効率よく発光層５の方向に輸送することができる化合物より形成されることが好ましい。従って、正孔阻止層６を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層５内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。

本発明の有機電界発光素子に設けられる正孔阻止層６のイオン化ポテンシャルは、発光層５のイオン化ポテンシャル（発光層５がホスト材料とドーパント材料を含んでいる場合にはホスト材料のイオン化ポテンシャル）より０．１ｅＶ以上大きいことが好ましい。イオン化ポテンシャルは物質のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義される。イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接定義されるか、電気化学的に測定した酸化電位を基準電極に対して補正しても求められる。後者の方法の場合、例えば飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として用いたとき、下記式で定義される（“Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９８５年、９８頁）。
イオン化ポテンシャル＝酸化電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ

更に、本発明の有機電界発光素子に設けられる正孔阻止層６の電子親和力（ＥＡ）は、発光層５の電子親和力（発光層５がホスト材料とドーパント材料を含んでいる場合にはホスト材料の電子親和力）と比較して同等以上であることが好ましい。電子親和力もイオン化ポテンシャルと同様に真空準位を基準として、真空準位にある電子が物質のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルに落ちて安定化するエネルギーで定義される。電子親和力は、上述のイオン化ポテンシャルから光学的バンドギャップを差し引いて求められるか、電気化学的な還元電位から下記の式で同様に求められる。
電子親和力＝還元電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ
従って、本発明の有機電界発光素子に設けられる正孔阻止層６は、酸化電位と還元電位を用いて、
（正孔阻止材料の酸化電位）−（発光層材料の酸化電位）≧０．１Ｖ
（正孔阻止材料の還元電位）≧（発光層材料の還元電位）
と表現することもできる。

更に後述の電子輸送層７を有する素子の場合には、正孔阻止層６の電子親和力は電子輸送層７の電子親和力と比較して同等以下であることが好ましい。従って、
（電子輸送材料の還元電位）≧（正孔阻止材料の還元電位）≧（発光層材料の還元電位）
であることが好ましい（ここで、電子輸送材料、正孔阻止材料或いは発光層材料が、それぞれ複数用いられている場合には、最も小さい還元電位のものを比較に使用する。また、発光層５がホスト材料とドーパント材料を含んでいる場合には、ホスト材料のうち、最も小さい還元電位のものを比較に使用する。）。

このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましくは、下記一般式（VII）で表される混合配位子錯体が挙げられる。

（式中、Ｒ¹⁰¹〜Ｒ¹⁰⁶は、各々独立に水素原子または任意の置換基を表す。Ｍ^８はアルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれる金属原子を表す。Ｌ^５は以下に示す一般式（VIIａ）、（VIIｂ）、（VIIｃ）のいずれかで表される。

（式中、Ａｒ⁵¹〜Ａｒ⁵⁵は、各々独立に置換基を有していても良い芳香族炭化水素基または置換基を有していても良い芳香族複素環基を表し、Ｚ^３はシリコンまたはゲルマニウムを表す。）

前記一般式（VII）において、Ｒ¹⁰¹〜Ｒ¹⁰⁶は各々独立に水素原子または任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基；置換基を有していても良いチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表す。

前記芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。

Ｒ¹⁰¹〜Ｒ¹⁰⁶としてより好ましくは各々独立に水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。またＲ¹⁰⁴としては、シアノ基が特に好ましい。

前記一般式（VIIａ）、（VIIｂ）、（VIIｃ）中、Ａｒ⁵¹〜Ａｒ⁵⁵として、具体的には、各々独立に、置換基を有していても良いフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基が挙げられる。

前記一般式（VII）で表される化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。

なお、これらの化合物は正孔阻止層６中に、１種を単独で用いても良いし、必要に応じて２種以上を混合して用いても良い。

正孔阻止材料としては、前記一般式（VII）で表される混合配位子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物を用いることもできる。

上記構造式で表される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。

正孔阻止材料として、更に、以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物が挙げられる。

上記構造式で表されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。

正孔阻止材料としてはまた、一分子内に、２，４，６−位に置換基を有するピリジン環を有する化合物を使用することが好ましい。具体例としては以下のものが挙げられる。

正孔阻止層６の膜厚は、通常０．３ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上であり、また通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。

正孔阻止層も６正孔輸送層４と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。

ただし、本発明において用いる有機化合物は、有機電界発光素子の発光層のホスト材料として優れたものであり、後述の実施例に示すように、本発明においては、正孔阻止層を設けなくても十分に良好な特性を得ることができる。

（陰極）
陰極８は、正孔阻止層６を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、セシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。

陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。
低仕事関数金属から成る陰極８を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。

