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WO2012153725A1 - 発光素子材料および発光素子 - Google Patents

発光素子材料および発光素子 Download PDF

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WO2012153725A1
WO2012153725A1 PCT/JP2012/061731 JP2012061731W WO2012153725A1 WO 2012153725 A1 WO2012153725 A1 WO 2012153725A1 JP 2012061731 W JP2012061731 W JP 2012061731W WO 2012153725 A1 WO2012153725 A1 WO 2012153725A1
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WO
WIPO (PCT)
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group
skeleton
general formula
light emitting
compound
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/061731
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English (en)
French (fr)
Inventor
長尾和真
富永剛
權▲じん▼友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020137031047A priority patent/KR101971895B1/ko
Priority to BR112013027966A priority patent/BR112013027966A2/pt
Priority to EP12781687.4A priority patent/EP2709181B1/en
Priority to CN201280022884.XA priority patent/CN103518271B/zh
Priority to JP2012525766A priority patent/JP5376063B2/ja
Priority to US14/116,737 priority patent/US9391288B2/en
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    • H10K85/342—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting element capable of converting electric energy into light and a light emitting element material used therefor. More specifically, the present invention relates to a light-emitting element that can be used in the fields of display elements, flat panel displays, backlights, lighting, interiors, signs, signboards, electrophotographic machines, optical signal generators, and light-emitting element materials used therefor. .
  • This light emitting element is characterized by thin light emission with high luminance under a low driving voltage and multicolor light emission by selecting a fluorescent material.
  • the driving voltage of the element depends greatly on the carrier transport material that transports carriers such as holes and electrons to the light emitting layer.
  • materials having a carbazole skeleton are known as materials that transport holes (hole transport materials) (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the material having the carbazole skeleton has a high triplet level, it is known as a host material for a light-emitting layer (see, for example, Patent Document 3).
  • An object of the present invention is to provide an organic thin film light emitting device that solves the problems of the prior art and has improved luminous efficiency and durability.
  • the present invention is a light emitting device material comprising a compound having a carbazole skeleton represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 8 may be the same or different from each other, and may be hydrogen, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, aryl Thioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, amino group, silyl group, —P ( ⁇ O) R 9 R 10 and the following general formula (3)
  • R 9 and R 10 are each an aryl group or a heteroaryl group, wherein any one of R 1 to R 8 is a group represented by the following general formula (3) , and the any position of R 51 ⁇ R 58 in the general formula (3), or any of the radicals represented by R 59 Connecting a location.
  • R 1 ⁇ R 8 except where the group represented by the general formula (3), dibenzofuran skeleton, dibenzothiophene skeleton and a carbazole skeleton are not included.
  • R 1 ⁇ R 10 does not include an anthracene skeleton and a pyrene skeleton
  • A is a group represented by the following general formula (2).
  • R 11 to R 15 may be the same or different and each represents hydrogen or a substituted or unsubstituted aryl group. However, at least two of R 11 to R 15 are substituted or unsubstituted aryl groups. R 11 to R 15 do not include an anthracene skeleton or a pyrene skeleton.
  • R 51 to R 59 may be the same or different and are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl ether group, an arylthioether Selected from the group consisting of a group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P ( ⁇ O) R 60 R 61 .
  • R 60 and R 61 are an aryl group or a heteroaryl group. However, any one position of R 51 to R 58 or any position in the group represented by R 59 is linked to any position among R 1 to R 8 in the general formula (1). .
  • R 51 to R 59 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton, except when linked to any position among R 1 to R 8 in the general formula (1).
  • R 51 to R 61 do not include an anthracene skeleton and a pyrene skeleton.
  • an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and further having a sufficient durability life.
  • R 9 R 10 and the following general formula (3) Selected from the group consisting of R 9 and R 10 are an aryl group or a heteroaryl group.
  • any one of R 1 to R 8 is a group represented by the following general formula (3), and any one of R 51 to R 58 in the general formula (3), or R 59 Link to any position in the group represented.
  • R 1 to R 8 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton except for the group represented by the general formula (3).
  • R 1 to R 10 do not include an anthracene skeleton or a pyrene skeleton.
  • A is a group represented by the following general formula (2).
  • R 11 to R 15 may be the same or different and each represents hydrogen or a substituted or unsubstituted aryl group. However, at least two of R 11 to R 15 are substituted or unsubstituted aryl groups. R 11 to R 15 do not include an anthracene skeleton or a pyrene skeleton.
  • R 51 to R 59 may be the same or different and are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl ether group, an arylthioether Selected from the group consisting of a group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P ( ⁇ O) R 60 R 61 .
  • R 60 and R 61 are an aryl group or a heteroaryl group. However, any one position of R 51 to R 58 or any position in the group represented by R 59 is linked to any position among R 1 to R 8 in the general formula (1). .
  • R 51 to R 59 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton, except when linked to any position among R 1 to R 8 in the general formula (1).
  • R 51 to R 61 do not include an anthracene skeleton and a pyrene skeleton.
  • the alkyl group represents, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group. It may or may not have a substituent.
  • a substituent There is no restriction
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 and more preferably 1 to 8 from the viewpoint of availability and cost.
  • the cycloalkyl group represents, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as cyclopropyl, cyclohexyl, norbornyl, adamantyl, etc., which may or may not have a substituent.
  • carbon number of an alkyl group part is not specifically limited, Usually, it is the range of 3-20.
  • the heterocyclic group refers to an aliphatic ring having atoms other than carbon, such as a pyran ring, a piperidine ring, and a cyclic amide, in the ring, which may or may not have a substituent. .
  • carbon number of a heterocyclic group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
  • alkenyl group refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond such as a vinyl group, an allyl group, or a butadienyl group, which may or may not have a substituent.
  • carbon number of an alkenyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
  • the cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexenyl group, which may have a substituent. You don't have to. Although carbon number of a cycloalkenyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
  • the alkynyl group indicates, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent.
  • carbon number of an alkynyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-20.
  • the alkoxy group refers to, for example, a functional group having an aliphatic hydrocarbon group bonded through an ether bond such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. It may not have. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, Usually, it is the range of 1-20.
  • the alkylthio group is a group in which an oxygen atom of an ether bond of an alkoxy group is substituted with a sulfur atom.
  • the hydrocarbon group of the alkylthio group may or may not have a substituent. Although carbon number of an alkylthio group is not specifically limited, Usually, it is the range of 1-20.
  • An aryl ether group refers to a functional group to which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent. Good. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
  • the aryl thioether group is a group in which an oxygen atom of an ether bond of an aryl ether group is substituted with a sulfur atom.
  • the aromatic hydrocarbon group in the aryl ether group may or may not have a substituent. Although carbon number of an aryl ether group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
  • the aryl group represents an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, a phenanthryl group, a fluoranthenyl group, a triphenylenyl group, or a terphenyl group.
