JPWO2013024872A1 - ビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

下記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体。下記一般式（１）のＡ１およびＡ２は、環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基または環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基を表し、Ａ１およびＡ２の少なくとも一方は、環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基を表す。Ｙ１〜Ｙ１５は、ＣＲ、または窒素原子を表す。Ｙ８〜Ｙ１１のうち一つは、ＣＲのＲを除いたＣ（炭素原子）であり、このＣが、Ｌ３と結合する。Ｒは、互いに独立して、水素原子、芳香族炭化水素基等を表す。Ｌ１〜Ｌ３は、単結合もしくは２価の連結基を表す。Ｌ３が、単結合であって、かつＹ１１と結合する場合、Ｌ１およびＬ２は、２価の連結基である。

Description

本発明は、ビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略記する場合がある。）に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、それぞれ発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子、及び三重項励起子が２５％：７５％の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機ＥＬ素子の内部量子効率は２５％が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には内部量子効率が１００％まで高められることが知られている。
従来、有機ＥＬ素子においては、蛍光型、及び燐光型の発光メカニズムに応じ、最適な素子設計がなされてきた。特に燐光型の有機ＥＬ素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物の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素子内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大き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。
また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機ＥＬ素子では、このような炭化水素系の化合物が選択され難く、酸素や窒素などのヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機ＥＬ素子は、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外からは熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、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。

このような燐光発光性ドーパント材料と組み合わせるホスト材料（燐光ホスト材料）としては、カルバゾール誘導体、芳香族アミン誘導体、キノリノール金属錯体等を用いる技術が開示されているが、いずれも充分な発光効率と低駆動電圧を示すものは無かった。
これらの燐光ホスト材料に代わるものとして、近年、ビスカルバゾール誘導体を燐光ホスト材料として用いる技術が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許第４３５７７８１号公報 特開２００８−１３５４９８号公報 国際公開第２０１１／０１９１５６号

特許文献１〜３には、カルバゾリル基の３位同士を結合させたビスカルバゾール誘導体を燐光ホスト材料として用いた有機ＥＬ素子が開示されている。

本発明の目的は、有機ＥＬ素子の発光層において、燐光発光のための励起エネルギーを従来の化合物と比較してより効率的に閉じ込めることが可能なビスカルバゾール誘導体およびこれを用いた有機ＥＬ素子を提供することである。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、一方のカルバゾリル基の４位に、他方のカルバゾリル基のＮ位（９位）以外の位置を結合させたビスカルバゾール誘導体が、カルバゾリル基の３位と結合する化合物と比較して三重項エネルギーがより大きくなる傾向があることを見出した。
本発明者らは、このような知見をもとに本発明を完成させた。

本発明のビスカルバゾール誘導体は、下記一般式（１）で表される。

前記一般式（１）において、
Ａ_１およびＡ_２は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基
を表す。
ただし、Ａ_１およびＡ_２の少なくとも一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基を表す。
Ｙ_１〜Ｙ_４は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_１〜Ｙ_４のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
Ｙ_５〜Ｙ_７は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_５〜Ｙ_７のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち一つは、Ｌ_３と結合する炭素原子である。Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち、当該Ｌ_３と結合する以外のものについては、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
Ｙ_１２〜Ｙ_１５は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_１２〜Ｙ_１５のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
ここで、Ｙ_１〜Ｙ_１５について具体的に説明する。ビスカルバゾール骨格において隣り合う二つ、例えば、Ｙ_１およびＹ_２が炭素原子であって環を形成する場合、Ｙ_１およびＹ_２は、Ｒと結合せずに、これらＹ_１およびＹ_２を含んだ環構造を、Ｙ_１〜Ｙ_４を含むビスカルバゾール骨格の６員環とは別に形成することをいう。そして、Ｙ_１およびＹ_２が当該環構造を形成する場合、Ｙ_３およびＹ_４は、炭素原子または窒素原子であり、Ｙ_３およびＹ_４が炭素原子であれば、Ｒと結合せずに、Ｙ_３およびＹ_４を含んだ環構造を、Ｙ_１〜Ｙ_４を含むビスカルバゾール骨格の６員環とは別に形成してもよいし、環を形成せずにＲと結合してもよい。その他のＹ_５〜Ｙ_７、Ｙ_８〜Ｙ_１１、Ｙ_１２〜Ｙ_１５においても同様である。

前記一般式（１）において、Ｒは、互いに独立して、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０の直鎖、分岐、または環状のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のハロアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のハロアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のトリアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数８〜４０のジアルキルアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数１３〜５０のアルキルジアリールシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数１８〜６０のトリアリールシリル基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ヒドロキシル基、
ニトロ基、または
カルボキシ基を表す。
Ｌ_１〜Ｌ_３は、単結合もしくは２価の連結基を表す。
ただし、Ｌ_３が、単結合であって、かつＹ_１１と結合する場合、Ｌ_１およびＬ_２は、２価の連結基である。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体が、下記一般式（２）、一般式（３）または一般式（４）で表される
ことが好ましい。

前記一般式（２）〜（４）において、
Ａ_１、Ａ_２、Ｙ_１〜Ｙ_１５およびＬ_１〜Ｌ_３は、前記一般式（１）におけるＡ_１、Ａ_２、Ｙ_１〜Ｙ_１５およびＬ_１〜Ｌ_３と同義である。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体が、上記一般式（３）または一般式（４）で表される
ことが好ましい。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記一般式（１）におけるＬ_３が、単結合である
ことが好ましい。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記芳香族複素環基は、含窒素芳香族複素環基である
ことが好ましい。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記含窒素芳香族複素環基は、
ピリミジン骨格を有する複素環基、または
トリアジン骨格を有する複素環基である
ことが好ましい。

本発明のビスカルバゾール誘導体において、
前記一般式（１）におけるＬ_１およびＬ_２の少なくとも一方は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素化合物の二価の基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環式化合物の二価の基である
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、
陰極と陽極との間に有機化合物層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機化合物層は、上記本発明のビスカルバゾール誘導体のいずれかを含む
ことを特徴とする。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機化合物層は、発光層を含む複数の有機薄膜層を備え、
前記複数の有機薄膜層のうち少なくとも一つの層は、上記本発明のビスカルバゾール誘導体のいずれかを含む
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層は、上記本発明のビスカルバゾール誘導体のいずれかを含む
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層は、燐光発光性材料を含む
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記燐光発光性材料は、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）および白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体を含む
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層は、芳香族アミン誘導体をさらに含む
ことが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記複数の有機薄膜層は、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を含む
ことが好ましい。

本発明のビスカルバゾール誘導体を有機ＥＬ素子に用いると、発光効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。

