JPWO2015041352A1 - アミン化合物及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
良好な発光効率の有機ＥＬ素子を提供するものであり、フルオレンの９位に特定の置換基を含むベンゾフルオレン構造を有する化合物であって、さらにアリール基及び／又はヘテロアリール基を有するアミン化合物、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子である。
Description
本発明はアミン化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
一般に有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は陽極、陰極、及び陽極と陰極に挟まれた１層以上の有機薄膜層から構成されている。両電極間に電圧が印加されると、陰極側から電子、陽極側から正孔が発光領域に注入され、注入された電子と正孔は発光領域において再結合して励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際に光を放出する。
また、有機ＥＬ素子は、発光層に種々の発光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。特に赤色、緑色、青色の三原色の発光材料の研究が最も活発であり、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。
また、有機ＥＬ素子は、発光層に種々の発光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。特に赤色、緑色、青色の三原色の発光材料の研究が最も活発であり、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。
有機ＥＬ素子における課題の一つは、発光効率の向上である。高効率な発光素子を得る手段としては、ホスト材料にドーパント材料を数％ドーピングすることにより発光層を形成する方法が知られている。ホスト材料には高いキャリア移動度、均一な成膜性などが要求され、ドーパント材料には高い蛍光量子収率、均一な分散性などが要求される。
このような発光層用の材料として、特許文献１、２、３には、ベンゾフルオレン化合物が記載されている。
しかしながら、本願発明者らは、特許文献１に開示されたベンゾフルオレンを用いた場合であっても、発光効率に関して改善が十分であるとはいえず、さらなる改善が求められていることを見出した。また、特許文献２、３にあるように、ベンゾフルオレンの９位が、アルキル基やアリール基置換が主であり、シリル基置換は明示されていなかった。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、良好な発光効率の有機ＥＬ素子を提供すること目的とする。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、良好な発光効率の有機ＥＬ素子を提供すること目的とする。
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、フルオレンの９位に特定の置換基を含むベンゾフルオレン構造を有する化合物であって、さらにアリール基及び／又はヘテロアリール基を有するアミン化合物を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出した。
本発明の一態様は、下記［１］〜［３］の通りである。
［１］下記式（１）で表されるアミン化合物。
［式（１）において、ｎは１〜４の整数であり、Ｂは下記式（２）で表される構造であり、Ａは下記式（４）で表されるアミン部位である。
ｎが２以上の場合、それぞれのＡは同一でも異なっていてもよい。
式（２）において、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6、Ｒ6とＲ7、Ｒ7とＲ8の組みのうち、少なくとも一組は下記式（３）で示される２価の基への結合手を示し、Ｒ9は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、又は下記式（I）で示される。
また、Ｒ10は、下記式（II）で示される。
式（I）、（II）において、Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０アルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数７〜２０アラルキル基を表し、Ｘ1〜Ｘ6は、互いに結合して環を形成してもよい。
式（３）において、＊は、前記式（２）において、式（３）で示される２価の基への結合手を示す一組との結合部位を示す。
式（２）及び（３）において、Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうちｎ個は、Ａとの結合手を示し、
Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうち、上記したもの以外は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、炭素数１〜２０のアルキル基及び環形成炭素数６〜３０のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を示す。
式（４）において、Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜３０のヘテロアリール基を示し、
Ｌ1は、単結合、環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基、又はそれらが２〜４個結合して形成される２価の連結基を示し、
＊＊はＢとの結合部位を示す。］
［２］陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、上記［１］に記載のアミン化合物を少なくとも１種含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］上記［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器。
［１］下記式（１）で表されるアミン化合物。
ｎが２以上の場合、それぞれのＡは同一でも異なっていてもよい。
また、Ｒ10は、下記式（II）で示される。
式（２）及び（３）において、Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうちｎ個は、Ａとの結合手を示し、
Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうち、上記したもの以外は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、炭素数１〜２０のアルキル基及び環形成炭素数６〜３０のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を示す。
Ｌ1は、単結合、環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基、又はそれらが２〜４個結合して形成される２価の連結基を示し、
＊＊はＢとの結合部位を示す。］
［２］陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、上記［１］に記載のアミン化合物を少なくとも１種含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
［３］上記［２］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器。
本発明によれば、良好な発光効率の有機ＥＬ素子が提供される。
本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「炭素数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。ここで、「ＹＹ」は「ＸＸ」よりも大きく、「ＸＸ」と「ＹＹ」はそれぞれ１以上の整数を意味する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「原子数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。ここで、「ＹＹ」は「ＸＸ」よりも大きく、「ＸＸ」と「ＹＹ」はそれぞれ１以上の整数を意味する。
本明細書において、「置換もしくは無置換のＺＺ基」という場合における「無置換ＺＺ基」とは、ＺＺ基の水素原子が置換基で置換されていないことを意味する。
また、「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）及び三重水素（ｔｒｉｔｉｕｍ）を包含する。
本明細書において、「環形成炭素数」とは、原子が環状に結合した構造の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が６であり、ナフタレン環は環形成炭素数が１０であり、ピリジニル基は環形成炭素数５であり、フラニル基は環形成炭素数４である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数に含めない。
本明細書において、「環形成原子数」とは、原子が環状に結合した構造（例えば単環、縮合環、環集合）の化合物（例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子（例えば環を構成する原子の結合手を終端する水素原子）や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は環形成原子数は６であり、キナゾリン環は環形成原子数が１０であり、フラン環の環形成原子数は５である。ピリジン環やキナゾリン環の環形成炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子は、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
更に、“置換もしくは無置換”というときの任意の置換基は、炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のアルキル基；環形成炭素数３〜５０（好ましくは３〜６、より好ましくは５又は６）のシクロアルキル基；環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリール基；環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリール基を有する炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のアラルキル基；アミノ基；炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のアルキル基を有するモノ−又はジアルキルアミノ基；環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリール基を有するモノ−又はジアリールアミノ基；炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のアルコキシ基；環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリールオキシ基；炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルキルチオ基；環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリールチオ基；炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のアルキル基及び環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２４、より好ましくは６〜１２）のアリール基から選ばれる基を有するモノ−、ジ−又はトリ置換シリル基；環原子数５〜５０（好ましくは５〜２４、より好ましくは５〜１２）でありヘテロ原子（窒素原子、酸素原子、硫黄原子など）を１〜５個（好ましくは１〜３個、より好ましくは１〜２個）含むヘテロアリール基；炭素数１〜５０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５）のハロアルキル基；ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）；シアノ基；ニトロ基からなる群より選ばれるものが好ましい。
