WO2012165256A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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WO2012165256A1
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substituted
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unsubstituted
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加藤　朋希
伸浩 藪ノ内
貴康 佐土
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出光興産株式会社
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    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence element.
  • the present invention relates to an organic electroluminescence device using a compound of the same system having a specific nitrogen-containing aromatic heterocycle linking structure.
  • an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element)
  • holes from the anode and electrons from the cathode are injected into the light emitting layer.
  • the injected holes and electrons are recombined to form excitons.
  • singlet excitons and triplet excitons are generated at a ratio of 25%: 75% according to the statistical rule of electron spin.
  • the fluorescence type uses light emitted from singlet excitons, and therefore the internal quantum efficiency of the organic EL element is said to be limited to 25%.
  • the phosphorescent type uses light emission by triplet excitons, so that it is known that the internal quantum efficiency is increased to 100% when intersystem crossing is efficiently performed from singlet excitons.
  • an optimal element design has been made according to a light emission mechanism of a fluorescent type and a phosphorescent type.
  • phosphorescent organic EL elements cannot obtain high-performance elements by simple diversion of fluorescent element technology because of their light emission characteristics.
  • the reason is generally considered as follows.
  • phosphorescence emission is emission using triplet excitons
  • the energy gap of the compound used in the light emitting layer must be large. This is because the value of the singlet energy of a compound (the energy difference between the lowest excited singlet state and the ground state) is usually the triplet energy of the compound (the energy between the lowest excited triplet state and the ground state). This is because it is larger than the value of the difference.
  • a host material having a triplet energy larger than the triplet energy of the phosphorescent dopant material must be used for the light emitting layer. I must.
  • a compound having a triplet energy larger than that of the phosphorescent dopant material must be used for the electron transport layer and the hole transport layer.
  • hydrocarbon compounds having high oxidation resistance and reduction resistance useful for fluorescent elements have a large energy gap due to the large spread of ⁇ electron clouds. Therefore, in the phosphorescent organic EL element, such a hydrocarbon compound is difficult to select, and an organic compound containing a hetero atom such as oxygen or nitrogen is selected. As a result, the phosphorescent organic EL element is There is a problem that the lifetime is shorter than that of a fluorescent organic EL element.
  • the exciton relaxation rate of the triplet exciton of the phosphorescent dopant material is much longer than that of the singlet exciton also greatly affects the device performance. That is, since light emitted from singlet excitons has a high relaxation rate that leads to light emission, the diffusion of excitons to the peripheral layers of the light-emitting layer (for example, a hole transport layer or an electron transport layer) hardly occurs and is efficient. Light emission is expected. On the other hand, light emission from triplet excitons is spin-forbidden and has a slow relaxation rate, so that excitons are likely to diffuse to the peripheral layer, and thermal energy deactivation occurs from other than specific phosphorescent compounds. End up.
  • control of the recombination region of electrons and holes is more important than the fluorescent organic EL element.
  • material selection and element design different from those of fluorescent organic EL elements are required.
  • Patent Document 1 discloses a combination of a phosphorescent host material in which carbazole and azine are linked and a carbazole-containing amine-based hole transport material having a large triplet energy.
  • Proven monoamine materials are used as hole transport materials, but due to the structure of monoamine materials, the durability against electric charges is weak, and this host material has a structure in which carbazoles are not directly connected to each other The ionization potential is large, and hole accumulation occurs at the interface between the hole transport material and the host material, which adversely affects device performance.
  • Patent Document 2 discloses a combination of a biscarbazole-based phosphorescent host material linked with carbazole and a carbazole-containing amine-based hole transport material having a large triplet energy. Since a host material with a low ionization potential is used, the hole injection property from the hole transport material is improved. However, since a conventional monoamine material is used for the hole transport material, a triplet is used. Energy is easy to diffuse.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a long-life organic EL element that can be driven at a low voltage.
  • the inventors of the present invention have identified compounds of the same family having a specific nitrogen-containing aromatic heterocycle linkage structure as a first organic thin film layer and a second organic thin film layer.
  • the amount of holes injected into the second organic thin film layer is reduced.
  • the load of electrons on the first organic thin film layer is reduced, so that the organic EL device has a longer life, and the compound having the specific nitrogen-containing aromatic heterocyclic linkage structure is triple. It has been found that triplet excitons can be efficiently confined in the second organic thin film layer because the term energy is large.
  • a first organic thin film layer and a second organic thin film layer are provided in this order from the anode side between the opposing anode and cathode, and the first organic thin film layer is represented by the following formula (1-1):
  • the second organic thin film layer includes an aromatic heterocyclic derivative B represented by the following formula (2-1), and the aromatic heterocyclic derivative A and the aromatic heterocyclic ring
  • the organic electroluminescence device characterized in that the derivative B is different from each other, [In the formula (1-1), W 1 and W 2 each independently represent a single bond, CR 1 R 2 or SiR 1 R 2 .
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number
  • a haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring group having 2 to 30 carbon atoms Represents a heteroaryl group.
  • a 1 and A 2 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • L 1 and L 2 each independently represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • X 1 to X 16 one of X 5 to X 8 and one of X 9 to X 12 represent carbon atoms bonded to each other, and the other X 1 to X 16 are each independently , CR 3 or a nitrogen atom.
  • R 3 is independently hydrogen atom, fluorine atom, cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
  • W 3 and W 4 each independently represents a single bond, CR 4 R 5 or SiR 4 R 5 .
  • R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number A haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring group having 2 to 30 carbon atoms Represents a heteroaryl group.
  • L 3 and L 4 each independently represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • Y 1 to Y 16 one of Y 5 to Y 8 and one of Y 9 to Y 12 represent carbon atoms bonded to each other, and the other Y 1 to Y 16 are each independently , CR 6 or a nitrogen atom.
  • R 6 is independently hydrogen atom, fluorine atom, cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
  • a 3 and A 4 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • a 3 and A 4 is represented by the following formula (2-a): [In the formula (2-a), Z 1 to Z 5 each independently represent CR 7 or a nitrogen atom.
  • Each R 7 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
  • the organic electroluminescence device according to any one of the above 1 to 3, wherein the aromatic heterocyclic derivative A is represented by the following formula (1-3): [In Formula (1-3), A 1 , A 2 , L 1 , L 2 and X 1 to X 16 are the same as those in Formula (1-1). ] 5.
  • the organic electroluminescence device according to any one of the above 1 to 3, wherein the aromatic heterocyclic derivative A is represented by the following formula (1-4) or (1-5): [In the formulas (1-4) and (1-5), A 1 , A 2 , L 1 , L 2 and X 1 to X 16 are the same as those in the formula (1-1). ] 6). 6.
  • the organic electroluminescence device according to any one of 1 to 5 above, wherein the aromatic heterocyclic derivative B is represented by the following formula (2-3): [In Formula (2-3), A 3 , A 4 , L 3 , L 4 and Y 1 to Y 16 are the same as those in Formula (2-1). ] 7. 6. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 5 above, wherein the aromatic heterocyclic derivative B is represented by the following formula (2-4) or (2-5): [In the formulas (2-4) and (2-5), A 3 , A 4 , L 3 , L 4 and Y 1 to Y 16 are the same as those in the formula (2-1). ] 8). 7.
  • the organic electroluminescence device according to any one of 1 to 10, wherein a layer containing a compound represented by the following formula (10) is bonded to the first organic thin film layer:
  • R 7 to R 12 are each independently a cyano group, —CONH 2 , a carboxy group, or —COOR 13 (R 13 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms). Or R 7 and R 8 , R 9 and R 10 , or R 11 and R 12 are bonded together to form —CO—O—CO—. 12 12.
  • the organic electroluminescence device according to any one of 1 to 11 above, wherein the second organic thin film layer contains a phosphorescent material, and 13.
  • the organic electroluminescent device according to 12 above, wherein the phosphorescent material is an orthometalated complex of iridium (Ir), osmium (Os) or platinum (Pt) metal, I will provide a.
  • an organic electroluminescence element that can be driven at a low voltage and has a long lifetime.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of the present invention.
  • the organic electroluminescence device of the present invention includes a first organic thin film layer and a second organic thin film layer in this order from the anode side between the opposing anode and cathode, and the first organic thin film layer has the following formula:
  • the second organic thin film layer includes an aromatic heterocyclic derivative B represented by the following formula (2-1), and the aromatic heterocyclic derivative A represented by the formula (2-1):
  • the heterocyclic derivative A and the aromatic heterocyclic derivative B are different from each other.
  • Aromaatic heterocyclic derivative A The aromatic heterocyclic derivative A in the present invention is represented by the following formula (1-1).
  • W 1 and W 2 each independently represent a single bond, CR 1 R 2 or SiR 1 R 2 .
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number A haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring group having 2 to 30 carbon atoms Represents a heteroaryl group.
  • a 1 and A 2 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • L 1 and L 2 each independently represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • X 1 to X 16 one of X 5 to X 8 and one of X 9 to X 12 represent carbon atoms bonded to each other, and the other X 1 to X 16 are each independently , CR 3 or a nitrogen atom.
  • R 3 is independently hydrogen atom, fluorine atom, cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
  • aromatic heterocyclic derivative A those represented by the following formula (1-2), (1-3), (1-4) or (1-5) are preferably used. [In the formulas (1-2) to (1-5), A 1 , A 2 , L 1 , L 2 and X 1 to X 16 are the same as those in the formula (1-1). ] As the aromatic heterocyclic derivative A, those represented by the above formula (1-3), (1-4) or (1-5) are more preferred, and those represented by the above formula (1-3) Is more preferable.
  • At least one of A 1 and A 2 is preferably a substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted carbazolyl group, or a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group.
  • Aromaatic heterocyclic derivative B The aromatic heterocyclic derivative B in the present invention is represented by the following formula (2-1).
  • W 3 and W 4 each independently represents a single bond, CR 4 R 5 or SiR 4 R 5 .
  • R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon number A haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring group having 2 to 30 carbon atoms Represents a heteroaryl group.
  • R 4 and R 5 may form a bond with each other to form a ring structure.
  • L 3 and L 4 each independently represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 30 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 2 to 30 ring carbon atoms.
  • Y 1 to Y 16 one of Y 5 to Y 8 and one of Y 9 to Y 12 represent carbon atoms bonded to each other, and the other Y 1 to Y 16 are each independently , CR 6 or a nitrogen atom.
  • R 6 is independently hydrogen atom, fluorine atom, cyano group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
  • a 3 and A 4 each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms or a
  • a 3 and A 4 is represented by the following formula (2-a).
  • Z 1 to Z 5 each independently represent CR 7 or a nitrogen atom.
