WO2013108589A1 - 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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WO2013108589A1
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organic
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圭 吉田
亮平 橋本
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出光興産株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a novel compound, a material for an organic electroluminescence element containing the compound, and an organic electroluminescence element.
  • Organic electroluminescence (EL) elements include a fluorescent type and a phosphorescent type, and an optimum element design has been studied according to each light emission mechanism. With respect to phosphorescent organic EL elements, it is known from their light emission characteristics that high-performance elements cannot be obtained by simple diversion of fluorescent element technology. The reason is generally considered as follows. First, since phosphorescence emission is emission using triplet excitons, the energy gap of the compound used for the light emitting layer must be large. This is because the value of the energy gap (hereinafter also referred to as singlet energy) of a compound usually refers to the triplet energy of the compound (in the present invention, the energy difference between the lowest excited triplet state and the ground state). This is because it is larger than the value of).
  • a host material having a triplet energy larger than the triplet energy of the phosphorescent dopant material must first be used for the light emitting layer. I must. Furthermore, an electron transport layer and a hole transport layer adjacent to the light emitting layer are provided, and a compound having a triplet energy higher than that of the phosphorescent dopant material must be used for the electron transport layer and the hole transport layer.
  • a compound having a larger energy gap than the compound used for the fluorescent organic EL element is used for the phosphorescent organic EL element. The drive voltage of the entire element increases.
  • 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, it is difficult to select such a hydrocarbon-based compound in a phosphorescent organic EL element, 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, it is difficult for excitons to diffuse into the peripheral layer of the light emitting layer (for example, a hole transport layer or an electron transport layer). Light emission is expected. On the other hand, light emission from triplet excitons is spin-forbidden and has a slow relaxation rate, so that exciton diffusion to the peripheral layer is likely to occur, and thermal energy deactivation occurs from other than a specific phosphorescent compound. End up. That is, control of the recombination region of electrons and holes is more important than the fluorescent organic EL element.
  • the triplet energy of the host material used for the light-emitting layer needs to be approximately 3.0 eV or more.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose materials for organic EL elements in which a carbazole skeleton and an azine ring are combined.
  • the present invention provides a novel compound capable of improving the light emission efficiency of an organic electroluminescent element, an organic electroluminescent element material containing the compound, and an organic electroluminescent element using the organic electroluminescent element material. With the goal.
  • Y 1 to Y 5 each independently represent CR 1 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to Cz, and at least one of Y 1 to Y 5 is a nitrogen atom. If R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the same or different from each other.
  • m is an integer of 1 to 3, and when m is 2 or more, a plurality of Cz may be the same or different from each other.
  • Y 11 to Y 14 are each independently CR 2 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to A, and Y 15 to Y 18 are each independently CR 2 or a nitrogen atom. If R 2 there are a plurality, the plurality of R 2 may be the same or different from each other.
  • Y 21 to Y 24 are each independently CR 3 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to A, and Y 25 to Y 28 are each independently CR 3 or a nitrogen atom. If R 3 there are a plurality, the plurality of R 3 may be the same or different from each other.
  • R 1 to R 3 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 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 18 ring atoms.
  • A represents a single bond, a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring atom number. 5 to 18 aromatic heterocyclic groups. However, when A is a single bond, any one of Y 11 to Y 14 and any one of Y 21 to Y 24 are directly bonded.
  • Cz is a nitrogen-containing polycyclic group represented by any of the following formulas (1) to (5).
  • X 1 to X 8 are each independently CR a or a nitrogen atom
  • Z is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —S ( ⁇ O) —, —S ( ⁇ O) 2 —, —Si (R c R d ) —, —C (R e R f ) —, or -N (R g )-
  • R a ⁇ R g are each independently the same group as R 1, if R a there are a plurality, the plurality of R a may be the same or different from each other.
  • Cz is bonded to a nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 at the position indicated by *. )) 2.
  • a material for an organic electroluminescence device comprising the compound according to any one of 10.1 to 9.
  • An organic electroluminescence device comprising one or more organic thin film layers including a light emitting layer between a cathode and an anode, wherein at least one of the organic thin film layers comprises the material for an organic electroluminescence device according to 10. 12 12.
  • 14 14 The organic electroluminescence device according to 13, wherein the phosphorescent material is an orthometalated complex of a metal atom selected from iridium (Ir), osmium (Os), and platinum (Pt). 15.
  • the organic electroluminescence device according to 15, wherein the organic thin film layer is an electron transport layer. 17.
  • the organic electroluminescence device according to any one of 11 to 16, further comprising an organic thin film layer between the anode and the light emitting layer, wherein the organic thin film layer contains the material for an organic electroluminescence device.
  • the novel compound which can improve the luminous efficiency of an organic electroluminescent element, the organic electroluminescent element material containing this compound, and the organic electroluminescent element using this organic electroluminescent element material are provided. it can.
  • FIG. 4 is a graph showing electron cloud distributions of HOMO and LUMO of Compound A synthesized in Synthesis Example 1.
  • FIG. 6 is a graph showing electron cloud distributions of HOMO and LUMO of Compound B synthesized in Synthesis Example 2.
  • FIG. It is a figure which shows the electron cloud distribution of HOMO of a compound H-1, and LUMO.
  • the compound of the present invention is represented by the following formula (A).
  • Y 1 to Y 5 each independently represent CR 1 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to Cz, and at least one of Y 1 to Y 5 is a nitrogen atom. If R 1 there are a plurality, the plurality of R 1 may be the same or different from each other.
  • m is an integer of 1 to 3, and when m is 2 or more, a plurality of Cz may be the same or different from each other.
  • At least one of Y 2 and Y 4 is a nitrogen atom. It is also preferred that at least one of Y 1 and Y 5 is a nitrogen atom. Moreover, it is preferable that only one of Y 1 to Y 5 is a nitrogen atom, and the nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 is a pyridine ring.
  • Y 11 to Y 14 are each independently CR 2 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to A, and Y 15 to Y 18 are each independently CR 2 or a nitrogen atom. If R 2 there are a plurality, the plurality of R 2 may be the same or different from each other.
  • Y 21 to Y 24 are each independently CR 3 , a nitrogen atom, or a carbon atom bonded to A, and Y 25 to Y 28 are each independently CR 3 or a nitrogen atom. If R 3 there are a plurality, the plurality of R 3 may be the same or different from each other.
  • R 1 to R 3 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 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
  • Ar is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 18 ring atoms.
  • A represents a single bond, a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 ring carbon atoms, or a substituted or unsubstituted ring atom number. 5 to 18 aromatic heterocyclic groups.
  • A is preferably a single bond. When A is a single bond, any one of Y 11 to Y 14 and any one of Y 21 to Y 24 are directly bonded.
  • Cz is a nitrogen-containing polycyclic group represented by any of the following formulas (1) to (5), preferably a nitrogen-containing polycyclic group represented by the following formula (1) or (4).
  • Cz is preferably bonded to Y 2 or Y 4 .
  • T1 triplet level
  • X 1 to X 8 are each independently CR a or a nitrogen atom.
  • Z is a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, —S ( ⁇ O) —, —S ( ⁇ O) 2 —, —Si (R c R d ) —, —C (R e R f ) —, or —N (R g ) —, preferably a single bond.
  • R a ⁇ R g are each independently the same group as R 1, if R a there are a plurality, the plurality of R a may be the same or different from each other.
  • Cz is bonded to a nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 at the position indicated by *.
  • the compound of the present invention is suitable for blue phosphorescence emission because two condensed nitrogen-containing heterocycles such as carbazole ring are bonded to a nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 having excellent electron injecting property. Has a high triplet energy.
  • the substituent of the nitrogen-containing six-membered ring is not a condensed nitrogen-containing heterocyclic group which is a nitrogen-containing polycyclic group represented by any of the above formulas (1) to (5), but a hydrocarbon such as a phenyl group If it is an aromatic ring group, the conjugated system extends to the hydrocarbon aromatic ring group, so that T1 becomes small and triplet energy confinement may be insufficient.
  • two condensed nitrogen-containing heterocycles such as a carbazole ring are bonded to a nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 , so that the ⁇ -conjugated system is broken at the nitrogen-containing six-membered ring. , Prevents the ⁇ -conjugated system from spreading too much and has a high triplet energy.
  • the compound of the present invention has one condensed nitrogen-containing heterocycle bonded to a nitrogen-containing six-membered ring containing Y 1 to Y 5 and a condensed nitrogen-containing heterocycle such as a carbazole ring via A or Directly connected (linked). Therefore, the electron cloud of HOMO (the highest occupied orbit) spreads on the two condensed nitrogen-containing heterocycles and A, and the distribution of HOMO is wide. Furthermore, LUMO (lowest empty orbit) is localized on a nitrogen-containing six-membered ring including Y 1 to Y 5 . Therefore, since HOMO and LUMO are separated, the balance of charge injection properties is excellent.