上記置換基の中でも、とりわけ、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数５又は６のシクロアルキル基、及び環形成炭素数６〜１２のアリール基からなる群より選ばれるものが好ましい。これらの置換基は、さらに上記任意の置換基により置換されていてもよい。
上記置換基の中でも、とりわけ、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数５又は６のシクロアルキル基、及び環形成炭素数６〜１２のアリール基からなる群より選ばれるものが好ましい。これらの置換基は、さらに上記任意の置換基により置換されていてもよい。
本発明のアミン化合物は、下記式（１）で表される。
ｎが２以上の場合、それぞれのＡは同一でも異なっていてもよい。
Ｒ9は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基、又は下記式（I）で示される。
また、Ｒ10は、下記式（II）で示される。
前記式（I）及び（II）の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、t-ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基等が挙げられる。
式（２）及び（３）において、Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうちｎ個は、Ａとの結合手を示し、
Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうち、上記したもの以外は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を示す。
前記式（１）において、Ｂは好ましくは下記式（１１）〜（２０）のいずれかで表される。
前記式（１１）〜（２０）で表されるＢは、好ましくは、下記式（２１）〜（４９）で表されるものである。
Ｌ1は、単結合、環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基、又はそれらが２〜４個結合して形成される２価の連結基を示し、＊＊はＢとの結合部位を示す。
上記式（１）で表される本発明のアミン化合物としては、Ａが上記式（４）で表されるものであり、かつ、Ｂが上記式（２１）〜（４９）のいずれかで表されるものが好ましく、さらにｎが２のものが特に好ましい。
上記式（１）において、ｎは１又は２であることが好ましく、２であることがより好ましい。ｎが１又は２である場合、アミン化合物の一重項エネルギー（最低励起一重項状態と基底状態とのエネルギー差）が、有機ＥＬ素子用の発光材料として好適な範囲となるため、好ましい。
上記式（２）において、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6、Ｒ6とＲ7、Ｒ7とＲ8の組のうち、二組が前記式（３）で示される２価の基への結合手を示すことが好ましい。
上記式（４）において、Ｌ1が単結合であることが好ましい。
上記式（１）において、ＢのＲ9は、上記式（I）であり、Ｒ10は上記式（II）であることが好ましい。また、ＢのＲ9は、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基であり、Ｒ10は、上記式（II）であることが好ましい。
上記式（I）、（II）において、Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基であることが好ましい。
前記環形成炭素数６〜３０（好ましくは環形成炭素数６〜２４、より好ましくは環形成炭素数６〜１８）のアリール基としては、それぞれ独立に、例えば、フェニル基、ナフチルフェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アセナフチレニル基、アントリル基、ベンゾアントリル基、アセアントリル基、フェナントリル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、フェナレニル基、フルオレニル基、ピセニル基、ペンタフェニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、ｓ−インダセニル基、ａｓ−インダセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ［ｋ］フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾ［ｂ］トリフェニレニル基及びペリレニル基等が挙げられ、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。
置換基を有するアリール基としては、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基、トリル基、キシリル基、トリメチルシリルフェニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９’−スピロビフルオレニル基、シアノフェニル基等が挙げられ、トリル基、キシリル基、トリメチルシリルフェニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９’−スピロビフルオレニル基、シアノフェニル基、トリメチルシリルフェニル基が好ましい。
置換基を有するアリール基としては、フェニルナフチル基、ナフチルフェニル基、トリル基、キシリル基、トリメチルシリルフェニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９’−スピロビフルオレニル基、シアノフェニル基等が挙げられ、トリル基、キシリル基、トリメチルシリルフェニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９’−スピロビフルオレニル基、シアノフェニル基、トリメチルシリルフェニル基が好ましい。
環形成原子数５〜３０（好ましくは環形成原子数６〜２４、より好ましくは環形成原子数６〜１８）のヘテロアリール基は、少なくとも１個、好ましくは１〜５個のヘテロ原子、例えば、窒素原子、硫黄原子又は酸素原子、を含み、該へテロアリール基としては、それぞれ独立に、例えば、ピロリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、イソインドリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、イソベンゾチオフェニル基、インドリジニル基、キノリジニル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、フタラジニル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズオキサゾリル基、ベンズチアゾリル基、インダゾリル基、ベンズイソキサゾリル基、ベンズイソチアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、及びキサンテニル基などが挙げられ、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基が好ましく、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基がより好ましい。
前記炭素数２〜２０（好ましくは炭素数３〜１８、より好ましくは炭素数４〜１０）のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基、及びデセニル基等が挙げられ、ビニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、アリル基が好ましく、ビニル基、２−プロペニル基がより好ましい。
前記炭素数１〜２０（好ましくは炭素数１〜１８、より好ましくは炭素数１〜８）のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基（異性体を含む）、ヘキシル基（異性体を含む）、ヘプチル基（異性体を含む）、オクチル基（異性体を含む）、ノニル基（異性体を含む）、デシル基（異性体を含む）、ウンデシル基（異性体を含む）、及びドデシル基（異性体を含む）、トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、テトラコサニル基、テトラコンタニル基等が挙げられ、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基（異性体を含む）、ヘキシル基（異性体を含む）、ヘプチル基（異性体を含む）、オクチル基（異性体を含む）、ノニル基（異性体を含む）、デシル基（異性体を含む）、ウンデシル基（異性体を含む）、ドデシル基（異性体を含む）、トリデシル基、テトラデシル基、及びオクタデシル基が好ましく、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基（異性体を含む）、ヘキシル基（異性体を含む）、ヘプチル基（異性体を含む）、及びオクチル基（異性体を含む）がより好ましい。
前記炭素数３〜２０（好ましくは３〜１０、より好ましくは３〜８、さらに好ましくは５又は６）のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基などが挙げられ、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
前記炭素数１〜２０（好ましくは１〜１８、より好ましくは１〜８）のアルコキシ基としては、前記炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルコキシ基が挙げられ、例えば、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
前記環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８）のアリールオキシ基としては、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を有するアリールオキシ基が挙げられ、例えば、フェノキシ基等が挙げられる。
前記炭素数１〜２０（好ましくは１〜１８、より好ましくは１〜８）のアルキルチオ基としては、上記炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキルチオ基が挙げられる。
前記環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８）のアリールチオ基としては、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を有するアリールチオ基が挙げられる。
前記環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８）のアリールオキシ基としては、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を有するアリールオキシ基が挙げられ、例えば、フェノキシ基等が挙げられる。
前記炭素数１〜２０（好ましくは１〜１８、より好ましくは１〜８）のアルキルチオ基としては、上記炭素数１〜２０のアルキル基を有するアルキルチオ基が挙げられる。
前記環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８）のアリールチオ基としては、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を有するアリールチオ基が挙げられる。
炭素数１〜２０（好ましくは１〜１８、より好ましくは１〜８）のアルキル基及び環形成炭素数６〜３０（好ましくは６〜２５、より好ましくは６〜１８）のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基としては、上記炭素数１〜２０のアルキル基及び上記環形成炭素数６〜３０のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基が挙げられ、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、t-ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基等が挙げられる。