以下、本発明について具体的に説明する。
（ビスカルバゾール誘導体）
本発明のビスカルバゾール誘導体は、上記一般式（１）で表される。
本発明のビスカルバゾール誘導体は、上記一般式（１）に示されるように、一方のカルバゾリル基の４位に、他方のカルバゾリル基のＮ位（９位）以外の位置が結合した構造を有する。このような構造であるため、本発明のビスカルバゾール誘導体は、共役が切断され、エネルギーギャップも大きくなる。
そして、本発明のビスカルバゾール誘導体は、カルバゾリル基の３位同士を結合させたビスカルバゾール誘導体に比べて、三重項エネルギーが大きくなる。
さらに、本発明のビスカルバゾール誘導体において、上記一般式（１）に示されるように、カルバゾリル基のＮ位（９位）に対して直接または連結基Ｌ_１〜Ｌ_２を介して結合するＡ_１およびＡ_２の少なくとも一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基である。本発明のビスカルバゾール誘導体は、このような構造であるため、カルバゾリル基のベンゼン環に芳香族複素環基を結合させた構造と比べて、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとを明確に分離できる。そのため、本発明のビスカルバゾール誘導体は、正孔および電子に対する耐性が優れると考えられる。

上記一般式（１）における環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基としては、縮合芳香族炭化水素基も含まれ、例えば、フェニル基、２−ビフェニルイル基、３−ビフェニルイル基、４−ビフェニルイル基、ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｐ−ターフェニル−３−イル基、ｐ−ターフェニル−２−イル基、ｍ−ターフェニル−４−イル基、ｍ−ターフェニル−３−イル基、ｍ−ターフェニル−２−イル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｐ−ｔ−ブチルフェニル基、ｐ−（２−フェニルプロピル）フェニル基、４’−メチルビフェニルイル基、４”−ｔ−ブチル−ｐ−ターフェニル−４−イル基、ｏ−クメニル基、ｍ−クメニル基、ｐ−クメニル基、２，３−キシリル基、３，４−キシリル基、２，５−キシリル基、メシチル基，ｍ−クウォーターフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−フェナントレニル基、２−フェナントレニル基、３−フェナントレニル基、４−フェナントレニル基、９−フェナントレニル基、１−トリフェニレニル基、２−トリフェニレニル基、３−トリフェニレニル基、４−トリフェニレニル基、１−クリセニル基、２−クリセニル基、３−クリセニル基、４−クリセニル基、５−クリセニル基、６−クリセニル基、３−フルオランテニル基、４−フルオランテニル基、８−フルオランテニル基、９−フルオランテニル基が挙げられる。

上記一般式（１）における環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基としては、縮合芳香族複素環基も含まれ、例えば、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、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、チエニル基、およびピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環から形成される基が挙げられる。
さらに具体的には、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジニル基、２−ピリミジニル基、４−ピリミジニル基、５−ピリミジニル基、６−ピリミジニル基、１，２，３−トリアジン−４−イル基、１，２，４−トリアジン−３−イル基、１，３，５−トリアジン−２−イル基、１−イミダゾリル基、２−イミダゾリル基、１−ピラゾリル基、１−インドリジニル基、２−インドリジニル基、３−インドリジニル基、５−インドリジニル基、６−インドリジニル基、７−インドリジニル基、８−インドリジニル基、２−イミダゾピリジニル基、３−イミダゾピリジニル基、５−イミダゾピリジニル基、６−イミダゾピリジニル基、７−イミダゾピリジニル基、８−イミダゾピリジニル基、３−ピリジニル基、４−ピリジニル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、２-キナゾリニル基、４-キナゾリニル基、５-キナゾリニル基、６-キナゾリニル基、７-キナゾリニル基、８-キナゾリニル基、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、９−カルバゾリル基、アザカルバゾリル−１−イル基、アザカルバゾリル−２−イル基、アザカルバゾリル−３−イル基、アザカルバゾリル−４−イル基、アザカルバゾリル−５−イル基、アザカルバゾリル−６−イル基、アザカルバゾリル−７−イル基、アザカルバゾリル−８−イル基、アザカルバゾリル−９−イル基、１−フェナントリジニル基、２−フェナントリジニル基、３−フェナントリジニル基、４−フェナントリジニル基、６−フェナントリジニル基、７−フェナントリジニル基、８−フェナントリジニル基、９−フェナントリジニル基、１０−フェナントリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナントロリン−２−イル基、１，７−フェナントロリン−３−イル基、１，７−フェナントロリン−４−イル基、１，７−フェナントロリン−５−イル基、１，７−フェナントロリン−６−イル基、１，７−フェナントロリン−８−イル基、１，７−フェナントロリン−９−イル基、１，７−フェナントロリン−１０−イル基、１，８−フェナントロリン−２−イル基、１，８−フェナントロリン−３−イル基、１，８−フェナントロリン−４−イル基、１，８−フェナントロリン−５−イル基、１，８−フェナントロリン−６−イル基、１，８−フェナントロリン−７−イル基、１，８−フェナントロリン−９−イル基、１，８−フェナントロリン−１０−イル基、１，９−フェナントロリン−２−イル基、１，９−フェナントロリン−３−イル基、１，９−フェナントロリン−４−イル基、１，９−フェナントロリン−５−イル基、１，９−フェナントロリン−６−イル基、１，９−フェナントロリン−７−イル基、１，９−フェナントロリン−８−イル基、１，９−フェナントロリン−１０−イル基、１，１０−フェナントロリン−２−イル基、１，１０−フェナントロリン−３−イル基、１，１０−フェナントロリン−４−イル基、１，１０−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−１−イル基、２，９−フェナントロリン−３−イル基、２，９−フェナントロリン−４−イル基、２，９−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−６−イル基、２，９−フェナントロリン−７−イル基、２，９−フェナントロリン−８−イル基、２，９−フェナントロリン−１０−イル基、２，８−フェナントロリン−１−イル基、２，８−フェナントロリン−３−イル基、２，８−フェナントロリン−４−イル基、２，８−フェナントロリン−５−イル基、２，８−フェナントロリン−６−イル基、２，８−フェナントロリン−７−イル基、２，８−フェナントロリン−９−イル基、２，８−フェナントロリン−１０−イル基、２，７−フェナントロリン−１−イル基、２，７−フェナントロリン−３−イル基、２，７−フェナントロリン−４−イル基、２，７−フェナントロリン−５−イル基、２，７−フェナントロリン−６−イル基、２，７−フェナントロリン−８−イル基、２，７−フェナントロリン−９−イル基、２，７−フェナントロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル−１−インドリル基、４−ｔ−ブチル−１−インドリル基、２−ｔ−ブチル−３−インドリル基、４−ｔ−ブチル−３−インドリル基、１−ジベンゾフラニル基、２−ジベンゾフラニル基、３−ジベンゾフラニル基、４−ジベンゾフラニル基、１−ジベンゾチオフェニル基、２−ジベンゾチオフェニル基、３−ジベンゾチオフェニル基、４−ジベンゾチオフェニル基、１−シラフルオレニル基、２−シラフルオレニル基、３−シラフルオレニル基、４−シラフルオレニル基、１−ゲルマフルオレニル基、２−ゲルマフルオレニル基、３−ゲルマフルオレニル基、４−ゲルマフルオレニル基が挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１〜３０の直鎖、分岐、または環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−ペンチルヘキシル基、１−ブチルペンチル基、１−ヘプチルオクチル基、３−メチルペンチル基、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシイソブチル基、１，２−ジヒドロキシエチル基、１，３−ジヒドロキシイソプロピル基、２，３−ジヒドロキシ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヒドロキシプロピル基、クロロメチル基、１−クロロエチル基、２−クロロエチル基、２−クロロイソブチル基、１，２−ジクロロエチル基、１，３−ジクロロイソプロピル基、２，３−ジクロロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリクロロプロピル基、ブロモメチル基、１−ブロモエチル基、２−ブロモエチル基、２−ブロモイソブチル基、１，２−ジブロモエチル基、１，３−ジブロモイソプロピル基、２，３−ジブロモ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリブロモプロピル基、ヨードメチル基、１−ヨードエチル基、２−ヨードエチル基、２−ヨードイソブチル基、１，２−ジヨードエチル基、１，３−ジヨードイソプロピル基、２，３−ジヨード−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリヨードプロピル基、アミノメチル基、１−アミノエチル基、２−アミノエチル基、２−アミノイソブチル基、１，２−ジアミノエチル基、１，３−ジアミノイソプロピル基、２，３−ジアミノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリアミノプロピル基、シアノメチル基、１−シアノエチル基、２−シアノエチル基、２−シアノイソブチル基、１，２−ジシアノエチル基、１，３−ジシアノイソプロピル基、２，３−ジシアノ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリシアノプロピル基、ニトロメチル基、１−ニトロエチル基、２−ニトロエチル基、１，２−ジニトロエチル基、２，３−ジニトロ−ｔ−ブチル基、１，２，３−トリニトロプロピル基等が挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１〜３０のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基が挙げられる。