  • the aryl group may or may not have a substituent. Although carbon number of an aryl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 6-40.
  • a heteroaryl group is one or more atoms other than carbon such as furanyl, thiophenyl, pyridyl, quinolinyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, triazinyl, naphthyridyl, benzofuranyl, benzothiophenyl, indolyl, etc.
  • the cyclic aromatic group which has in an individual ring is shown, This may be unsubstituted or substituted.
  • carbon number of heteroaryl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 2-30.
  • Halogen means fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • the carbonyl group, carboxyl group, oxycarbonyl group, and carbamoyl group may or may not have a substituent.
  • substituents include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group.
  • the substituent may be further substituted.
  • the amino group may or may not have a substituent, and examples of the substituent include an aryl group and a heteroaryl group, and these substituents may be further substituted.
  • the silyl group refers to, for example, a functional group having a bond to a silicon atom such as a trimethylsilyl group, which may or may not have a substituent.
  • carbon number of a silyl group is not specifically limited, Usually, it is the range of 3-20.
  • the number of silicon is usually in the range of 1 to 6.
  • —P ( ⁇ O) R 9 R 10 , —P ( ⁇ O) R 24 R 25 and —P ( ⁇ O) R 75 R 76 may or may not have a substituent.
  • the group include an aryl group and a heteroaryl group, and these substituents may be further substituted.
  • the hydrogen contained in the various substituents may be deuterium.
  • a conventional compound having a carbazole skeleton does not necessarily have sufficient performance as a light emitting device material.
  • CBP 4,4'-di (9H-carbazol-9-yl) -1,1'-biphenyl
  • mCP 1,3-di (9H-carbazol-9-yl) benzene
  • CBP 4,4'-di (9H-carbazol-9-yl) -1,1'-biphenyl
  • mCP 1,3-di (9H-carbazol-9-yl) benzene
  • a compound having a carbazole skeleton has a property of transporting both charges of holes and electrons.
  • the inventors of the present invention have a small hole transport ability, so that the proportion of holes entering the light emitting layer is smaller than that of electrons entering from the electron transport layer, and the charge balance in the light emitting layer is reduced. Based on this hypothesis, the inventors have invented a compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1).
  • the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) preferably contains two carbazole skeletons in the molecule, thereby having high thin film stability and excellent heat resistance.
  • two carbazole skeletons are included, two are preferable because thermal decomposition is a concern.
  • R 1 to R 8 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton, except in the case of the group represented by the general formula (3).
  • R 51 to R 59 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton except when linked to any position among R 1 to R 8 in the general formula (1).
  • the compound having a carbazole skeleton of the present invention has a carbazole skeleton or a dibenzofuran skeleton having a molecular weight equivalent to that, or a dibenzothiophene skeleton as a substituent, the molecular weight increases and thermal decomposition is caused. This is because of concern.
  • the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) has an electron blocking property by having a phenyl group having at least two substituted or unsubstituted aryl groups as a substituent on N. Excellent performance.
  • the glass transition temperature (Tg) of the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) is increased, The electron blocking property is remarkably improved. As a result, the charge balance in the light emitting layer can be improved, and the light emitting element performance such as light emission efficiency and life can be improved.
  • the number of the aryl groups is 3 or more, it is difficult to synthesize them because they are sterically crowded. Therefore, the number of aryl groups is preferably two. Moreover, since the carbazole skeleton further has a group represented by the general formula (3), the hole transport property is excellent.
  • at least two of R 11 to R 15 in the general formula (2) are preferably substituted or unsubstituted phenyl groups. As the substituent in this case, it is preferable that the conjugation of the compound is not greatly expanded or the triplet level of the compound is not lowered, and an alkyl group or a halogen is more preferable.
  • the at least two substituted or unsubstituted phenyl groups may be the same or different.
  • the hydrogen atom of the substituted or unsubstituted phenyl group may be deuterium.
  • R 1 to R 10 in the general formula (1) and R 11 to R 15 in the general formula (2) do not include an anthracene skeleton and a pyrene skeleton. That is, the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) does not include an anthracene skeleton and a pyrene skeleton in the molecule. This is because the anthracene skeleton and the pyrene skeleton each have a low triplet level, and when the compound having the carbazole skeleton of the present invention has the substituent, the triplet level of the compound is lowered.
  • the triplet level is low and the triplet is in direct contact with the light-emitting layer containing the triplet light-emitting dopant. Excitation energy leaks, resulting in a decrease in luminous efficiency. Further, when the compound having the carbazole skeleton represented by the general formula (1) is used for the light emitting layer, the effect of confining the excitation energy of the triplet light emitting material cannot be sufficiently exhibited, and the light emission efficiency is lowered.
  • any one of R 1 to R 8 is a group represented by the general formula (3).
  • the group represented by the general formula (3) is any one of R 51 to R 58 , or any one of the groups represented by R 59 is connected to R 1 to R 8.
  • R 53 being used for the connection with R 3 means that the R 3 part of the general formula (1) and the R 53 part of the general formula (3) are directly bonded.
  • any position in the group represented by R 59 is used, for example, for connection with R 3.
  • R 59 is a phenyl group, any position in the phenyl group and This means that the R 3 moiety of the general formula (1) is directly bonded.
  • R 3 is a group represented by the general formula (3) because the hole transport ability is further improved.
  • a and R 59 are preferably different groups.
  • the effect of suppressing the interaction between the carbazole skeletons is increased, a stable thin film can be formed, and the durability is improved.
  • the group represented by the general formula (3) is preferably a group represented by the following general formula (5).
  • any one of R 62 to R 74 is connected to any position of R 1 to R 8 in the general formula (1).
  • the other description about a substituent is as below-mentioned.
  • a compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (4) is preferable.
  • R 24 R 25 and the following general formula (5) Selected from the group consisting of R 24 and R 25 are an aryl group or a heteroaryl group.
  • any one of R 16 to R 23 is a group represented by the following general formula (5), and is linked to any position among R 62 to R 74 in the general formula (5).
  • R 16 to R 23 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton except for the group represented by the general formula (5).
  • R 16 to R 23 do not include an anthracene skeleton or a pyrene skeleton.
  • R 62 to R 74 may be the same or different and are each a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, an aryl ether group, an aryl thioether Selected from the group consisting of a group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen, a carbonyl group, a carboxyl group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, an amino group, a silyl group, and —P ( ⁇ O) R 75 R 76 .
  • R 75 and R 76 are an aryl group or a heteroaryl group. However, any one of R 62 to R 74 is connected to any position of R 16 to R 23 in the general formula (4). Note that R 62 to R 74 do not include a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and a carbazole skeleton, except when linked to any position among R 16 to R 23 in the general formula (4). R 62 to R 76 do not include an anthracene skeleton or a pyrene skeleton.