更に、陰極８と発光層５または後述の電子輸送層７との界面にＬｉＦ、ＭｇＦ_２、Ｌｉ_２Ｏ等の極薄絶縁膜（０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，７０巻，１５２頁，１９９７年；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ． Ｄｅｖｉｃｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。

（電子輸送層）
素子の発光効率を更に向上させることを目的として、図２および図３に示すように、正孔阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７が設けられることが好ましい。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極８から注入された電子を効率よく正孔阻止層６の方向に輸送することができる化合物より形成される。

このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体な
どの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第 ５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。

また、上述のような電子輸送材料に、アルカリ金属をドープする（特開平１０−２７０１７１号公報、特開２００２−１００４７８号公報、特開２００２−１００４８２号公報などに記載）ことにより、電子輸送性が向上するため好ましい。

このような電子輸送層７を形成する場合、正孔阻止層６の電子親和力は電子輸送層７の電子親和力と比較して同等以下であることが好ましい。

また、発光層５中の発光層材料、正孔阻止層６の正孔阻止材料および電子輸送層に用いられる電子輸送材料の還元電位は、下記関係を満たすことが、発光領域を調整し、駆動電圧を下げるという観点から好ましい。
（電子輸送材料の還元電位）≧（正孔阻止材料の還元電位）≧(発光層材料の還元電位)
ここで、電子輸送材料、正孔阻止材料或いは発光層材料が、それぞれ複数用いられている場合には、最も小さい還元電位のものを比較に使用する。ただし、発光層５がホスト材料とドーパント材料を含んでいる場合には、ホスト材料のうち最も還元電位の小さいものを比較に使用する。

なお、前述の正孔阻止材料はこの電子輸送層７に使用しても良い。その場合、前述の正孔阻止材料を単独で使用して電子輸送層７を形成しても良いし、複数併用しても良い。

電子輸送層６の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。

電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法或いは真空蒸着法により正孔阻止層６上に積層することにより形成されるが、通常は、真空蒸着法が用いられる。

なお、図４に示すように、正孔阻止層６を省略し、発光層５と陰極８との間に電子輸送層７を設けても良い。

（正孔注入層）
正孔注入の効率を更に向上させ、かつ、有機層全体の陽極２への付着力を改善させる目的で、図３，４に示すように、正孔輸送層４と陽極２との間に正孔注入層３を挿入することも行われている。正孔注入層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下がると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果がある。

正孔注入層３に用いられる材料に要求される条件としては、陽極２とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定であることが挙げられ、融点およびガラス転移温度が高く、融点としては３００℃以上、ガラス転移温度としては１００℃以上であることが好ましい。更に、イオン化ポテンシャルが低く陽極２からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。

この目的のために、正孔注入層３の材料として、これまでにポルフィリン誘導体やフタロシアニン化合物（特開昭63-295695号公報）、ヒドラゾン化合物、アルコキシ置換の芳香族ジアミン誘導体、p-(9-アントリル)-N,N'-ジ-p-トリルアニリン、ポリチエニレンビニレンやポリ-p-フェニレンビニレン、ポリアニリン（Appl.Phys.Lett.,64巻、1245頁,1994年）、ポリチオフェン（OpticalMaterials,9巻、125頁、1998年）、スターバスト型芳香族トリアミン（特開平4-308688号公報）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Synth.Met.,91巻、73頁、1997年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（J.Phys.D,29巻、2750頁、1996年）が報告されている。

また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を含有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−１３５２６２号公報、特開平１１−２８３７５０号公報、特開２
０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開平２００１−２２３０８４号公報、およびＷＯ９７／３３１９３号公報など）、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを含む層（特開平１０−９２５８４号公報）なども挙げられるが、これらに限定されるものではない。

上記正孔注入層３の材料としては、低分子・高分子いずれの化合物を用いることも可能である。

低分子化合物のうち、よく使用されるものとしては、ポルフィン化合物またはフタロシアニン化合物が挙げられる。これらの化合物は中心金属を有していても良いし、無金属のものでも良い。これらの化合物の好ましい例としては、以下の化合物が挙げられる。
ポルフィン、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィンコバルト（II）、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン銅（II）、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィン亜鉛（II）、
5,10,15,20-テトラフェニル-21H,23H-ポルフィンバナジウム（IV）オキシド、
5,10,15,20-テトラ(4-ピリジル)-21H,23H-ポルフィン、
29H,31H-フタロシアニン、
銅（II）フタロシアニン、
亜鉛（II）フタロシアニン、
チタンフタロシアニンオキシド、
マグネシウムフタロシアニン、
鉛フタロシアニン、
銅（II）4,4'4'',4'''-テトラアザ-29H,31H-フタロシアニン

正孔注入層３も、正孔輸送層４と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、更に、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。