  • Each R 7 independently represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted group;
  • aromatic heterocyclic derivative B those represented by the following formula (2-2), (2-3), (2-4) or (2-5) are preferably used. [In the formulas (2-2) to (2-5), A 3 , A 4 , L 3 , L 4 and Y 1 to Y 16 are the same as those in the formula (2-1). ] As the aromatic heterocyclic derivative B, those represented by the above formula (2-3), (2-4) or (2-5) are more preferred.
  • alkyl groups represented by R 1 to R 7 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, and n-pentyl group.
  • Examples of the cycloalkyl group represented by R 1 to R 7 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, and the like, preferably a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
  • Examples of the alkoxy group represented by R 1 to R 7 include a group represented by —OY (where Y is the above alkyl group), and preferably a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group.
  • Examples of the haloalkyl group represented by R 1 to R 7 include groups obtained by substituting at least one hydrogen atom of the alkyl group with a halogen atom selected from a fluorine atom, a chlorine atom, an iodo atom, and a bromine atom.
  • a halogen atom selected from a fluorine atom, a chlorine atom, an iodo atom, and a bromine atom.
  • trifluoromethyl group 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,2,2,2-pentafluoroethyl group, 1,1,1,3,3,3-hexa A fluoro-2-propyl group;
  • haloalkoxy group represented by R 1 to R 7 examples include a group represented by —OY ′ (where Y ′ is the above haloalkyl group), preferably a trifluoromethoxy group, 2,2,2 -Trifluoroethoxy group, 1,1,2,2,2-pentafluoroethoxy group, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propoxy group.
  • Examples of the alkylsilyl group represented by R 1 to R 7 include —SiH 2 R, —SiHR 2 , or —SiR 3 (wherein R is the alkyl group described above, and two or three Rs are the same or different.
  • R is the alkyl group described above, and two or three Rs are the same or different.
  • the trimethylsilyl group, the triethylsilyl group, and the t-butyldimethylsilyl group are preferable.
  • aryl groups represented by R 1 to R 7 and A 1 to A 4 include phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, fluorenyl group, fluoranthenyl group, benzofluoranthenyl group , Dibenzofluoranthenyl group, phenanthrenyl group, benzophenanthrenyl group, triphenylenyl group, benzotriphenylenyl group, dibenzotriphenylenyl group, naphthotriphenylenyl group, chrysenyl group, benzochrysenyl group, picenyl group, binaphthyl group, etc. Is mentioned.
  • Examples of the arylsilyl group represented by R 1 to R 7 include —SiH 2 R ′, —SiHR ′ 2 , or —SiR ′ 3 (where R ′ is the aryl group described above, and 2 or 3 R ′ May be the same or different), and is preferably a triphenylsilyl group.
  • Examples of the aralkyl group represented by R 1 to R 7 include groups having 7 to 30 carbon atoms obtained by substituting one hydrogen atom of the alkyl group with the aryl group, preferably a benzyl group, A naphthylmethyl group.
  • the heteroaryl groups represented by R 1 to R 7 and A 1 to A 4 include pyrrolyl, furyl, thienyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, triazinyl, imidazolyl, oxazolyl, and thiazolyl Group, pyrazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, triazolyl group, indolyl group, isoindolyl group, benzofuranyl group, isobenzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolizinyl group, quinolidinyl group, quinolyl group, isoquinolyl Group, cinnolyl group, phthalazinyl group, quinazolinyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, benzoxazo
  • the heteroaryl groups represented by A 1 and A 2 include pyrrolyl, furyl, thienyl, indolyl, isoindolyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzothiophenyl, indolizinyl, carbazolyl, dibenzofura Nyl group, dibenzothiophenyl group, dihydroacridinyl group, phenothiazinyl group, phenoxazinyl group, xanthenyl group and the like are preferable.
  • Examples of the arylene group represented by L 1 to L 4 include phenylene group, naphthylene group, biphenylylene group, terphenylylene group, quarterphenylylene group, fluorenediyl group, fluoranthenediyl group, benzofluoranthenediyl group, Dibenzofluoranthene diyl group, phenanthrene diyl group, benzophenanthrene diyl group, triphenylene diyl group, benzotriphenylene diyl group, dibenzotriphenylene diyl group, naphthotriphenylene diyl group, chrysenylene group, benzocrisenylene group, picenylene group, binaphthylylene group, etc. Is mentioned.
  • heteroarylene group represented by the above L 1 to L 4 examples include pyrroldiyl group, furylene group, thienylene group, pyridinylene group, pyridazinylene group, pyrimidinylene group, pyrazinylene group, triazinylene group, imidazolylene group, oxazolylene group, thiazolylene group, pyrazolylene group.
  • heteroarylene represented by L 1 and L 2 examples include a pyrrole diyl group, a furylene group, a thienylene group, an indoylene group, an isoindolinylene group, a benzofuranylene group, an isobenzofuranylene group, a benzothiophenylene group, an indodinylene group, and a carbazolylene.
  • Group, dibenzofuranylene group, dibenzothiophenylene group, dihydroacridinylene group, phenothiazinylene group, phenoxazinylene group, xanthenylene group and the like are preferable.
  • adjacent R 1 to R 7 are bonded to each other to form a ring, adjacent R 1 to R 7 are bonded to form a butane-1,4-diyl group or 1,3-butadiene-1,4-diyl.
  • a divalent group such as a group is formed to form a ring together with the ring-forming atom.
  • the optional substituent in the case of “substituted or unsubstituted” described above and below is a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • substituents are as described above. These substituents may be plural, and when plural, they may be the same as or different from each other.
  • heteroaryl groups in the substituents on A 1 , A 2 , L 1 and L 2 are pyrrolyl, furyl, thienyl, indolyl, isoindolyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzothio.
  • a phenyl group, an indolizinyl group, a carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothiophenyl group, a dihydroacridinyl group, a phenothiazinyl group, a phenoxazinyl group, or a xanthenyl group is preferred.
  • aromatic heterocyclic derivative A is represented by the formula (1-3) and the aromatic heterocyclic derivative B is represented by the formula (2-3).
  • the aromatic heterocyclic derivative A is represented by the formula (1-3), and the aromatic heterocyclic derivative B is represented by the formula (2-4) or the formula (2-5). It is preferable.
  • a 1 , A 2 , L 1 and L 2 are the same as above.
  • aromatic heterocyclic derivative A represented by the formula (1-1) or the aromatic heterocyclic derivative B represented by the formula (2-1) are described below, but the present invention is not limited thereto. Absent.
  • aromatic heterocyclic derivative A represented by the formula (1-1) are described below, but are not limited thereto.
  • aromatic heterocyclic derivative B represented by the formula (2-1) are described below, but are not limited thereto.
  • the organic EL device of the present invention includes a first organic thin film layer and a second organic thin film layer in this order from the anode side between the cathode and the anode, and the first organic thin film layer and the second organic thin film layer are provided. It is preferably in contact.
  • the first organic thin film layer is preferably a hole transport layer or a space layer
  • the second organic thin film layer is preferably a light emitting layer.
  • the organic EL element of the present invention may be a phosphorescent monochromatic light emitting element, a fluorescent / phosphorescent white light emitting element, a simple type having a single light emitting unit, It may be a tandem type having the light emitting unit.
  • the “light emitting unit” refers to a minimum unit that includes one or more organic layers, one of which is a light emitting layer, and can emit light by recombination of injected holes and electrons. Accordingly, typical element configurations of simple organic EL elements include the following element configurations. (1) Anode / light emitting unit / cathode
  • the light emitting unit may be a laminated type having a plurality of phosphorescent light emitting layers and fluorescent light emitting layers. In that case, excitons generated in the phosphorescent light emitting layer diffuse between the light emitting layers in the fluorescent light emitting layer. In order to prevent this, a space layer may be provided. A typical layer structure of the light emitting unit is shown below.
  • the first organic thin film layer and the second organic thin film layer of the present invention are not particularly limited as long as the first organic thin film layer is provided on the anode side with
  • the combination of the first organic thin film layer and the second organic thin film layer is a combination of a hole transport layer and a first phosphorescent light emitting layer, a combination of a first phosphorescent light emitting layer and a space layer, a space layer and a second layer. Any of a combination of a phosphorescent light emitting layer, a combination of a second phosphorescent light emitting layer and a space layer, and a combination of a space layer and a fluorescent light emitting layer may be used.
  • the second organic thin film layer is a light emitting layer.
  • the second organic thin film layer is a light emitting layer
  • the hole barrier to the light emitting layer is reduced, and hole accumulation is eliminated at the interface of the light emitting layer, so that the generation of excitons is promoted and the generated excitons are quenched. It emits light efficiently without any problems.
  • Each phosphorescent or fluorescent light-emitting layer may have a different emission color.
  • a layer structure such as an electron transport layer can be used.
  • An electron barrier layer may be appropriately provided between each light emitting layer and the hole transport layer or space layer.
  • a hole blocking layer may be appropriately provided between each light emitting layer and the electron transport layer.
  • the following element structure can be mentioned as a typical element structure of a tandem type organic EL element.
  • the intermediate layer is generally called an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate insulating layer, and has electrons in the first light emitting unit and holes in the second light emitting unit.
  • a known material structure to be supplied can be used.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of the organic EL element of the present invention.
  • the organic EL element 1 includes a substrate 2, an anode 3, a cathode 4, and a light emitting unit 10 disposed between the anode 3 and the cathode 4.
  • the light emitting unit 10 includes a light emitting layer 5 including at least one phosphorescent light emitting layer including a phosphorescent host material and a phosphorescent dopant.
  • a hole transport layer 6 or the like may be formed between the light emitting layer 5 and the anode 3, and an electron transport layer 7 or the like may be formed between the light emitting layer 5 and the cathode 4.
  • an electron barrier layer may be provided on the anode 3 side of the light emitting layer 5, and a hole barrier layer may be provided on the cathode 4 side of the light emitting layer 5.
  • a host combined with a fluorescent dopant is referred to as a fluorescent host
  • a host combined with a phosphorescent dopant is referred to as a phosphorescent host.
  • the fluorescent host and the phosphorescent host are not distinguished only by the molecular structure. That is, the phosphorescent host means a material constituting a phosphorescent light emitting layer containing a phosphorescent dopant, and does not mean that it cannot be used as a material constituting a fluorescent light emitting layer. The same applies to the fluorescent host.
  • the organic EL element of the present invention is produced on a translucent substrate.
  • the light-transmitting substrate is a substrate that supports the organic EL element, and is preferably a smooth substrate having a light transmittance in the visible region of 400 nm to 700 nm of 50% or more.
  • a glass plate, a polymer plate, etc. are mentioned.