前記炭素数７〜２０のアラルキル基のアルキル基部分の具体例は、上述のアルキル基と同様であり、アリール基部分の具体例は、上述のアリール基と同様である。
Ｌ1における環形成炭素数６〜３０のアリーレン基としては、前記環形成炭素数６〜３０のアリール基から誘導される２価の基が挙げられる。
Ｌ1における環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基としては、前記環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基から誘導される２価の基が挙げられる。
Ｌ1における環形成炭素数６〜３０のアリーレン基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基が２〜４個結合して形成される２価の連結基としては、前記環形成炭素数６〜３０のアリーレン基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基から選択される２〜４この基が連結された基が挙げられる。
Ｌ1における環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基としては、前記環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基から誘導される２価の基が挙げられる。
Ｌ1における環形成炭素数６〜３０のアリーレン基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基が２〜４個結合して形成される２価の連結基としては、前記環形成炭素数６〜３０のアリーレン基及び環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基から選択される２〜４この基が連結された基が挙げられる。
下記式（１３−１）において、Ｌ1A、Ｌ1Bはそれぞれ独立に、Ｌ1であり、Ａｒ1A、Ａｒ1Bはそれぞれ独立に、Ａｒ1であり、Ａｒ2A、Ａｒ2Bはそれぞれ独立に、Ａｒ2である。
Ｒ9、Ｒ10の好ましい基は、上記Ｒ9、Ｒ10と同様であり、Ｌ1A、Ｌ1Bの好ましい基は、上記Ｌ1と同様であり、Ａｒ1A、Ａｒ1Bの好ましい基は、上記Ａｒ1と同様であり、Ａｒ2A、Ａｒ2Bの好ましい基は、上記Ａｒ2と同様である。
Ｒ9、Ｒ10の好ましい基は、上記Ｒ9、Ｒ10と同様であり、Ｌ1A、Ｌ1Bの好ましい基は、上記Ｌ1と同様であり、Ａｒ1A、Ａｒ1Bの好ましい基は、上記Ａｒ1と同様であり、Ａｒ2A、Ａｒ2Bの好ましい基は、上記Ａｒ2と同様である。
さらに、下記式（１３−２）において、Ｒ9、Ｒ10の好ましい基は、上記Ｒ9、Ｒ10と同様であり、Ｌ1の好ましい基は、上記Ｌ1と同様であり、Ａｒ1の好ましい基は、上記Ａｒ1と同様であり、Ａｒ2の好ましい基は、上記Ａｒ2と同様である。
以下に式（１）で表されるアミン化合物の具体例を示すが、下記化合物に限定されるものではない。
上記アミン化合物は有機ＥＬ素子用材料、特に蛍光発光層のドーパント材料として有用である。アミン化合物の製造方法は特に制限されず、当業者であれば本明細書の実施例を参照しながら、公知の合成反応を利用及び変更して容易に製造することができる。
（有機エレクトロルミネッセンス素子用材料）
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、上述のアミン化合物を含有する。有機エレクトロルミネッセンス素子用材料における上述のアミン化合物の含有量は特に限定されないが、１〜１００質量％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用材料は、上述のアミン化合物を含有する。有機エレクトロルミネッセンス素子用材料における上述のアミン化合物の含有量は特に限定されないが、１〜１００質量％であることが好ましい。
（有機ＥＬ素子）
次に、本発明の有機ＥＬ素子の実施形態について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態は、陰極と陽極の間に発光層を含有する有機薄膜層を有し、この有機薄膜層のうちの少なくとも１層が前述したアミン化合物を含むことを特徴とする。
前述のアミン化合物が含まれる有機薄膜層の例としては、正孔輸送層、発光層、スペース層、及び障壁層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述のアミン化合物は、発光層に含まれることが好ましく、特に、蛍光発光層のドーパント材料として含まれることが好ましい。上記アミン化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の高効率化が期待できる。
次に、本発明の有機ＥＬ素子の実施形態について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態は、陰極と陽極の間に発光層を含有する有機薄膜層を有し、この有機薄膜層のうちの少なくとも１層が前述したアミン化合物を含むことを特徴とする。
前述のアミン化合物が含まれる有機薄膜層の例としては、正孔輸送層、発光層、スペース層、及び障壁層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述のアミン化合物は、発光層に含まれることが好ましく、特に、蛍光発光層のドーパント材料として含まれることが好ましい。上記アミン化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の高効率化が期待できる。
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態は、蛍光又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光／燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよいし、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよい。ここで、「発光ユニット」とは、一層以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光することができる最小単位をいう。
従って、シンプル型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
（１）陽極／発光ユニット／陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
（ａ）正孔輸送層／発光層（／電子輸送層）
（ｂ）正孔輸送層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｃ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｄ）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｅ）正孔輸送層／第一燐光発光層／スペース層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｆ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
（１）陽極／発光ユニット／陰極
また、上記発光ユニットは、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、その場合、各発光層の間に、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、スペース層を有していてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
（ａ）正孔輸送層／発光層（／電子輸送層）
（ｂ）正孔輸送層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｃ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｄ）正孔輸送層／第一燐光発光層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｅ）正孔輸送層／第一燐光発光層／スペース層／第二燐光発光層／スペース層／蛍光発光層（／電子輸送層）
（ｆ）正孔輸送層／燐光発光層／スペース層／第一蛍光発光層／第二蛍光発光層（／電子輸送層）
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を示すものとすることができる。具体的には、上記積層発光層（ｄ）において、正孔輸送層／第一燐光発光層（赤色発光）／第二燐光発光層（緑色発光）／スペース層／蛍光発光層（青色発光）／電子輸送層といった層構成が挙げられる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
なお、各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子障壁層を設けてもよい。また、各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔障壁層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、発光効率を向上させることができる。
タンデム型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
（２）陽極／第一発光ユニット／中間層／第二発光ユニット／陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
（２）陽極／第一発光ユニット／中間層／第二発光ユニット／陰極
ここで、上記第一発光ユニット及び第二発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述の発光ユニットと同様のものを選択することができる。
上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、第一発光ユニットに電子を、第二発光ユニットに正孔を供給する、公知の材料構成を用いることができる。
図１に、本発明の一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。有機ＥＬ素子１は、基板２、陽極３、陰極４、及び該陽極３と陰極４との間に配置された発光ユニット１０とを有する。発光ユニット１０は、蛍光ホスト材料と蛍光ドーパントを含む少なくとも１つの蛍光発光層を含む発光層５を有する。発光層５と陽極３との間に正孔輸送層６等、発光層５と陰極４との間に電子輸送層７等を形成してもよい。また、発光層５の陽極３側に電子障壁層を、発光層５の陰極４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５に閉じ込めて、発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
なお、本明細書において、蛍光ドーパントと組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区分されるものではない。すなわち、蛍光ホストとは、蛍光ドーパントを含有する蛍光発光層を構成する材料を意味し、燐光発光層を構成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。燐光ホストについても同様である。
（基板）
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態は、透光性基板上に作製する。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。