  • any one of R 62 to R 74 in the general formula (5) is a mother skeleton, that is, 9-([1,1 ′: 3 ′, 1 '' -Terphenyl] -5'-yl) -9H-carbazole skeleton is used so that the linked carbazoles exhibit high hole transport properties, and the hole mobility in the layer is improved. Low driving voltage is possible because it leads to improvement.
  • a high triplet level of the carbazole skeleton itself can be maintained, and easy deactivation can be suppressed, so that high light emission efficiency is achieved.
  • the molecule has an asymmetric structure, the effect of suppressing interaction between carbazole skeletons is increased, a stable thin film can be formed, and the durability is improved.
  • the substituent (however, other than the group represented by the general formula (3) or the general formula (5)) included in the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) or (4) is Among these, hydrogen (including deuterium), an alkyl group, an aryl group, or a heteroaryl group is preferable.
  • R 59 is preferably an aryl group, and more preferably a phenyl group, a naphthyl group, and a phenanthryl group. These groups may be further substituted with an alkyl group, a halogen, an aryl group or a heteroaryl group, except for an anthracenyl group or a pyrenyl group. Further, when a triplet light emitting material is used for the light emitting layer, the triplet level of the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) or (4) of the present invention becomes a very important value.
  • R 59 is preferably a substituted or unsubstituted phenyl group having a high triplet level. As the substituent in this case, it is preferable that the conjugation of the compound is not greatly expanded or the triplet level of the compound is not lowered, and an alkyl group or a halogen is more preferable.
  • the compound having a carbazole skeleton represented by the general formula (1) is not particularly limited, and specific examples include the following. In addition, the following is an illustration, and even if it is other than the compound specified here, if it is represented by General formula (1), it is preferably used similarly.
  • a known method can be used for the synthesis of a compound having a carbazole skeleton as described above.
  • Examples of the method for synthesizing the carbazole dimer include a method using a coupling reaction between a carbazole derivative using a palladium or copper catalyst and a halide or triflate, but is not limited thereto. .
  • an example using 9-phenylcarbazole-3-boronic acid is shown below.
  • Examples of a method for introducing a substituent onto N of carbazole include a method using a coupling reaction between a carbazole derivative and a halide using a palladium or copper catalyst, but is not limited thereto. .
  • the compound represented by the general formula (1) is used as a light emitting device material.
  • the light emitting device material in the present invention represents a material used for any layer of the light emitting device, and as described later, in the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer and / or the electron transport layer.
  • the materials used for the cathode protective film are also included.
  • the light emitting device of the present invention has an anode and a cathode and an organic layer interposed between the anode and the cathode, and the organic layer emits light by electric energy.
  • the layer structure between the anode and the cathode is composed of only the light emitting layer, 1) light emitting layer / electron transport layer, 2) hole transport layer / light emitting layer, and 3) hole transport.
  • Layer / light emitting layer / electron transport layer 4) hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, 5) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer, 6) hole A laminated structure such as injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer can be mentioned.
  • Each of the layers may be either a single layer or a plurality of layers, and may be doped.
  • the compound represented by the general formula (1) may be used in any of the above layers in the light emitting device, but is particularly preferably used in the hole transport layer or the light emitting layer.
  • the anode and the cathode have a role of supplying a sufficient current for light emission of the device, and it is desirable that at least one of them is transparent or translucent in order to extract light.
  • the anode formed on the substrate is a transparent electrode.
  • the material used for the anode is a material that can efficiently inject holes into the organic layer and is transparent or translucent to extract light
  • zinc oxide tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), zinc oxide
  • conductive metal oxides such as indium (IZO), metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, and conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline are particularly limited.
  • ITO glass or Nesa glass it is particularly desirable to use ITO glass or Nesa glass.
  • These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed.
  • the resistance of the transparent electrode is not limited as long as a current sufficient for light emission of the element can be supplied, but it is desirable that the resistance be low from the viewpoint of power consumption of the element.
  • an ITO substrate with a resistance of 300 ⁇ / ⁇ or less will function as a device electrode, but since it is now possible to supply a substrate with a resistance of approximately 10 ⁇ / ⁇ , use a substrate with a low resistance of 20 ⁇ / ⁇ or less. Is particularly desirable.
  • the thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but is usually used in a range of 50 to 300 nm.
  • the light emitting element is preferably formed over a substrate.
  • a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used.
  • the thickness of the glass substrate it is sufficient that the thickness is sufficient to maintain the mechanical strength.
  • alkali-free glass is preferred because it is better that there are fewer ions eluted from the glass.
  • soda lime glass provided with a barrier coat such as SiO 2 is also commercially available and can be used.
  • the substrate need not be glass, and for example, an anode may be formed on a plastic substrate.
  • the ITO film forming method is not particularly limited, such as an electron beam method, a sputtering method, and a chemical reaction method.
  • the material used for the cathode is not particularly limited as long as it can efficiently inject electrons into the light emitting layer.
  • metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or alloys and multilayer stacks of these metals with low work function metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium Is preferred.
  • aluminum, silver, and magnesium are preferable as the main component from the viewpoints of electrical resistance, ease of film formation, film stability, luminous efficiency, and the like.
  • magnesium and silver are preferable because electron injection into the electron transport layer and the electron injection layer in the present invention is facilitated and low voltage driving is possible.
  • metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals, inorganic materials such as silica, titania and silicon nitride, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride
  • an organic polymer compound such as a hydrocarbon polymer compound is laminated on the cathode as a protective film layer.
  • the protective film layer is selected from materials that are light transmissive in the visible light region.
  • the production method of these electrodes is not particularly limited, such as resistance heating, electron beam, sputtering, ion plating and coating.
  • the hole injection layer is a layer inserted between the anode and the hole transport layer.
  • the hole injection layer may be either a single layer or a plurality of layers stacked.
  • the presence of a hole injection layer between the hole transport layer and the anode is preferable because it not only drives at a lower voltage and improves the durability life, but also improves the carrier balance of the device and the light emission efficiency.
  • the material used for the hole injection layer is not particularly limited.
  • heterocyclic compounds and polymer systems of Polycarbonate and styrene derivatives polythiophene, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole and polysilane are used.
  • the compound represented by General formula (1) can also be used.
  • a benzidine derivative, a starburst arylamine material group, a mono A carbazole derivative is more preferably used.
  • the materials may be used alone or as a mixture of two or more materials.
  • a plurality of materials may be stacked to form a hole injection layer.
  • the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or that the hole injection material is doped with an acceptor compound so that the above-described effects can be obtained more remarkably.
  • An acceptor compound is a material that forms a charge transfer complex with a material that forms a hole-injecting layer in contact with a hole-transporting layer when used as a single-layer film and a material that forms a hole-injecting layer when used as a doped layer. When such a material is used, the conductivity of the hole injection layer is improved, which contributes to lowering of the driving voltage of the device, and the effects of improving the light emission efficiency and improving the durability life can be obtained.