  • the charge balance in the light emitting layer is improved by incorporating the compound of the present invention in the light emitting layer of the organic EL device. If the overlap between HOMO and LUMO is large, the charge injection property is deteriorated, which may increase the voltage of the device. By using the compound of the present invention having an excellent balance of charge injection properties, the organic EL device can be reduced in voltage and efficiency.
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms examples include linear or branched alkyl groups, such as methyl group, ethyl Group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc.
  • a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group are preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group are more preferable.
  • alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include the above-described divalent groups of alkyl groups.
  • Examples of the cycloalkyl group having 3 to 20 ring carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 1-adamantyl group, a 2-adamantyl group, a 1-norbornyl group, and a 2-norbornyl group. Of these, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are preferable.
  • the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is represented as —OY a, and examples of Y a include the above examples of alkyl.
  • the alkoxy group is, for example, a methoxy group or an ethoxy group.
  • the alkoxy group may be substituted with a fluorine atom, and in this case, a trifluoromethoxy group or the like is preferable.
  • the cycloalkoxy group having 3 to 20 ring carbon atoms is represented as —OY b, and examples of Y b include the above-mentioned cycloalkyl groups.
  • the cycloalkoxy group is, for example, a cyclopentyloxy group or a cyclohexyloxy group.
  • the aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 18 ring carbon atoms is preferably an aromatic hydrocarbon ring group having 6 to 12 ring carbon atoms.
  • the “ring-forming carbon” means a carbon atom constituting a saturated ring, an unsaturated ring, or an aromatic ring.
  • the monovalent aromatic hydrocarbon ring group examples include phenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, naphthacenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, benzo [c] phenanthryl group, benzo [g] chrysenyl group, Examples include triphenylenyl group, fluorenyl group, benzofluorenyl group, dibenzofluorenyl group, biphenylyl group, terphenyl group, quarterphenyl group, fluoranthenyl group, etc., preferably phenyl group, biphenyl group, terphenyl group , Tolyl group, xylyl group and naphthyl group.
  • Specific examples of the divalent aromatic hydrocarbon ring group include the divalent groups described above.
  • the aryloxy group having 6 to 18 ring carbon atoms is represented as —OY c, and examples of Y c include the above aromatic hydrocarbon rings.
  • the aryloxy group is, for example, a phenoxy group.
  • the aromatic heterocyclic group having 5 to 18 ring atoms is preferably an aromatic heterocyclic group having 5 to 10 ring atoms.
  • Specific examples of the monovalent aromatic heterocyclic group include pyrrolyl group, pyrazinyl group, pyridinyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, indolyl group, isoindolyl group, imidazolyl group, furyl group, benzofuranyl group, isobenzofuranyl group, Dibenzofuranyl, dibenzothiophenyl, azadibenzofuranyl, azadibenzothiophenyl, diazadibenzofuranyl, diazadibenzothiophenyl, quinolyl, isoquinolyl, quinoxalinyl, carbazolyl, phenanth Lysinyl group, acridinyl group, phenanthrolinyl group, phenazinyl group, phenothia
  • substituted or unsubstituted amino group examples include an amino group, an alkylamino group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) or a dialkylamino group, 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20 carbon atoms, More preferred are arylamino groups or diarylamino groups having 6 to 10 carbon atoms.
  • the substituted or unsubstituted silyl group includes a silyl group, an alkylsilyl group having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), 6 to 30 carbon atoms (preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably carbon atoms). And arylsilyl groups of formula 6 to 10).
  • Specific examples of the alkylsilyl group include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, and a propyldimethylsilyl group.
  • arylsilyl group examples include a triphenylsilyl group, a phenyldimethylsilyl group, a t-butyldiphenylsilyl group, a tolylsilylsilyl group, a trixylsilyl group, a trinaphthylsilyl group, and the like.
  • the hydrogen atom in the compound of the present invention includes isotopes having different neutron numbers, that is, light hydrogen (protium), deuterium (deuterium), and tritium (tritium).
  • the production method of the compound of the present invention is not particularly limited, and may be produced by a known method.
  • a carbazole derivative and a halogenated aromatic compound may be prepared as a copper catalyst described in Tetrahedron pages 1435 to 1456 (1984).
  • J. Am. Chem. Soc. It can be produced by reacting with a palladium catalyst described on pages 7727-7729 (2001). Further, it can be produced according to the conditions described in the pamphlet of International Publication No. 2003-078541 and the conditions described in the pamphlet of International Publication No. 2011-132684.
  • the compound of this invention can be used conveniently as a material for organic electroluminescent elements.
  • the material for an organic electroluminescence device of the present invention contains the compound of the present invention.
  • the organic electroluminescent element material of the present invention may contain only the compound of the present invention, and may contain other materials in addition to the compound of the present invention.
  • the organic EL device of the present invention has one or more organic thin film layers including a light emitting layer between an anode and a cathode. And at least 1 layer of an organic thin film layer contains the organic EL element material of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a layer structure of an embodiment of the organic EL device of the present invention.
  • the organic EL element 1 has a configuration in which an anode 20, a hole transport zone 30, a phosphorescent light emitting layer 40, an electron transport zone 50, and a cathode 60 are laminated on a substrate 10 in this order.
  • the hole transport zone 30 means a hole transport layer and / or a hole injection layer.
  • the electron transport zone 50 means an electron transport layer and / or an electron injection layer. These need not be formed, but preferably one or more layers are formed.
  • the organic thin film layer is each organic layer provided in the hole transport zone 30, each phosphor layer and the organic layer provided in the electron transport zone 50.
  • at least one layer contains the organic EL element material of the present invention.
  • an organic EL element can be made highly efficient.
  • an organic EL element driven at a low voltage can be provided.
  • the content of this material with respect to the organic thin film layer containing the organic EL device material of the present invention is preferably 1 to 100% by mass.
  • the phosphorescent light emitting layer 40 preferably contains the material for the organic EL device of the present invention, and is particularly preferably used as a host material for the light emitting layer. Since the organic EL device material of the present invention has a sufficiently large triplet energy, even when a blue phosphorescent dopant material is used, the triplet energy of the phosphorescent dopant material is efficiently confined in the light emitting layer. be able to. In addition, it can be used not only for the blue light emitting layer but also for a light emitting layer of longer wavelength light (such as green to red).
  • the organic EL element material of the present invention is excellent in charge injection balance, it is possible to realize high efficiency and low voltage driving of the organic EL element. Furthermore, the organic EL device material of the present invention also has an effect of extending the life of the organic EL device by improving the charge balance.
  • the phosphorescent light emitting layer contains a phosphorescent material (phosphorescent dopant).
  • phosphorescent dopant include metal complex compounds, preferably a compound having a metal atom selected from Ir, Pt, Os, Au, Cu, Re and Ru and a ligand.
  • the ligand preferably has an ortho metal bond.
  • the phosphorescent dopant is preferably a compound containing a metal atom selected from Ir, Os and Pt in that the phosphorescent quantum yield is high and the external quantum efficiency of the light-emitting element can be further improved, and an iridium complex, It is more preferable that it is a metal complex such as an osmium complex and a platinum complex, among which an iridium complex and a platinum complex are more preferable, and an orthometalated iridium complex is most preferable.
  • the dopant may be a single type or a mixture of two or more types.
  • the addition concentration of the phosphorescent dopant in the phosphorescent light emitting layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass.
  • the organic EL device material of the present invention in a layer adjacent to the phosphorescent light emitting layer 40.
  • a layer containing the material of the present invention an anode side adjacent layer
  • the layer functions as an electron barrier layer. It functions as an exciton blocking layer.
  • a layer (cathode side adjacent layer) containing the organic EL element material of the present invention is formed between the phosphorescent light emitting layer 40 and the electron transport zone 50, the layer functions as a hole barrier layer or excitons It functions as a blocking layer.
  • the barrier layer is a layer having a function of a carrier movement barrier or an exciton diffusion barrier.
  • the organic layer for preventing electrons from leaking from the light-emitting layer to the hole transport zone is mainly defined as an electron barrier layer, and the organic layer for preventing holes from leaking from the light-emitting layer to the electron transport zone is defined as a hole barrier. Sometimes defined as a layer.
  • an exciton blocking layer is an organic layer for preventing triplet excitons generated in the light emitting layer from diffusing into a peripheral layer having triplet energy lower than that of the light emitting layer.
  • the organic EL device material of the present invention can be used for a layer adjacent to the phosphorescent light emitting layer 40 and further used for another organic thin film layer bonded to the adjacent layer.
  • the organic EL device material of the present invention is also preferably used for the electron transport layer in the electron transport zone 50.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the layer structure of another embodiment of the organic EL device of the present invention.
  • the organic EL element 2 is an example of a hybrid type organic EL element in which a phosphorescent light emitting layer and a fluorescent light emitting layer are laminated.
  • the organic EL element 2 has the same configuration as the organic EL element 1 except that a space layer 42 and a fluorescent light emitting layer 44 are formed between the phosphorescent light emitting layer 40 and the electron transport zone 50.