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態は、透光性基板上に作製する。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）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又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ものを用い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。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、該薄膜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、シート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。さらに、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。薄膜の光の透過率、シート抵抗及び膜厚が上記の範囲であれば、駆動電圧の上昇及び輝度低下が抑制されるため好ましい。
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又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ものを用い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。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、該薄膜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、シート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。さらに、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。薄膜の光の透過率、シート抵抗及び膜厚が上記の範囲であれば、駆動電圧の上昇及び輝度低下が抑制されるため好ましい。
（陰極）
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。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、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。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、必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
（発光層）
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。
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。
ここで、上記発光層は、例えば、電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせるなどして、発光層内のキャリアバランスを調整するダブルホスト（ホスト・コホストともいう）を採用してもよい。
また、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
また、量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント及び緑色ドーパントを共蒸着することによって、発光層を共通化して黄色発光を実現する態様が挙げられる。
上記発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
発光層は、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法により形成することができる。また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かした溶液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。
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。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、溶液状態又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。
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ以上であると発光層の形成が容易であり、５０ｎｍ以下であると駆動電圧の上昇が避けられる。
発光層の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは７〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜５０ｎｍである。５ｎｍ以上であると発光層の形成が容易であり、５０ｎｍ以下であると駆動電圧の上昇が避けられる。
（ドーパント）
発光層を形成する蛍光ドーパント（蛍光発光材料）は一重項励起状態から発光することのできる化合物であり、一重項励起状態から発光する限り特に限定されないが、本発明の式（１）のアミン化合物が好ましく用いられる。その他、フルオランテン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、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、ホウ素錯体、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、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体等が挙げられ、好ましくは、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、ピレン誘導体、ホウ素錯体、より好ましくはアントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体化合物である。
発光層を形成する蛍光ドーパント（蛍光発光材料）は一重項励起状態から発光することのできる化合物であり、一重項励起状態から発光する限り特に限定されないが、本発明の式（１）のアミン化合物が好ましく用いられる。その他、フルオランテン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、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、ホウ素錯体、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、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体等が挙げられ、好ましくは、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、ピレン誘導体、ホウ素錯体、より好ましくはアントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体化合物である。
蛍光ドーパントの発光層における含有量は特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％が好ましく、１〜３０質量％がより好ましく、１〜２０質量％がさらに好ましく、１〜１０質量％がさらにより好ましい。蛍光ドーパントの含有量が０．１質量％以上であると十分な発光が得られ、７０質量％以下であると濃度消光を避けることができる。
（ホスト材料）
発光層のホストとしては、アントラセン誘導体や多環芳香族骨格含有化合物等が挙げられ、好ましくはアントラセン誘導体である。
青色発光層のホストとして、例えば、下記式（５）で表されるアントラセン誘導体を使用できる。
発光層のホストとしては、アントラセン誘導体や多環芳香族骨格含有化合物等が挙げられ、好ましくはアントラセン誘導体である。
青色発光層のホストとして、例えば、下記式（５）で表されるアントラセン誘導体を使用できる。
式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基である。Ｒ101〜Ｒ108は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の単環基、置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０（好ましくは８〜３０、より好ましくは８〜２０、さらに好ましくは８〜１４）の縮合環基、前記単環基と前記縮合環基との組合せから構成される基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜５０（好ましくは３〜２０、より好ましくは３〜１０、さらに好ましくは５〜８）のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数７〜５０（好ましくは７〜２０、より好ましくは７〜１４）のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１２）のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基から選ばれる基であり、Ｒ101〜Ｒ108のすべてが水素原子であるか、Ｒ101とＲ108の一方、Ｒ104とＲ105の一方、Ｒ101とＲ105の双方、Ｒ108とＲ104の双方が、環形成原子数５〜５０の単環基（好ましくは、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基）、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基（好ましくは、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基）、及び置換シリル基（好ましくは、トリメチルシリル基）から選ばれる基であるのが好ましく、Ｒ101〜Ｒ108のすべてが水素原子であるのがより好ましい。
式（５）における単環基とは、縮合構造を持たない環構造のみで構成される基である。
環形成原子数５〜５０の単環基の具体例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、クォーターフェニリル基等の芳香族基と、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、フリル基、チエニル基等の複素環基が好ましい。
上記単環基としては、中でも、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基が好ましい。
環形成原子数５〜５０の単環基の具体例としては、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、クォーターフェニリル基等の芳香族基と、ピリジル基、ピラジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、フリル基、チエニル基等の複素環基が好ましい。
上記単環基としては、中でも、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基が好ましい。
式（５）における、縮合環基とは、２環以上の環構造が縮環した基である。
前記環形成原子数８〜５０の縮合環基として具体的には、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾアントリル基、ベンゾフェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾクリセニル基、インデニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基等の縮合芳香族環基や、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、キノリル基、フェナントロリニル基等の縮合複素環基が好ましい。
上記縮合環基としては、中でも、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基が好ましい。
尚、Ａｒ11及びＡｒ12の置換基は、上述の単環基又は縮合環基が好ましい。