  • the glass plate include those using soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz and the like as raw materials.
  • the polymer plate include those using polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, polysulfone and the like as raw materials.
  • the anode of the organic EL element plays a role of injecting holes into the hole transport layer or the light emitting layer, and it is effective to use a material having a work function of 4.5 eV or more.
  • Specific examples of the anode material include indium tin oxide alloy (ITO), tin oxide (NESA), indium zinc oxide, gold, silver, platinum, copper, and the like.
  • the anode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. When light emitted from the light emitting layer is extracted from the anode, it is preferable that the transmittance of light in the visible region of the anode is greater than 10%.
  • the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less.
  • the film thickness of the anode depends on the material, but is usually selected in the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 nm to 200 nm.
  • the cathode plays a role of injecting electrons into the electron injection layer, the electron transport layer or the light emitting layer, and is preferably formed of a material having a small work function.
  • the cathode material is not particularly limited, and specifically, indium, aluminum, magnesium, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, aluminum-lithium alloy, aluminum-scandium-lithium alloy, magnesium-silver alloy and the like can be used.
  • the cathode can be produced by forming a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering. Moreover, you may take out light emission from the cathode side as needed.
  • An organic layer having a light emitting function includes a host material and a dopant material.
  • the host material mainly has a function of encouraging recombination of electrons and holes and confining excitons in the light emitting layer, and the dopant material efficiently emits excitons obtained by recombination. It has a function.
  • the host material mainly has a function of confining excitons generated by the dopant in the light emitting layer.
  • the light emitting layer employs, for example, a double host (also referred to as host / cohost) that adjusts the carrier balance in the light emitting layer by combining an electron transporting host and a hole transporting host. Also good.
  • the aromatic heterocyclic derivative B used for the second organic thin film layer of the present invention functions as a hole-transporting cohost.
  • the above light-emitting layer is a laminate in which a plurality of light-emitting layers are stacked, so that electrons and holes are accumulated at the light-emitting layer interface, and the recombination region is concentrated at the light-emitting layer interface to improve quantum efficiency. Can do.
  • the ease of injecting holes into the light emitting layer may be different from the ease of injecting electrons, and the hole transport ability and electron transport ability expressed by the mobility of holes and electrons in the light emitting layer may be different. May be different.
  • the light emitting layer can be formed by a known method such as a vapor deposition method, a spin coating method, or an LB method.
  • the light emitting layer can also be formed by thinning a solution obtained by dissolving a binder such as a resin and a material compound in a solvent by a spin coating method or the like.
  • the light emitting layer is preferably a molecular deposited film.
  • the molecular deposited film is a thin film formed by deposition from a material compound in a gas phase state or a film formed by solidifying from a material compound in a solution state or a liquid phase state.
  • the thin film (molecular accumulation film) formed by the LB method can be classified by the difference in the aggregation structure and the higher-order structure, and the functional difference resulting therefrom.
  • the phosphorescent dopant (phosphorescent material) that forms the light emitting layer is a compound that can emit light from the triplet excited state, and is not particularly limited as long as it emits light from the triplet excited state, but Ir, Pt, Os, Au, Cu, An organometallic complex containing at least one metal selected from Re and Ru and a ligand is preferable.
  • the ligand preferably has an ortho metal bond.
  • a metal complex containing a metal atom selected from Ir, Os and Pt is preferred in that the phosphorescent quantum yield is high and the external quantum efficiency of the light emitting device can be further improved, and an iridium complex, an osmium complex, or a platinum complex.
  • iridium complexes and platinum complexes are more preferable, and orthometalated iridium complexes are particularly preferable.
  • the content of the phosphorescent dopant in the light emitting layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferably 0.1 to 70% by mass, more preferably 1 to 30% by mass. If the phosphorescent dopant content is 0.1% by mass or more, sufficient light emission can be obtained, and if it is 70% by mass or less, concentration quenching can be avoided.
  • the phosphorescent host is a compound having a function of efficiently emitting the phosphorescent dopant by efficiently confining the triplet energy of the phosphorescent dopant in the light emitting layer.
  • the phosphorescent host can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the phosphorescent host include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styryl.
  • Anthracene derivatives fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thio Pyran dioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidene methane derivatives, distyryl pyrazine derivatives, naphthalene perylene, etc.
  • metal complex polysilane compounds represented by metal complexes of a metal ring having a metal ring having a ring-shaped tetracarboxylic anhydride, a phthalocyanine derivative, an 8-quinolinol derivative, a metal phthalocyanine, a benzoxazole or a benzothiazole, poly (N- Vinyl carbazole) derivatives, aniline copolymers, thiophene oligomers, conductive polymer oligomers such as polythiophene, polymer compounds such as polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like.
  • a phosphorescent host may be used independently and may use 2 or more types together. Specific examples include the following compounds.
  • the thickness of the light emitting layer is preferably 5 to 50 nm, more preferably 7 to 50 nm, and still more preferably 10 to 50 nm.
  • the thickness is 5 nm or more, it is easy to form a light emitting layer, and when the thickness is 50 nm or less, an increase in driving voltage can be avoided.
  • the organic EL device of the present invention preferably has an electron donating dopant in the interface region between the cathode and the light emitting unit. According to such a configuration, it is possible to improve the light emission luminance and extend the life of the organic EL element.
  • the electron donating dopant means a material containing a metal having a work function of 3.8 eV or less, and specific examples thereof include alkali metals, alkali metal complexes, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earths. Examples thereof include at least one selected from metal complexes, alkaline earth metal compounds, rare earth metals, rare earth metal complexes, rare earth metal compounds, and the like.
  • alkali metal examples include Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), Rb (work function: 2.16 eV), Cs (work function: 1.95 eV), and the like.
  • a function of 2.9 eV or less is particularly preferable. Of these, K, Rb, and Cs are preferred, Rb and Cs are more preferred, and Cs is most preferred.
  • alkaline earth metals include Ca (work function: 2.9 eV), Sr (work function: 2.0 eV to 2.5 eV), Ba (work function: 2.52 eV), and the like. The thing below 9 eV is especially preferable.
  • rare earth metals examples include Sc, Y, Ce, Tb, Yb, and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are particularly preferable.
  • alkali metal compound examples include alkali oxides such as Li 2 O, Cs 2 O, and K 2 O, and alkali halides such as LiF, NaF, CsF, and KF, and LiF, Li 2 O, and NaF are preferable.
  • alkaline earth metal compound examples include BaO, SrO, CaO, and Ba x Sr 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1), Ba x Ca 1-x O (0 ⁇ x ⁇ 1) mixed with these. BaO, SrO, and CaO are preferable.
  • the rare earth metal compound, YbF 3, ScF 3, ScO 3, Y 2 O 3, Ce 2 O 3, GdF 3, TbF 3 and the like, YbF 3, ScF 3, TbF 3 are preferable.
  • the alkali metal complex, alkaline earth metal complex, and rare earth metal complex are not particularly limited as long as each metal ion contains at least one of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, and a rare earth metal ion.
  • the ligand includes quinolinol, benzoquinolinol, acridinol, phenanthridinol, hydroxyphenyl oxazole, hydroxyphenyl thiazole, hydroxydiaryl oxadiazole, hydroxydiaryl thiadiazole, hydroxyphenyl pyridine, hydroxyphenyl benzimidazole, hydroxybenzotriazole, Hydroxyfulborane, bipyridyl, phenanthroline, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene, ⁇ -diketones, azomethines, and derivatives thereof are preferred, but not limited thereto.
  • the electron donating dopant it is preferable to form a layered or island shape in the interface region.
  • a forming method while depositing an electron donating dopant by resistance heating vapor deposition, an organic compound (light emitting material or electron injecting material) that forms an interface region is simultaneously deposited, and the electron donating dopant is dispersed in the organic compound.
  • the electron donating dopant is formed in a layered form
  • the reducing dopant is vapor-deposited by a resistance heating vapor deposition method. .1 nm to 15 nm.
  • the electron donating dopant is formed in an island shape
  • the electron donating dopant is deposited by resistance heating vapor deposition alone, preferably The island is formed with a thickness of 0.05 nm to 1 nm.
  • an organic layer close to the cathode may be defined as an electron injection layer.
  • the electron injection layer has a function of efficiently injecting electrons from the cathode into the organic layer unit.
  • an aromatic heterocyclic compound containing at least one hetero atom in the molecule is preferably used, and a nitrogen-containing ring derivative is particularly preferable.
  • the nitrogen-containing ring derivative is preferably an aromatic ring having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton, or a condensed aromatic ring compound having a nitrogen-containing 6-membered ring or 5-membered ring skeleton.
  • a nitrogen-containing ring metal chelate complex represented by the following formula (A) is preferable.
  • R 2 to R 7 in formula (A) are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 40 carbon atoms. , An aryloxy group having 6 to 50 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group, or an aromatic heterocyclic group having 5 to 50 ring carbon atoms, which may be substituted.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like.
  • Examples of the amino group which may be substituted include an alkylamino group, an arylamino group and an aralkylamino group.
  • the alkylamino group and the aralkylamino group are represented as —NQ 1 Q 2 .
  • Q 1 and Q 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • One of Q 1 and Q 2 may be a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the arylamino group is represented as —NAr 1 Ar 2, and Ar 1 and Ar 2 each independently represent a non-condensed aromatic hydrocarbon group and a condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms.
  • One of Ar 1 and Ar 2 may be a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms includes an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • the alkoxycarbonyl group is represented as —COOY ′, and Y ′ represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • M is aluminum (Al), gallium (Ga) or indium (In), preferably In.
  • L is a group represented by the following formula (A ′) or (A ′′).
  • R 8 to R 12 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and groups adjacent to each other are cyclic structures May be formed.
  • R 13 to R 27 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and groups adjacent to each other are An annular structure may be formed.
  • the hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms represented by R 8 to R 12 and R 13 to R 27 in the formula (A ′) and the formula (A ′′) is represented by R 2 to R 7 in the formula (A).
  • the divalent group in the case where the adjacent groups of R 8 to R 12 and R 13 to R 27 form a cyclic structure includes a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, and the like. Examples include a methylene group, diphenylmethane-2,2′-diyl group, diphenylethane-3,3′-diyl group, and diphenylpropane-4,4′-diyl group.
  • 8-hydroxyquinoline or a metal complex of its derivative, an oxadiazole derivative, or a nitrogen-containing heterocyclic derivative is preferable.
  • a metal chelate oxinoid compound containing a chelate of oxine (generally 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline), for example, tris (8-quinolinol) aluminum is used.
  • 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline a metal chelate oxinoid compound containing a chelate of oxine
  • tris (8-quinolinol) aluminum is used.