以上の様にして形成される正孔注入層３の膜厚は、低分子化合物を用いて形成される場合、下限は通常３ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ程度である。

正孔注入層３の材料として、高分子化合物を用いる場合は、例えば、前記高分子化合物や電子受容性化合物、更に必要により正孔のトラップとならない、バインダー樹脂やレベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調製し、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常のコーティング法や、インクジェット法等により陽極２上に塗布し、乾燥することにより正孔注入層３を薄膜形成することができる。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は該層中の含有量が多いと正孔移動度を低下させる虞があるので、少ない方が望ましく、正孔注入層３中の含有量で５０重量％以下が好ましい。

また、フィルム、支持基板、ロール等の媒体に、前述の薄膜形成方法によって予め薄膜を形成しておき、媒体上の薄膜を、陽極２上に熱転写または圧力転写することにより、薄膜形成することもできる。

以上のようにして、高分子化合物を用いて形成される正孔注入層３の膜厚の下限は通常５ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１０００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍ程度である。

（層構成）
本発明の有機電界発光素子は、図１とは逆の構造、即ち、基板１上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２、図３または図４に示した前記各層構成とは逆の順に積層することも可能である。また、図１〜４のいずれの層構成においても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述以外の任意の層を有していてもよく、また上記複数の層の機能を併有する層を設けることにより、層構成を簡略化する等、適宜変形を加えることが可能である。

或いはまた、トップエミッション構造や陰極・陽極共に透明電極を用いて透過型とすること、更には、図１に示す層構成を複数段重ねた構造（発光ユニットを複数積層させた構造）とすることも可能である。その際には段間（発光ユニット間）の界面層（陽極がＩＴＯ、陰極がＡｌの場合はその２層）の代わりに、例えばＶ_２Ｏ_５等を電荷発生層（ＣＧＬ）として用いると段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。

本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。

次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。

［有機化合物の合成例］
本発明の有機化合物および本発明の電荷輸送材料として使用可能な有機化合物の合成例を、以下の合成例に示す。なお、以下において、ガラス転移温度はＤＳＣ測定、気化温度はＴＧ−ＤＴＡ測定、融点はＤＳＣ測定またはＴＧ−ＤＴＡ測定によりそれぞれ求めた。

（合成例１）目的物１〜３

乾燥空気中、２，５−ジフルオロベンズアルデヒド（１０．２４ｇ）、アセトフェノン（８．６６ｇ）、酢酸（１００ｍｌ）の混合溶液に、濃硫酸（１１．６ｍｌ）を加え、３５℃で７時間撹拌した後、メタノール（５ｍｌ）、水（１５０ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過し、水で洗浄した。これを加熱環流条件下、メタノール中で懸濁洗浄し、目的物１（１０．９４ｇ）を得た。

乾燥空気中、目的物１（６．３４ｇ）、１−フェナシルピリジニウムブロマイド（１０．８３ｇ）、酢酸アンモニウム（５０．０ｇ）、酢酸（２２０ｍｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２２０ｍｌ）を、加熱還流下、６時間撹拌した後、水（４４０ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過し、メタノール洗浄した。これをメタノールでの懸濁洗浄、クロロホルム−メタノールからの再沈殿により精製し、目的物２（２．７１ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，０．８１ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（３．１０ｇ）を添加し、８０℃で６０分撹拌した後、目的物２（２．４４ｇ）を添加し、加熱還流下で３時間撹拌した。これを氷温まで冷却後、水５０ｍｌを加えてから沈殿を濾別し、メタノール洗浄した。得られた固形分を、クロロホルム抽出後、加熱環流条件下、エタノール中で懸濁洗浄し、さらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物３（ＥＭ−１）（４．２５ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=637(M⁺)から目的物３であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１１６℃、気化温度は４５６℃、融点は２６２℃であった。

（合成例２）目的物４〜７

乾燥空気中、４−ブロモベンズアルデヒド（１２．９０ｇ）、アセトフェノン（８．３７ｇ）、酢酸（１００ｍｌ）の混合溶液に、濃硫酸（１１．４ｍｌ）を加え、４０℃で５時間撹拌した後、メタノール（１００ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過し、メタノールで洗浄した。これをメタノール中で懸濁洗浄し、目的物４（８．７２ｇ）を得た。

乾燥空気中、目的物４（８．６２ｇ）、１−フェナシルピリジニウムブロマイド（１２．５２ｇ）、酢酸アンモニウム（５７．８ｇ）、酢酸（２５７ｍｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２５７ｍｌ）を、加熱還流下、５．５時間撹拌した後、氷冷下で水（６００ｍｌ）中に投入し、析出した沈殿を濾過、エタノール／水の混合溶媒で洗浄した。これを加熱還流下、エタノール中での懸濁洗浄により精製し、目的物５（８．２２ｇ）を得た。