  • acceptor compounds include metal chlorides such as iron (III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony chloride, metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, ruthenium oxide, A charge transfer complex such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate (TBPAH).
  • metal chlorides such as iron (III) chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony chloride, metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, ruthenium oxide,
  • a charge transfer complex such as tris (4-bromophenyl) aminium hexachloroantimonate (TBPAH).
  • organic compounds having a nitro group, cyano group, halogen or trifluoromethyl group in the molecule quinone compounds, acid anhydride compounds, fullerenes, and the like are also preferably used.
  • these compounds include hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), 4,4 ′, 4 ′.
  • the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or when the hole injection layer is doped with an acceptor compound, the hole injection layer may be a single layer, A plurality of layers may be laminated.
  • the hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the hole transport layer may be a single layer or may be configured by laminating a plurality of layers.
  • the compound represented by the general formula (1) has an ionization potential of 5.3 to 6.0 eV (measured value of deposited film AC-2 (RIKEN Keiki)), a high triplet level, a high hole transport property and a thin film. Since it has stability, it is preferably used for the hole injection layer and the hole transport layer of the light-emitting element. In addition, since the compound represented by the general formula (1) has a large energy gap with respect to a conventional hole transport material having a benzidine skeleton, the LUMO level is high and the electron blocking property is excellent. Furthermore, the compound represented by the general formula (1) is preferably used as a hole transport material of an element using a triplet light emitting material.
  • a hole transport material having a conventional benzidine skeleton has a low triplet level, and when it is in direct contact with a light emitting layer containing a triplet light emitting dopant, leakage of triplet excitation energy occurs, resulting in a decrease in luminous efficiency. This is because the compound represented by the general formula (1) has a high triplet level, and such a problem does not occur.
  • the hole transport layer containing the compound represented by the general formula (1) is preferably in direct contact with the light emitting layer. This is because the compound represented by the general formula (1) has a high electron blocking property and can prevent intrusion of electrons flowing out from the light emitting layer. Furthermore, since the compound represented by the general formula (1) has a high triplet level, it also has an effect of confining the excitation energy of the triplet light-emitting material. Therefore, even when a triplet light emitting material is included in the light emitting layer, the hole transport layer containing the compound represented by the general formula (1) is preferably in direct contact with the light emitting layer.
  • the compound of the present invention having a high triplet level is preferable. Used.
  • the hole transport layer may be composed only of the compound represented by the general formula (1), or may be mixed with other materials as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • other materials used for example, 4,4′-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl (TPD), 4,4′-bis (N- (1 -Naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl (NPD), 4,4'-bis (N, N-bis (4-biphenylyl) amino) biphenyl (TBDB), bis (N, N'-diphenyl-4-amino) Phenyl) -N, N-diphenyl-4,4′-diamino-1,1′-biphenyl (TPD232), N 4 , N 4 ′ -([1,1′-biphenyl] -4,4′-diyl) Benzidine derivatives such as bis (N 4 , N 4 , N
  • the light emitting layer may be either a single layer or a plurality of layers, each formed by a light emitting material (host material, dopant material), which may be a mixture of a host material and a dopant material or a host material alone, Either is acceptable. That is, in the light emitting element of the present invention, only the host material or the dopant material may emit light in each light emitting layer, or both the host material and the dopant material may emit light. From the viewpoint of efficiently using electric energy and obtaining light emission with high color purity, the light emitting layer is preferably composed of a mixture of a host material and a dopant material. Further, the host material and the dopant material may be either one kind or a plurality of combinations, respectively.
  • a light emitting material host material, dopant material
  • the dopant material may be included in the entire host material or may be partially included.
  • the dopant material may be laminated or dispersed.
  • the dopant material can control the emission color.
  • the doping method can be formed by a co-evaporation method with a host material, but may be simultaneously deposited after being previously mixed with the host material.
  • the luminescent material includes metal chelation such as tris (8-quinolinolato) aluminum, condensed ring derivatives such as anthracene and pyrene, which have been known as luminescent materials.
  • the host material contained in the light-emitting material is not limited to a single compound, and a plurality of compounds of the present invention may be mixed and used, or one or more other host materials may be mixed and used. Further, they may be used in a stacked manner.
  • the host material is not particularly limited, but is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, naphthacene, triphenylene, perylene, fluoranthene, fluorene, indene, or a derivative thereof, N, N′-dinaphthyl- Aromatic amine derivatives such as N, N′-diphenyl-4,4′-diphenyl-1,1′-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinato) aluminum (III), distyrylbenzene Bisstyryl derivatives such as derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, pyrrolopyrrole derivatives,
  • the host used when the light emitting layer performs triplet light emission can be used Is not particularly limited.
  • metal chelated oxinoid compounds dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, A triphenylene derivative or the like is preferably used.
  • the compound represented by the general formula (1) has an ionization potential of 5.3 to 6.0 eV (measured value of deposited film AC-2 (RIKEN Keiki)), a high triplet level, and a high hole transport property. And since it has thin film stability, it is preferably used for a light emitting layer of a light emitting element. In addition, since the compound represented by the general formula (1) has a large energy gap with respect to a conventional material having a high hole transporting property having a benzidine skeleton, the LUMO level is high and the electron blocking property is excellent. Furthermore, the compound represented by the general formula (1) is preferably used as a host material of an element using a triplet light emitting material.
  • a compound represented by the general formula (1) has a low triplet level, and if it is in direct contact with a light-emitting layer containing a triplet light-emitting dopant, leakage of triplet excitation energy occurs and the light emission efficiency decreases. Has a high triplet level, and such a problem does not occur.
  • the compound represented by the general formula (1) since the compound represented by the general formula (1) exhibits good hole injecting and transporting properties as described above and also improves the electron blocking property, it can be used as a hole transporting host. Furthermore, it is preferable to use it in combination with an electron transporting host because the number of carriers in the light emitting layer is increased and the recombination probability is increased.
  • the electron transporting host material is not particularly limited, but a carbazole compound containing a pyrimidine skeleton or a triazine skeleton or a compound having a carbazole moiety is preferably used.
  • the dopant material contained in the light-emitting material is not particularly limited, but is a compound having an aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, chrysene, fluorene, benzofluorene, pyrene, triphenylene, perylene, fluorene, indene, or a derivative thereof (for example, 2 -(Benzothiazol-2-yl) -9,10-diphenylanthracene and 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene), furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene, 9,9'- Heteroaryl such as spirobisilafluorene, benzothiophene, benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, nap
  • dopants used when the light emitting layer emits triplet light emission include iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium.
  • a metal complex compound containing at least one metal selected from the group consisting of (Re) is preferable.