  • the excitons formed in the phosphorescent light emitting layer 40 are not diffused into the fluorescent light emitting layer 44, so that a space layer 42 is provided between the fluorescent light emitting layer 44 and the phosphorescent light emitting layer 40. May be provided. Since the organic EL device material of the present invention has a large triplet energy, the layer using the organic EL device material of the present invention can function as a space layer.
  • the organic EL element 2 for example, when the phosphorescent light emitting layer 40 emits yellow light and the fluorescent light emitting layer 44 forms a blue light emitting layer, a white light emitting organic EL element can be obtained.
  • the phosphorescent light emitting layer 40 and the fluorescent light emitting layer 44 are formed one by one.
  • the present invention is not limited to this, and two or more layers may be formed. it can.
  • the light emitting area composed of one or more light emitting layers is red, green, blue (RGB), red, green, blue It may be preferable to include light emission in a plurality of wavelength regions such as yellow (RGBY).
  • the organic EL element of the present invention can employ various known configurations. Further, light emission of the light emitting layer can be taken out from the anode side, the cathode side, or both sides.
  • the organic EL device of the present invention preferably has at least one of an electron donating dopant and an organometallic complex in an interface region between the cathode and the organic thin film layer. 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 include at least one selected from alkali metals, alkali metal compounds, alkaline earth metals, alkaline earth metal compounds, rare earth metals, rare earth metal compounds, and the like.
  • the organometallic complex include at least one selected from an organometallic complex containing an alkali metal, an organometallic complex containing an alkaline earth metal, an organometallic complex containing a rare earth metal, and the like.
  • alkali metal examples include lithium (Li) (work function: 2.93 eV), sodium (Na) (work function: 2.36 eV), potassium (K) (work function: 2.28 eV), rubidium (Rb) (work Function: 2.16 eV), cesium (Cs) (work function: 1.95 eV), and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are preferable.
  • K, Rb, and Cs are preferred, Rb and Cs are more preferred, and Cs is most preferred.
  • alkaline earth metal examples include calcium (Ca) (work function: 2.9 eV), strontium (Sr) (work function: 2.0 eV to 2.5 eV), barium (Ba) (work function: 2.52 eV).
  • a work function of 2.9 eV or less is particularly preferable.
  • the rare earth metal examples include scandium (Sc), yttrium (Y), cerium (Ce), terbium (Tb), ytterbium (Yb) and the like, and those having a work function of 2.9 eV or less are particularly preferable.
  • preferred metals are particularly high in reducing ability, and by adding a relatively small amount to the electron injection region, it is possible to improve the light emission luminance and extend the life of the organic EL element.
  • alkali metal compound examples include lithium oxide (Li 2 O), cesium oxide (Cs 2 O), alkali oxides such as potassium oxide (K 2 O), lithium fluoride (LiF), sodium fluoride (NaF), fluorine.
  • alkali halides such as cesium fluoride (CsF) and potassium fluoride (KF), and lithium fluoride (LiF), lithium oxide (Li 2 O), and sodium fluoride (NaF) are preferable.
  • alkaline earth metal compound examples include barium oxide (BaO), strontium oxide (SrO), calcium oxide (CaO), and barium strontium oxide (Ba x Sr 1-x O) (0 ⁇ x ⁇ 1), Examples thereof include barium calcium oxide (Ba x Ca 1-x O) (0 ⁇ x ⁇ 1), and BaO, SrO, and CaO are preferable.
  • the rare earth metal compound ytterbium fluoride (YbF 3), scandium fluoride (ScF 3), scandium oxide (ScO 3), yttrium oxide (Y 2 O 3), cerium oxide (Ce 2 O 3), gadolinium fluoride (GdF 3), include such terbium fluoride (TbF 3) is, YbF 3, ScF 3, TbF 3 are preferable.
  • the organometallic complex is not particularly limited as long as it contains at least one of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, and a rare earth metal ion as a metal ion as described above.
  • the ligands include quinolinol, benzoquinolinol, acridinol, phenanthridinol, hydroxyphenyloxazole, hydroxyphenylthiazole, hydroxydiaryloxadiazole, hydroxydiarylthiadiazole, hydroxyphenylpyridine, hydroxyphenylbenzimidazole, hydroxybenzotriazole, Hydroxyfulborane, bipyridyl, phenanthroline, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene, ⁇ -diketones, azomethines, and derivatives thereof are preferred, but are not limited thereto.
  • the electron donating dopant and the organometallic complex it is preferable to form a layer or an island in the interface region.
  • a forming method while depositing at least one of an electron donating dopant and an organometallic complex by a resistance heating vapor deposition method, an organic material as a light emitting material or an electron injection material for forming an interface region is simultaneously deposited, and an electron is deposited in the organic material.
  • a method of dispersing at least one of the donor dopant and the organometallic complex is preferable.
  • the dispersion concentration is usually organic substance: electron donating dopant and / or organometallic complex in a molar ratio of 100: 1 to 1: 100, preferably 5: 1 to 1: 5.
  • At least one of the electron donating dopant and the organometallic complex is formed in a layered form
  • at least one of the electron donating dopant and the organometallic complex is formed.
  • These are vapor-deposited by a resistance heating vapor deposition method alone, preferably with a layer thickness of 0.1 nm to 15 nm.
  • an electron donating dopant and an organometallic complex is formed in an island shape
  • a light emitting material or an electron injecting material which is an organic layer at the interface is formed in an island shape, and then the electron donating dopant and the organometallic complex are formed. At least one of them is vapor-deposited by a resistance heating vapor deposition method, preferably with an island thickness of 0.05 nm to 1 nm.
  • the configuration other than the layer using the organic EL element material of the present invention described above is not particularly limited, and a known material or the like can be used.
  • a known material or the like can be used.
  • the layer of the element of one Embodiment is demonstrated easily, the material applied to the organic EL element of this invention is not limited to the following.
  • a glass plate, a polymer plate or the like can be used as the substrate.
  • the glass plate include soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, and polysulfone.
  • the anode is made of, for example, a conductive material, and a conductive material having a work function larger than 4 eV is suitable.
  • the conductive material include carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold, platinum, palladium, and their alloys, ITO substrate, tin oxide used for NESA substrate, indium oxide, and the like.
  • examples thereof include metal oxides and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole.
  • the anode may be formed with a layer structure of two or more layers if necessary.
  • the cathode is made of, for example, a conductive material, and a conductive material having a work function smaller than 4 eV is suitable.
  • the conductive material include, but are not limited to, magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, lithium fluoride, and alloys thereof.
  • the alloy include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, and the like, but are not limited thereto.
  • the ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., and is selected to an appropriate ratio.
  • the cathode may be formed with a layer structure of two or more layers, and the cathode can be produced by forming a thin film from the conductive material by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the transmittance of the cathode for light emission is preferably greater than 10%.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the phosphorescent light emitting layer is formed of a material other than the organic EL element layer material of the present invention
  • a known material can be used as the material of the phosphorescent light emitting layer.
  • Japanese Patent Application No. 2005-517938 may be referred to.
  • the organic EL device of the present invention may have a fluorescent light emitting layer like the device shown in FIG. A known material can be used for the fluorescent light emitting layer.
  • the light emitting layer may be a double host (also referred to as a host / cohost). Specifically, the carrier balance in the light emitting layer may be adjusted by combining an electron transporting host and a hole transporting host in the light emitting layer. Moreover, it is good also as a double dopant.
  • each dopant emits light by adding two or more dopant materials having a high quantum yield. For example, a yellow light emitting layer may be realized by co-evaporating a host, a red dopant, and a green dopant.
  • the light emitting layer may be a single layer or a laminated structure. When the light emitting layer is stacked, the recombination region can be concentrated on the light emitting layer interface by accumulating electrons and holes at the light emitting layer interface. This improves the quantum efficiency.
  • the hole injection / transport layer is a layer that assists hole injection into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high hole mobility and a small ionization energy of usually 5.6 eV or less.
  • As the material for the hole injection / transport layer a material that transports holes to the light emitting layer with lower electric field strength is preferable. Further, when an electric field is applied with a hole mobility of, for example, 10 4 to 10 6 V / cm, At least 10 ⁇ 4 cm 2 / V ⁇ sec is preferable.
  • the material for the hole injection / transport layer include triazole derivatives (see US Pat. No. 3,112,197) and oxadiazole derivatives (see US Pat. No. 3,189,447). ), Imidazole derivatives (see JP-B-37-16096, etc.), polyarylalkane derivatives (US Pat. Nos. 3,615,402, 3,820,989, 3,542,544) Nos. 45-555, 51-10983, 51-93224, 55-17105, 56-4148, 55-108667, 55-156953, 56-36656, etc.), pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives (US Pat. No. 3,180,729, No.
  • Gazette 55-52063, 55-52064, 55-46760, 57-11350, 57 No. 148749, JP-A-2-311591, etc.), stilbene derivatives (JP-A Nos. 61-210363, 61-228451, 61-14642, 61-72255, etc.) 62-47646, 62-36684, 62-10652, 62-30255, 60-93455, 60-94462, 60-174749, 60 -175052, etc.), silazane derivatives (US Pat. No. 4,950,950), polysilanes (JP-A-2-204996), aniline copolymers (JP-A-2-282263) Etc.
  • inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used as the hole injection material.
  • a cross-linkable material can be used as the material of the hole injection / transport layer.
  • a cross-linkable hole injection / transport layer for example, Chem. Mater. 2008, 20, 413-422, Chem. Mater. Examples include a layer obtained by insolubilizing a cross-linking material such as 2011, 23 (3), 658-681, WO2008108430, WO2009102027, WO2009123269, WO2010016555, WO2010018813 by heat, light or the like.
  • the electron injection / transport layer is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high electron mobility.
  • an electrode for example, a cathode
  • the electron injecting / transporting layer is appropriately selected with a film thickness of several nm to several ⁇ m.
  • the electron mobility is preferably at least 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more when an electric field of V / cm is applied.
  • an aromatic heterocyclic compound containing one or more heteroatoms 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, such as a pyridine ring. , Pyrimidine ring, triazine ring, benzimidazole ring, phenanthroline ring, quinazoline ring and the like.
  • an organic layer having semiconductivity may be formed by doping (n) with a donor material and doping (p) with an acceptor material.
  • N doping is an electron transporting material doped with a metal such as Li or Cs.
  • P doping is F4TCNQ (2,3,5,6-Tetrafluoro in a hole transporting material. -7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) or the like (see, for example, Patent 3695714).
  • each layer of the organic EL device of the present invention a known method such as a dry film forming method such as vacuum deposition, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film forming method such as spin coating, dipping, or flow coating is applied. be able to.
  • the thickness of each layer is not particularly limited, but must be set to an appropriate thickness. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied.
  • the normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 ⁇ m, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 ⁇ m.
  • FIG. 3 and 4 the electron cloud distributions of HOMO and LUMO of compounds A, B, compounds H-1 and H-2 calculated using Gaussian 98 (manufactured by Gaussian) at the B3LYP / 6-31G * opt level are shown in FIG. It is shown in FIG. 3 and 4, the following can be seen for compounds A and B.
  • ⁇ By connecting two carbazole rings (Cz) with a pyridine ring, which is a nitrogen-containing six-membered ring, the ⁇ -conjugated system is cut off by the nitrogen-containing six-membered ring, and ⁇ electrons do not spread throughout Cz-Az-Cz. . This has a high T1 level.
  • Compound H-1 has a large overlap of HOMO and LUMO. For this reason, the charge injection property is lower than those of the compounds A and B. As compared with the compounds of the present invention, the actual measured Ip values are both large for compounds H-1 and H-2, indicating that the charge injection barrier is large.
  • Example 1 Production of organic EL device A glass substrate with a transparent electrode of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm (manufactured by Geomatic) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in isopropyl alcohol, and further UV for 30 minutes. (Ultraviolet) Ozone cleaning was performed.
  • the glass substrate with the transparent electrode thus cleaned is attached to the substrate holder of the vacuum evaporation apparatus, and first, on the surface of the glass substrate on which the transparent electrode line is formed, the transparent electrode is covered, The following compound I was deposited with a thickness of 20 nm to form a hole injection layer. Subsequently, the following compound II was vapor-deposited with a thickness of 60 nm on this hole injection layer to form a hole transport layer.
  • the compound A obtained in Synthesis Example 1 as a phosphorescent host compound and the following compound D-1 which is a phosphorescent material were co-evaporated with a thickness of 50 nm to form a phosphorescent layer.
  • the concentration of Compound A in the phosphorescent light emitting layer was 80% by mass, and the concentration of Compound D-1 was 20% by mass.
  • the following compound H-3 was vapor-deposited with a thickness of 10 nm on this phosphorescent light-emitting layer to form an electron transport layer 1. Further, after depositing the following compound III with a thickness of 10 nm on the electron transport layer 1 to form the electron transport layer 2, a 1 nm thick LiF and a 80 nm thick metal Al were sequentially deposited on the electron transport layer 2. Lamination was performed to form a cathode. Note that LiF, which is an electron injecting electrode, was formed at a rate of 1 ⁇ / min.
  • Example 2 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound A was used instead of Compound H-3 as the compound for the electron transport layer 1, and the light emission performance was evaluated. The results are shown in Table 2. Furthermore, a luminance 70% lifetime (a time during which the luminance is reduced to 70% of the initial luminance) at an initial luminance of 3,000 cd / m 2 was obtained. Table 3 shows the results of 70% luminance life.
  • Example 3 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Compound B was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound. The results are shown in Table 2.
  • Example 4 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that Compound B was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound B was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. ,evaluated. Further, the luminance 70% life was evaluated in the same manner as in Example 2. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Example 5 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Compound C was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1, except that Compound C was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound C was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. And evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 7 An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound H-4 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound A was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. Were made and evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 8 Organic EL device in the same manner as in Example 1 except that Compound H-4 was used in place of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound B was used in place of Compound H-3 as the compound in electron transport layer 1 Were made and evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 9 An organic EL device in the same manner as in Example 1 except that Compound H-4 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound D was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1 Were made and evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 1 An organic compound was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound H-1 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound H-1 was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. An EL element was fabricated and evaluated. Further, the luminance 70% life was evaluated in the same manner as in Example 2. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Comparative Example 2 An organic compound was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound H-2 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound H-2 was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. An EL element was fabricated and evaluated. Further, the luminance 70% life was evaluated in the same manner as in Example 2. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Comparative Example 3 An organic compound was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound H-4 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound H-1 was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. An EL element was fabricated and evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Example 4 An organic compound was prepared in the same manner as in Example 1 except that Compound H-4 was used instead of Compound A as the light emitting layer host compound, and Compound H-2 was used instead of Compound H-3 as the compound of the electron transport layer 1. An EL element was fabricated and evaluated. The results are shown in Table 2.
  • the devices of Examples 1 to 9 are more efficient than the devices of Comparative Examples 1 to 4 due to the improved charge balance.
  • the devices of Examples 1 to 9 were reduced in voltage because the hole injection property and the electron injection property were improved.
  • the compound of the present invention was used as the host material in the light emitting layer, the effect of extending the life by improving the charge balance was great.
  • the compound of the present invention can be used as a material for an organic EL device.
  • the organic EL device of the present invention can be used for a flat light emitter such as a flat panel display of a wall-mounted television, a light source such as a copying machine, a printer, a backlight of a liquid crystal display or instruments, a display board, a marker lamp, and the like.