  • an oxadiazole derivative the following can be mentioned.
  • Ar 17 , Ar 18 , Ar 19 , Ar 21 , Ar 22 and Ar 25 each represent a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms
  • Ar 17 and Ar 18 , Ar 19 and Ar 21 , Ar 22 and Ar 25 may be the same or different.
  • the aromatic hydrocarbon group or the condensed aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, an anthranyl group, a perylenyl group, and a pyrenyl group.
  • substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, and cyano groups.
  • Ar 20 , Ar 23, and Ar 24 each represent a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 carbon atoms, and Ar 23 and Ar 24 are identical to each other. But it can be different.
  • the divalent aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthranylene group, a peryleneylene group, and a pyrenylene group.
  • substituents include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, and cyano groups.
  • electron transfer compounds those having good thin film forming properties are preferably used.
  • Specific examples of these electron transfer compounds include the following.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative as the electron transfer compound is a nitrogen-containing heterocyclic derivative composed of an organic compound having the following general formula, and includes a nitrogen-containing compound that is not a metal complex. Examples thereof include a 5-membered ring or 6-membered ring containing a skeleton represented by the following formula (B) and a structure represented by the following formula (C).
  • X represents a carbon atom or a nitrogen atom.
  • Z 1 and Z 2 each independently represents an atomic group capable of forming a nitrogen-containing heterocycle.
  • the nitrogen-containing heterocyclic derivative is more preferably an organic compound having a nitrogen-containing aromatic polycyclic group consisting of a 5-membered ring or a 6-membered ring. Further, in the case of such a nitrogen-containing aromatic polycyclic group having a plurality of nitrogen atoms, the nitrogen-containing compound having a skeleton in which the above formulas (B) and (C) or the above formula (B) and the following formula (D) are combined. Aromatic polycyclic organic compounds are preferred.
  • the nitrogen-containing group of the nitrogen-containing aromatic polycyclic organic compound is selected from, for example, nitrogen-containing heterocyclic groups represented by the following general formula.
  • R is an aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, an aromatic heterocyclic group or condensed aromatic heterocyclic group having 3 to 40 carbon atoms, 1 to 20 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, n is an integer of 0 to 5, and when n is an integer of 2 or more, a plurality of R may be the same or different from each other.
  • preferred specific compounds include nitrogen-containing heterocyclic derivatives represented by the following formula.
  • HAr-L 1 -Ar 1 -Ar 2 In the above formula, HAr is a substituted or unsubstituted nitrogen-containing heterocyclic group having 3 to 40 carbon atoms, and L 1 is a single bond, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms or a condensed group.
  • HAr is selected from the following group, for example.
  • L 1 is selected from the following group, for example.
  • Ar 1 is selected from, for example, the following arylanthranyl groups.
  • R 1 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 6 to 40 carbon atoms.
  • Ar 3 is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 40 carbon atoms, a condensed aromatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 3 to 40 carbon atoms, or A condensed aromatic heterocyclic group.
  • R 1 to R 8 may be nitrogen-containing heterocyclic derivatives each of which is a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • Ar 2 is selected from the following group, for example.
  • the following compounds are also preferably used as the nitrogen-containing aromatic polycyclic organic compound as the electron transporting compound.
  • R 1 to R 4 each independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom, a substituted or unsubstituted aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms.
  • X 1 and X 2 are each independently an oxygen atom Represents a sulfur atom or a dicyanomethylene group.
  • the following compounds are also preferably used as the electron transfer compound.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different groups, and are an aromatic hydrocarbon group or a condensed aromatic hydrocarbon group represented by the following formula.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are the same or different from each other, and are a hydrogen atom, deuterium atom, saturated or unsaturated C 1-20 alkoxyl group, saturated Alternatively, it is an unsaturated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group, or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms. At least one of R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 is a group other than a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • the electron transfer compound may be a polymer compound containing the nitrogen-containing heterocyclic group or the nitrogen-containing heterocyclic derivative.
  • the electron transport layer of the organic EL device of the present invention particularly preferably contains at least one nitrogen-containing heterocyclic derivative represented by the following formulas (60) to (62).
  • Z 1 , Z 2 and Z 3 are each independently a nitrogen atom or a carbon atom.
  • R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms, substituted or unsubstituted carbon An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • n is an integer of 0 to 5, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of R 1 may be the same or different from each other. Further, two adjacent R 1 's may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted hydrocarbon ring.
  • Ar 1 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms.
  • Ar 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted Alternatively, it is an unsubstituted aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms.
  • Ar 1 or Ar 2 is a substituted or unsubstituted condensed aromatic hydrocarbon ring group having 10 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted condensed aromatic group having 9 to 50 ring atoms. It is a heterocyclic group.
  • Ar 3 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroarylene group having 5 to 50 ring atoms.
  • L 1 , L 2 and L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a divalent or substituted or unsubstituted divalent atom having 9 to 50 ring atoms.
  • aryl group having 6 to 50 ring carbon atoms examples include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, naphthacenyl group, chrysenyl group, pyrenyl group, biphenyl group, terphenyl group, tolyl group, fluoranthenyl group, fluorenyl Groups and the like.
  • heteroaryl group having 5 to 50 ring atoms examples include pyrrolyl group, furyl group, thienyl group, silolyl group, pyridyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, benzofuryl group, imidazolyl group, pyrimidyl group, carbazolyl group, selenophenyl Group, oxadiazolyl group, triazolyl group, pyrazinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinoxalinyl group, acridinyl group, imidazo [1,2-a] pyridinyl group, imidazo [1,2-a] pyrimidinyl group and the like.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
  • Examples of the haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms include groups obtained by substituting one or more hydrogen atoms of the alkyl group with at least one halogen atom selected from fluorine, chlorine, iodine and bromine.
  • Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include groups having the above alkyl group as an alkyl moiety.
  • Examples of the arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from the aryl group.
  • Examples of the divalent condensed aromatic heterocyclic group having 9 to 50 ring atoms include groups obtained by removing one hydrogen atom from the condensed aromatic heterocyclic group described as the heteroaryl group.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 1 nm to 100 nm.
  • an insulator or a semiconductor as an inorganic compound in addition to the nitrogen-containing ring derivative as a component of the electron injection layer that can be provided adjacent to the electron transport layer. If the electron injection layer is made of an insulator or a semiconductor, current leakage can be effectively prevented and the electron injection property can be improved.
  • an insulator it is preferable to use at least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides and alkaline earth metal halides. If the electron injection layer is composed of these alkali metal chalcogenides or the like, it is preferable in that the electron injection property can be further improved.
  • preferable alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, K 2 O, Na 2 S, Na 2 Se, and Na 2 O
  • preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO. , SrO, BeO, BaS and CaSe.
  • preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
  • preferable alkaline earth metal halides include fluorides such as CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 and BeF 2 , and halides other than fluorides.
  • the inorganic compound constituting the electron injection layer is preferably a microcrystalline or amorphous insulating thin film. If the electron injection layer is composed of these insulating thin films, a more uniform thin film is formed, and pixel defects such as dark spots can be reduced. Examples of such inorganic compounds include alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides.
  • the preferred thickness of the layer is about 0.1 nm to 15 nm.
  • the electron injection layer in the present invention is preferable even if it contains the above-mentioned electron donating dopant.
  • an organic layer close to the anode may be defined as a hole injection layer.
  • the hole injection layer has a function of efficiently injecting holes from the anode into the organic layer unit.
  • an aromatic amine compound for example, an aromatic amine derivative represented by the following general formula (I) is preferably used.
  • Ar 1 to Ar 4 represent a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 ring carbon atoms or a condensed aromatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted ring forming atom number of 5 Represents an aromatic heterocyclic group or a condensed aromatic heterocyclic group of 50 to 50, or a group in which the aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group or condensed aromatic heterocyclic group are bonded. .
  • L represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or condensed aromatic hydrocarbon group having 6 to 50 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring atom number of 5 to 5 Represents 50 aromatic heterocyclic groups or condensed aromatic heterocyclic groups.
  • aromatic amine of following formula (II) is also used suitably for formation of a positive hole transport layer.
  • the hole transport layer of the organic EL device of the present invention may have a two-layer structure of a first hole transport layer (anode side) and a second hole transport layer (cathode side).
  • the film thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 nm.
  • a layer containing an electron accepting compound may be bonded to the positive hole transport layer or the anode side of the first hole transport layer. This is expected to reduce drive voltage and manufacturing costs.
  • the electron accepting compound is preferably a compound represented by the following formula (10).
  • R 7 to R 12 may be the same or different and are each independently a cyano group, —CONH 2 , carboxyl group, or —COOR 13 (R 13 is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms) Or a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, provided that one or more pairs of R 7 and R 8 , R 9 and R 10 , and R 11 and R 12 are combined together to form —CO—.
  • a group represented by O—CO— may be represented.
  • R 13 examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
  • the thickness of the layer containing the electron-accepting compound is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 nm.
  • n doping is a method of doping an electron transport material with a metal such as Li or Cs.
  • p doping is a method of doping an acceptor material such as F 4 TCNQ into a hole transport material. Is mentioned.
  • the space layer is a fluorescent layer for the purpose of adjusting the carrier balance so that excitons generated in the phosphorescent layer are not diffused into the fluorescent layer. It is a layer provided between the layer and the phosphorescent light emitting layer.
  • the space layer can be provided between the plurality of phosphorescent light emitting layers. Since the space layer is provided between the light emitting layers, a material having both electron transport properties and hole transport properties is preferable. In order to prevent diffusion of triplet energy in the adjacent phosphorescent light emitting layer, the triplet energy is preferably 2.6 eV or more. Examples of the material used for the space layer include the same materials as those used for the above-described hole transport layer.
  • the organic EL device of the present invention preferably has a barrier layer such as an electron barrier layer, a hole barrier layer, or a triplet barrier layer in a portion adjacent to the light emitting layer.
  • the electron barrier layer is a layer that prevents electrons from leaking from the light emitting layer to the hole transport layer
  • the hole barrier layer is a layer that prevents holes from leaking from the light emitting layer to the electron transport layer. is there.
  • the triplet barrier layer prevents the triplet excitons generated in the light emitting layer from diffusing into the surrounding layers, and confines the triplet excitons in the light emitting layer, thereby emitting the triplet excitons.
  • the triplet energy E T d of the phosphorescent dopant in the light emitting layer and the triplet energy of the compound used as a triplet barrier layer and E T TB, energy E T d ⁇ E T TB If the size relationship is large, the triplet exciton of the phosphorescent dopant is confined (cannot move to other molecules) in terms of energy, and the energy deactivation path other than light emission on the dopant is interrupted, resulting in high efficiency. It is estimated that light can be emitted.