前記環形成原子数８〜５０の縮合環基として具体的には、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾアントリル基、ベンゾフェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾクリセニル基、インデニル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾフルオランテニル基等の縮合芳香族環基や、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、キノリル基、フェナントロリニル基等の縮合複素環基が好ましい。
上記縮合環基としては、中でも、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、フルオランテニル基、ベンゾアントリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基が好ましい。
尚、Ａｒ11及びＡｒ12の置換基は、上述の単環基又は縮合環基が好ましい。
式（５）における、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アラルキル基、アリールオキシ基、置換シリル基、ハロゲン原子の具体例は、上述の式（２）〜（３）におけるＲ1〜Ｒ14として挙げたものや、任意の置換基として挙げたものと同様である。
以下に、式（５）における好ましい具体例のみを挙げる。
以下に、式（５）における好ましい具体例のみを挙げる。
式（５）で表されるアントラセン誘導体は、下記アントラセン誘導体（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）のいずれかであることが好ましく、適用する有機ＥＬ素子の構成や求める特性により選択される。
（アントラセン誘導体（Ａ））
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。当該アントラセン誘導体としては、Ａｒ11及びＡｒ12が同一の置換もしくは無置換の縮合環基である場合、及び異なる置換もしくは無置換の縮合環基である場合に分けることができる。
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。当該アントラセン誘導体としては、Ａｒ11及びＡｒ12が同一の置換もしくは無置換の縮合環基である場合、及び異なる置換もしくは無置換の縮合環基である場合に分けることができる。
式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12が異なる（置換位置の違いを含む）置換もしくは無置換の縮合環基であるアントラセン誘導体が特に好ましく、縮合環の好ましい具体例は上述した通りである。中でもナフチル基、フェナントリル基、ベンズアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基が好ましい。
（アントラセン誘導体（Ｂ））
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12の一方が置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基であり、他方が置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ12がナフチル基、フェナントリル基、ベンゾアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基であり、Ａｒ11が無置換又は、単環基又は縮合環基が置換されたフェニル基である。
好ましい単環基、縮合環基の具体的な基は上述した通りである。
別の好ましい形態として、Ａｒ12が縮合環基であり、Ａｒ11が無置換のフェニル基である。この場合、縮合環基として、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基が特に好ましい。
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12の一方が置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基であり、他方が置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ12がナフチル基、フェナントリル基、ベンゾアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基であり、Ａｒ11が無置換又は、単環基又は縮合環基が置換されたフェニル基である。
好ましい単環基、縮合環基の具体的な基は上述した通りである。
別の好ましい形態として、Ａｒ12が縮合環基であり、Ａｒ11が無置換のフェニル基である。この場合、縮合環基として、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基が特に好ましい。
（アントラセン誘導体（Ｃ））
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ11、Ａｒ12ともに置換若しくは無置換のフェニル基である。
さらに好ましい形態として、Ａｒ11が無置換のフェニル基であり、Ａｒ12が単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合と、Ａｒ11、Ａｒ12がそれぞれ独立に単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合がある。
前記置換基としての好ましい単環基、縮合環基の具体例は上述した通りである。さらに好ましくは、置換基としての単環基としてフェニル基、ビフェニル基、縮合環基として、ナフチル基、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基である。
当該アントラセン誘導体は、式（５）におけるＡｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換若しくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基となっている。
好ましい形態として、Ａｒ11、Ａｒ12ともに置換若しくは無置換のフェニル基である。
さらに好ましい形態として、Ａｒ11が無置換のフェニル基であり、Ａｒ12が単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合と、Ａｒ11、Ａｒ12がそれぞれ独立に単環基、縮合環基を置換基として持つフェニル基である場合がある。
前記置換基としての好ましい単環基、縮合環基の具体例は上述した通りである。さらに好ましくは、置換基としての単環基としてフェニル基、ビフェニル基、縮合環基として、ナフチル基、フェナントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、ジベンゾフラニル基、ベンゾアントリル基である。
式（５）で表されるアントラセン誘導体の具体例としては、以下に示すものが挙げられる。
（電子供与性ドーパント）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパント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。ここで、電子供与性ドーパントとは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパント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。ここで、電子供与性ドーパントとは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等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、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０ｅＶ〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、ＮａＦが好ましい。アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａxＳｒ1-xＯ（０＜ｘ＜１）、ＢａxＣａ1-xＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。希土類金属化合物としては、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＳｃＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、ＧｄＦ3、ＴｂＦ3等が挙げられ、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＴｂＦ3が好ましい。
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが挙げられる。
電子供与性ドーパントの添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。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を蒸着しながら、界面領域を形成する有機化合物（発光材料や電子注入材料）を同時に蒸着させ、有機化合物に電子供与性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機化合物：電子供与性ドーパント＝１００：１〜１：１００である。
電子供与性ドーパント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、還元ドーパント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〜１５ｎｍで形成する。電子供与性ドーパント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を単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、島の厚み０．０５ｎｍ〜１ｎｍで形成する。
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の割合は、モル比で主成分：電子供与性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましい。
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の割合は、モル比で主成分：電子供与性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましい。
（電子輸送層）
発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
電子輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式（Ａ）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式（Ａ）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
式（Ａ）におけるＲ2〜Ｒ7は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、オキシ基、アミノ基、炭素数１〜４０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）の炭化水素基、炭素数１〜４０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）のアルコキシ基、環形成炭素数６〜４０（好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１２）のアリールオキシ基、炭素数２〜４０（好ましくは２〜２０、より好ましくは２〜１０、さらに好ましくは２〜５）のアルコキシカルボニル基又は環形成原子数９〜４０（好ましくは９〜３０、より好ましくは９〜２０）の芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。
Ｌは、下記式（Ａ’）又は（Ａ”）で表される基である。