上記一般式（１）における環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＡｒと表される基である。ここで、Ａｒの具体例としては、上記芳香族炭化水素基で説明したものと同様のものが挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数７〜３０のアラルキル基は、例えば、ベンジル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基、１−ピロリルメチル基、２−（１−ピロリル）エチル基、ｐ−メチルベンジル基、ｍ−メチルベンジル基、ｏ−メチルベンジル基、ｐ−クロロベンジル基、ｍ−クロロベンジル基、ｏ−クロロベンジル基、ｐ−ブロモベンジル基、ｍ−ブロモベンジル基、ｏ−ブロモベンジル基、ｐ−ヨードベンジル基、ｍ−ヨードベンジル基、ｏ−ヨードベンジル基、ｐ−ヒドロキシベンジル基、ｍ−ヒドロキシベンジル基、ｏ−ヒドロキシベンジル基、ｐ−アミノベンジル基、ｍ−アミノベンジル基、ｏ−アミノベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、ｍ−ニトロベンジル基、ｏ−ニトロベンジル基、ｐ−シアノベンジル基、ｍ−シアノベンジル基、ｏ−シアノベンジル基、１−ヒドロキシ−２−フェニルイソプロピル基、１−クロロ−２−フェニルイソプロピル基が挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１〜３０のハロアルキル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基が１以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１〜３０のハロアルコキシ基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルコキシ基が１以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数３〜３０のトリアルキルシリル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられ、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−ｎ−ブチルシリル基、トリ−ｎ−オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル−ｎ−プロピルシリル基、ジメチル−ｎ−ブチルシリル基、ジメチル−ｔ−ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基等が挙げられる。３つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。

上記一般式（１）における炭素数８〜４０のジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を２つ有し、上記環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を１つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１３〜５０のアルキルジアリールシリル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を１つ有し、上記環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を２つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。

上記一般式（１）における炭素数１８〜６０のトリアリールシリル基は、例えば、上記環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基を３つ有するトリアリールシリル基が挙げられる。

前記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体が、前記一般式（２）、一般式（３）または一般式（４）で表されることが好ましい。
前記一般式（２）で表されるビスカルバゾール誘導体は、一方のビスカルバゾリル基の４位と、他方のビスカルバゾリル基の１位とが結合した構造を有する。
前記一般式（３）で表されるビスカルバゾール誘導体は、一方のビスカルバゾリル基の４位と、他方のビスカルバゾリル基の３位とが結合した構造を有する。
前記一般式（４）で表されるビスカルバゾール誘導体は、一方のビスカルバゾリル基の４位と、他方のビスカルバゾリル基の２位とが結合した構造を有する。

前記一般式（２）、一般式（３）または一般式（４）で表されるビスカルバゾール誘導体の中でも、前記一般式（３）または一般式（４）で表されるビスカルバゾール誘導体が好ましい。

Ｌ_３は、単結合もしくは２価の連結基を表し、２価の連結基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素化合物の二価の基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環式化合物の二価の基であることが好ましい。
前記一般式（１）におけるＬ_３は、単結合であることがより好ましい。

前記一般式（１）におけるＡ_１またはＡ_２としての前記芳香族複素環基は、含窒素芳香族複素環基であることが好ましい。さらに、この含窒素芳香族複素環基は、ピリミジン骨格を有する複素環基またはトリアジン骨格を有する複素環基であることが好ましい。
ピリミジン骨格を有する複素環基としては、例えば、置換もしくは無置換のピリミジニル基が挙げられる。ピリミジニル基としては、２−ピリミジニル基、４−ピリミジニル基、５−ピリミジニル基、６−ピリミジニル基が挙げられる。
トリアジン骨格を有する複素環基としては、例えば、置換もしくは無置換のトリアジニル基が挙げられる。トリアジニル基は、トリアジン環から形成される基であって、トリアジン環には、１，２，３−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，３，５−トリアジンの３種がある。トリアジニル基としては、１，２，３−トリアジン−４−イル基、１，２，４−トリアジン−３−イル基、１，３，５−トリアジン−２−イル基などが挙げられる。
Ａ_１またはＡ_２の位置にピリミジニル基またはトリアジニル基を結合させることで、他の含窒素芳香族複素環基である、例えば、イミダゾピリジニル基の場合と比べて、ビスカルバゾール誘導体の正孔および電子に対する耐性が向上すると考えられる。

Ｌ_１およびＬ_２は、それぞれ独立に、単結合もしくは２価の連結基を表す。
前記一般式（１）におけるＬ_１およびＬ_２の少なくとも一方は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素化合物の二価の基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環式化合物の二価の基であることが好ましい。
Ｌ_１およびＬ_２の少なくとも一方が単結合である場合、正孔輸送性が向上する。
Ｌ_１およびＬ_２の少なくとも一方が置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素化合物の二価の基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環式化合物の二価の基である場合、電子輸送性が向上する傾向がある。
それゆえ、ビスカルバゾール誘導体のキャリア輸送性のバランス調整を目的として、Ｌ_１およびＬ_２を適宜選択することが望ましい。このように、Ｌ_１およびＬ_２を適宜選択することは、本発明のビスカルバゾール誘導体をホスト材料に用いる場合にも有効である。