  • the energy difference ⁇ E T is preferably as large as possible relative to the thermal energy at room temperature, more preferably 0.1 eV or more, and particularly preferably 0.2 eV or more.
  • ⁇ edge means that when the phosphorescence spectrum is represented by taking the phosphorescence intensity on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis, the tangent line is drawn with respect to the short-wavelength rising edge of the phosphorescence spectrum, It means the wavelength value (unit: nm) at the intersection of the horizontal axis.
  • the host material for the light emitting layer is preferably a material satisfying A b ⁇ A h ⁇ 0.1 eV.
  • a b represents the affinity of the barrier layer material
  • a h represents the affinity of the light emitting layer host material.
  • the affinity Af (electron affinity) in the present invention refers to energy released or absorbed when one electron is given to a molecule of the material, and is defined as positive in the case of emission and negative in the case of absorption.
  • the affinity Af is defined as follows by the ionization potential Ip and the optical energy gap Eg (S).
  • Af Ip-Eg (S)
  • the ionization potential Ip means the energy required to remove and ionize electrons from the compound of each material.
  • the ionization potential Ip is a positive value measured with an atmospheric photoelectron spectrometer (AC-3, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). It is a value with the sign of.
  • the optical energy gap Eg (S) refers to the difference between the conduction level and the valence level.
  • the long wavelength side tangent and the baseline (zero absorption) of the ultraviolet / visible light absorption spectrum of the dilute dichloromethane solution of each material This is a value having a positive sign obtained by converting the wavelength value of the intersection point into energy.
  • the electron mobility of the material constituting the triplet barrier layer is desirably 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or more in the range of electric field strength of 0.04 to 0.5 MV / cm.
  • As a method for measuring the electron mobility of an organic material several methods such as the Time of Flight method are known.
  • the electron mobility is determined by impedance spectroscopy.
  • the electron injection layer is desirably 10 ⁇ 6 cm 2 / Vs or more in the range of electric field strength of 0.04 to 0.5 MV / cm. This facilitates the injection of electrons from the cathode into the electron transport layer, and also promotes the injection of electrons into the adjacent barrier layer and the light emitting layer, thereby enabling driving at a lower voltage.
  • intermediate 4 is used instead of 2-nitro-1,4-dibromobenzene, and 4 ′-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3 is used instead of phenylboronic acid.
  • 2-Dioxaborolan-2-yl) biphenyl-4-carbonitrile was synthesized in the same manner.
  • the intermediate body 5 was identified by analysis of FD-MS (field desorption mass spectrum).
  • Example 1 (Production of organic EL element) A 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm glass substrate with an ITO transparent electrode (manufactured by Geomatic) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol, and further subjected to UV (Ultraviolet) ozone cleaning for 30 minutes.
  • the glass substrate with a transparent electrode line after washing is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the following electron-accepting compound (A) is first formed so as to cover the transparent electrode on the surface on which the transparent electrode line is formed.
  • the following aromatic amine derivative (X1) was vapor-deposited as a 1st positive hole transport material, and the 1st positive hole transport layer with a film thickness of 120 nm was formed into a film.
  • the following carbazole derivative (H1) was deposited as a second hole transport material to form a second hole transport layer having a thickness of 47 nm.
  • the phosphorescent host compound (B1) and the phosphorescent dopant Ir (ppy) 3 were co-evaporated to a thickness of 40 nm to obtain a phosphorescent light emitting layer.
  • the concentration of Ir (ppy) 3 was 10% by mass.
  • a compound (C) having a thickness of 20 nm, LiF having a thickness of 1 nm, and metal Al having a thickness of 80 nm were sequentially laminated on the phosphorescent light emitting layer to obtain a cathode.
  • LiF which is an electron injecting electrode, was formed at a rate of 1 ⁇ / min.
  • the organic EL element produced as described above is caused to emit light by direct current drive, and the luminance (L) and current density are measured to obtain the current efficiency (L / J) and drive voltage (V) at a current density of 10 mA / cm 2 . It was. Further, the device lifetime at an initial luminance of 5200 cd / m 2 was determined. The results are shown in Table 1.
  • Example 2-7 Manufacture of organic EL elements and evaluation of light emission performance
  • an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the second hole transporting material shown in Table 1 was used instead of the carbazole derivative (H1) as the second hole transporting material. evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Examples 1-6 Manufacture of organic EL elements and evaluation of light emission performance
  • the hole transport material shown in Table 1 was used instead of the carbazole derivative (H1) as the second hole transport material, and the compound shown in Table 1 was used instead of the compound (B1) serving as the phosphorescent host.
  • An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the host material was used, and the light emission performance was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Table 2 shows the measurement results of ionization potential (Ip) and triplet energy for the hole transport material and the host material.
  • the organic EL elements of the present invention produced in Examples 1 to 7 have a longer lifetime than the conventional organic EL elements produced in Comparative Examples 1 to 6. Further, from comparison between Example 1 and Comparative Example 1 or Example 5 and Comparative Example 2, it can be seen that the use of B1 as a host rather than B2 results in a lower voltage and longer life of the organic EL element.
  • the carbazole derivative used as the hole transport material in the examples has a low hole transport property, but the host compound B1 has a high hole transport property. Therefore, the combination of both improves the carrier balance in the light emitting layer. It is considered that the voltage is long.
  • host compound B2 is considered to have a high voltage and a short life as seen in Comparative Examples 1 and 2 as a result of the high electron transporting property and the loss of carrier balance in the light emitting layer.
  • Comparative Examples 3 and 4 since the hole transporting property of the hole transporting material H8 is high, the low voltage effect due to the use of B1 can be suppressed, but it is considered that the lifetime is extended because of the high hole transporting property of B1. It is done.
  • Example 8 (Production of organic EL element) A 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm glass substrate with an ITO transparent electrode (manufactured by Geomatic) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol, and further subjected to UV (Ultraviolet) ozone cleaning for 30 minutes.
  • the glass substrate with a transparent electrode line after washing is mounted on a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the following electron-accepting compound (A) is first formed so as to cover the transparent electrode on the surface on which the transparent electrode line is formed.
  • the following aromatic amine derivative (X2) was vapor-deposited as a 1st positive hole transport material, and the 1st positive hole transport layer with a film thickness of 65 nm was formed into a film.
  • the following carbazole derivative (H1) was deposited as a second hole transport material to form a second hole transport layer having a thickness of 10 nm.
  • the phosphorescent host compound (B3) and the phosphorescent dopant Ir (bzq) 3 were co-evaporated at a thickness of 25 nm to obtain a phosphorescent light emitting layer.
  • the concentration of Ir (bzq) 3 was 10% by mass.
  • a compound (C2) having a thickness of 35 nm, LiF having a thickness of 1 nm, and metal Al having a thickness of 80 nm were sequentially laminated on the phosphorescent light emitting layer to obtain a cathode.
  • LiF which is an electron injecting electrode, was formed at a rate of 1 ⁇ / min.
  • the organic EL device manufactured as described above is caused to emit light by direct current drive, and the luminance (cd / m 2 ) and current density are measured.
  • the lifetime of the element that was 80% of the initial luminance at a current density of 50 mA / cm 2 was determined. The results are shown in Table 3.
  • Example 8 Manufacture of organic EL elements and evaluation of light emission performance
  • carbazole derivative (H1) as the second hole transport material
  • an organic EL device was prepared in the same manner as in Example 8 except that the materials shown in Table 3 were used. evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Example 8 Manufacture of organic EL elements and evaluation of light emission performance
  • an organic EL element was produced in the same manner as in Example 8 except that the hole transport material shown in Table 3 was used instead of the carbazole derivative (H1) as the second hole transport material.
  • the luminous performance was evaluated. The results are shown in Table 3.
  • the organic EL element of the present invention has a long life and can be driven at a low voltage.