窒素気流中、目的物５（３．０９ｇ）、２，５−ジフルオロフェニルボロン酸（１．６４ｇ）、ジメトキシエタン（８０ｍｌ）、水（１２ｍｌ）の混合物に、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．３７ｇ）、炭酸カリウム（３．３２ｇ）を順次投入し、加熱還流下、５．７時間撹拌した。得られた溶液に食塩水（８０ｍｌ）を加えてから、ジクロロメタン（１００ｍｌ）で抽出後、有機層を硫酸マグネシウム乾燥、濾過、濃縮して得られた固形分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物６（３．２０ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，０．６６ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（５０ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（２．５１ｇ）を添加し、７０℃で１０５分撹拌した後、目的物６（２．１０ｇ）を添加し、加熱還流下で４．３時間撹拌した。これに水（５０ｍｌ）、メタノール（５０ｍｌ）を加えてから沈殿を濾別し、エタノール洗浄した。得られた固形分を、クロロホルム抽出後、加熱環流条件下、トルエン−エタノール−クロロホルム混合溶媒中で懸濁洗浄し、さらにクロロホルム−エタノールからの再結晶で精製し、目的物７（ＥＭ−２）（１．５７ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=713(M⁺)から目的物７であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１４９℃、気化温度は５０１℃で、融点は検出されなかった。

（合成例３）目的物８〜９

空気中、ベンズアルデヒド（２．１２ｇ）、２’，５’−ジフルオロアセトフェノン（６．２５ｇ）、酢酸アンモニウム（１９．７ｇ）、酢酸（５０ｍｌ）を１００℃で５時間撹拌した後、氷冷し、メタノール、水を加え、析出した沈殿を濾別し、メタノールによる懸濁洗浄で精製後、減圧下で加熱乾燥し、目的物８（１．１５ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，０．７９ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（５４ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（３．０３ｇ）を添加し、８０℃で６０分撹拌した後、目的物８（１．１５ｇ）を添加し、加熱還流下で４．８時間撹拌した。これに氷冷下、水（５０ｍｌ）、メタノール（５０ｍｌ）を加えて、析出した沈殿を濾別し、メタノール洗浄した。得られた固形分を、クロロホルム（３００ｍｌ）で抽出して濃縮後、加熱環流条件下、エタノール−クロロホルム混合溶媒中での懸濁洗浄で精製後、減圧下で加熱乾燥し、目的物９（ＥＭ−３）（２．２９ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=967(M⁺)から目的物９であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１６０℃、気化温度は５３５℃で、融点は検出されなかった。

（合成例４）目的物１０〜１３

空気中、ベンズアルデヒド（７．４３ｇ）、４’−ブロモアセトフェノン（１３．９３ｇ）、酢酸（１００ｍｌ）の混合溶液に、濃硫酸（１１．３ｍｌ）を加え、３５℃で５．３時間撹拌した後、メタノール（１００ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過し、メタノールで洗浄した。これをエタノール中で懸濁洗浄し、目的物１０（１１．６６ｇ）を得た。

空気中、目的物１０（１１．６６ｇ）、１−フェナシルピリジニウムブロマイド（１６．９４ｇ）、酢酸アンモニウム（７８．２６ｇ）、酢酸（３５０ｍｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３５０ｍｌ）を、加熱還流下、６．５時間撹拌した後、氷冷下で水（７００ｍｌ）中に投入し、析出した沈殿を濾過、エタノールで洗浄した。これをエタノール−クロロホルム混合溶媒中からの再結晶により精製し、目的物１１（１１．１４ｇ）を得た。

窒素気流中、目的物１１（５．７９ｇ）、２，５−ジフルオロフェニルボロン酸（３．０８ｇ）、ジメトキシエタン（１５０ｍｌ）、水（２３ｍｌ）の混合物に、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．６９ｇ）、炭酸カリウム（６．２２ｇ）を順次投入し、加熱還流下、３．５時間撹拌した。得られた溶液に食塩水を加えてから、ジクロロメタンで抽出後、有機層に無水硫酸マグネシウム、活性白土を加えて、撹拌後、濾過、濃縮して得られた固形分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物１２（６．０１ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，１．３１ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（５．０２ｇ）を添加し、８０℃で３５分撹拌した後、目的物１２（４．１９ｇ）を添加し、加熱還流下で３．３時間撹拌した。これに水（５０ｍｌ）、メタノール（７０ｍｌ）を加えてから沈殿を濾別し、メタノール洗浄した。得られた固形分に、クロロホルムを加え、可溶成分を溶解させたところに、活性白土を加えて、撹拌後、濾過、濃縮して得られた固形分を、エタノール−クロロホルム混合溶媒からの再結晶、アセトン−エタノール−水−メタノール混合溶媒からの再結晶により精製し、目的物１３（ＥＭ−４）（２．９１ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=713(M⁺)から目的物１３であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１４８℃、結晶化温度は２２３℃、気化温度は５０７℃、融点は３００℃であった。