前記式（Ａ’）中、Ｒ8〜Ｒ12は、それぞれ独立に、水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１〜４０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）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。また、前記式（Ａ”）中、Ｒ13〜Ｒ27は、それぞれ独立に、水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１〜４０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）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。
前記式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27が示す炭素数１〜４０の炭化水素基としては、前記式（Ａ）中のＲ2〜Ｒ7の具体例と同様のものが挙げられる。
また、Ｒ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27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’−ジイル基等が挙げられる。
前記式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27が示す炭素数１〜４０の炭化水素基としては、前記式（Ａ）中のＲ2〜Ｒ7の具体例と同様のものが挙げられる。
また、Ｒ8〜Ｒ12及びＲ13〜Ｒ27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’−ジイル基等が挙げられる。
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又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。
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（Ｄ）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。
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層は、下記式（６０）〜（６２）で表される含窒素複素環誘導体を少なくとも１種含むことが特に好ましい。
（式中、Ｚ1、Ｚ2及びＺ3は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルコキシ基である。
ｎは、０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲ1は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する２つのＲ1同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基である。
Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基である。
但し、Ａｒ1、Ａｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜５０（好ましくは１０〜３０、より好ましくは１０〜２０、さらに好ましくは１０〜１４）の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０（好ましくは９〜３０、より好ましくは９〜２０、さらに好ましくは９〜１４）の縮合芳香族複素環基である。
Ａｒ3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）のヘテロアリーレン基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０（好ましくは９〜３０、より好ましくは９〜２０、さらに好ましくは９〜１４）の２価の縮合芳香族複素環基である。）
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のハロアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルコキシ基である。
ｎは、０〜５の整数であり、ｎが２以上の整数であるとき、複数のＲ1は互いに同一でも異なっていてもよい。また、隣接する２つのＲ1同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Ａｒ1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基である。
Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０（好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜６）のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の複素環基である。
但し、Ａｒ1、Ａｒ2のいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜５０（好ましくは１０〜３０、より好ましくは１０〜２０、さらに好ましくは１０〜１４）の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０（好ましくは９〜３０、より好ましくは９〜２０、さらに好ましくは９〜１４）の縮合芳香族複素環基である。
Ａｒ3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）のヘテロアリーレン基である。
Ｌ1、Ｌ2及びＬ3は、それぞれ独立に、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数９〜５０（好ましくは９〜３０、より好ましくは９〜２０、さらに好ましくは９〜１４）の２価の縮合芳香族複素環基である。）
上記式（６０）〜（６２）で表される含窒素複素環誘導体の具体例としては、以下に示すものが挙げられる。
電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍである。
また、電子輸送層に隣接して設けることができる電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又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及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等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、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ及びＮａ2Ｏが挙げられ、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、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及び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、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。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、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2及びＢｅＦ2等のフッ化物や、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、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又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、微結晶又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、ダークスポット等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及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ〜１５ｎｍ程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の電子供与性ドーパントを含有していても好ましい。
（正孔輸送層）
発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
正孔輸送層を形成する他の材料としては、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（III）で表される芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
前記式（III）において、Ａｒ1〜Ａｒ4は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の芳香族炭化水素基もしくは置換基を有していてもよい環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の芳香族複素環基もしくは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の縮合芳香族複素環基、又は、それら芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基が結合した基を表す。
Ａｒ1とＡｒ2、Ａｒ3とＡｒ4で環を形成してもよい。
また、前記式（III）において、Ｌは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の芳香族炭化水素基もしくは置換基を有していてもよい環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の芳香族複素環基もしくは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の縮合芳香族複素環基を表す。
Ａｒ1とＡｒ2、Ａｒ3とＡｒ4で環を形成してもよい。
また、前記式（III）において、Ｌは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の芳香族炭化水素基もしくは置換基を有していてもよい環形成炭素数６〜５０（好ましくは６〜３０、より好ましくは６〜２０、さらに好ましくは６〜１２）の縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の芳香族複素環基もしくは置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０（好ましくは５〜３０、より好ましくは５〜２０、さらに好ましくは５〜１２）の縮合芳香族複素環基を表す。
一般式（III）の化合物の具体例を以下に記す。
また、下記式（IV）の芳香族アミンも正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
前記式（IV）において、Ａｒ1〜Ａｒ3の定義は前記一般式（III）のＡｒ1〜Ａｒ4の定義と同様である。以下に一般式（IV）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。
本発明の有機ＥＬ素子の正孔輸送層は第１正孔輸送層（陽極側）と第２正孔輸送層（陰極側）の２層構造にしてもよい。
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、１０〜２００ｎｍであるのが好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層または第１正孔輸送層の陽極側にアクセプター材料を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
前記アクセプター材料としては下記式で表される化合物が好ましい。
アクセプター材料を含有する層の膜厚は特に限定されないが、５〜２０ｎｍであるのが好ましい。
（ｎ／ｐドーピング）
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、特許第３６９５７１４号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング（ｎ）やアクセプター性材料のドーピング（ｐ）により、キャリア注入能を調整することができる。