Abstract

　対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は特定の芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は特定の芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子により、低電圧駆動が可能で長寿命な有機ＥＬ素子を実現する。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子
　本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する同系統の化合物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素子という。）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をいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（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な三重項エネルギーを有する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る際に、電子輸送層及び正孔輸送層にも燐光発光性ドーパント材料よりも大きな三重項エネルギーを有する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、より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、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して、電子及び正孔の再結合領域のコントロールがより重要となる。
　以上のような理由より、燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化においては、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となる。
　特許文献１には、カルバゾールとアジンが連結する燐光ホスト材料と、三重項エネルギーの大きなカルバゾール含有アミン系正孔輸送材料との組合せが開示されている。正孔輸送材料として実績のあるモノアミン系材料が使用されているが、モノアミン系材料の構造上、電荷に対する耐久性が弱く、また、このホスト材料はカルバゾール同士が直接連結していない構造を有するため、イオン化ポテンシャルが大きく、正孔輸送材料とホスト材料との界面において正孔の蓄積が発生し、素子性能に悪影響を及ぼす。
　特許文献２には、カルバゾールが連結したビスカルバゾール系の燐光ホスト材料と、三重項エネルギーの大きなカルバゾール含有アミン系正孔輸送材料との組合せが開示されている。ホスト材料としてイオン化ポテンシャルの小さいものが使用されているため正孔輸送材料からの正孔注入性が向上しているが、正孔輸送材料には従来のモノアミン系材料が使用されているので三重項エネルギーが拡散しやすい。
国際公開ＷＯ２００４／０６６６８５号公報 特開２０１０－２４１８０１号公報
　本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低電圧駆動が可能で長寿命な有機ＥＬ素子を実現することを目的とする。
　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、特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する同系統の化合物を、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層において用いることで、第一有機薄膜層／第二有機薄膜層界面におけるイオン化ポテンシャルのエネルギー障壁を無くし、該界面に正孔が蓄積されなくなるために、第二有機薄膜層への正孔注入量が増え、これに伴って第一有機薄膜層への電子の負荷が軽減するために有機ＥＬ素子が長寿命化すること、また、上記特定の含窒素芳香族複素環の連結構造を有する化合物は三重項エネルギーが大きいため、第二有機薄膜層内に三重項励起子を効率的に閉じ込めることが可能であることを見出した。
　すなわち、本発明は、
１．対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 ［式（１－１）において、
　Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
　Ｒ1及びＲ2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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
　Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。
　Ｌ1及びＬ2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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
　Ｘ1～Ｘ16のうち、Ｘ5～Ｘ8のうち一つと、Ｘ9～Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1～Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
　Ｒ3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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ［式（２－１）において、
　Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
　Ｒ4及びＲ5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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
　Ｌ3及びＬ4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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
　Ｙ1～Ｙ16のうち、Ｙ5～Ｙ8のうち一つと、Ｙ9～Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1～Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
　Ｒ6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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
　Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。］
２．前記Ａ3及びＡ4の少なくとも１つが下記式（２－ａ）で表わされる上記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ［式（２－ａ）において、
　Ｚ1～Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
　Ｒ7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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
３．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－２）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－２）で表される上記１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ［式（１－２）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 ［式（２－２）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
４．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－３）で表される上記１～３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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ［式（１－３）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
５．前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－４）又は（１－５）で表される上記１～３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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 ［式（１－４）及び（１－５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
６．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－３）で表される上記１～５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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ［式（２－３）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
７．前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－４）又は（２－５）で表される上記１～５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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 ［式（２－４）及び（２－５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
８．前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－３）で表される上記６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
９．前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－４）又は前記式（２－５）で表される上記７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１０．前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基である上記１～９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、
１１．前記第一有機薄膜層に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合されている上記１～１０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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 （式（１０）中、Ｒ7～Ｒ12は、それぞれ独立にシアノ基、－ＣＯＮＨ2、カルボキシ基、もしくは－ＣＯＯＲ13（Ｒ13は、炭素数１～２０のアルキル基である）であるか、又はＲ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、又はＲ11及びＲ12が互いに結合して－ＣＯ－Ｏ－ＣＯ－を形成する。）
１２．前記第二有機薄膜層が燐光発光性材料を含有する上記１～１１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、及び
１３．前記燐光発光材料がイリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）又は白金（Ｐｔ）金属のオルトメタル化錯体である上記１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子、
を提供する。
　本発明によれば、低電圧駆動が可能で、長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
図１は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする。
（芳香族複素環誘導体Ａ）
　本発明における芳香族複素環誘導体Ａは下記式（１－１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
［式（１－１）において、
　Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
　Ｒ1及びＲ2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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
　Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。
　Ｌ1及びＬ2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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
　Ｘ1～Ｘ16のうち、Ｘ5～Ｘ8のうち一つと、Ｘ9～Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1～Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
　Ｒ3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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
　上記芳香族複素環誘導体Ａとしては、下記式（１－２）、（１－３）、（１－４）又は（１－５）で表されるものが好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 ［式（１－２）～（１－５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
　上記芳香族複素環誘導体Ａとしては、上記式（１－３）、（１－４）又は（１－５）で表されるものがより好ましく、上記式（１－３）で表されるものがさらに好ましい。
　前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つは、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基であることが好ましい。
（芳香族複素環誘導体Ｂ）
　本発明における芳香族複素環誘導体Ｂは下記式（２－１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
［式（２－１）において、
　Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
　Ｒ4及びＲ5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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
なお、隣接するＲ4及びＲ5同士が互いに結合を形成し、環構造を形成しても良い。
　Ｌ3及びＬ4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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
　Ｙ1～Ｙ16のうち、Ｙ5～Ｙ8のうち一つと、Ｙ9～Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1～Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
　Ｒ6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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
　Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。］
　前記Ａ3及びＡ4は、その少なくとも１つが下記式（２－ａ）で表わされることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 ［式（２－ａ）において、
　Ｚ1～Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
　Ｒ7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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
　上記芳香族複素環誘導体Ｂとしては、下記式（２－２）、（２－３）、（２－４）又は（２－５）で表されるものが好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 ［式（２－２）～（２－５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
　上記芳香族複素環誘導体Ｂとしては、上記式（２－３）、（２－４）又は（２－５）で表されるものがより好ましい。
　Ｒ1～Ｒ7が表すアルキル基の例としては、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、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－メチルペンチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、ｔ－ブチル基、エチル基、ｎ-プロピル基、イソプロピル基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すシクロアルキル基の例としては、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、シクロオクチル基等が挙げられ、好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すアルコキシ基の例としては、－ＯＹ（ただしＹは前記のアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すハロアルキル基の例としては、前記のアルキル基の少なくとも１つの水素原子をフッ素原子、塩素原子、ヨード原子、及び臭素原子から選ばれるハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、１，１，２，２，２－ペンタフルオロエチル基、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－プロピル基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すハロアルコキシ基の例としては、－ＯＹ’（ただしＹ’は前記のハロアルキル基）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフルオロメトキシ基、２，２，２－トリフルオロエトキシ基、１，１，２，２，２－ペンタフルオロエトキシ基、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロ－２－プロポキシ基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すアルキルシリル基の例としては、－ＳｉＨ2Ｒ、－ＳｉＨＲ2、又は－ＳｉＲ3（ただしＲは前記のアルキル基であり、２又は３個のＲは同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、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である。
　Ｒ1～Ｒ7、Ａ1～Ａ4が表すアリール基の例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、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、ジベンゾフルオランテニル基、フェナントレニル基、ベンゾフェナントレニル基、トリフェニレニル基、ベンゾトリフェニレニル基、ジベンゾトリフェニレニル基、ナフトトリフェニレニル基、クリセニル基、ベンゾクリセニル基、ピセニル基、ビナフチル基等が挙げられる。
　Ｒ1～Ｒ7が表すアリールシリル基の例としては、－ＳｉＨ2Ｒ’、－ＳｉＨＲ’2、又は－ＳｉＲ’3（ただしＲ’は前記のアリール基であり、２又は３個のＲ’は同一でも異なっていてもよい）で表される基が挙げられ、好ましくは、トリフェニルシリル基である。
　Ｒ1～Ｒ7が表すアラルキル基の例としては、前記アルキル基の１つの水素原子を前記アリール基で置換して得られる炭素数が７～３０の基が挙げられ、好ましくは、ベンジル基、ナフチルメチル基である。
　Ｒ1～Ｒ7、Ａ1～Ａ4が表すヘテロアリール基としては、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、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、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、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、キサンテニル基等が挙げられる。
　Ａ1及びＡ2が表すヘテロアリール基としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、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、インドリジニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、キサンテニル基等が好ましい。
　上記Ｌ1～Ｌ4が表すアリーレン基の例としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基、ターフェニリレン基、クォーターフェニリレン基、フルオレンジイル基、フルオランテンジイル基、ベンゾフルオランテンジイル基、ジベンゾフルオランテンジイル基、フェナントレンジイル基、ベンゾフェナントレンジイル基、トリフェニレンジイル基、ベンゾトリフェニレンジイル基、ジベンゾトリフェニレンジイル基、ナフトトリフェニレンジイル基、クリセニレン基、ベンゾクリセニレン基、ピセニレン基、ビナフチリレン基等が挙げられる。
　上記Ｌ1～Ｌ4が表すヘテロアリーレン基の例としては、ピロールジイル基、フリレン基、チエニレン基、ピリジニレン基、ピリダジニレン基、ピリミジニレン基、ピラジニレン基、トリアジニレン基、イミダゾリレン基、オキサゾリレン基、チアゾリレン基、ピラゾリレン基、イソオキサゾリレン基、イソチアゾリレン基、オキサジアゾリレン基、チアジアゾリレン基、トリアゾリレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、インドリジニレン基、キノリジニレン基、キノリレン基、イソキノリレン基、シンノリレン基、フタラジニレン基、キナゾリニレン基、キノキサリニレン基、ベンズイミダゾリレン基、ベンズオキサゾリレン基、ベンズチアゾリレン基、インダゾリレン基、ベンズイソキサゾリレン基、ベンズイソチアゾリレン基、カルバゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、フェナントリジニリレン基、アクリジニレン基、フェナントロリニレン基、フェナジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基、キサンテニレン基等が挙げられる。
　上記Ｌ1及びＬ2が表すヘテロアリーレンとしては、ピロールジイル基、フリレン基、チエニレン基、インドリレン基、イソインドリレン基、ベンゾフラニレン基、イソベンゾフラニレン基、ベンゾチオフェニレン基、インドリジニレン基、カルバゾリレン基、ジベンゾフラニレン基、ジベンゾチオフェニレン基、ジヒドロアクリジニレン基、フェノチアジニレン基、フェノキサジニレン基、キサンテニレン基等が好ましい。
　隣接するＲ1～Ｒ7同士が互いに結合して環を形成する場合、隣接するＲ1～Ｒ7は結合してブタン－１，４－ジイル基、１，３－ブタジエン－１，４－ジイル基などの２価の基を形成して、環形成原子と共に環を形成する。