  • the ligand preferably has a nitrogen-containing aromatic heterocycle such as a phenylpyridine skeleton or a phenylquinoline skeleton.
  • an appropriate complex is selected from the relationship with the required emission color, device performance, and host compound.
  • tris (2-phenylpyridyl) iridium complex tris ⁇ 2- (2-thiophenyl) pyridyl ⁇ iridium complex, tris ⁇ 2- (2-benzothiophenyl) pyridyl ⁇ iridium complex, tris (2-phenyl) Benzothiazole) iridium complex, tris (2-phenylbenzoxazole) iridium complex, trisbenzoquinoline iridium complex, bis (2-phenylpyridyl) (acetylacetonato) iridium complex, bis ⁇ 2- (2-thiophenyl) pyridyl ⁇ iridium Complex, bis ⁇ 2- (2-benzothiophenyl) pyridyl ⁇ (acetylacetonato) iridium complex, bis (2-phenylbenzothiazole) (acetylacetonato) iridium complex, bis (2-phenylbenzox
  • the triplet light-emitting material used as the dopant material may contain only one type in the light-emitting layer, or a mixture of two or more types.
  • the total weight of the dopant material is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the host material.
  • the light emitting layer may further include a third component for adjusting the carrier balance in the light emitting layer or stabilizing the layer structure of the light emitting layer.
  • a third component for adjusting the carrier balance in the light emitting layer or stabilizing the layer structure of the light emitting layer.
  • the third component a material that does not cause an interaction between the host material composed of the compound having the carbazole skeleton represented by the general formula (1) and the dopant material composed of the triplet light emitting material is selected. .
  • the preferred host and dopant in the triplet emission system are not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the electron transport layer is a layer in which electrons are injected from the cathode and further transports electrons.
  • the electron transport layer has high electron injection efficiency, and it is desired to efficiently transport injected electrons.
  • the electron transport layer is required to be a substance having a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and a trapping impurity that is unlikely to be generated during manufacture and use.
  • a compound having a molecular weight of 400 or more that maintains a stable film quality is preferable because a low molecular weight compound is likely to be crystallized to deteriorate the film quality.
  • the electron transport layer in the present invention includes a hole blocking layer that can efficiently block the movement of holes as the same meaning.
  • Examples of the electron transport material used for the electron transport layer include condensed polycyclic aromatic derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives represented by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl, anthraquinone and diphenoquinone Quinoline derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum (III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes.
  • the electron-accepting nitrogen mentioned here represents a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, an aromatic heterocycle containing electron-accepting nitrogen has a high electron affinity. An electron transport material having electron-accepting nitrogen makes it easier to receive electrons from a cathode having a high electron affinity, and can be driven at a lower voltage. In addition, since the number of electrons supplied to the light emitting layer is increased and the recombination probability is increased, the light emission efficiency is improved.
  • heteroaryl ring containing an electron-accepting nitrogen examples include, for example, a pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, imidazole ring, oxazole ring, Examples thereof include an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthrimidazole ring.
  • Examples of these compounds having a heteroaryl ring structure include benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoins.
  • Preferred compounds include quinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives and naphthyridine derivatives.
  • imidazole derivatives such as tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis [(4-tert-butylphenyl) 1,3,4-oxadiazolyl] phenylene, Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproine and 1,3-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,2 ′
  • a benzoquinoline derivative such as bis (benzo [h] quinolin-2-yl) -9,9′-spirobifluorene, 2,5-bis (6 ′-(2 ′, 2 ′′ -bipyridyl))-1, Bipyridine derivatives such as 1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 1,3-bis (4 ′-(2,2 )
  • the condensed polycyclic aromatic skeleton is particularly preferably an anthracene skeleton, a pyrene skeleton or a phenanthroline skeleton.
  • the electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed with the electron transport material.
  • the preferred electron transport material is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed and used in the electron transport material.
  • you may contain a donor compound.
  • the donor compound is a compound that facilitates electron injection from the cathode or the electron injection layer to the electron transport layer by improving the electron injection barrier and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer.
  • Preferred examples of the donor compound include an alkali metal, an inorganic salt containing an alkali metal, a complex of an alkali metal and an organic substance, an alkaline earth metal, an inorganic salt containing an alkaline earth metal, or an alkaline earth metal and an organic substance. And the like.
  • Preferred types of alkali metals and alkaline earth metals include alkaline metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium that have a large effect of improving the electron transport ability with a low work function, and alkaline earths such as magnesium, calcium, cerium, and barium. A metal is mentioned.
  • inorganic salts include oxides such as LiO and Li 2 O, nitrides, fluorides such as LiF, NaF, and KF, Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Examples thereof include carbonates such as Cs 2 CO 3 .
  • alkali metal or alkaline earth metal include lithium and cesium from the viewpoint that a large low-voltage driving effect can be obtained.
  • organic substance in the complex with the organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, and hydroxytriazole.
  • a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable from the viewpoint that the effect of lowering the voltage of the light emitting device is larger, and a complex of lithium and an organic substance is more preferable from the viewpoint of ease of synthesis and thermal stability, Particularly preferred is lithium quinolinol, which can be obtained at a low cost.
  • the ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.6 eV or more and 8.0 eV or less, and more preferably 6.0 eV or more and 7.5 eV or less.
  • each layer constituting the light emitting element is not particularly limited, such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc., but resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition is usually used in terms of element characteristics. preferable.
  • the thickness of the organic layer is not limited because it depends on the resistance value of the luminescent material, but is preferably 1 to 1000 nm.
  • the film thicknesses of the light emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are each preferably 1 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm.
  • the light emitting element of the present invention has a function of converting electrical energy into light.
  • a direct current is mainly used as the electric energy, but a pulse current or an alternating current can also be used.
  • the current value and voltage value are not particularly limited, but should be selected so that the maximum luminance can be obtained with as low energy as possible in consideration of the power consumption and lifetime of the device.
  • the light-emitting element of the present invention is suitably used as a display for displaying in a matrix and / or segment system, for example.
  • pixels for display are arranged two-dimensionally such as a lattice shape or a mosaic shape, and characters and images are displayed by a set of pixels.
  • the shape and size of the pixel are determined by the application. For example, a square pixel with a side of 300 ⁇ m or less is usually used for displaying images and characters on a personal computer, monitor, TV, and a pixel with a side of mm order for a large display such as a display panel. become.
  • monochrome display pixels of the same color may be arranged. However, in color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically a delta type and a stripe type.
  • the matrix driving method may be either a line sequential driving method or an active matrix. Although the structure of the line sequential drive is simple, the active matrix may be superior in consideration of the operation characteristics, and it is necessary to use it depending on the application.
  • the segment system in the present invention is a system in which a pattern is formed so as to display predetermined information and a region determined by the arrangement of the pattern is caused to emit light.
  • a pattern is formed so as to display predetermined information and a region determined by the arrangement of the pattern is caused to emit light.