（合成例５）目的物１４〜１７

乾燥空気中、３−ブロモベンズアルデヒド（１５．５ｇ）、アセトフェノン（１０．１ｇ）、および酢酸（１２０ｍｌ）の混合溶液に、濃硫酸（１３．５ｍｌ）を加え、４０℃で５時間撹拌した後、水（２４０ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過、メタノールで洗浄した。これをメタノール中で懸濁洗浄し、目的物１４（１４．４ｇ）を得た。

空気中、目的物１４（１４．４ｇ）、１−フェナシルピリジニウムブロマイド（２１．６ｇ）、酢酸アンモニウム（９６．６ｇ）、酢酸（４００ｍｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（４００ｍｌ）を、加熱還流下、５．５時間撹拌した後、氷水（８００ｍｌ）中に投入し、析出した沈殿を濾過、エタノールで洗浄した。これをトルエン−エタノールからの再結晶により精製し、目的物１５（８．９２ｇ）を得た。

窒素気流中、目的物１５（５．８０ｇ）、２，５−ジフルオロフェニルボロン酸（３．４０ｇ）、ジメトキシエタン（１５０ｍｌ）、および水（２２．５ｍｌ）の混合物に、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．６９ｇ）、炭酸カリウム（６．２２ｇ）を順次投入し、加熱還流下、５．３時間撹拌した。氷冷下、得られた溶液に食塩水（１００ｍｌ）を加えてから、ジクロロメタン（１５０ｍｌ）で抽出後、有機層に硫酸マグネシウム、活性白土を加えて撹拌してから、シリカゲルカラムを通して濾過、濃縮し、目的物１６（６．３７ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，２．６２ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（１０．０ｇ）を添加し、９０℃で３０分間撹拌した溶液に、目的物１６（６．３７ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）溶液を添加し、加熱還流下で５時間撹拌した。これに氷冷下で水（１００ｍｌ）、エタノール（３０ｍｌ）を加えてから沈殿を濾別し、エタノール洗浄した。得られた固形分を、クロロホルム抽出した。抽出液に活性白土を加えて撹拌してから、シリカゲルカラムを通して濾過、濾液を濃縮した。得られた固形分を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドとエタノールからの再結晶、およびＧＰＣ精製、更に、昇華精製（真空度１×１０^−３Ｐａ、最高加熱温度３６０℃）で精製し、目的物１７（ＥＭ−５）（１．２３ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=713(M⁺)から目的物１７であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１３１℃、融点は２４１℃、気化温度は４９８℃であった。

（合成例６）目的物１８〜２１

空気中、４−フェニルベンズアルデヒド（１０．９３ｇ）、３’−ブロモアセトフェノン（１２．５４ｇ）、および酢酸（２０５ｍｌ）の混合溶液に、濃硫酸（９．６５ｍｌ）を加え、４０℃で５．８時間撹拌した後、メタノール（７０ｍｌ）、水（１２０ｍｌ）を加え、析出した沈殿を濾過、メタノールおよびエタノールで洗浄した。これをエタノール−トルエン混合溶媒中からの再結晶で精製し、目的物１８（１６．６ｇ）を得た。

空気中、目的物１８（１６．６ｇ）、１−フェナシルピリジニウムブロマイド（１９．１ｇ）、酢酸アンモニウム（８８ｇ）、酢酸（３９２ｍｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３９２ｍｌ）を、加熱還流下、５．７時間撹拌した後、氷水（５００ｍｌ）中に投入し、析出した沈殿を濾過、メタノールで洗浄した。これをエタノール−トルエン混合溶媒中からの再結晶により精製し、目的物１９（１１．２ｇ）を得た。