　上記及び後述する「置換もしくは無置換」という場合の任意の置換基としてはフッ素原子、シアノ基、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数３～２０のシクロアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、炭素数１～２０のハロアルキル基、炭素数１～２０のハロアルコキシ基、炭素数１～１０のアルキルシリル基、環形成炭素数６～３０のアリール基、環形成炭素数６～３０のアリールオキシ基、炭素数６～３０のアリールシリル基、炭素数７～３０のアラルキル基、及び環形成原子数５～３０のヘテロアリール基が挙げられる。これらの置換基の具体例は上記したとおりである。また、これらの置換基は複数でも良く、複数の場合は互いに同一でも異なっていても良い。
　また、Ａ1、Ａ2、Ｌ1及びＬ2上の置換基におけるへテロアリール基としては、ピロリル基、フリル基、チエニル基、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、インドリジニル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、又はキサンテニル基が好ましい。
　前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、且つ、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－３）で表されることが好ましい。
　また、前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、且つ、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－４）又は前記式（２－５）で表されることが好ましい。
　前記式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａ及び式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂのうち、例えば、３，３’－ビスカルバゾール誘導体は下記合成ルートにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 式中、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2は上記と同様である。
　各素反応は公知であるので、当業者であれば各素反応の条件を容易に選択することができ、他の芳香族複素環誘導体Ａや芳香族複素環誘導体Ｂも容易に合成することが出来る。
　以下に式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａ又は式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　以下に式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
　以下に式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂの具体例を記載するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
（有機ＥＬ素子）
　本発明の有機ＥＬ素子は陰極と陽極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とが接触していることが好ましい。
　第一有機薄膜層は、好ましくは正孔輸送層又はスペース層であり、第二有機薄膜層は、好ましくは発光層である。
　以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成について説明する。
　本発明の有機ＥＬ素子は、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／第一燐光発光層／第二燐光発光層（／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）
　本発明の第一有機薄膜層及び第二有機薄膜層は、上述のように、第一有機薄膜層が第二有機薄膜層に対して陽極側に設けられれば特に限定されず、例えば上記層構成（ｅ）においては、第一有機薄膜層及び第二有機薄膜層の組み合わせが、正孔輸送層及び第一燐光発光層の組み合わせ、第一燐光発光層及びスペース層の組み合わせ、スペース層及び第二燐光発光層の組み合わせ、第二燐光発光層及びスペース層の組み合わせ、並びにスペース層及び蛍光発光層の組み合わせのいずれであってもよい。好ましくは、第二有機薄膜層は発光層である。第二有機薄膜層が発光層であると、発光層への正孔障壁が減り、発光層界面において正孔の蓄積がなくなるため、励起子の生成が促進し、生成された励起子がクエンチすることなく効率よく発光する。
　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。
　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。
　図１に、本発明の有機ＥＬ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、燐光ホスト材料と燐光ドーパントを含む少なくとも１つの燐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、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、蛍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。蛍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、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）
　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。
　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。本発明の第二有機薄膜層に用いられる芳香族複素環誘導体Ｂは、この場合、正孔輸送性のコホストとして機能する。
　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。
　発光層を形成する燐光ドーパント（燐光発光材料）は三重項励状態から発光することのできる化合物であり、三重項励状態から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される少なくとも一つの金属と配位子とを含む有機金属錯体であることが好ましい。前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する金属錯体が好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体がより好ましく、イリジウム錯体及び白金錯体がさらに好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。
　燐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％がより好ましい。燐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。
　好ましい有機金属錯体の具体例を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
　燐光ホストは、燐光ドーパントの三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることにより、燐光ドーパントを効率的に発光させる機能を有する化合物である。燐光ホストとしては、上記目的に応じて適宜選択することができる。
　燐光ホストの具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８－キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。燐光ホストは単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
　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。
（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。
　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。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。アルカリ土類金属としては、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、好ましくは５：１～１：５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、好ましくは島の厚み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であると好ましく、２：１～１：２であるとさらに好ましい。
（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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
　式（Ａ）におけるＲ2～Ｒ7は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基、炭素数１～４０の炭化水素基、炭素数１～４０のアルコキシ基、炭素数６～５０のアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、環形成炭素数５～５０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。
　ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
　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。
　アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は－ＮＱ1Ｑ2と表される。Ｑ1及びＱ2は、それぞれ独立に、炭素数１～２０のアルキル基又は炭素数１～２０のアラルキル基を表す。Ｑ1及びＱ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
　アリールアミノ基は－ＮＡｒ1Ａｒ2と表され、Ａｒ1及びＡｒ2は、それぞれ独立に、炭素数６～５０の非縮合芳香族炭化水素基及び縮合芳香族炭化水素基を表す。Ａｒ1及びＡｒ2の一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
　炭素数１～４０の炭化水素基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基を含む。
　アルコキシカルボニル基は－ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’は炭素数１～２０のアルキル基を表す。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
　式（Ａ’）中、Ｒ8～Ｒ12は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数１～４０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、重水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１～４０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。
　式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ8～Ｒ12及びＲ13～Ｒ27が示す炭素数１～４０の炭化水素基は、前記式（Ａ）中のＲ2～Ｒ7が示す炭化水素基と同様である。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。上記８－ヒドロキシキノリン又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－キノリノール又は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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
　前記式中、Ａｒ17、Ａｒ18、Ａｒ19、Ａｒ21、Ａｒ22及びＡｒ25は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６～５０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ17とＡｒ18、Ａｒ19とＡｒ21、Ａｒ22とＡｒ25は、たがいに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合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。これらの置換基としては炭素数１～１０のアルキル基、炭素数１～１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
　Ａｒ20、Ａｒ23及びＡｒ24は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数６～５０の２価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ａｒ23とＡｒ24は、たがいに同一でも異なっていてもよい。２価の芳香族炭化水素基又は縮合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。これらの置換基としては炭素数１～１０のアルキル基、炭素数１～１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
　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、下記式（Ｂ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記式（Ｃ）に示す構造のものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
　前記式（Ｃ）中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ1ならびにＺ2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、上記式（Ｂ）と（Ｃ）もしくは上記式（Ｂ）と下記式（Ｄ）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
　前記各式中、Ｒは、炭素数６～４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数３～４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数１～２０のアルキル基、または炭素数１～２０のアルコキシ基であり、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Ｒは互いに同一又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、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
　　　　　　　　　　　ＨＡｒ－Ｌ1－Ａｒ1－Ａｒ2
　前記式中、ＨＡｒは、置換もしくは無置換の炭素数３～４０の含窒素複素環基であり、Ｌ1は単結合、置換もしくは無置換の炭素数６～４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３～４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ1は置換もしくは無置換の炭素数６～４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ2は置換もしくは無置換の炭素数６～４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基又は置換もしくは無置換の炭素数３～４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
　ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
　Ｌ1は、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
　Ａｒ1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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
　前記式中、Ｒ1～Ｒ14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、炭素数６～４０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６～４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の炭素数３～４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基であり、Ａｒ3は、置換もしくは無置換の炭素数６～４０の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数３～４０の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。また、Ｒ1～Ｒ8は、いずれも水素原子又は重水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
　Ａｒ2は、例えば、下記の群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
　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、下記の化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
　前記式中、Ｒ1～Ｒ4は、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０の脂肪族基、置換もしくは無置換の炭素数３～２０の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素数６～５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の炭素数３～５０の複素環基を表し、Ｘ1、Ｘ2は、それぞれ独立に、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、下記の化合物も好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
　前記式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は互いに同一のまたは異なる基であって、下記式で表わされる芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000087
　前記式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は互いに同一または異なる基であって、水素原子、重水素原子、飽和もしくは不飽和の炭素数１～２０のアルコキシル基、飽和もしくは不飽和の炭素数１～２０のアルキル基、アミノ基、または炭素数１～２０のアルキルアミノ基である。Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9の少なくとも１つは水素原子、重水素原子以外の基である。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
（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のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～５０のヘテロアリール基、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炭素数１～２０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のヘテロアリール基である。
　Ａｒ2は、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルキル基、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６～５０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のヘテロアリール基である。
　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の２価の縮合芳香族複素環基である。）
　環形成炭素数６～５０のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
　環形成原子数５～５０のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ［１，２－ａ］ピリジニル基、イミダゾ［１，２－ａ］ピリミジニル基などが挙げられる。
　炭素数１～２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられる。
　炭素数１～２０のハロアルキル基としては、前記アルキル基の１又は２以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素および臭素から選ばれる少なくとも１のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
　炭素数１～２０のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位としては有する基が挙げられる。
　環形成炭素数６～５０のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。
　環形成原子数９～５０の２価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子１個を除去して得られる基が挙げられる。
　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。
　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（Ｉ）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
　前記一般式（Ｉ）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の芳香族炭化水素基又は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の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、または、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。
　また、前記一般式（Ｉ）において、Ｌは置換もしくは無置換の環形成炭素数６～５０の芳香族炭化水素基又は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の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基を表す。
　一般式（Ｉ）の化合物の具体例を以下に記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
また、下記式（ＩＩ）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
　前記式（ＩＩ）において、Ａｒ1～Ａｒ3の定義は前記一般式（Ｉ）のＡｒ1～Ａｒ4の定義と同様である。以下に一般式（ＩＩ）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
　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電子受容性化合物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。
　前記電子受容性化合物としては下記式（１０）で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000093
（上記式（１０）中、Ｒ7～Ｒ12は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、－ＣＯＮＨ2、カルボキシル基、又は－ＣＯＯＲ13（Ｒ13は炭素数１～２０のアルキル基又は炭素数３～２０のシクロアルキル基）を表す。ただし、Ｒ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、及びＲ11及びＲ12の１又は２以上の対が一緒になって－ＣＯ－Ｏ－ＣＯ－で示される基を表してもよい。）