  • the time and temperature display in a digital clock or a thermometer the operation state display of an audio device or an electromagnetic cooker, the panel display of an automobile, etc.
  • the matrix display and the segment display may coexist in the same panel.
  • the light-emitting element of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices.
  • the backlight is used mainly for the purpose of improving the visibility of a display device that does not emit light, and is used for a liquid crystal display device, a clock, an audio device, an automobile panel, a display panel, a sign, and the like.
  • the light-emitting element of the present invention is preferably used for a backlight for a liquid crystal display device, particularly a personal computer for which a reduction in thickness is being considered, and a backlight that is thinner and lighter than conventional ones can be provided.
  • Synthesis example 1 Synthesis of Compound [6] Mixing of 20.9 g of 3-bromocarbazole, 15.0 g of phenylcarbazole-3-boronic acid, 366 mg of palladium acetate, 300 mg of tris (2-methylphenyl) phosphine, 105 ml of 2M aqueous potassium carbonate solution, and 260 ml of dimethoxyethane The solution was refluxed for 6 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, extraction was performed with 500 ml of toluene. The organic layer was washed twice with 100 ml of water, dried over magnesium sulfate and evaporated. The obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography and vacuum-dried to obtain 13.5 g of 9-phenyl-9H, 9′H-3,3′-bicarbazole.
  • the organic layer was washed 3 times with 250 ml of water, dried over magnesium sulfate and evaporated.
  • the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography, and the solid obtained by evaporation was vacuum dried to obtain 12.1 g of a white solid.
  • This compound [6] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 330 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.7% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • Synthesis example 2 Synthesis of Compound [156] A mixed solution of 20 g of 2-bromonitrobenzene, 17 g of 4-chlorophenylboronic acid, 45 g of tripotassium phosphate, 6.9 g of tetrabutylammonium bromide, 480 mg of palladium acetate and 500 ml of dimethylformamide under a nitrogen stream at 130 ° C. And stirred for 5 hours. After cooling to room temperature, 100 ml of water was poured and extracted with 150 ml of toluene. The organic layer was washed 3 times with 100 ml of water, dried over magnesium sulfate and evaporated. After purification by silica gel column chromatography and vacuum drying, 22 g of 2- (4-chlorophenyl) nitrobenzene was obtained.
  • the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography, dried in vacuo, and then 9-phenyl-2- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)- 16 g of 9H-carbazole was obtained.
  • the organic layer was washed 3 times with 50 ml of water, dried over magnesium sulfate and evaporated.
  • the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography, and the solid obtained by evaporation was vacuum dried to obtain 2.0 g of a white solid.
  • This compound [156] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 330 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.8% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • Synthesis example 3 Synthesis of Compound [176] 3-Bromocarbazole 20.9 g, 9-phenylcarbazole-3-boronic acid 15.0 g, palladium acetate 366 mg, tris (2-methylphenyl) phosphine 300 mg, 2M aqueous potassium carbonate solution 105 ml, dimethoxyethane 260 ml The mixed solution was refluxed for 6 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, extraction was performed with 500 ml of tetrahydrofuran. The organic layer was washed twice with 100 ml of saturated brine, dried over magnesium sulfate and evaporated. The obtained concentrate was purified by o-xylene recrystallization and vacuum dried to obtain 13.5 g of 9-phenyl-9H, 9′H-3,3′-bicarbazole.
  • This compound [176] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 330 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.6% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • Synthesis example 4 Synthesis of Compound [170] Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 4-methylphenylboronic acid was used instead of phenylboronic acid to obtain a white solid.
  • the results of 1 H-NMR analysis of the obtained powder are as follows, and it was confirmed that the white solid obtained above was Compound [170].
  • 1 H-NMR (CDCl 3 (d ppm)): 2.43 (s, 6H), 7.29-8.23 (m, 26H), 8.25-8.46 (m, 2H), 8 .47 (s, 2H).
  • This compound [170] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 340 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.7% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • Synthesis example 5 Synthesis of Compound [193] Synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that 4-fluorophenylboronic acid was used instead of phenylboronic acid to obtain a white solid.
  • the results of 1 H-NMR analysis of the obtained powder are as follows, and it was confirmed that the white solid obtained above was Compound [193].
  • 1 H-NMR (CDCl 3 (d ppm)): 7.18-7.21 (m, 4H), 7.32-7.37 (m, 2H), 7.44-7.56 (m, 6H), 7.61-7.77 (m, 9H), 7.77-8.82 (m, 5H), 8.24-8.28 (m, 2H), 8.47-8.49 ( m, 2H).
  • This compound [193] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 340 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.7% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • the organic layer was washed 3 times with 50 ml of water, dried over magnesium sulfate and evaporated.
  • the obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography, and the solid obtained by evaporation was vacuum dried to obtain 1.5 g of a white solid.
  • This compound [198] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 300 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • the HPLC purity (area% at a measurement wavelength of 254 nm) was 99.7% before sublimation purification and 99.9% after sublimation purification.
  • Example 1 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 50 nm was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. HI-1 was deposited as a hole injection layer to a thickness of 10 nm by a resistance heating method.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-1 was deposited to 110 nm as the first hole transport layer.
  • 10 nm of compound [6] was vapor-deposited as a 2nd positive hole transport layer.
  • Compound H-1 was used as the host material
  • Compound D-1 was used as the dopant material
  • vapor deposition was performed to a thickness of 40 nm so that the dopant concentration was 5 wt%.
  • Compound E-1 was laminated to a thickness of 20 nm as an electron transport layer.
  • lithium fluoride 0.5 nm and aluminum 60 nm were vapor-deposited to form a 5 ⁇ 5 mm square device.
  • the film thickness here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • blue light emission with a luminous efficiency of 5.2 lm / W was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 1600 hours.
  • Compounds HI-1, HT-1, H-1, D-1, and E-1 are the compounds shown below.
  • Examples 2-4 A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials described in Table 1 were used as the second hole transport layer. The results of each example are shown in Table 1.
  • Comparative Examples 1-6 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the materials described in Table 1 were used as the second hole transport layer. The results are shown in Table 1.
  • HT-2 to HT-7 are the compounds shown below.
  • Example 5 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 50 nm was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. HI-1 was deposited as a hole injection layer to a thickness of 10 nm by a resistance heating method.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-1 was deposited to 110 nm as the first hole transport layer.
  • 10 nm of compound [6] was vapor-deposited as a 2nd positive hole transport layer.
  • the compound H-2 was used as the host material
  • the compound D-2 was used as the dopant material
  • vapor deposition was performed to a thickness of 40 nm so that the dopant concentration was 10 wt%.
  • Examples 6-8 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the materials described in Table 2 were used as the second hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 2.
  • Comparative Examples 7-11 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that the compounds described in Table 2 were used as the second hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 2.