ｎドーピングの代表例としては、電子輸送材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングする方法が挙げられ、ｐドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にＦ4ＴＣＮＱ等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、特許第３６９５７１４号明細書に記載されているように、ドナー性材料のドーピング（ｎ）やアクセプター性材料のドーピング（ｐ）により、キャリア注入能を調整することができる。
ｎドーピングの代表例としては、電子輸送材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングする方法が挙げられ、ｐドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にＦ4ＴＣＮＱ等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
（スペース層）
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが２．６ｅＶ以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが２．６ｅＶ以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
（障壁層）
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット障壁層は、後述するように、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
電子注入層は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層に隣接する部分に、電子障壁層、正孔障壁層、トリプレット障壁層といった障壁層を有することが好ましい。ここで、電子障壁層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔障壁層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット障壁層は、後述するように、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
電子注入層は、電界強度０．０４〜０．５ＭＶ／ｃｍの範囲において、１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが望ましい。これにより陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、ひいては隣接する障壁層、発光層への電子注入も促進し、より低電圧での駆動を可能にするためである。
上記の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれの方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定することが好ましい。通常の膜厚は５ｎｍ〜１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ〜０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解又は分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであってもよい。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ材料として上記のアントラセン誘導体と溶媒とを含有する有機ＥＬ材料含有溶液を用いることができる。
このような湿式成膜法に適した溶液として、有機ＥＬ材料として上記のアントラセン誘導体と溶媒とを含有する有機ＥＬ材料含有溶液を用いることができる。
いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。
上記の有機ＥＬ素子は、様々な電子機器に使用でき、例えば壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。また、本発明の化合物は、有機ＥＬ素子だけでなく、電子写真感光体、光電変換素子、太陽電池、イメージセンサー等の分野においても使用できる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
合成例１（化合物１の合成）
合成例１（化合物１の合成）
（１−１）７−トリメチルシリルベンゾ［ｃ］フルオレンの合成
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．２０，２００９，４５８８〜４５９１頁に記載の方法と同様にして、合成したベンゾ［ｃ］フルオレン２２．８ｇ、脱水テトラヒドロフラン５００ｍＬを入れ、−６５℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１．６５Ｍ）７０ｍＬを入れ、１時間撹拌した。続いて、トリメチルシリルクロリド１８ｍＬを滴下した後、徐々に昇温し、室温下、４時間撹拌した。
上水、トルエンを加えて分液、抽出した後、炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で有機層を洗浄、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、得られた固体を減圧乾燥したところ、２７．３ｇの白色固体を得た。
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．２０，２００９，４５８８〜４５９１頁に記載の方法と同様にして、合成したベンゾ［ｃ］フルオレン２２．８ｇ、脱水テトラヒドロフラン５００ｍＬを入れ、−６５℃に冷却した後、ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１．６５Ｍ）７０ｍＬを入れ、１時間撹拌した。続いて、トリメチルシリルクロリド１８ｍＬを滴下した後、徐々に昇温し、室温下、４時間撹拌した。
上水、トルエンを加えて分液、抽出した後、炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で有機層を洗浄、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、得られた固体を減圧乾燥したところ、２７．３ｇの白色固体を得た。
（１−２）７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレンの合成
７−トリメチルシリルベンゾ［ｃ］フルオレンの合成において、ベンゾ［ｃ］フルオレンの代わりに７−トリメチルシリルベンゾ［ｃ］フルオレンを用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物（Ｃ２３Ｈ２８Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝３６０（Ｍ＋）
７−トリメチルシリルベンゾ［ｃ］フルオレンの合成において、ベンゾ［ｃ］フルオレンの代わりに７−トリメチルシリルベンゾ［ｃ］フルオレンを用いて同様の方法で合成した。
得られた化合物（Ｃ２３Ｈ２８Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝３６０（Ｍ＋）
（１−３）５，９−ジブロモ−７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレンの合成
７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレン４．９ｇに酢酸４２ｍＬ、ジクロロメタン４２ｍＬを加えた混合液に、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド１１．７ｇを加えた後、塩化亜鉛１５ｇをベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミドがすべて溶解するまで加え、室温にて８時間反応させた。
反応混合物に５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液を加えてジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタン層を炭酸カリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、５，９−ジブロモ−７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレンの白色固体４．２ｇ（収率６０％）を得た。
得られた化合物（Ｃ２３Ｈ２６Ｂｒ２Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝５１５（Ｍ＋）
７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレン４．９ｇに酢酸４２ｍＬ、ジクロロメタン４２ｍＬを加えた混合液に、ベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド１１．７ｇを加えた後、塩化亜鉛１５ｇをベンジルトリメチルアンモニウムトリブロミドがすべて溶解するまで加え、室温にて８時間反応させた。
反応混合物に５％亜硫酸水素ナトリウム水溶液を加えてジクロロメタンで抽出し、ジクロロメタン層を炭酸カリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、５，９−ジブロモ−７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレンの白色固体４．２ｇ（収率６０％）を得た。
得られた化合物（Ｃ２３Ｈ２６Ｂｒ２Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝５１５（Ｍ＋）
（１−４）化合物１の合成
アルゴン雰囲気下、（１−１）で合成した５，９−ジブロモ−７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレン４．０ｇ、ジフェニルアミン３．３ｇ、トリスジベンジリデンアセトンジパラジウム（０）０．２１ｇ、ナトリウム−ｔ−ブトキシド１．５ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン１５５ｍｇ、トルエン４０ｍＬを加え、８５℃にて８時間攪拌した。
反応溶液を室温に冷却してセライトにて濾過して溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、化合物１の黄色固体を４．２ｇ（収率５５％）得た。
得られた化合物（Ｃ４７Ｈ４６Ｎ２Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝６９４（Ｍ＋）
アルゴン雰囲気下、（１−１）で合成した５，９−ジブロモ−７，７−ビス（トリメチルシリル）ベンゾ［ｃ］フルオレン４．０ｇ、ジフェニルアミン３．３ｇ、トリスジベンジリデンアセトンジパラジウム（０）０．２１ｇ、ナトリウム−ｔ−ブトキシド１．５ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン１５５ｍｇ、トルエン４０ｍＬを加え、８５℃にて８時間攪拌した。
反応溶液を室温に冷却してセライトにて濾過して溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、化合物１の黄色固体を４．２ｇ（収率５５％）得た。
得られた化合物（Ｃ４７Ｈ４６Ｎ２Ｓｉ２）について、ＦＤ−ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）を以下に示す。
ＦＤＭＳ；ｍ／ｚ＝６９４（Ｍ＋）
実施例１
（有機ＥＬ素子の製造）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマテック株式会社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行った。ＩＴＯ透明電極の厚さは１３０ｎｍとした。