本発明において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のような芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルキル基（直鎖または分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基）、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、ハロアルコキシ基、アルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基、アルケニル基、アルキニル基ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、およびカルボキシ基が挙げられる。
また、本発明において、「置換もしくは無置換のＸＸ基」という場合における「無置換」とは、ＸＸ基の水素原子が前記置換基で置換されていないことを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数ａ〜ｂのＸＸ基」という表現における「炭素数ａ〜ｂ」は、ＸＸ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、ＸＸ基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、上記と同様である。

本発明において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環、および芳香環を含む）を構成する炭素原子およびヘテロ原子を意味する。
また、本発明において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、すなわち、軽水素（protium）、重水素（deuterium）、三重水素（tritium）、を包含する。

本発明のビスカルバゾール誘導体の具体的な構造としては、例えば、次のようなものが挙げられる。但し、本発明は、これらの構造のビスカルバゾール誘導体に限定されない。

（有機ＥＬ素子用材料）
本発明のビスカルバゾール誘導体は、有機ＥＬ素子用材料として用いることができる。有機ＥＬ素子用材料は、本発明のビスカルバゾール誘導体を単独で含んでいても良いし、他の化合物を含んでいても良い。

（有機ＥＬ素子の構成）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に有機化合物層を備える。
本発明のビスカルバゾール誘導体は、有機化合物層に含まれる。有機化合物層は、本発明のビスカルバゾール誘導体を含む有機ＥＬ素子用材料を用いて形成される。
有機化合物層は、有機化合物で構成される有機薄膜層を少なくとも一つ以上、有する。有機薄膜層は、無機化合物を含んでいてもよい。
本発明の有機ＥＬ素子において、有機薄膜層のうち少なくとも１層は、発光層である。そのため、有機化合物層は、例えば、一層の発光層で構成されていてもよいし、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、電子障壁層等の公知の有機ＥＬ素子で採用される層を有していてもよい。有機薄膜層が複数であれば、少なくともいずれかの層に本発明のビスカルバゾール誘導体が含まれている。

有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、
（ａ）陽極／発光層／陰極
（ｂ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／陰極
（ｃ）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｄ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｅ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／障壁層／電子注入・輸送層／陰極
などの構造を挙げることができる。
上記の中で（ｄ）の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
なお、上記「発光層」とは、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含んでいる。このとき、ホスト材料は、主に電子と正孔の再結合を促し、励起子を発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られた励起子を効率的に発光させる機能を有する。燐光素子の場合、ホスト材料は、主にドーパント材料で生成された励起子を発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。
本発明において電子輸送層といった場合には、発光層と陰極との間に存在する電子輸送領域の有機層のうち、最も電子移動度の高い有機層をいう。電子輸送領域が一層で構成されている場合には、当該層が電子輸送層である。また、燐光素子においては、構成（ｅ）に示すように発光層で生成された励起エネルギーの拡散を防ぐ目的で必ずしも電子移動度が高くない障壁層を発光層と電子輸送層との間に採用することがあり、発光層に隣接する有機層が電子輸送層に必ずしも該当しない。

図１に、本発明の実施形態における有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。
有機ＥＬ素子１は、透明な基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された有機化合物層１０と、を有する。
有機薄膜層１０は、陽極３側から順に、正孔注入層５、正孔輸送層６、発光層７、電子輸送層８、電子注入層９を備える。

（透明性基板）
本発明の有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。
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、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。
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ァイド、ポリサルフォン等を原料として用いてなるものを挙げることができる。

（陽極および陰極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層または発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。
陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
本実施形態のように、発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を１０％より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選択される。

陰極としては、電子注入層、電子輸送層または発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。
陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。
陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極側から、発光を取り出す態様を採用することもできる。発光層からの発光を陰極側から取り出す場合、陰極の可視領域の光の透過率を１０％より大きくすることが好ましい。
陰極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。
陰極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で選択される。

（発光層）
有機ＥＬ素子の発光層は電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する。

発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態または液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。

（ホスト材料）
ホスト材料は、本発明のビスカルバゾール誘導体であることが好ましい。上述の通り、本発明のビスカルバゾール誘導体は、正孔および電子に対する耐性に優れるため、ホスト材料として用いることで、有機ＥＬ素子の耐久性を向上させることができる。

（ドーパント材料）
ドーパント材料としては、公知の蛍光型発光を示す蛍光発光性材料または燐光型発光を示す燐光発光性材料から選ばれる。
ドーパント材料として用いられる蛍光発光性材料（以下、蛍光ドーパント材料と称する。）としては、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、フルオレン誘導体、硼素錯体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アントラセン誘導体から選ばれる。好ましくは、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、硼素錯体が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子のドーパント材料としては、燐光発光性材料が好ましい。ドーパント材料として用いられる燐光発光性材料（以下、燐光ドーパント材料と称する。）は、金属錯体を含有するものが好ましい。該金属錯体としては、イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），オスミウム（Ｏｓ），金（Ａｕ），レニウム（Ｒｅ）、およびルテニウム（Ｒｕ）から選択される金属原子と配位子とを有するものが好ましい。特に、配位子と金属原子とが、オルトメタル結合を形成しているオルトメタル化錯体が好ましい。燐光ドーパント材料としては、燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、イリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）および白金（Ｐｔ）から選ばれる金属を含有するオルトメタル化錯体が好ましい。また、発光効率などの観点からフェニルキノリン、フェニルイソキノリン、フェニルピリジン、フェニルピリミジン、フェニルピラジンおよびフェニルイミダゾールから選択される配位子から構成される金属錯体が好ましい。
燐光ドーパント材料の具体例を次に示す。

本発明のビスカルバゾール誘導体は、上述のような構造であるため、カルバゾリル基の３位同士を結合させたビスカルバゾール誘導体と比べて、三重項エネルギーＥｇＴが大きくなる。そのため、本発明の有機ＥＬ素子の発光層に、本発明のビスカルバゾール誘導体を燐光ホスト材料として用いる場合、緑から青色の波長領域で燐光発光する燐光発光性材料を燐光ドーパント材料として用いることが好ましい。燐光素子において、このような燐光ドーパント材料と燐光ホスト材料との組み合わせとすることで、燐光ドーパント材料から燐光ホスト材料への三重項励起子の移動が防止され、燐光ドーパント材料の三重項励起子が効率的に閉じ込められると考えられる。

（発光層に含まれるその他の材料）
本発明の有機ＥＬ素子の発光層は、さらに芳香族アミン誘導体を含んでいることが好ましい。発光層が、ホスト材料としての本発明のビスカルバゾール誘導体およびドーパント材料に加えて、芳香族アミン誘導体を含むことにより、正孔注入および正孔輸送が補助され、発光層における正孔と電子とのバランスを取り易くなる。
このような芳香族アミン誘導体としては、例えば、下記正孔注入・輸送層に用いられる化合物が挙げられる。