  • Example 9 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 50 nm was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. HI-1 was deposited as a hole injection layer to a thickness of 10 nm by a resistance heating method.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-1 125 nm of HT-1 was deposited as a hole transport layer.
  • the compound [6] was used as the host material
  • the compound D-2 was used as the dopant material
  • the dopant material was deposited to a thickness of 40 nm so that the doping concentration was 10 wt%.
  • Compound E-1 was laminated to a thickness of 20 nm as an electron transport layer.
  • lithium fluoride 0.5 nm and aluminum 60 nm were vapor-deposited to form a 5 ⁇ 5 mm square device.
  • the film thickness here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • green light emission with a luminous efficiency of 19.0 lm / W was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 1600 hours.
  • Examples 10-11 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the materials described in Table 3 were used as the hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Examples 12-18 A light emitting device was produced and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the compounds described in Table 3 were used as the hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 3. Compounds H-3, H-4, H-5 and H-6 are the compounds shown below.
  • Example 12 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 50 nm was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. HI-1 was deposited as a hole injection layer to a thickness of 10 nm by a resistance heating method.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-7 HT-7
  • 30 nm of compound [6] was vapor-deposited as a 2nd positive hole transport layer.
  • Compound H-7 was used as the host material
  • Compound D-3 was used as the dopant material
  • the dopant material was deposited to a thickness of 30 nm so that the doping concentration was 4 wt%.
  • Compound E-1 was laminated to a thickness of 35 nm as an electron transport layer.
  • lithium fluoride 0.5 nm and aluminum 60 nm were vapor-deposited to form a 5 ⁇ 5 mm square device.
  • the film thickness here is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • red light emission with a luminous efficiency of 10.3 lm / W was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 1500 hours.
  • Compounds H-7 and D-3 are the compounds shown below.
  • Examples 13-22 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 12 except that the materials described in Table 4 were used as the second hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 4.
  • Comparative Examples 19-22 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 12 except that the compounds described in Table 4 were used as the second hole transport layer, the host material, and the dopant material. The results are shown in Table 4.
  • Example 23 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to 50 nm was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less. HI-1 was deposited as a hole injection layer to a thickness of 10 nm by a resistance heating method.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HT-8 HT-8
  • 10 nm of compound [6] was vapor-deposited as a 2nd positive hole transport layer.
  • Compound H-8 was used as the host material
  • Compound D-4 was used as the dopant material
  • the dopant material was deposited to a thickness of 30 nm with a doping concentration of 10 wt%.
  • a layer in which an organic compound (E-2) and a donor compound (Liq: lithium quinolinol) are mixed at a deposition rate ratio of 1: 1 ( 0.05 nm / s: 0.05 nm / s) is used as an electron transport layer. Laminated to a thickness of
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , green light emission with a luminous efficiency of 50.0 lm / W was obtained.
  • this light emitting device was continuously driven with a direct current of 10 mA / cm 2 , the luminance was reduced by half in 5500 hours.
  • HT-8, H-8, and D-4 are the compounds shown below.
  • Examples 24-25 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 23 except that the materials described in Table 5 were used as the second hole transport layer. The results are shown in Table 5.
  • Comparative Examples 23 to 27 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 23 except that the compounds described in Table 5 were used as the second hole transport layer. The results are shown in Table 5.
  • Examples 26-28 As the hole injection layer, compound HT-8 and compound HI-2 are used instead of compound HI-1, and the doping concentration of compound HI-2 is 5% by weight with respect to compound HT-8.
  • a light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 23 except that. The results are shown in Table 5.
  • HI-2 is a compound shown below.
  • Examples 29-31 instead of compound H-8, a mixed host of compound H-8 and compound H-9 (co-deposited film of compound H-8 and compound H-9 was deposited at a deposition rate ratio of 1: 1 instead of compound H-8 as the host material.
  • a light-emitting device was fabricated in the same manner as in Examples 26 to 28 except that (deposited) was used. The results are shown in Table 5.
  • H-9 is a compound shown below.
  • Examples 32-34 A light emitting device was fabricated in the same manner as in Examples 23 to 25 except that Compound HI-3 was used instead of Compound HI-1 as the hole injection layer. The results are shown in Table 5.
  • HI-3 is a compound shown below.
  • Examples 35-37 A light emitting device was produced in the same manner as in Example 26 except that the material described in Table 5 was used instead of the layer in which compound E-2 and a donor compound (Liq: lithium quinolinol) were mixed as the electron transport layer. The results are shown in Table 5.
  • E-3 to E-5 are the compounds shown below.
  • Comparative Examples 28-29 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 35 except that the compounds described in Table 5 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 9. E-6 to E-7 are the compounds shown below.
  • Example 38 As an electron transport layer, instead of a layer in which compound E-2 and a donor compound (Liq: lithium quinolinol) are mixed, compound E-2 and compound E-1 are laminated at a film thickness ratio of 1: 1 to a thickness of 35 nm. A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 26 except that the above was used. The results are shown in Table 5.
  • Example 39 As an electron transport layer, instead of a layer in which compound E-2 and a donor compound (Liq: lithium quinolinol) are mixed, compound E-3 and compound E-1 are laminated at a film thickness ratio of 1: 1 to a thickness of 35 nm. A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 26 except that the above was used. The results are shown in Table 5.
  • Example 40 As an electron transport layer, instead of a layer in which compound E-2 and a donor compound (Liq: lithium quinolinol) are mixed, compound E-4 and compound E-1 are laminated at a film thickness ratio of 1: 1 to a thickness of 35 nm. A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 26 except that the above was used. The results are shown in Table 5.
  • Examples 41-43 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 23 except that the materials described in Table 5 were used as the second hole transport layer. The results are shown in Table 5.