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Abstract

　下記式（Ａ）で表される化合物。式（Ａ）において、Ｙ１～Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１～Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。ｍは１～３の整数である。Ｙ１１～Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５～Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｙ２１～Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５～Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキル基等である。Ｃｚは、下記式（１）～（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。

Description

新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
　本発明は、新規化合物、それを含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
　有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子には、蛍光型及び燐光型があり、それぞれの発光メカニズムに応じ、最適な素子設計が検討されている。燐光型の有機ＥＬ素子については、その発光特性から、蛍光素子技術の単純な転用では高性能な素子が得られないことが知られている。その理由は、一般的に以下のように考えられている。
　まず、燐光発光は、三重項励起子を利用した発光であるため、発光層に用いる化合物のエネルギーギャップが大きくなくてはならない。何故なら、ある化合物のエネルギーギャップ（以下、一重項エネルギーともいう。）の値は、通常、その化合物の三重項エネルギー（本発明では、最低励起三重項状態と基底状態とのエネルギー差をいう。）の値よりも大きいからである。
　従って、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めるためには、まず、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい三重項エネルギーのホスト材料を発光層に用いなければならない。さらに、発光層に隣接する電子輸送層、及び正孔輸送層を設け、電子輸送層、及び正孔輸送層に燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーよりも大きい化合物を用いなければならない。
　このように、従来の有機ＥＬ素子の素子設計思想に基づく場合、蛍光型の有機ＥＬ素子に用いる化合物と比べて大きなエネルギーギャップを有する化合物を燐光型の有機ＥＬ素子に用いることにつながり、有機ＥＬ素子全体の駆動電圧が上昇する。
　また、蛍光素子で有用であった酸化耐性や還元耐性の高い炭化水素系の化合物はπ電子雲の広がりが大きいため、エネルギーギャップが小さい。そのため、燐光型の有機ＥＬ素子では、このような炭化水素系の化合物は選択し難く、酸素や窒素等のヘテロ原子を含んだ有機化合物が選択され、その結果、燐光型の有機ＥＬ素子は、蛍光型の有機ＥＬ素子と比較して寿命が短いという問題を有する。
　さらに、燐光発光性ドーパント材料の三重項励起子の励起子緩和速度が一重項励起子と比較して非常に長いことも素子性能に大きな影響を与える。即ち、一重項励起子からの発光は、発光に繋がる緩和速度が速いため、発光層の周辺層（例えば、正孔輸送層や電子輸送層）への励起子の拡散が起きにくく、効率的な発光が期待される。一方、三重項励起子からの発光は、スピン禁制であり緩和速度が遅いため、周辺層への励起子の拡散が起きやすく、特定の燐光発光性化合物以外から熱的なエネルギー失活が起きてしまう。つまり、電子、及び正孔の再結合領域のコントロールが蛍光型の有機ＥＬ素子よりも重要である。
　以上のような理由から燐光型の有機ＥＬ素子の高性能化には、蛍光型の有機ＥＬ素子と異なる材料選択、及び素子設計が必要になっている。
　特に、青色発光する燐光型の有機ＥＬ素子の場合、緑～赤色発光する燐光型の有機ＥＬ素子と比べて、発光層やその周辺層に三重項エネルギーが大きい化合物を使用する必要がある。具体的に、効率の損失無く青色の燐光発光を得るためには、発光層に使用するホスト材料の三重項エネルギーは概ね３．０ｅＶ以上が必要である。
　このような状況下、特許文献１及び２にはカルバゾール骨格及びアジン環を組み合わせた有機ＥＬ素子の材料が開示されている。
国際公開第２００３－０７８５４１号パンフレット 国際公開第２０１１－０１９１５６号パンフレット
　高い三重項エネルギーを有しながら、有機ＥＬ材料として求められる他の性能を満たす化合物を得るためには、複素環化合物等の三重項エネルギーの高い分子パーツを単純に組み合わせるのではなく、π電子の電子状態を考慮した新たな思想による分子設計が必要になる。
　本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させることができる新規化合物、該化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。
　本発明によれば、以下の化合物等が提供される。
１．下記式（Ａ）で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （式（Ａ）において、
　Ｙ１～Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１～Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１～３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｙ１１～Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５～Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｙ２１～Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５～Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
　Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
　Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
　ただし、Ａが単結合の場合、Ｙ１１～Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１～Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
　Ｃｚは、下記式（１）～（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式（１）～（５）において、
　Ｘ１～Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子であり、
　Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、－Ｓ（＝Ｏ）－、－Ｓ（＝Ｏ）２－、－Ｓｉ（ＲｃＲｄ）－、－Ｃ（ＲｅＲｆ）－、又は－Ｎ（Ｒｇ）－であり、
　Ｒａ～Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１～Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。））
２．Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
３．Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子である１に記載の化合物。
４．Ｙ１～Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子である１～３のいずれかに記載の化合物。
５．Ｚが単結合である１～４のいずれかに記載の化合物。
６．Ｃｚが前記式（１）で表される含窒素多環基である１～５のいずれかに記載の化合物。
７．Ｃｚが前記式（４）で表される含窒素多環基である１～５のいずれかに記載の化合物。
８．Ａが単結合である１～７のいずれかに記載の化合物。
９．Ｙ２又はＹ４がＣｚと結合する炭素原子である１～８のいずれかに記載の化合物。
１０．１～９のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
１１．陰極と陽極の間に発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１３．前記発光層が、燐光発光材料を含有する１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１４．前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１５．前記陰極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１～１４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１６．前記有機薄膜層が電子輸送層である１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１７．前記陽極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む１１～１６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
　本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を向上させることができる新規化合物、該化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び該有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。
本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す図である。 本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態を示す図である。 合成例１で合成した化合物ＡのＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの電子雲分布を示す図である。 合成例２で合成した化合物ＢのＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの電子雲分布を示す図である。 化合物Ｈ－１のＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの電子雲分布を示す図である。
　本発明の化合物は下記式（Ａ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　式（Ａ）において、Ｙ１～Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１～Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１～３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子であると好ましい。また、Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子であることも好ましい。
　また、Ｙ１～Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子であり、Ｙ１～Ｙ５を含む含窒素六員環がピリジン環であると好ましい。
　Ｙ１１～Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５～Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｙ２１～Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５～Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
　Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
　Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
　Ａは好ましくは単結合である。尚、Ａが単結合である場合、Ｙ１１～Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１～Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
　Ｃｚは、下記式（１）～（５）のいずれかで表される含窒素多環基であり、好ましくは下記式（１）又は（４）で表される含窒素多環基である。
　Ｃｚは、好ましくはＹ２又はＹ４と結合している。ＣｚがＹ２又はＹ４と結合することにより、本発明の化合物は、より高いＴ１（三重項レベル）を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 　式（１）～（５）において、Ｘ１～Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子である。
　Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、－Ｓ（＝Ｏ）－、－Ｓ（＝Ｏ）２－、－Ｓｉ（ＲｃＲｄ）－、－Ｃ（ＲｅＲｆ）－、又は－Ｎ（Ｒｇ）－であり、好ましくは単結合である。
　Ｒａ～Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
　Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１～Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。
　本発明の化合物は、電子注入性に優れたＹ１～Ｙ５を含む含窒素六員環にカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環が２つ結合しているので、青燐光発光に適した高い三重項エネルギーを有する。含窒素六員環の置換基が、上記式（１）～（５）のいずれかで表される含窒素多環基である縮合含窒素へテロ環基でなく、例えばフェニル基等の炭化水素芳香族環基であると、炭化水素芳香族環基まで共役系が広がるために、Ｔ１が小さくなり、三重項エネルギーの閉じ込めが不十分になる恐れがある。
　本発明の化合物は、Ｙ１～Ｙ５を含む含窒素六員環にカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環が２つ結合しているため、含窒素六員環でπ共役系が切れるので、π共役系が広がりすぎることを防ぎ、高い三重項エネルギーを有する。
　また、本発明の化合物は、Ｙ１～Ｙ５を含む含窒素六員環に結合した一方の縮合含窒素へテロ環に、さらにカルバゾール環等の縮合含窒素へテロ環がＡを介してもしくは直接結合（連結）している。そのため、２つの縮合含窒素へテロ環及びＡ上にＨＯＭＯ（最高被占軌道）の電子雲が拡がり、ＨＯＭＯの分布が広い。さらに、ＬＵＭＯ（最低空軌道）は、Ｙ１～Ｙ５を含む含窒素六員環上に局在化する。そのため、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離しているので、電荷の注入性のバランスに優れる。
　従って、本発明の化合物を有機ＥＬ素子の発光層に含有させることにより、発光層内の電荷バランスが向上する。ＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なりが大きいと、電荷の注入性が悪くなるため、素子の高電圧化を招く恐れがある。
　電荷注入性のバランスに優れた本発明の化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の低電圧化、高効率化を実現できる。
　以下、上述した式（Ａ）の各基の例について説明する。
　炭素数１～２０（好ましくは炭素数１～１０、より好ましくは炭素数１～６）のアルキル基としては、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基があり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基が挙げられ、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基である。