（正孔注入・輸送層）
正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが小さい。
正孔注入・輸送層は、正孔注入層、または正孔輸送層で構成してもよいし、正孔注入層および正孔輸送層を積層させて構成してもよい。
正孔注入・輸送層を形成する材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（Ａ１）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。

前記一般式（Ａ１）において、Ａｒ^１からＡｒ^４までは、
環形成炭素数６以上５０以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基、
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基、または
それら芳香族炭化水素基とそれら芳香族複素環基とを結合させた基
を表す。但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。

前記一般式（Ａ１）において、Ｌは、連結基であり、
環形成炭素数６以上５０以下の２価の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数５以上５０以下の２価の芳香族複素環基、
２個以上の芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を
単結合、
エーテル結合、
チオエーテル結合、
炭素数１以上２０以下のアルキレン基、
炭素数２以上２０以下のアルケニレン基、もしくは
アミノ基
で結合して得られる２価の基、
を表す。但し、ここで挙げた２価の芳香族炭化水素基、および２価の芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。

前記一般式（Ａ１）の化合物の具体例を以下に記すが、これらに限定されるものではない。

また、下記一般式（Ａ２）の芳香族アミンも、正孔注入・輸送層の形成に好適に用いられる。

前記一般式（Ａ２）において、Ａｒ^１からＡｒ^３までの定義は前記一般式（Ａ１）のＡｒ^１からＡｒ^４までの定義と同様である。以下に一般式（Ａ２）の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。

（電子注入・輸送層）
電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和するなど、エネルギーレベルを調整するために設ける。電子注入・輸送層は、電子注入層と電子輸送層とのうちの少なくともいずれか一方を備える。
本実施形態は、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
なお、「主成分として」とは、電子注入層が５０質量％以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。

電子注入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化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記一般式（Ｂ１）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。

一般式（Ｂ１）におけるＲ^２からＲ^７までは、独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
オキシ基、
アミノ基、
炭素数１以上４０以下の炭化水素基、
アルコキシ基、
アリールオキシ基、
アルコキシカルボニル基、または、
芳香族複素環基であり、
これらは置換基を有してもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。また、置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。

アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては前記アルキル基と同様のものが挙げられる。アルキルアミノ基およびアラルキルアミノ基は−ＮＱ^１Ｑ^２と表される。Ｑ^１およびＱ^２の具体例としては、独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基（アルキル基の水素原子がアリール基で置換された基）で説明したものと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。Ｑ^１およびＱ^２の一方は水素原子であってもよい。
なお、アラルキル基は、前記アルキル基の水素原子が前記アリール基で置換された基である。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ^１Ａｒ^２と表され、Ａｒ^１およびＡｒ^２の具体例としては、それぞれ独立に前記非縮合芳香族炭化水素基で説明した基と同様である。Ａｒ^１およびＡｒ^２の一方は水素原子であってもよい。

Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）またはインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。
上記一般式（Ｂ１）のＬは、下記一般式（Ｂ２）または（Ｂ３）で表される基である。

前記一般式（Ｂ２）中、Ｒ^８からＲ^１２までは、独立に、
水素原子、または炭素数１以上４０以下の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
また、前記一般式（Ｂ３）中、Ｒ^１３からＲ^２７までは、独立に、
水素原子、または炭素数１以上４０以下の炭化水素基であり、
互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。この炭化水素基は、置換基を有してもよい。
前記一般式（Ｂ２）および一般式（Ｂ３）のＲ^８からＲ^１２まで、およびＲ^１３からＲ^２７までが示す炭素数１以上４０以下の炭化水素基としては、前記一般式（Ｂ１）中のＲ^２からＲ^７までの具体例と同様のものが挙げられる。
また、Ｒ^８からＲ^１２まで、およびＲ^１３からＲ^２７までの互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の２価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基などが挙げられる。

また、電子輸送層は、下記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までで表される含窒素複素環誘導体の少なくともいずれか１つを含有することが好ましい。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒは、
水素原子、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基、
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。
ｎは０以上４以下の整数である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒ^１は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｒ^２およびＲ^３は、独立に、
水素原子、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ｌは、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基、または
フルオレニレン基である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ^１は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジニレン基、
キノリニレン基である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ^２は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基である。

前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中、Ａｒ^３は、
環形成炭素数６以上６０以下の芳香族炭化水素基
ピリジル基、
キノリル基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基、または
「−Ａｒ^１−Ａｒ^２」で表される基（Ａｒ^１およびＡｒ^２は、それぞれ前記と同じ）である。

また、前記一般式（Ｂ４）から（Ｂ６）までの式中のＲ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｌ、Ａｒ^１、Ａｒ^２、およびＡｒ^３の説明で挙げた芳香族炭化水素基、ピリジル基、キノリル基、アルキル基、アルコキシ基、ピリジニレン基、キノリニレン基、フルオレニレン基は、置換基を有してもよい。

電子注入層または電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。

これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ａｒ^１７、Ａｒ^１８、Ａｒ^１９、Ａｒ^２１、Ａｒ^２２およびＡｒ^２５は、環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。また、Ａｒ^１７とＡｒ^１８、Ａｒ^１９とＡｒ^２１、Ａｒ^２２とＡｒ^２５は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ここで挙げた芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数１以上１０以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。

これらオキサジアゾール誘導体の各一般式中、Ａｒ^２０、Ａｒ^２３およびＡｒ^２４は、環形成炭素数６以上４０以下の２価の芳香族炭化水素基である。
但し、ここで挙げた芳香族炭化水素基は置換基を有してもよい。
また、Ａｒ^２３とＡｒ^２４は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ここで挙げた２価の芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの置換基としては炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数１以上１０以下のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられる。

これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら電子伝達性化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。

電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記一般式（Ｂ７）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記一般式（Ｂ８）に示す構造のものが挙げられる。

前記一般式（Ｂ８）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ_１ならびにＺ_２は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。

含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記一般式（Ｂ７）と（Ｂ８）もしくは上記一般式（Ｂ７）と下記一般式（Ｂ９）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。

前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。

これら含窒素複素環基の各一般式中、Ｒは、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、または
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基
である。
これら含窒素複素環基の各一般式中、ｎは０以上５以下の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一または異なっていてもよい。

さらに、好ましい具体的な化合物として、下記一般式（Ｂ１０）で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
ＨＡｒ−Ｌ^１−Ａｒ^１−Ａｒ^２ ・・・（Ｂ１０）
前記一般式（Ｂ１０）中、ＨＡｒは、
環形成炭素数１以上４０以下の含窒素複素環基である。
前記一般式（Ｂ１０）中、Ｌ^１は、
単結合、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。

前記一般式（Ｂ１０）中、Ａｒ^１は、環形成炭素数６以上４０以下の２価の芳香族炭化水素基である。
前記一般式（Ｂ１０）中、Ａｒ^２は、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。