窒素気流中、目的物１９（４．６２ｇ）、２，５−ジフルオロフェニルボロン酸（２．２１ｇ）、ジメトキシエタン（１００ｍｌ）、および水（１５ｍｌ）の混合物に、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．４６ｇ）、炭酸カリウム（４．１５ｇ）を順次投入し、加熱還流下、４．３時間撹拌した。得られた溶液にエタノール（１００ｍｌ）、水（７０ｍｌ）を加えた後、上澄み液を除去して得られた固形分を、エタノール−クロロホルム混合溶媒中からの再結晶により精製し、目的物２０（３．４２ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，１．２ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（４．５９ｇ）を添加し、８０℃で６０分撹拌した後、目的物２０（３．４ｇ）を添加し、加熱還流下で３．５時間撹拌した。放冷後、水素化ナトリウム（５５％，０．９ｇ）を添加し、更に加熱還流下で３．５時間撹拌した。氷浴中、これに水（１００ｍｌ）、メタノール（１００ｍｌ）を加えてから沈殿を濾別し、メタノール洗浄した。得られた固形分に、ジクロロメタン（１２０ｍｌ）を加え、可溶成分を溶解させたところに、無水硫酸マグネシウムおよび活性白土を加えて、撹拌後、濾過、濃縮して得られた固形分を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、更に、昇華精製（真空度１×１０^−３Ｐａ、最高加熱温度４１０℃）により精製し、目的物２１（ＥＭ−７）（０．８９ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=789(M⁺)から目的物２１であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１４６℃、結晶化温度および融点は観測されず、気化温度は５２２℃であった。

（合成例７）目的物２２〜２４

空気中、３’−ブロモアセトフェノン（３９．８ｇ）、ベンズアルデヒド（１０．６ｇ）、酢酸アンモニウム（９８．７ｇ）、酢酸（１７０ｍｌ）、およびエタノール（１７０ｍｌ）を、加熱還流下、４．５時間撹拌し、室温まで放冷した。析出した結晶を濾取した後、エタノールで洗浄後、トルエン−エタノール混合溶媒からの再結晶で精製し、目的物２２（４．４８ｇ）を得た。

窒素気流中、目的物２２（２．３３ｇ）、２，５−ジフルオロフェニルボロン酸（２．２１ｇ）、ジメトキシエタン（１００ｍｌ）、および水（１５ｍｌ）の混合物に、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．４６ｇ）、炭酸カリウム（４．１５ｇ）を順次投入し、加熱還流下、８．５時間撹拌した。得られた溶液に食塩水（１００ｍｌ）を加えた後、塩化メチレン（１００ｍｌ）で抽出し、有機層に無水硫酸マグネシウム、活性白土を加えてから、ろ過、濾液を濃縮し、得られた固形分をトルエン−エタノールからの再結晶で精製し、目的物２３（２．５４ｇ）を得た。

窒素気流中、水素化ナトリウム（５５％，１．２５ｇ）の無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１００ｍｌ）懸濁液にカルバゾール（４．７８ｇ）を添加し、８０℃で４０分撹拌した後、目的物２３（２．５３ｇ）を添加し、加熱還流下で７時間撹拌した。放冷後、水素化ナトリウム（５５％，０．９６ｇ）を添加し、更に加熱還流下で５．５時間撹拌した。氷浴中、これに氷水（８０ｍｌ）、メタノール（８０ｍｌ）を加えてから沈殿を濾別し、メタノール洗浄した。得られた固形分に、ジクロロメタン（１２０ｍｌ）を加え、可溶成分を溶解させたところに、無水硫酸マグネシウムおよび活性白土を加えて、撹拌後、濾過、濃縮して得られた固形分を、クロロホルム−エタノール混合溶媒からの再沈殿、シリカゲルカラムクロマトグラフィー、次いで、塩化メチレン−メタノールからの再沈殿および昇華精製により精製し、目的物２４（ＥＭ−６）（０．６５ｇ）を得た。

DEI-MS m/z=1119(M⁺)から目的物２４であることを確認した。
このもののガラス転移温度は１８４℃、結晶化温度および融点は観測されず、気化温度は５６５℃であった。

［有機電界発光素子の作製例］
以下に、本発明の有機電界発光素子の作製例を示す。
なお、以下において、作製した有機電界発光素子の一部については、下記の駆動寿命試験を行った。

〈駆動寿命試験〉
温度：室温
駆動方式：直流駆動（ＤＣ駆動）
初期輝度：２，５００ｃｄ／ｍ^２
定電流で連続発光させ、輝度が２割減少（Ｌ／Ｌ_０＝０．８）するまでの時間を比較した。それぞれ後述の参考例２で作製した標準素子２の時間を１．００とした場合の相対時間を求めた。

（参考例１）
標準素子１の作製
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板１の上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を150nm堆積したもの（スパッター成膜品；シート抵抗15Ω）を通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極２を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。

正孔注入層３の材料として、下記に示す構造式の芳香族アミノ基を有する非共役系高分子化合物（ＰＢ−１（重量平均分子量：29400，数平均分子量：12600））を下記に示す構造式の電子受容性化合物（Ａ−２）と共に以下の条件でスピンコートした。

スピンコート条件
溶媒 安息香酸エチル
塗布液濃度 2[wt%]
ＰＢ−１：Ａ−２ １０：２（重量比）
スピナ回転数 1500[rpm]
スピナ回転時間 30[秒]
乾燥条件 230[℃]×15[分]