　Ｒ13としては、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、ｔ－ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
　電子受容性化合物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。
（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。
（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。
　トリプレット障壁層を設ける場合、発光層中の燐光発光性ドーパントの三重項エネルギーをＥT d、トリプレット障壁層として用いる化合物の三重項エネルギーをＥT TBとすると、ＥT d＜ＥT TBのエネルギー大小関係であれば、エネルギー関係上、燐光発光性ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ（他分子へ移動できなくなり）、該ドーパント上で発光する以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率に発光することができると推測される。ただし、ＥT d＜ＥT TBの関係が成り立つ場合であってもこのエネルギー差ΔＥT＝ＥT TB－ＥT dが小さい場合には、実際の素子駆動環境である室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔＥTを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に燐光発光の場合は蛍光発光に比べて励起子寿命が長いため、相対的に吸熱的励起子移動過程の影響が現れやすくなる。室温の熱エネルギーに対してこのエネルギー差ΔＥTは大きい程好ましく、０．１ｅＶ以上であるとさらに好ましく、０．２ｅＶ以上であると特に好ましい。
　本発明における三重項エネルギーとは、以下のようにして測定する。
　まず、試料をＥＰＡ溶媒（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：２（容積比））に１０μｍｏｌ／Ｌで溶解させ、燐光測定用試料とする。この燐光測定用試料を石英セルに入れ、温度７７Ｋで励起光を照射し、放射される燐光の燐光スペクトルを測定する。これを基に換算式ＥT（ｅＶ）＝１２３９．８５／λedgeによって求めた値と定義する。「λedge」とは、縦軸にりん光強度、横軸に波長をとって、りん光スペクトルを表したときに、りん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、その接線と横軸の交点の波長値（単位：ｎｍ）を意味する。
　発光層のホスト材料としては、Ａb－Ａh≦０．１ｅＶとなるものが好ましい。ここで、Ａbは障壁層材料のアフィニティーを表し、Ａhは発光層ホスト材料のアフィニティを表す。
　本発明におけるアフィニティＡｆ（電子親和力）とは、材料の分子に電子を一つ与えた時に放出または吸収されるエネルギーをいい、放出の場合は正、吸収の場合は負と定義する。アフィニティＡｆは、イオン化ポテンシャルＩｐと光学エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）とにより次のように規定する。
　Ａｆ＝Ｉｐ－Ｅｇ（Ｓ）
　ここで、イオン化ポテンシャルＩｐは、各材料の化合物から電子を取り去ってイオン化するために要するエネルギーを意味し、本発明では大気中光電子分光装置（ＡＣ－３、理研計器株式会社製）で測定した正の符号を持つ値である。光学エネルギーギャップＥｇ（Ｓ）は、伝導レベルと価電子レベルとの差をいい、本発明では各材料のジクロロメタン希薄溶液の紫外・可視光吸収スペクトルの長波長側接線とベースライン（吸収ゼロ）との交点の波長値をエネルギーに換算して求めた正の符号を持つ値である。
　また、トリプレット障壁層を構成する材料の電子移動度は、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。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ法等幾つかの方法が知られているが、ここではインピーダンス分光法で決定される電子移動度をいう。
　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。
　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
（中間体１の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
　アルゴン気流下、２－ニトロ－１,４－ジブロモベンゼン（１１．２ｇ、４０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸（４．９ｇ、４０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（１．３９ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、トルエン（１２０ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（６０ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体１（６．６ｇ、収率５９％）を得た。ＦＤ－ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体１と同定した。
（中間体２の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
 　アルゴン気流下、中間体１（６．６ｇ、２３．７ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン(１５．６ｇ、５９．３ｍｍｏｌ)、ｏ－ジクロロベンゼン（２４ｍＬ）を順次加えて８時間１８０℃で加熱した。
　室温まで反応液を冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体２（４ｇ、収率６８％）を得た。ＦＤ－ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体２と同定した。
（中間体３の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000096
　中間体１の合成において、２－ニトロ－１,４－ジブロモベンゼンの代わりに中間体２を用い、フェニルボロン酸の代わりに９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イルボロン酸を用いて同様の方法で合成した。ＦＤ－ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体３と同定した。
（中間体４の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
　中間体１の合成において、２－ニトロ－１,４－ジブロモベンゼンの代わりに２，４，６－トリクロロピリミジンを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ－ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体８（⇒中間体４）と同定した。
（中間体５の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000098
　中間体１の合成において、２－ニトロ－１,４－ジブロモベンゼンの代わりに中間体４を用い、フェニルボロン酸の代わりに４’－（４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン－２－イル）ビフェニル－４－カルボニトリルを用いて同様の方法で合成した。ＦＤ－ＭＳ（フィールドディソープションマススペクトル）の分析により、中間体５と同定した。
（化合物Ｂ３の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
　アルゴン気流下、中間体３（６．９３ｇ、１７．０ｍｍｏｌ）、中間体５（７．５０ｇ、２０．４ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（６２３ｍｇ、０．６８０ｍｍｏｌ）、トリ－ｔ－ブチルホスフィン（３４３ｍｇ、１．７ｍｍｏｌ）、ｔ－ブトキシナトリウム（３．２７ｇ、３４．０ｍｍｏｌ）、無水キシレン（８５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
　室温まで反応液を冷却した後、有機層を分離し、有機溶媒を減圧下留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、１１．１ｇの淡黄色固体（化合物Ｂ３）を得た。
　得られた化合物について、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，　ｃａｌｃｄ　ｆｏｒ　Ｃ５３Ｈ３３Ｎ５＝７３９，　ｆｏｕｎｄ　ｍ／ｚ＝７３９　（Ｍ＋）
実施例１
（有機ＥＬ素子の作製）
　２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中で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電子受容性化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚５ｎｍのＡ膜を成膜した。このＡ膜上に、第１正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体（Ｘ１）を蒸着し、膜厚１２０ｎｍの第１正孔輸送層を成膜した。第１正孔輸送層の成膜に続けて、第２正孔輸送材料として下記カルバゾール誘導体（Ｈ１）を蒸着し、膜厚４７ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
　この正孔輸送層上に、りん光用ホストである化合物（Ｂ１）とりん光用ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）3とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、りん光発光層を得た。Ｉｒ（ｐｐｙ）3の濃度は、１０質量％であった。
　続いて、このりん光発光層上に、厚さ２０ｎｍの化合物（Ｃ）、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
　以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（Ｌ）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における電流効率（Ｌ／Ｊ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。
　さらに初期輝度５２００ｃｄ／ｍ2における素子寿命を求めた。結果を表１に示す。
実施例２～７
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
　実施例１において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表１に示す。
比較例１～６
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
　実施例１において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表１に示す正孔輸送材料を用い、りん光用ホストである化合物（Ｂ１）の代わりに、表１に示すホスト材料を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000101
　上記正孔輸送材料及びホスト材料につき、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）及び三重項エネルギーの測定結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000102
　表１より、実施例１～７において製造された本発明の有機ＥＬ素子は、比較例１～６において製造された従来の有機ＥＬ素子に比べ、長寿命であることがわかる。
　また、実施例１と比較例１、あるいは実施例５と比較例２の比較により、ホストとしてＢ２よりもＢ１を使用する方が、有機ＥＬ素子が低電圧化、長寿命化することがわかる。実施例で正孔輸送材料として用いるカルバゾール誘導体は、正孔輸送性が低いが、ホスト化合物Ｂ１は正孔輸送性が高いため、両者を組み合わせることにより発光層内のキャリアバランスが向上するため、低電圧、長寿命であると考えられる。一方、ホスト化合物Ｂ２は電子輸送性が高く、発光層内のキャリアバランスが崩れる結果、比較例１、及び２に見られるように高電圧、短寿命であると考えられる。
　比較例３、及び４においては、正孔輸送材料Ｈ８の正孔輸送性が高いため、Ｂ１を用いることによる低電圧効果は抑えられるが、Ｂ１の正孔輸送性が高いため長寿命化すると考えられる。
実施例８
（有機ＥＬ素子の作製）
　２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中で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電子受容性化合物（Ａ）を蒸着し、膜厚５ｎｍのＡ膜を成膜した。このＡ膜上に、第１正孔輸送材料として下記芳香族アミン誘導体（Ｘ２）を蒸着し、膜厚６５ｎｍの第１正孔輸送層を成膜した。第１正孔輸送層の成膜に続けて、第２正孔輸送材料として下記カルバゾール誘導体（Ｈ１）を蒸着し、膜厚１０ｎｍの第２正孔輸送層を成膜した。
　この正孔輸送層上に、りん光用ホストである化合物（Ｂ３）とりん光用ドーパントであるＩｒ（ｂｚｑ）3とを厚さ２５ｎｍで共蒸着し、りん光発光層を得た。Ｉｒ（ｂｚｑ）3の濃度は、１０質量％であった。
　続いて、このりん光発光層上に、厚さ３５ｎｍの化合物（Ｃ２）、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
　以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度（ｃｄ／ｍ2）、電流密度を測定し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2における発光効率（ｃｄ／Ａ）、駆動電圧（Ｖ）を求めた。さらに電流密度５０ｍＡ／ｃｍ2における初期輝度の８０％となる素子寿命を求めた。結果を表３に示す。
実施例９～１４
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
　実施例８において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表３に示すものを用いた以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表３に示す。
比較例７～９
（有機ＥＬ素子の製造及び発光性能評価）
　実施例８において、第２正孔輸送材料としてカルバゾール誘導体（Ｈ１）の代わりに、表３に示す正孔輸送材料を用いた以外は、実施例８と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、その発光性能を評価した。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000105
　表３より、実施例８～１４において製造された本発明の有機ＥＬ素子は、比較例７～９において製造された有機ＥＬ素子に比べ、長寿命であることがわかる。
　本発明の有機ＥＬ素子は、長寿命であり、低電圧での駆動が可能である。
　　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

Claims (13)

  1. 　対向する陽極と陰極との間に、前記陽極側から、第一有機薄膜層と第二有機薄膜層とをこの順に備え、該第一有機薄膜層は下記式（１－１）で表される芳香族複素環誘導体Ａを含み、該第二有機薄膜層は下記式（２－１）で表される芳香族複素環誘導体Ｂを含み、かつ、該芳香族複素環誘導体Ａと芳香族複素環誘導体Ｂとは、互いに異なるものであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式（１－１）において、
    　Ｗ1及びＷ2は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ1Ｒ2又はＳｉＲ1Ｒ2を表わす。
    　Ｒ1及びＲ2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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
    　Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。
    　Ｌ1及びＬ2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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
    　Ｘ1～Ｘ16のうち、Ｘ5～Ｘ8のうち一つと、Ｘ9～Ｘ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＸ1～Ｘ16は、それぞれ独立に、ＣＲ3または窒素原子を表す。
    　Ｒ3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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ3同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式（２－１）において、
    　Ｗ3及びＷ4は、それぞれ独立に、単結合、ＣＲ4Ｒ5又はＳｉＲ4Ｒ5を表わす。
    　Ｒ4及びＲ5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１～２０のハロアルキル基、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２～３０のヘテロアリール基を表す。
    　Ｌ3及びＬ4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６～３０のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリーレン基を表す。
    　Ｙ1～Ｙ16のうち、Ｙ5～Ｙ8のうち一つと、Ｙ9～Ｙ12のうち一つは、互いに結合する炭素原子を表し、それ以外のＹ1～Ｙ16は、それぞれ独立に、ＣＲ6または窒素原子を表す。
    　Ｒ6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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ6同士が互いに結合し、環構造を形成する。
    　Ａ3及びＡ4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～３０のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数２～３０のヘテロアリール基を表す。］
  2. 　前記Ａ3及びＡ4の少なくとも１つが下記式（２－ａ）で表わされる請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式（２－ａ）において、
    　Ｚ1～Ｚ5は、それぞれ独立に、ＣＲ7または窒素原子を表す。
    　Ｒ7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炭素数１～２０のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１～１０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６～３０のアリールシリル基、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２～３０のヘテロアリール基であるか、隣接するＲ7同士が互いに結合し、環構造を形成する。］
  3. 　前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－２）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－２）で表される請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［式（１－２）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     ［式（２－２）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
  4. 　前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－３）で表される請求項１～３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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     ［式（１－３）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
  5. 　前記芳香族複素環誘導体Ａが下記式（１－４）又は（１－５）で表される請求項１～３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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     ［式（１－４）及び（１－５）において、Ａ1、Ａ2、Ｌ1、Ｌ2及びＸ1～Ｘ16は、式（１－１）のものと同一である。］
  6. 　前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－３）で表される請求項１～５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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     ［式（２－３）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
  7. 　前記芳香族複素環誘導体Ｂが下記式（２－４）又は（２－５）で表される請求項１～５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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
     ［式（２－４）及び（２－５）において、Ａ3、Ａ4、Ｌ3、Ｌ4及びＹ1～Ｙ16は、式（２－１）のものと同一である。］
  8. 　前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－３）で表される請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 　前記芳香族複素環誘導体Ａが前記式（１－３）で表され、前記芳香族複素環誘導体Ｂが前記式（２－４）又は前記式（２－５）で表される請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10. 　前記Ａ1及びＡ2の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基である請求項１～９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。
  11. 　前記第一有機薄膜層に、下記式（１０）で表される化合物を含有する層が接合されている請求項１～１０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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
     （式（１０）中、Ｒ7～Ｒ12は、それぞれ独立にシアノ基、－ＣＯＮＨ2、カルボキシ基、もしくは－ＣＯＯＲ13（Ｒ13は、炭素数１～２０のアルキル基である）であるか、又はＲ7及びＲ8、Ｒ9及びＲ10、又はＲ11及びＲ12が互いに結合して－ＣＯ－Ｏ－ＣＯ－を形成する。）
  12. 　前記第二有機薄膜層が燐光発光性材料を含有する請求項１～１１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。
  13. 　前記燐光発光性材料がイリジウム（Ｉｒ），オスミウム（Ｏｓ）又は白金（Ｐｔ）金属のオルトメタル化錯体である請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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