また、前記一般式（Ｂ１０）の式中のＨＡｒ、Ｌ^１、Ａｒ^１、およびＡｒ^２の説明で挙げた含窒素複素環基、芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は置換基を有してもよい。

前記一般式（Ｂ１０）の式中のＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。

前記一般式（Ｂ１０）の式中のＬ^１は、例えば、下記の群から選択される。

前記一般式（Ｂ１０）の式中のＡｒ^１は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。

前記アリールアントラニル基の一般式中、Ｒ^１からＲ^１４までは、独立して、
水素原子、
ハロゲン原子、
炭素数１以上２０以下のアルキル基、
炭素数１以上２０以下のアルコキシ基、
環形成炭素数６以上４０以下のアリールオキシ基、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。

前記アリールアントラニル基の一般式中、Ａｒ^３は、
環形成炭素数６以上４０以下の芳香族炭化水素基、または
環形成炭素数２以上４０以下の芳香族複素環基である。

但し、前記アリールアントラニル基の一般式中のＲ^１からＲ^１４まで、およびＡｒ^３の説明で挙げた芳香族炭化水素基、および芳香族複素環基は、置換基を有してもよい。
また、Ｒ^１からＲ^８までは、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。

前記アリールアントラニル基の一般式中、Ａｒ^２は、例えば、下記の群から選択される。

電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記の化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。

この含窒素芳香多環有機化合物の一般式中、Ｒ^１からＲ^４までは、独立に、
水素原子、
脂肪族基、
脂肪族式環基、
炭素環式芳香族環基、または
複素環基
を表す。但し、ここで挙げた脂肪族基、脂肪族式環基、炭素環式芳香族環基、および複素環基は、置換基を有してもよい。
この含窒素芳香多環有機化合物の一般式中、Ｘ^１、Ｘ^２は、独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。

また、電子伝達性化合物として、下記の化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。

前記一般式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は互いに同一のまたは異なる基であって、下記一般式で表わされる芳香族炭化水素基または縮合芳香族炭化水素基である。

前記一般式中、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８およびＲ^９は互いに同一のまたは異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和もしくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、またはアルキルアミノ基で・BR> る。

さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。

なお、電子注入層または電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
また、電子注入層の構成成分としては、含窒素環誘導体の他に、無機化合物として絶縁体または半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。

このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニドなどで構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）、硫化ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ）、セレン化ナトリウム（Ｎａ_２Ｓｅ）および酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）が挙げられる。好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、硫化バリウム（ＢａＳ）およびセレン化カルシウム（ＣａＳｅ）が挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などが挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）およびフッ化ベリリウム（ＢｅＦ_２）などのフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。

また、半導体としては、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、アンチモン（Ｓｂ）および亜鉛（Ｚｎ）の少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物などの一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶または非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポットなどの画素欠陥を減少させることができる。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物などが挙げられる。
このような絶縁体または半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ以上１５ｎｍ以下程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の還元性ドーパントを含有していても好ましい。

（電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを有することも好ましい。
このような構成によれば、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、および希土類金属化合物などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、および希土類金属を含む有機金属錯体などから選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。

アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）（仕事関数：２．９３ｅＶ）、ナトリウム（Ｎａ）（仕事関数：２．３６ｅＶ）、カリウム（Ｋ）（仕事関数：２．２８ｅＶ）、ルビジウム（Ｒｂ）（仕事関数：２．１６ｅＶ）、セシウム（Ｃｓ）（仕事関数：１．９５ｅＶ）などが挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂまたはＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
アルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）（仕事関数：２．９ｅＶ）、ストロンチウム（Ｓｒ）（仕事関数：２．０ｅＶ以上２．５ｅＶ以下）、バリウム（Ｂａ）（仕事関数：２．５２ｅＶ）などが挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などが挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。

アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化セシウム（Ｃｓ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）などのアルカリ酸化物、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）などのアルカリハロゲン化物などが挙げられ、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）が好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）およびこれらを混合したストロンチウム酸バリウム（Ｂａ_xＳｒ_1-xＯ）（０＜ｘ＜１）、カルシウム酸バリウム（Ｂａ_xＣａ_1-xＯ）（０＜ｘ＜１）などが挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム（ＹｂＦ_３）、フッ化スカンジウム（ＳｃＦ_３）、酸化スカンジウム（ＳｃＯ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（Ｃｅ_２Ｏ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、フッ化テルビウム（ＴｂＦ_３）などが挙げられ、ＹｂＦ_３、ＳｃＦ_３、ＴｂＦ_３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一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、およびそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。

電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状または島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体還元ドーパントの少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機物：電子供与性ドーパント，有機金属錯体＝１００：１から１：１００まで、好ましくは５：１から１：５までである。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１ｎｍ以上１５ｎｍ以下で形成する。
電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５ｎｍ以上１ｎｍ以下で形成する。
また、本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と電子供与性ドーパントおよび有機金属錯体の少なくともいずれかとの割合としては、モル比で主成分：電子供与性ドーパント，有機金属錯体＝５：１から１：５までであると好ましく、２：１から１：２までであるとさらに好ましい。

（有機ＥＬ素子の各層の形成方法）
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる、前記一般式（１）で表される化合物を含有する有機化合物層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。

（有機ＥＬ素子の各層の膜厚）
発光層の膜厚は、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以上５０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。発光層の膜厚を５ｎｍ以上とすることで、発光層を形成し易くなり、色度を調整し易くなる。発光層の膜厚を５０ｎｍ以下とすることで、駆動電圧の上昇を抑制できる。
その他の各有機化合物層の膜厚は特に制限されないが、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。このような膜厚範囲とすることで、膜厚が薄すぎることに起因するピンホール等の欠陥を防止するとともに、膜厚が厚すぎることに起因する駆動電圧の上昇を抑制し、効率の悪化を防止できる。

（三重項エネルギーの測定方法）
各化合物の三重項エネルギーＥｇＴは、以下の方法により測定した。
各化合物を、公知の燐光測定法(例えば、「光化学の世界」(日本化学会編・1993)50頁付近の記載の方法)により測定した。具体的には、各化合物を溶媒に溶解(試料１０［μmol/リットル］、ＥＰＡ(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=５：５：５（容積比）、各溶媒は分光用グレード)し、燐光測定用試料とした。石英セルへ入れた燐光測定用試料を７７［Ｋ］に冷却し、励起光を燐光測定用試料に照射し、波長を変えながら燐光強度を測定した。燐光スペクトルは、縦軸を燐光強度、横軸を波長とした。
この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求めた。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥｇＴとした。
換算式：ＥｇＴ［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光の測定には、（株）日立ハイテクノロジー製のＦ−４５００形分光蛍光光度計本体と低温測定用オプション備品を用いた。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置および低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。

[実施形態の変形]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。

有機ＥＬ素子の構成は、図１に示した有機ＥＬ素子１の構成例に限定されない。例えば、発光層の陽極側に電子障壁層を、発光層の陰極側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層に閉じ込めて、発光層における励起子の生成確率を高めることができる。