　炭素数１～２０のアルキレン基としては、上述したアルキル基の２価の基が挙げられる。
　環形成炭素数３～２０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１－アダマンチル基、２－アダマンチル基、１－ノルボルニル基、２－ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
　炭素数１～２０のアルコキシ基は、－ＯＹａと表され、Ｙａの例として上記のアルキルの例が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基である。アルコキシ基はフッ素原子で置換されていてもよく、この場合、トリフルオロメトキシ基等が好ましい。
　環形成炭素数３～２０のシクロアルコキシ基は、－ＯＹｂと表され、Ｙｂの例として上記のシクロアルキル基の例が挙げられる。シクロアルコキシ基は、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基である。
　環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基は、好ましくは環形成炭素数６～１２の芳香族炭化水素環基である。
　尚、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。
　１価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニルイル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基である。
　２価の芳香族炭化水素環基の具体例としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
　環形成炭素数６～１８のアリールオキシ基は、－ＯＹｃと表され、Ｙｃの例として上記の芳香族炭化水素環の例が挙げられる。アリールオキシ基は、例えばフェノキシ基である。
　環形成原子数５～１８の芳香族ヘテロ環基は、好ましくは環形成原子数５～１０の芳香族ヘテロ環基である。
　１価の芳香族ヘテロ環基の具体例としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、ベンゾチオフェニル基、ジヒドロアクリジニル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、キナゾリニル基等が挙げられ、好ましくは、ピリジニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、アザジベンゾフラニル基、アザジベンゾチオフェニル基、ジアザジベンゾフラニル基、ジアザジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基である。
　２価の芳香族ヘテロ環基としては、上述した基の２価の基が挙げられる。
　置換又は無置換のアミノ基としては、アミノ基、炭素数１～１０（好ましくは炭素数１～６）のアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基、炭素数６～３０（好ましくは炭素数６～２０、より好ましくは炭素数６～１０）のアリールアミノ基又はジアリールアミノ基等が挙げられる。
　置換又は無置換のシリル基としては、シリル基、炭素数１～１０（好ましくは炭素数１～６）のアルキルシリル基、炭素数６～３０（好ましくは炭素数６～２０、より好ましくは炭素数６～１０）のアリールシリル基等が挙げられる。
　アルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。
　アリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ－ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。
　上述した各基の「置換もしくは無置換の・・・」の置換基としては、上記のアルキル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、芳香族炭化水素環基、シクロアルキル基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基や、その他にハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。）、フルオロアルキル基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシ基、アリールオキシ基等が挙げられる。
　また、本発明の化合物における水素原子には、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素（ｐｒｏｔｉｕｍ）、重水素（ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）、三重水素（ｔｒｉｔｉｕｍ）が含まれる。
　上記式（Ａ）で表される化合物の具体例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　本発明の化合物の製造方法は、特に限定されず、公知の方法で製造すればよく、例えば、カルバゾール誘導体とハロゲン化芳香族化合物を、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　１４３５～１４５６ページ（１９８４年）に記載される銅触媒、または、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．　７７２７～７７２９ページ（２００１年）に記載されるパラジウム触媒を用いて反応させることにより、製造することが可能である。また、国際公開第２００３－０７８５４１号パンフレットに記載の条件、国際公開第２０１１－１３２６８４号パンフレットに記載の条件に従い、製造することも可能である。
　本発明の化合物は有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として好適に使用できる。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物を含む。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、本発明の化合物のみを含んでいてもよく、本発明の化合物に加えて他の材料を含んでいてもよい。
　続いて、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
　本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に、発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有する。そして、有機薄膜層の少なくとも１層が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。
　図１は、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態の層構成を示す概略図である。
　有機ＥＬ素子１は、基板１０上に、陽極２０、正孔輸送帯域３０、燐光発光層４０、電子輸送帯域５０及び陰極６０を、この順で積層した構成を有する。正孔輸送帯域３０は、正孔輸送層及び／又は正孔注入層等を意味する。同様に、電子輸送帯域５０は、電子輸送層及び／又は電子注入層等を意味する。これらは形成しなくともよいが、好ましくは１層以上形成する。
　この素子１において有機薄膜層は、正孔輸送帯域３０に設けられる各有機層、燐光発光層４０及び電子輸送帯域５０に設けられる各有機層である。これら有機薄膜層のうち、少なくとも１層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する。これにより、有機ＥＬ素子を高効率とすることができる。また、低電圧駆動の有機ＥＬ素子を提供できる。
　尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する有機薄膜層に対するこの材料の含有量は、好ましくは１～１００質量％である。
　本発明の有機ＥＬ素子においては、燐光発光層４０が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましく、特に、発光層のホスト材料として使用することが好ましい。
　本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが十分に大きいため、青色の燐光発光性ドーパント材料を使用しても、燐光発光性ドーパント材料の三重項エネルギーを効率的に発光層内に閉じ込めることができる。尚、青色発光層に限らず、より長波長の光（緑～赤色等）の発光層にも使用できる。
　また、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷注入バランスに優れるため、有機ＥＬ素子の高効率化、低電圧駆動化を実現できる。さらにまた、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電荷バランスの向上により、有機ＥＬ素子を長寿命化させる効果も奏する。
　燐光発光層は、燐光発光性材料（燐光ドーパント）を含有する。燐光ドーパントとしては、金属錯体化合物が挙げられ、好ましくはＩｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される金属原子と、配位子とを有する化合物である。配位子は、オルトメタル結合を有すると好ましい。
　燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、燐光ドーパントは、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。ドーパントは、１種単独でも、２種以上の混合物でもよい。
　燐光発光層における燐光ドーパントの添加濃度は特に限定されるものではないが、好ましくは０．１～３０質量％、より好ましくは０．１～２０質量％である
　また、燐光発光層４０に隣接する層に本発明の有機ＥＬ素子用材料を使用することも好ましい。例えば、図１の素子の正孔輸送帯域３０と燐光発光層４０の間に、本発明の材料を含有する層（陽極側隣接層）を形成した場合、該層は電子障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
　一方、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間に本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有する層（陰極側隣接層）を形成した場合、該層は正孔障壁層としての機能や励起子阻止層としての機能を有する。
　尚、障壁層（阻止層）とは、キャリアの移動障壁、又は励起子の拡散障壁の機能を有する層である。発光層から正孔輸送帯域へ電子が漏れることを防ぐための有機層を主に電子障壁層と定義し、発光層から電子輸送帯域へ正孔が漏れることを防ぐための有機層を正孔障壁層と定義することがある。また、発光層で生成された三重項励起子が、三重項エネルギーが発光層よりも低い準位を有する周辺層へ拡散することを防止するための有機層を励起子阻止層（トリプレット障壁層）と定義することがある。
　また、本発明の有機ＥＬ素子用材料を燐光発光層４０に隣接する層に用い，かつ更にその隣接する層に接合する他の有機薄膜層に用いることもできる。
　本発明の有機ＥＬ素子用材料は、電子輸送帯域５０における電子輸送層に用いることも好ましい。
　さらに、発光層を２層以上形成する場合、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、発光層間に形成するスペース層に用いても好適である。
　図２は、本発明の有機ＥＬ素子の他の実施形態の層構成を示す概略図である。
　有機ＥＬ素子２は、燐光発光層と蛍光発光層を積層したハイブリッド型の有機ＥＬ素子の例である。
　有機ＥＬ素子２は、燐光発光層４０と電子輸送帯域５０の間にスペース層４２と蛍光発光層４４を形成した他は、上記有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。燐光発光層４０及び蛍光発光層４４を積層した構成では、燐光発光層４０で形成された励起子を蛍光発光層４４に拡散させないため、蛍光発光層４４と燐光発光層４０の間にスペース層４２を設けることがある。本発明の有機ＥＬ素子用材料は、三重項エネルギーが大きいため、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いた層はスペース層として機能できる。
　有機ＥＬ素子２において、例えば、燐光発光層４０を黄色発光とし、蛍光発光層４４を青色発光層とすることにより、白色発光の有機ＥＬ素子が得られる。尚、本実施形態では燐光発光層４０及び蛍光発光層４４を１層ずつとしているが、これに限らず、それぞれ２層以上形成してもよく、照明や表示装置等、用途に合わせて適宜設定できる。また、白色発光素子とカラーフィルタを利用してフルカラー発光装置とする場合、演色性の観点から、１以上の発光層からなる発光領域が、赤、緑、青（ＲＧＢ）、赤、緑、青、黄（ＲＧＢＹ）等、複数の波長領域の発光を含んでいることが好ましい場合がある。
　上述した実施形態の他に、本発明の有機ＥＬ素子は、公知の様々な構成を採用できる。また、発光層の発光は、陽極側、陰極側、あるいは両側から取り出すことができる。
　本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを有することも好ましい。
　このような構成によれば、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
　電子供与性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも１種類が挙げられる。
　有機金属錯体としては、アルカリ金属を含む有機金属錯体、アルカリ土類金属を含む有機金属錯体、及び希土類金属を含む有機金属錯体等から選ばれた少なくとも１種類が挙げられる。
　アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）（仕事関数：２．９３ｅＶ）、ナトリウム（Ｎａ）（仕事関数：２．３６ｅＶ）、カリウム（Ｋ）（仕事関数：２．２８ｅＶ）、ルビジウム（Ｒｂ）（仕事関数：２．１６ｅＶ）、セシウム（Ｃｓ）（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
　アルカリ土類金属としては、カルシウム（Ｃａ）（仕事関数：２．９ｅＶ）、ストロンチウム（Ｓｒ）（仕事関数：２．０ｅＶ以上２．５ｅＶ以下）、バリウム（Ｂａ）（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
　希土類金属としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
　以上の金属のうち好ましい金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が可能である。
　アルカリ金属化合物としては、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化セシウム（Ｃｓ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）等のアルカリ酸化物、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）が好ましい。
　アルカリ土類金属化合物としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）及びこれらを混合したストロンチウム酸バリウム（ＢａxＳｒ1-xＯ）（０＜ｘ＜１）、カルシウム酸バリウム（ＢａxＣａ1-xＯ）（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
　希土類金属化合物としては、フッ化イッテルビウム（ＹｂＦ３）、フッ化スカンジウム（ＳｃＦ３）、酸化スカンジウム（ＳｃＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化セリウム（Ｃｅ２Ｏ３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ３）、フッ化テルビウム（ＴｂＦ３）等が挙げられ、ＹｂＦ３、ＳｃＦ３、ＴｂＦ３が好ましい。
　有機金属錯体としては、上記の通り、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも１つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β－ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体等が好ましいが、これらに限定されるものではない。