上記のスピンコートにより膜厚30nmの均一な薄膜が形成された。

次に、正孔注入層３を成膜した基板を真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が6.2×10^-5Pa（約4.7×10^-7Torr）以下になるまでクライオポンプを用いて排気した。上記装置内に配置されたセラミックるつぼに入れた、下記に示すアリールアミン化合物（Ｈ−１）をるつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、318〜334℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度7.0×10^-5Pa（約5.3×10^-7Torr）、蒸着速度は0.21nm/秒で膜厚40nmの正孔輸送層４を得た。

引続き、発光層５の主成分（ホスト材料）として下記に示すカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）を、副成分（ドーパント）として有機イリジウム錯体（Ｄ−１）を別々のセラミックるつぼに設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。

化合物（ＣＢＰ）のるつぼ温度は295〜299℃、蒸着速度は0.11nm／秒に、化合物（Ｄ−１）のるつぼ温度は252〜255℃にそれぞれ制御し、膜厚30nmで化合物（Ｄ−１）が約６重量％含有された発光層５を正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は6.7×10^-5Pa（約5.0×10^-7Torr）であった。

さらに、正孔阻止層６として下記に示すピリジン誘導体（ＨＢ−１）をるつぼ温度を211〜215℃として、蒸着速度0.09nm/秒で5nmの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は6.2×10^-5Pa（約4.7×10^-7Torr）であった。

次に、正孔阻止層６の上に、電子輸送層７として下記に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体（ＥＴ−１）を同様にして蒸着した。この時のアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体のるつぼ温度は234〜245℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は6.0×10^-5Pa（約4.5×10^-7Torr）、蒸着速度は0.22nm/秒で膜厚は30nmとした。

上記の正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、正孔阻止層６および電子輸送層７を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。

ここで、電子輸送層６までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出して、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が2.0×10^-6Torr（約2.7×10^-4Pa）以下になるまで排気した。陰極８として、先ず、フッ化リチウム（LiF）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度0.03nm／秒、真空度2.8×10^-6Torr（約3.7×10^-4Pa）で、0.5nmの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.46nm/秒、真空度9.6×10^-6Torr（約1.3×10^-3Pa）で膜厚80nmのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。

以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性は以下の通りである。
輝度／電流密度：24.7[cd/A]@2.5mA/cm²
電圧：6.0[V]@2.5mA/cm²
発光効率：20.7[1m/w]@100cd/m²
輝度保持率：0.97@250mA/cm²

ここで、輝度保持率は250mA/cm²で駆動したときの駆動開始から50秒後の輝度（Ｌ）を駆動開始時の輝度（Ｌ₀）で割った値であり、駆動安定性の指標である。
素子の発光スペクトルの極大波長は512nmであり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。色度はCIE(x,y)=(0.30,0.59)であった。

（参考例２）
標準素子２の作製
正孔阻止層のピリジン誘導体（ＨＢ−１）を積層しなかった他は標準素子１と同様にして、図４に示す構造の素子を作製した。この素子の発光特性を表１に示す。なお、表１に於ける発光特性値は、それぞれ標準素子１の値を1.00として相対的に示した値である。
素子の発光スペクトルの極大波長は512nm、色度はCIE(x,y)=(0.29,0.60)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。正孔阻止層なしでも有機イリジウム錯体からの発光が得られたが、標準素子１と比較して、発光効率が低く駆動電圧も高かった。

（実施例１）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例１で合成された以下の目的物３（ＥＭ−１）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高く、また、標準素子２と比較して長寿命であった。

（実施例２）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−１を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高かった。

また、標準素子１および２の特性と実施例１および２の素子の特性とを比較すると、本発明の有機化合物を用いた実施例１，２の素子は、正孔阻止層が無くても発光効率が大きく低下することはなく、正孔阻止層の有無に拘わらず、発光効率が高く、駆動電圧も低く安定した素子と言える。

（実施例３）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例２で合成された以下の目的物７（ＥＭ−２）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は寿命特性に著しく優れるものであった。

（実施例４）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−２を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は513nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。この素子は標準素子と比較して長寿命であった。

（実施例５）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例３で合成された以下の目的物９（ＥＭ−３）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高く、駆動電圧も低かった。

（実施例６）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−３を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して正孔阻止層が無いにも拘わらず、発光効率が高く、駆動電圧も低かった。

（実施例７）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例４で合成された以下の目的物１３（ＥＭ−４）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高く、駆動電圧も低かった。

（実施例８）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−４を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して正孔阻止層が無いにも拘わらず、発光効率が高く、駆動電圧も低かった。