また、発光層は、１層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも１つの発光層が本発明のビスカルバゾール誘導体を含んでいることが好ましい。
また、有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、その他の層（例えば、電荷発生層）を介して積層されていてもよい。

次に、実施例および比較例を挙げて本願発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。

＜化合物の合成＞
・合成例１（化合物１の合成）
化合物１の合成スキームを次に示す。

化合物１の合成にあたって、まず、次のように、中間体１−１を合成した。
アルゴン雰囲気下、
o-ヨードニトロベンゼン 25ｇ（100mmol）、
o-ブロモフェニルボロン酸 21g（105mmol）、
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（0） 2.3g（2mmol）、
トルエン 150mL、
シエタン 150mL、および
２M炭酸ナトリウム水溶液 150mL
の混合物を８０℃で８時間攪拌した。有機層を分離し、エバポレーターで溶媒を留去した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して中間体１−１（20ｇ，収率72％）を得た。

その後、次のように、中間体１−２を合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体１−１ 20ｇ（72mmol）、
トリフェニルホスフィン 18.9g（72mmol）、および
o-ジクロロベンゼン 100mL
の混合物を１８０℃で８時間加熱攪拌した。反応液に水を加えて固体を析出させ、固体をろ過した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して中間体１−２（8.4ｇ，収率47％）を得た。

その後、次のように、中間体１−３を合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体１−２ 7.4ｇ（30mmol）、
9-フェニルカルバゾール-3-ボロン酸 8.7g（30mmol）、
テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（0） 0.69g（0.6mmol）、
トルエン 45mL、
ジメトキシエタン 45mL、および
２M炭酸ナトリウム水溶液 45mL
の混合物を８０℃で８時間攪拌した。有機層を分離し、エバポレーターで溶媒を留去した後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して中間体１−３（9.1ｇ，収率74％）を得た。

その後、次のように、化合物１を合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体Ａ 2.1ｇ（5.5mmol）、
中間体１−３ 2.0g（5mmol）、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム（０） 0.09g(0.1mmol)、
トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート 0.11g(0.4mmol)
ナトリウムtert-ブトキシド 0.67g(7mmol)、および
キシレン 20ｍL
の混合物を８時間加熱還流した。水を加えて１時間攪拌を行った。生成した固体をろ過し、水、メタノールで洗浄した後、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物１（3.0ｇ，収率85％）を得た。
ＦＤ−ＭＳ（Field Desorption ionization-Mass Spectrometry）の分析結果を以下に示す。
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ_５１Ｈ_３３Ｎ_５=７１５．２７、
ｆｏｕｎｄ ｍ／ｚ＝７１５（Ｍ^＋，１００）

・合成例２（化合物２の合成）
化合物２の合成スキームを次に示す。

化合物２を次のように合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体Ｂ 2.1ｇ（5.5mmol）、
中間体１−３ 2.0g（5mmol）、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム（０）0.09g(0.1mmol)、
トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート0.11g(0.4mmol)
ナトリウムtert-ブトキシド0.67g(7mmol)、および
キシレン 20ｍL
の混合物を８時間加熱還流した。水を加えて１時間攪拌を行った。生成した固体をろ過し、水、メタノールで洗浄した後、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物１−２（1.9ｇ，収率53％）を得た。
ＦＤ−ＭＳ（Field Desorption ionization-Mass Spectrometry）の分析結果を以下に示す。
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ_５１Ｈ_３３Ｎ_５=７１５．２７、
ｆｏｕｎｄ ｍ／ｚ＝７１５（Ｍ^＋，１００）

・合成例３（化合物３の合成）
化合物３の合成スキームを次に示す。

化合物３を次のように合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体Ｃ 1.46ｇ（5.5mmol）、
中間体１−３ 2.0g（5mmol）、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム（０） 0.09g(0.1mmol)、
トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート 0.11g(0.4mmol)
ナトリウムtert-ブトキシド 0.67g(7mmol)、および
キシレン 20ｍL
の混合物を8時間加熱還流した。水を加えて1時間攪拌を行った。生成した固体をろ過し、水、メタノールで洗浄した後、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物３（3.0ｇ，収率85％）を得た。
ＦＤ−ＭＳ（Field Desorption ionization-Mass Spectrometry）の分析結果を以下に示す。
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ_４６Ｈ_３０Ｎ_４=６３８．２５、
ｆｏｕｎｄ ｍ／ｚ＝６３８（Ｍ^＋，１００）

・合成例４（化合物４の合成）
化合物４の合成スキームを次に示す。

化合物４を次のように合成した。
アルゴン雰囲気下、
中間体Ｄ 1.47ｇ（5.5mmol）、
中間体１−３ 2.0g（5mmol）、
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム（０） 0.09g(0.1mmol)、
トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート 0.11g(0.4mmol)
ナトリウムtert-ブトキシド 0.67g(7mmol)、および
キシレン 20ｍL
の混合物を8時間加熱還流した。水を加えて1時間攪拌を行った。生成した固体をろ過し、水、メタノールで洗浄した後、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物４（2.2ｇ，収率69％）を得た。
ＦＤ−ＭＳ（Field Desorption ionization-Mass Spectrometry）の分析結果を以下に示す。
ＦＤ−ＭＳ：ｃａｌｃｄ ｆｏｒ Ｃ_４６Ｈ_３０Ｎ_４=６３９．２４、
ｆｏｕｎｄ ｍ／ｚ＝６３９（Ｍ^＋，１００）

＜三重項エネルギーの測定＞
合成例１〜４で合成した上記化合物１〜４の３重項エネルギー（ＥｇＴ）を表１に示す。また、上記化合物１〜４と対比する化合物として、カルバゾリル基の３位同士を結合させたビスカルバゾール誘導体（以下、３，３−結合ビスカルバゾール誘導体という。下記化合物ａ，化合物ｂおよび化合物ｃ参照）の三重項エネルギーも表１に示す。

上記化合物１〜４は、一方のカルバゾリル基の４位と、他方のカルバゾリル基の３位とを結合させたビスカルバゾール誘導体（以下、４，３-結合ビスカルバゾール誘導体という）である。化合物１〜４のような４，３-結合ビスカルバゾール誘導体は、化合物a〜ｃのような３，３−結合ビスカルバゾール誘導体よりも三重項エネルギーが相対的に大きいことが分かった。したがって、４，３-結合ビスカルバゾール誘導体は、緑燐光有機ＥＬ素子用材料だけでなく青燐光有機ＥＬ素子用材料としても有用であることが分かった。

＜有機ＥＬ素子の作製および評価＞
有機ＥＬ素子を以下のように作製し、評価した。
有機ＥＬ素子の作製に用いた化合物は、上記合成例１〜４で示した化合物１〜４の他、次の通りである。