　電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成することが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを分散する方法が好ましい。分散濃度は通常、モル比で有機物：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝１００：１～１：１００であり、好ましくは５：１～１：５である。
　電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１ｎｍ以上１５ｎｍ以下で形成する。
　電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５ｎｍ以上１ｎｍ以下で形成する。
　また、本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と、電子供与性ドーパント及び有機金属錯体の少なくともいずれかの割合としては、モル比で、主成分：電子供与性ドーパント及び／又は有機金属錯体＝５：１～１：５であると好ましく、２：１～１：２であるとさらに好ましい。
　本発明の有機ＥＬ素子では、上述した本発明の有機ＥＬ素子用材料を使用した層以外の構成については、特に限定されず、公知の材料等を使用できる。以下、一実施形態の素子の層について簡単に説明するが、本発明の有機ＥＬ素子に適用される材料は以下に限定されない。
［基板］
　基板としてはガラス板、ポリマー板等を用いることができる。
　ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
［陽極］
　陽極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより大きな仕事関数を有する導電性材料が適している。
　上記導電性材料としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ＩＴＯ基板、ＮＥＳＡ基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
　陽極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよい。
［陰極］
　陰極は例えば導電性材料からなり、４ｅＶより小さな仕事関数を有する導電性材料が適している。
　上記導電性材料としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　また、上記合金としては、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム、リチウム／アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。
　陰極は、必要があれば２層以上の層構成により形成されていてもよく、陰極は上記導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
　発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。
　また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ～１μｍであり、好ましくは５０～２００ｎｍである。
[発光層]
　本発明の有機ＥＬ素子層材料以外の材料で燐光発光層を形成する場合、燐光発光層の材料として公知の材料が使用できる。具体的には、特願２００５－５１７９３８等を参照すればよい。
　本発明の有機ＥＬ素子は、図２に示す素子のように蛍光発光層を有していてもよい。蛍光発光層としては、公知の材料が使用できる。
　発光層は、ダブルホスト（ホスト・コホストともいう）としてもよい。具体的に、発光層において電子輸送性のホストと正孔輸送性のホストを組み合わせることで、発光層内のキャリアバランスを調整してもよい。
　また、ダブルドーパントとしてもよい。発光層において、量子収率の高いドーパント材料を２種類以上入れることによって、それぞれのドーパントが発光する。例えば、ホストと赤色ドーパント、緑色のドーパントを共蒸着することによって、黄色の発光層を実現することがある。
　発光層は単層でもよく、また、積層構造でもよい。発光層を積層させると、発光層界面に電子と正孔を蓄積させることによって再結合領域を発光層界面に集中させることができる。これによって、量子効率を向上させる。
［正孔注入層及び正孔輸送層］
　正孔注入・輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．６ｅＶ以下と小さい層である。
　正孔注入・輸送層の材料としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０４～１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０－４ｃｍ２／Ｖ・秒であれば好ましい。
　正孔注入・輸送層の材料としては、具体的には、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７－１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５－５５５号公報、同５１－１０９８３号公報、特開昭５１－９３２２４号公報、同５５－１７１０５号公報、同５６－４１４８号公報、同５５－１０８６６７号公報、同５５－１５６９５３号公報、同 ５６－３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５－８８０６４号公報、同５５－８８０６５号公報、同４９－１０５５３７号公報、同５５－５１０８６号公報、同５６－８００５１号公報、同５６－８８１４１号公報、同５７－４５５４５号公報、同５４－１１２６３７号公報、同５５－７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１－１０１０５号公報、同４６－３７１２号公報、同４７－２５３３６号公報、同５４－１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９－３５７０２号公報、同３９－２７５７７号公報、特開昭５５－１４４２５０号公報、同５６－１１９１３２号公報、同５６－２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６－４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４－１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４－５９１４３号公報、同５５－５２０６３号公報、同５５－５２０６４号公報、同５５－４６７６０号公報、同５７－１１３５０号公報、同５７－１４８７４９号公報、特開平２－３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１－２１０３６３号公報、同第６１－２２８４５１号公報、同６１－１４６４２号公報、同６１－７２２５５号公報、同６２－４７６４６号公報、同６２－３６６７４号公報、同６２－１０６５２号公報、同６２－３０２５５号公報、同６０－９３４５５号公報、同６０－９４４６２号公報、同６０－１７４７４９号公報、同６０－１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２－２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２－２８２２６３号公報）等を挙げることができる。
　また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
　正孔注入・輸送層の材料には架橋型材料を用いることができ、架橋型の正孔注入輸送層としては、例えば、Chem．Mater．2008，20，413-422、Chem．Mater．2011，23(3)，658-681、WO2008108430、WO2009102027、WO2009123269、WO2010016555、WO2010018813等の架橋材を、熱、光等により不溶化した層が挙げられる。
［電子注入層及び電子輸送層］
　電子注入・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい層である。
　有機ＥＬ素子は発光した光が電極（例えば陰極）により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子注入・輸送層は数ｎｍ～数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０４～１０６Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０－５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
　電子注入・輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましく、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ベンズイミダゾール環、フェナントロリン環、キナゾリン環等を骨格に含む化合物が挙げられる。
　その他、ドナー性材料のドーピング（ｎ）、アクセプター材料のドーピング（ｐ）により、半導体性を備えた有機層を形成してもよい。Ｎドーピングの代表例は、電子輸送性材料にＬｉやＣｓ等の金属をドーピングさせたものであり、Ｐドーピングの代表例は、正孔輸送性材料にＦ４ＴＣＮＱ（2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）等のアクセプター材をドープしたものである（例えば、特許３６９５７１４参照）。
　本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法等の公知の方法を適用することができる。
　各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は５ｎｍ～１０μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍ～０．２μｍの範囲がさらに好ましい。
合成例１［化合物Ａの合成］
（１）中間体Ａの合成
　以下の工程により中間体Ａを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　アルゴン雰囲気下、カルバゾール１６．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、３，５－ジブロモピリジン２３．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅１９．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ－１，２－シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム４２．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）を脱水１，４－ジオキサン２００ｍｌに加えて、９６時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン５００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ａ６．８ｇ（収率２１％）を白色固体として得た。
（２）化合物Ａの合成
　以下の工程により化合物Ａを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　アルゴン雰囲気下、ＥＰ１９７２６１９号公報に記載の方法で合成した中間体Ｂ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ａ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３(Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium)０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩(t-Bu3P-HBF4)０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ－ブトキシナトリウム(t-BuONa)１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝３／１（体積比））で精製することにより、化合物Ａ２．９ｇ（収率４５％）を白色固体として得た。
　ＦＤ－ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ａと同定した。
合成例２［化合物Ｂの合成］
（１）中間体Ｃの合成
　以下の工程により中間体Ｃを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　アルゴン雰囲気下、カルバゾール１６．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、２，６－ジブロモピリジン２３．７ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅１９．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ｔｒａｎｓ－１，２－シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム４２．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）を脱水１，４－ジオキサン２００ｍｌに加えて、７２時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン５００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ｃ９．７ｇ（収率３０％）を白色固体として得た。
（２）化合物Ｂの合成
　以下の工程により化合物Ｂを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　アルゴン雰囲気下、中間体Ｂ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｃ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ－ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝２／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｂ３．６ｇ（収率５５％）を白色固体として得た。
　ＦＤ－ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｂと同定した。
合成例３［化合物Ｃの合成］
（１）中間体Ｄの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 　アルゴン雰囲気下、２－ニトロヨードベンゼン１２．４ｇ（４９．８ｍｍｏｌ）、２－ブロモフェニルボロン酸１０ｇ（４９．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７５ｍｌ、トルエン７０ｍｌ、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）７０ｍｌを加え、次いで、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．１４ｇ(１ｍｍｏｌ)を加えて、２４時間加熱還流攪拌した。トルエン１０００ｍｌ、水２００ｍｌを加えて、有機相を分別した後、減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製することにより、中間体Ｄ１２．９ｇ（収率９３％）を白色固体として得た。
（２）中間体Ｅの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 　アルゴン雰囲気下、中間体Ｄ１２．９ｇ（４６．４ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン３０．５ｇ（１１６ｍｍｏｌ）、ｏ－ジクロロベンゼン１００ｍｌを加えて、１２時間加熱還流撹拌した。反応液をそのままシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））にチャージして精製することにより、中間体Ｅ４．３ｇ（収率３８％）を白色固体として得た。