洗浄後のＩＴＯ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ＩＴＯ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下記化合物（ＨＩ−１）を蒸着して膜厚５ｎｍのＨＩ−１膜を成膜し、正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層上に、第１正孔輸送材料として下記化合物ＨＴ−１を蒸着して膜厚８０ｎｍのＨＴ−１膜を成膜し、第１正孔輸送層を形成した。
次に、この第１正孔輸送層上に、下記化合物蒸着して膜厚１５ｎｍのＨＴ−２膜を成膜し、第２正孔輸送層を形成した。
次に、この第２正孔輸送層上に、化合物ＢＨ−１（ホスト材料）と化合物１（ドーパント材料）を共蒸着し、膜厚２５ｎｍの共蒸着膜を成膜した。化合物１の濃度は５．０質量％であった。この共蒸着膜は発光層として機能する。
次に、この発光層の上に、下記化合物ＥＴ−１を蒸着して膜厚２０ｎｍのＥＴ−１膜を成膜し、第１電子輸送層を形成した。
次に、この第１電子輸送層の上に、下記化合物ＥＴ−２を蒸着して膜厚５ｎｍのＥＴ−２膜を成膜し、第２電子輸送層を形成した。
次に、この第２電子輸送層上に、ＬｉＦを成膜速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃで蒸着して，膜厚１ｎｍのＬｉＦ膜を成膜し、電子注入性電極（陰極）を形成した。
そして、このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを蒸着して膜厚８０ｎｍの金属Ａｌ膜を成膜し、金属Ａｌ陰極を形成した。
（有機ＥＬ素子の評価）
製造した有機ＥＬ素子について、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ2となるように電圧を印加し、駆動電圧、外部量子効率ＥＱＥ、発光ピーク波長λpの評価を行った。外部量子効率、発光ピーク波長にかかる結果を表１に示す。
（有機ＥＬ素子の製造）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマテック株式会社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行った。ＩＴＯ透明電極の厚さは１３０ｎｍとした。
洗浄後のＩＴＯ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ＩＴＯ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下記化合物（ＨＩ−１）を蒸着して膜厚５ｎｍのＨＩ−１膜を成膜し、正孔注入層を形成した。
次に、この正孔注入層上に、第１正孔輸送材料として下記化合物ＨＴ−１を蒸着して膜厚８０ｎｍのＨＴ−１膜を成膜し、第１正孔輸送層を形成した。
次に、この第１正孔輸送層上に、下記化合物蒸着して膜厚１５ｎｍのＨＴ−２膜を成膜し、第２正孔輸送層を形成した。
次に、この第２正孔輸送層上に、化合物ＢＨ−１（ホスト材料）と化合物１（ドーパント材料）を共蒸着し、膜厚２５ｎｍの共蒸着膜を成膜した。化合物１の濃度は５．０質量％であった。この共蒸着膜は発光層として機能する。
次に、この発光層の上に、下記化合物ＥＴ−１を蒸着して膜厚２０ｎｍのＥＴ−１膜を成膜し、第１電子輸送層を形成した。
次に、この第１電子輸送層の上に、下記化合物ＥＴ−２を蒸着して膜厚５ｎｍのＥＴ−２膜を成膜し、第２電子輸送層を形成した。
次に、この第２電子輸送層上に、ＬｉＦを成膜速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃで蒸着して，膜厚１ｎｍのＬｉＦ膜を成膜し、電子注入性電極（陰極）を形成した。
そして、このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを蒸着して膜厚８０ｎｍの金属Ａｌ膜を成膜し、金属Ａｌ陰極を形成した。
（有機ＥＬ素子の評価）
製造した有機ＥＬ素子について、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ2となるように電圧を印加し、駆動電圧、外部量子効率ＥＱＥ、発光ピーク波長λpの評価を行った。外部量子効率、発光ピーク波長にかかる結果を表１に示す。
比較例１
実施例１において、化合物１のかわりに比較例化合物を用いた以外は実施例１と同様にして素子を作成し、評価を実施した。
実施例１において、化合物１のかわりに比較例化合物を用いた以外は実施例１と同様にして素子を作成し、評価を実施した。
本発明のアミン化合物は、高効率での駆動が可能な有機ＥＬ素子を実現する材料として有用である。
１ 有機エレクトロルミネッセンス素子
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
５ 発光層
６ 正孔輸送層
７ 電子輸送層
１０ 発光ユニット
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
５ 発光層
６ 正孔輸送層
７ 電子輸送層
１０ 発光ユニット
Claims (27)
- 下記式（１）で表されるアミン化合物。
ｎが２以上の場合、それぞれのＡは同一でも異なっていてもよい。
また、Ｒ10は、下記式（II）で示される。
式（２）及び（３）において、Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうちｎ個は、Ａとの結合手を示し、
Ｒ1〜Ｒ8及びＲ11〜Ｒ14のうち、上記したもの以外は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、炭素数１〜２０のアルキル基及び環形成炭素数６〜３０のアリール基から選ばれる置換基を有するモノ置換、ジ置換又はトリ置換シリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリール基を示す。
Ｌ1は、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０のヘテロアリーレン基、又はそれらが２〜４個結合して形成される２価の連結基を示し、
＊＊はＢとの結合部位を示す。］ - 前記式（１）において、Ｂが下記式（１１）〜（１３）のいずれかで表される請求項１に記載のアミン化合物。
- 前記式（２）において、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、Ｒ3とＲ4、Ｒ5とＲ6、Ｒ6とＲ7、Ｒ7とＲ8の組のうち、二組が前記式（３）で示される２価の基への結合手を示す請求項１又は２に記載のアミン化合物。
- 前記式（１）において、Ｂが下記式（１４）〜（２０）のいずれかで表される請求項１〜３のいずれかに記載のアミン化合物。
- 前記式（１）において、Ｂが前記式（１４）〜（１６）のいずれかで表される請求項４に記載のアミン化合物。
- 前記式（４）において、Ｌ1が単結合である請求項１〜５のいずれかに記載のアミン化合物。
- 前記式（１）において、ｎが１または２である請求項１〜６のいずれかに記載のアミン化合物。
- 下記式（１３−１）で表される請求項１又は２に記載のアミン化合物。
- ＢのＲ9は、前記式（I）であり、Ｒ10は前記式（II）である請求項１〜８のいずれかに記載のアミン化合物。
- ＢのＲ9は、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基であり、Ｒ10は、前記式（II）である請求項１〜９のいずれかに記載のアミン化合物。
- Ｘ1〜Ｘ6は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基である請求項１〜１０のいずれかに記載のアミン化合物。
- 前記式（４）におけるＡｒ1及びＡｒ2が、それぞれ独立して、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基又は置換もしくは無置換のビフェニリル基である請求項１〜１１のいずれかに記載のアミン化合物。
- 前記式（１３−１）におけるＡｒ1A、Ａｒ1B、Ａｒ2A及びＡｒ2Bが、それぞれ独立して、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基又はビフェニリル基である請求項８に記載のアミン化合物。
- 前記式（１３−１）におけるＬ1A及びＬ1Bが、単結合である請求項８又は１３に記載のアミン化合物。
- 請求項１〜１４いずれかに記載のアミン化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機薄膜層の少なくとも１層が、請求項１〜１４のいずれかに記載のアミン化合物を少なくとも１種含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が前記アミン化合物を含有する請求項１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記少なくとも一層が請求項１〜１４のいずれかに記載のアミン化合物と、下記式（５）で表されるアントラセン誘導体とを含有する請求項１６又は１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｒ101〜Ｒ108は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基、置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基、及び、単環基と縮合環基組合せから構成される基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基と縮合環基と基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜５０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数７〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールオキシ、置換もしくは無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基から選ばれる基である。］ - 前記式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12がそれぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜５０の縮合環基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12の一方が置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基であり、他方が置換若しくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ12がナフチル基、フェナントリル基、ベンゾアントリル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、又はジベンゾフラニル基であり、Ａｒ11が無置換又は、単環基又は縮合環基が置換されたフェニル基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ12が置換もしくは無置換の環形成原子数８〜５０の縮合環基であり、Ａｒ11が無置換のフェニル基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜５０の単環基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ11が無置換のフェニル基であり、Ａｒ12が単環基又は縮合環基を置換基として持つフェニル基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記式（５）において、Ａｒ11及びＡｒ12が、それぞれ独立に、単環基又は縮合環基を置換基として持つフェニル基である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項１６〜２６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える電子機器。
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|---|---|---|---|
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