・実施例１
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にて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。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず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前記透明電極を覆うようにして上記化合物Ａを蒸着し、膜厚４０ｎｍの化合物Ａ膜を成膜し、この膜を正孔注入層とした。
この化合物Ａ膜上に上記化合物Ｂを蒸着し、膜厚２０ｎｍの化合物Ｂ膜を成膜し、この膜を正孔輸送層とした。

この正孔輸送層上に前記合成例１で得た化合物１を蒸着し、膜厚４０ｎｍの発光層を成膜した。化合物１の蒸着と同時に燐光発光材料としての上記化合物Ｄ１（Ｉｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）_３（facial体））を共蒸着した。化合物Ｄ１の濃度は２０質量％であった。この共蒸着膜は、化合物１を燐光ホスト材料とし、化合物Ｄ１を燐光ドーパント材料とする発光層として機能する。なお、化合物Ｄ１は、緑色発光性材料である。
そして、この発光層の成膜に続けて上記化合物Ｃを蒸着し、膜厚３０ｎｍの化合物Ｃ膜を成膜し、この膜を電子輸送層とした。

次に、この電子輸送層上に成膜速度０．１オングストローム／ｍｉｎで、ＬｉＦを蒸着し、膜厚１ｎｍのＬｉＦ膜を成膜し、この膜を電子注入性電極（陰極）とした。
さらに、このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを蒸着し、膜厚８０ｎｍの金属陰極を成膜した。
このようにして、実施例１の有機ＥＬ素子を作製した。

・実施例２
実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子の発光層の燐光ホスト材料について、化合物１に代えて、化合物２を用いた以外は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様に作製した。

・実施例３
実施例３の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子の発光層の燐光ホスト材料について、化合物１に代えて、化合物３を用いた以外は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様に作製した。

・実施例４
実施例４の有機ＥＬ素子は、実施例１の有機ＥＬ素子の発光層の燐光ホスト材料について、化合物１に代えて、化合物４を用いた以外は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様に作製した。

〔有機ＥＬ素子の評価〕
作製した有機ＥＬ素子について、発光効率の評価を行った。結果を表１に示す。

・発光効率（電流効率）の測定
作製した有機ＥＬ素子を、室温下、直流定電流駆動（電流密度：１０ｍＡ／ｃｍ^２）で発光させ、そのときの分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計（コミカミノルタ社製、ＣＳ−１０００）にて計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、発光効率（単位：ｃｄ／Ａ）を算出した。なお、この発光効率測定時に印加した電圧値も表１に示す。

表１に示されているように、実施例１〜４の有機ＥＬ素子の発光効率が優れていることが分かる。実施例１〜４の有機ＥＬ素子の燐光ホスト材料に用いた化合物１〜４は、４，３-結合ビスカルバゾール誘導体であり、３，３−結合ビスカルバゾール誘導体よりも三重項エネルギーが相対的に大きい。そのため、燐光ドーパント材料である化合物Ｄ１の三重項エネルギーに対して、燐光ホスト材料の三重項エネルギーの方が大きくなり、燐光発光性ドーパント材料からホスト材料への三重項励起子の移動が防止され、燐光ドーパント材料の三重項励起子が効率的に閉じ込められると考えられる。その結果、化合物１〜４の４，３-結合ビスカルバゾール誘導体を燐光ホスト材料として用いることで、有機ＥＬ素子の発光効率が向上したと考えられる。

本発明のビスカルバゾール誘導体は、有機ＥＬ素子用材料として利用できる。また、本発明のビスカルバゾール誘導体を用いた有機ＥＬ素子は、表示装置や照明装置における発光素子として利用できる。

１…有機ＥＬ素子、２…基板、３…陽極、４…陰極、６…正孔輸送層、７…発光層、８…電子輸送層、１０…有機化合物層１０。

Claims (14)

1. 下記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体。
   （前記一般式（１）において、
   Ａ_１およびＡ_２は、
   置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、または
   置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基
   を表す。
   ただし、Ａ_１およびＡ_２の少なくとも一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基を表す。
   Ｙ_１〜Ｙ_４は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_１〜Ｙ_４のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
   Ｙ_５〜Ｙ_７は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_５〜Ｙ_７のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
   Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち一つは、Ｌ_３と結合する炭素原子である。Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち、当該Ｌ_３と結合する以外のものについては、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_８〜Ｙ_１１のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
   Ｙ_１２〜Ｙ_１５は、下記Ｒと結合する炭素原子または窒素原子である。ただし、Ｙ_１２〜Ｙ_１５のうち、隣り合う二つが炭素原子である場合、Ｒと結合せずに、当該隣り合う炭素原子を含む環を形成しても良い。
   Ｒは、互いに独立して、
   水素原子、
   置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、
   置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環基、
   置換もしくは無置換の炭素数１〜３０の直鎖、分岐、または環状のアルキル基、
   置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、
   置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、
   置換もしくは無置換の炭素数７〜３０のアラルキル基、
   置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のハロアルキル基、
   置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のハロアルコキシ基、
   置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のトリアルキルシリル基、
   置換もしくは無置換の炭素数８〜４０のジアルキルアリールシリル基、
   置換もしくは無置換の炭素数１３〜５０のアルキルジアリールシリル基、
   置換もしくは無置換の炭素数１８〜６０のトリアリールシリル基、
   ハロゲン原子、
   シアノ基、
   ヒドロキシル基、
   ニトロ基、または
   カルボキシ基
   を表す。
   Ｌ_１〜Ｌ_３は、単結合もしくは２価の連結基を表す。
   ただし、Ｌ_３が、単結合であって、かつＹ_１１と結合する場合、Ｌ_１およびＬ_２は、２価の連結基である。）
2. 請求項１に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体が、下記一般式（２）、一般式（３）または一般式（４）で表される
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
   
3. 請求項１に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記一般式（１）で表されるビスカルバゾール誘導体が、下記一般式（３）または一般式（４）で表される
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
   
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記一般式（１）におけるＬ_３が、単結合である
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記芳香族複素環基は、含窒素芳香族複素環基である
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
6. 請求項５に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記含窒素芳香族複素環基は、
   ピリミジン骨格を有する複素環基、または
   トリアジン骨格を有する複素環基
   である
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体において、
   前記一般式（１）におけるＬ_１およびＬ_２の少なくとも一方は、
   置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素化合物の二価の基、または
   置換もしくは無置換の環形成炭素数１〜３０の芳香族複素環式化合物の二価の基である
   ことを特徴とするビスカルバゾール誘導体。
8. 陰極と陽極との間に有機化合物層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記有機化合物層は、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体を含む
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   前記有機化合物層は、発光層を含む複数の有機薄膜層を備え、
   前記複数の有機薄膜層のうち少なくとも一つの層は、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体を含む
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記発光層は、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のビスカルバゾール誘導体を含む
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 請求項９または請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記発光層は、燐光発光性材料を含む
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記燐光発光性材料は、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）および白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体を含む
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記発光層は、芳香族アミン誘導体をさらに含む
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. 請求項８から請求項１３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記複数の有機薄膜層は、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を含む
    ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。