（３）中間体Ｆの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 　アルゴン雰囲気下、Ｎ－フェニルカルバゾール－３－ボロン酸２３．２ｇ（８０．８ｍｍｏｌ）、中間体Ｅ１９．９ｇ（８０．８ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２０ｍｌ、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）４００ｍｌを加え、次いで、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム１．９ｇ(１．６４ｍｍｏｌ)を加えて、１２時間加熱還流攪拌した。トルエン１０００ｍｌ、水２００ｍｌを加えて、有機相を分別した後、減圧下で濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／トルエン＝４／１（体積比））で精製し、ｎ－ヘキサンを加えて固体を析出させることにより、中間体Ｆ２５．４ｇ（収率７７％）を白色固体として得た。
（４）化合物Ｃの合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 　アルゴン雰囲気下、中間体Ｆ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ａ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ－ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝４／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｃ３．６ｇ（収率５５％）を白色固体として得た。
　ＦＤ－ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｃと同定した。
合成例４［化合物Ｄの合成］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 　アルゴン雰囲気下、中間体Ｆ４．０８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｃ３．２３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２（ｄｂａ）３０．１８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩０．２３ｇ（０．８ｍｍｏｌ）、ｔ－ブトキシナトリウム１．３５ｇ（１４ｍｍｏｌ）を脱水キシレン４０ｍｌに加えて、２４時間加熱還流攪拌した。反応溶液を減圧下で濃縮して得られた残渣に、トルエン４００ｍｌを加えて１２０℃に加熱し、不溶物を濾別した。濾液を減圧下で濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝３／１（体積比））で精製することにより、化合物Ｄ２．５ｇ（収率３８％）を白色固体として得た。
　ＦＤ－ＭＳ分析の結果、分子量６５０（計算値）に対してｍ／ｅ＝６５０（実測値）であり、化合物Ｄと同定した。
評価例１［イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）の測定］
　化合物Ａ～Ｄのイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）を、大気下で光電子分光装置（理研計器（株）社製：ＡＣ－３）を用いて測定した。具体的には、化合物Ａ～Ｄに光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより算出した。化合物Ａ～Ｄのイオン化ポテンシャルの測定結果を表１に示す。
　また、下記化合物Ｈ－１及びＨ－２のイオン化ポテンシャルの測定結果を、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、本発明の化合物は、カルバゾール環を連結させることにより、ＨＯＭＯの分布が広がり、アジン環に存在するＬＵＭＯとの分離が大きくなったため、Ｉｐの値が小さくなった。
　具体的に、Ｂ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ＊ｏｐｔレベルでＧａｕｓｓｉａｎ９８（ガウシアン社製）を用いて計算した、化合物Ａ、Ｂ、化合物Ｈ－１及びＨ－２のＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの電子雲分布を図３～６に示す。図３及び４から、化合物Ａ及びＢについて以下のことが分かる。
・２つのカルバゾール環（Ｃｚ）を含窒素六員環であるピリジン環で連結することにより、含窒素六員環でπ共役系が断ち切られ、Ｃｚ－Ａｚ－Ｃｚ全体にπ電子が広がっていない。これにより、高いＴ１レベルを有する。
・ピリジン環に結合した一方のカルバゾール環（Ｃｚ）に、さらに別のカルバゾール環（Ｃｚ）を結合させることにより、Ｃｚ－ＣｚにＨＯＭＯの分布が広がっている。これにより、正孔注入性が向上する。
・ＨＯＭＯがＣｚ－Ｃｚに、ＬＵＭＯが含窒素六員環に分布し、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離している。これにより、電荷注入性が向上する。
　以上より、化合物Ａ及びＢは、正孔側・電子側の両方の注入性バランスに優れ、素子の低電圧化、高効率化を実現できることが分かる。
　一方、図５に示すように、化合物Ｈ－１は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの重なりが大きい。このため、電荷の注入性が化合物Ａ、Ｂと比較して低くなる。実際のＩｐ測定値も、本発明化合物と比べ、化合物Ｈ－１とＨ－２は共に大きな値を示しており、電荷の注入障壁が大きいことが分かる。
実施例１
（１）有機ＥＬ素子の作製
　２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中での５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ultraviolet）オゾン洗浄を施した。
　このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず、ガラス基板の透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして、下記化合物Ｉを厚さ２０ｎｍで蒸着し、正孔注入層を形成した。次いで、この正孔注入層上に、下記化合物IIを厚さ６０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を形成した。
　この正孔輸送層上に、燐光ホスト化合物として合成例１で得た化合物Ａと燐光発光材料である下記化合物Ｄ－１を厚さ５０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を形成した。燐光発光層内における化合物Ａの濃度は８０質量％、化合物Ｄ－１の濃度は２０質量％であった。
　続いて、この燐光発光層上に、下記化合物Ｈ－３を厚さ１０ｎｍで蒸着し、電子輸送層１を形成した。さらに、この電子輸送層１上に、下記化合物IIIを厚さ１０ｎｍで蒸着し、電子輸送層２を形成した後、電子輸送層２上に厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を形成した。尚、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
（２）有機ＥＬ素子の発光性能評価
　作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度、電流密度を測定し、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧及び発光効率（外部量子効率）を求めた。これら発光性能の評価結果を表２に示す。
実施例２
　電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、発光性能を評価した。結果を表２に示す。
　さらに、初期輝度３，０００ｃｄ／ｍ２における輝度７０％寿命（輝度が初期輝度の７０％まで低下する時間）を求めた。輝度７０％寿命の結果を表３に示す。
実施例３
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
実施例４
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｂを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
実施例５
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。結果を表２に示す。
実施例６
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｃを、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例７
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例８
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
実施例９
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
比較例１
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－１を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｈ－１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
比較例２
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－２を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｈ－２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。さらに実施例２と同様にして輝度７０％寿命を評価した。結果を表２，３に示す。
比較例３
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｈ－１を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
比較例４
　発光層ホスト化合物として、化合物Ａの代わりに化合物Ｈ－４を、電子輸送層１の化合物として、化合物Ｈ－３の代わりに化合物Ｈ－２を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例１～９の素子は、電荷バランスの向上により、比較例１～４の素子と比較して高効率化した。また、実施例１～９の素子は、正孔注入性及び電子注入性が向上したため、低電圧化した。特に、発光層におけるホスト材料として本発明の化合物を用いた場合、電荷バランスの向上による長寿命化の効果が大きかった。
　本発明の化合物は、有機ＥＬ素子用材料として使用できる。本発明の有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
　上記に本発明の実施形態及び／又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び／又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
　この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。

Claims (17)

  1. 　下記式（Ａ）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
     （式（Ａ）において、
    　Ｙ１～Ｙ５は、それぞれ独立に、ＣＲ１、窒素原子、又はＣｚと結合する炭素原子を表し、Ｙ１～Ｙ５の少なくとも１つは窒素原子である。Ｒ１が複数存在する場合、複数のＲ１は互いに同一でも異なっていてもよい。ｍは１～３の整数であり、ｍが２以上の場合、複数のＣｚは互いに同一でも異なっていてもよい。
    　Ｙ１１～Ｙ１４は、それぞれ独立に、ＣＲ２、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ１５～Ｙ１８は、それぞれ独立に、ＣＲ２又は窒素原子である。Ｒ２が複数存在する場合、複数のＲ２は互いに同一でも異なっていてもよい。
    　Ｙ２１～Ｙ２４は、それぞれ独立に、ＣＲ３、窒素原子、又はＡと結合する炭素原子であり、Ｙ２５～Ｙ２８は、それぞれ独立に、ＣＲ３又は窒素原子である。Ｒ３が複数存在する場合、複数のＲ３は互いに同一でも異なっていてもよい。
    　Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３～２０のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基、フルオロ基、又はシアノ基である。
    　Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
    　Ａは、単結合、置換もしくは無置換の炭素数１～２０のアルキレン基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６～１８の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５～１８の芳香族へテロ環基である。
    　ただし、Ａが単結合の場合、Ｙ１１～Ｙ１４のいずれか１つと、Ｙ２１～Ｙ２４のいずれか１つは直接結合する。
    　Ｃｚは、下記式（１）～（５）のいずれかで表される含窒素多環基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
     （式（１）～（５）において、
    　Ｘ１～Ｘ８は、それぞれ独立に、ＣＲａ又は窒素原子であり、
    　Ｚは、単結合、酸素原子、硫黄原子、－Ｓ（＝Ｏ）－、－Ｓ（＝Ｏ）２－、－Ｓｉ（ＲｃＲｄ）－、－Ｃ（ＲｅＲｆ）－、又は－Ｎ（Ｒｇ）－であり、
    　Ｒａ～Ｒｇは、それぞれ独立に、Ｒ１と同様の基であり、Ｒａが複数存在する場合、複数のＲａは互いに同一でも異なっていてもよい。
    　Ｃｚは、＊で示す位置でＹ１～Ｙ５を含む含窒素六員環と結合する。））
  2. 　Ｙ２及びＹ４の少なくとも１つが窒素原子である請求項１に記載の化合物。
  3. 　Ｙ１及びＹ５の少なくとも１つが窒素原子である請求項１に記載の化合物。
  4. 　Ｙ１～Ｙ５のいずれか１つのみが窒素原子である請求項１～３のいずれかに記載の化合物。
  5. 　Ｚが単結合である請求項１～４のいずれかに記載の化合物。
  6. 　Ｃｚが前記式（１）で表される含窒素多環基である請求項１～５のいずれかに記載の化合物。
  7. 　Ｃｚが前記式（４）で表される含窒素多環基である請求項１～５のいずれかに記載の化合物。
  8. 　Ａが単結合である請求項１～７のいずれかに記載の化合物。
  9. 　Ｙ２又はＹ４がＣｚと結合する炭素原子である請求項１～８のいずれかに記載の化合物。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  11. 　陰極と陽極の間に発光層を含む１層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも１層が請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 　前記発光層が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13. 　前記発光層が、燐光発光材料を含有する請求項１１又は１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  14. 　前記燐光発光材料が、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  15. 　前記陰極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１～１４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  16. 　前記有機薄膜層が電子輸送層である請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  17. 　前記陽極と前記発光層の間に有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含む請求項１１～１６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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