（実施例９）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例５で合成された以下の目的物１７（ＥＭ−５）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.62)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高かった。

（実施例１０）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−５を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.62)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。

（実施例１１）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例７で合成された以下の目的物２４（ＥＭ−６）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は515nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子１と比較して発光効率が高く、駆動電圧も低かった。

（実施例１２）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−６を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。
この素子は、標準素子と比較して正孔阻止層が無いにも拘わらず、発光効率が高く、電圧も低かった。

（実施例１３）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに合成例６で合成された以下の目的物２１（ＥＭ−７）を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
素子の発光スペクトルの極大波長は515nm、色度はCIE(x,y)=(0.30,0.61)であり、有機
イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。

（実施例１４）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−７を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。

（比較例１）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに下記に示すＥＭ−１１を用いた他は参考例１の標準素子１と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。

（比較例２）
発光層５の主成分（ホスト材料）としてカルバゾール誘導体（ＣＢＰ）の代わりに上記ＥＭ−１１を用いた他は参考例２の標準素子２と同様にして素子を作製した。
この素子の発光特性および寿命特性を表１に示す。
素子の発光スペクトルの極大波長は514nm、色度はCIE(x,y)=(0.31,0.61)であり、有機イリジウム錯体（Ｄ−１）からのものと同定された。

比較例１と比較例２の結果から、ＥＭ−１１では、正孔阻止層の有無に拘わらず、標準素子１や実施例１，２等と比較して発光効率が低く、寿命が著しく劣ることが分かる。

本発明の有機電界発光素子の一例を示した模式的断面図である。 本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。 本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。 本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模式的断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層（陽極バッファ層）
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 正孔阻止層
７ 電子輸送層
８ 陰極

Claims (8)

1. 下記式（Ｉ）で表される有機化合物であって、式（Ｉ）が、下記式（Ｉ−１）である有機化合物（ただし、下記式（１）〜（４）で表される化合物を除く）。
   

   

   （Ｃｚ^１およびＣｚ^２は、それぞれカルバゾリル基を表す。
   Ｚは、直接結合或いはＣｚ^１およびＣｚ^２がそれぞれ有するカルバゾール環の窒素原子同士を共役可能とする芳香族炭化水素基を表す。
   Ｃｚ^１、Ｃｚ^２およびＺは、それぞれ置換基を有していてもよい。
   Ｑは、下記式(II)のＧにつながる直接結合を表す。
   

   

   （式中、環Ｂ^１は、ヘテロ原子としてＮ原子をｎ個有する６員環の芳香族複素環である。
   ｎは、１〜３の整数である。
   Ｇは、環Ｂ^１のＮ原子のオルト位およびパラ位にあるＣ原子に結合する。
   Ｇは、Ｑにつながる場合は、Ｑにつながる直接結合または芳香族炭化水素基を表す。
   Ｇは、Ｑにつながらない場合は、芳香族炭化水素基を表す。
   ｍは、３〜５の整数である。
   一分子中に存在する複数個のＧは、同一であっても異なっていてもよい。
   環Ｂ^１は、Ｇ以外にも置換基を有していてもよい。））
   

   

   （式中、Ｚ、Ｑは各々式（Ｉ）におけると同義である。）
   

   
2. 前記式（II）が、下記式（II−１）〜（II−４）の何れかである、請求項１に記載の有機化合物。
   

   

   （式中、Ｇは式（II）におけると同義である。）
3. 前記式（II）が、前記式（II−１）である、請求項１または２に記載の有機化合物。
4. Ｑにつながる場合のＧおよびＺが、それぞれ直接結合または−（Ｐｈ）_ｐ−（但し、Ｐｈは置換基を有していてもよいフェニレン基を表し、ｐは１〜８の整数を表す。）である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機化合物。
5. 前記式（Ｉ）が、下記式（III）である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機化合物。
   

   

   （式中、Ｇ，ＱおよびＺは、各々式（Ｉ）におけると同義である。
   環Ｃ^１はピリジン環を表し、３位および／または５位に置換基を有していてもよい。
   Ｃｚは、置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表す。
   ａ〜ｃはそれぞれＣｚの数を表し、各々独立に、０または２〜５の整数である。ａ〜ｃが０である場合には、ａ〜ｃが０であるＣｚにつながるＱおよびＺは存在しない。一分子中に複数のＣｚが存在する場合、これらは同一であっても異なっていてもよい。）
6. 請求項１ないし５の何れか１項に記載の有機化合物を含有することを特徴とする電荷輸送材料。
7. 基板上に、陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた有機発光層を有する有機電界発光素子において、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機化合物を含有する層を有することを特徴とする有機電界発光素子。
8. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機化合物を含有する層が有機発光層である、請求項７に記載の有機電界発光素子。

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