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Abstract

　本発明は、特定のカルバゾール骨格を有する化合物を含有する発光素子材料を用いることにより、高発光効率と耐久性を両立した有機薄膜発光素子を提供するものである。

Description

発光素子材料および発光素子
　本発明は、電気エネルギーを光に変換できる発光素子およびそれに用いられる発光素子材料に関する。より詳しくは、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素子およびそれに用いられる発光素子材料に関するものである。
　陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機蛍光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、蛍光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。
　この研究は、コダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらによって有機薄膜素子が高輝度に発光することを示して以来、多数の実用化検討がなされており、有機薄膜発光素子は、携帯電話のメインディスプレイなどに採用されるなど着実に実用化が進んでいる。しかし、まだ技術的な課題も多く、中でも素子の高効率化と長寿命化の両立は大きな課題のひとつである。
　素子の駆動電圧は、正孔や電子といったキャリアを発光層まで輸送するキャリア輸送材料に大きく左右される。このうち正孔を輸送する材料（正孔輸送材料）としてカルバゾール骨格を有する材料が知られている（例えば、特許文献１～２参照）。また、上記カルバゾール骨格を有する材料は高い三重項準位を有することから、発光層のホスト材料として知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平８－３５４７号公報 大韓民国特許出願公開第２０１０－００７９４５８号公報 特開２００３－１３３０７５号公報
　しかしながら、従来の技術では素子の駆動電圧を十分に下げることは困難であり、また駆動電圧を下げることができたとしても、素子の発光効率、耐久寿命が不十分であった。このように、高い発光効率、さらに耐久寿命も両立させる技術は未だ見出されていない。
　本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、発光効率および耐久寿命を改善した有機薄膜発光素子を提供することを目的とするものである。
　本発明は、下記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物を含有することを特徴とする発光素子材料である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　（Ｒ１～Ｒ８はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ９Ｒ１０および下記一般式（３）で表される基からなる群より選ばれる。Ｒ９およびＲ１０はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ１～Ｒ８は、そのうちいずれか一つが下記一般式（３）で表される基であり、一般式（３）におけるＲ５１～Ｒ５８のうちいずれかの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ１～Ｒ８には、一般式（３）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ１～Ｒ１０にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。Ａは、下記一般式（２）で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　Ｒ１１～Ｒ１５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、または置換もしくは無置換のアリール基である。ただし、Ｒ１１～Ｒ１５の少なくとも２つは置換もしくは無置換のアリール基である。なお、Ｒ１１～Ｒ１５にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　Ｒ５１～Ｒ５９はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ６０Ｒ６１からなる群より選ばれる。Ｒ６０およびＲ６１はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ５１～Ｒ５８のいずれか一つの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置は一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ５１～Ｒ５９には、一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ５１～Ｒ６１にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。）
　本発明により、高い発光効率を有し、さらに十分な耐久寿命も兼ね備えた有機電界発光素子を提供することができる。
　本発明における一般式（１）で表される化合物について詳細に説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　Ｒ１～Ｒ８はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ９Ｒ１０および下記一般式（３）で表される基からなる群より選ばれる。Ｒ９およびＲ１０はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ１～Ｒ８は、そのうちいずれか一つが下記一般式（３）で表される基であり、一般式（３）におけるＲ５１～Ｒ５８のうちいずれかの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ１～Ｒ８には、一般式（３）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ１～Ｒ１０にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。Ａは、下記一般式（２）で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　Ｒ１１～Ｒ１５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、または置換もしくは無置換のアリール基である。ただし、Ｒ１１～Ｒ１５の少なくとも２つは置換もしくは無置換のアリール基である。なお、Ｒ１１～Ｒ１５にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　Ｒ５１～Ｒ５９はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ６０Ｒ６１からなる群より選ばれる。Ｒ６０およびＲ６１はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ５１～Ｒ５８のいずれか一つの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置は一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ５１～Ｒ５９には、一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ５１～Ｒ６１にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
　これらの置換基のうち、水素は重水素であってもよい。また、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。置換されている場合の追加の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基等を挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
　シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、３以上２０以下の範囲である。
　複素環基とは、例えば、ピラン環、ピペリジン環、環状アミドなどの炭素以外の原子を環内に有する脂肪族環を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。シクロアルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上２０以下の範囲である。
　アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した官能基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、１以上２０以下の範囲である。
　アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、通常、１以上２０以下の範囲である。
　アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介した芳香族炭化水素基が結合した官能基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、６以上４０以下の範囲である。
　アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールエーテル基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、６以上４０以下の範囲である。
　アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ターフェニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、置換基を有していても有していなくてもよい。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、６以上４０以下の範囲である。
　ヘテロアリール基とは、フラニル基、チオフェニル基、ピリジル基、キノリニル基、ピラジニル基、ピリミニジニル基、トリアジニル基、ナフチリジル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基などの炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。ヘテロアリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、２以上３０以下の範囲である。
　ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
　カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基は、置換基を有していても有していなくてもよく、置換基としては例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられ、これら置換基はさらに置換されてもよい。
　アミノ基は置換基を有していても有していなくてもよく、置換基としては例えばアリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。
　シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素原子への結合を有する官能基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、３以上２０以下の範囲である。また、ケイ素数は、通常、１以上６以下の範囲である。
　－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ９Ｒ１０、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２４Ｒ２５および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ７５Ｒ７６は置換基を有していても有していなくてもよく、置換基としては例えばアリール基、ヘテロアリール基などが挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。
　上記各種置換基中に含まれる水素は重水素であってもよい。
　従来のカルバゾール骨格を有する化合物は、発光素子材料として必ずしも十分な性能を有するものではなかった。例えば、4,4'-di(9H-carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl（略名：CBP）や1,3-di(9H-carbazol-9-yl)benzene（略名：ｍCP）はリン光ホスト材料や励起子ブロック材料として汎用の材料であるが、いずれも駆動電圧が高くなるという問題があった。本発明者らは、その改良の検討において、カルバゾール骨格を有する化合物の正孔輸送能と電子輸送能の強さに着目した。一般に、カルバゾール骨格を有する化合物は、正孔と電子の両電荷を輸送する特性を有する。これに対し本発明者らは、従来の化合物はその正孔輸送能が小さいために、発光層に入る正孔の割合が電子輸送層から入る電子に比べて小さく、発光層中の電荷のバランスが崩れることが素子性能の低下につながるのではないかと考え、かかる仮説を元に一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物を発明するに至った。
　一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は、分子中にカルバゾール骨格が２個含まれることが好ましく、これにより、高い薄膜安定性と優れた耐熱性を有する。なお、カルバゾール骨格が３個以上含まれる場合は熱的分解が懸念されるため２個であることが好ましい。
　さらに、Ｒ１～Ｒ８には、一般式（３）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ５１～Ｒ５９には、一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。これは上記理由と同様に、本発明のカルバゾール骨格を有する化合物が、カルバゾール骨格、もしくはそれと同等の分子量を有するジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格を置換基として有する場合、分子量が大きくなり、熱的分解が懸念されるためである。
　また、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は、Ｎ上の置換基として、少なくとも２つの置換もしくは無置換のアリール基を有するフェニル基を有していることにより、電子ブロック性に優れた性能を示す。このフェニル基に置換されているアリール基の数が１つではなく少なくとも２つであることで、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなり、電子ブロック性が顕著に向上する。その結果、発光層内の電荷バランスを改善し、発光効率や寿命などの発光素子性能を向上させることができる。また、前記アリール基の数が３つ以上になると、立体的に混み合うためにその合成が困難となる。したがって、前記アリール基の数は２つであることが好ましい。また、カルバゾール骨格がさらに一般式（３）で表される基を有することにより、正孔輸送性に優れる。特に、一般式（２）におけるＲ１１～Ｒ１５の少なくとも２つが置換もしくは無置換のフェニル基であることが好ましい。この場合の置換基としては、化合物の共役を大きく拡げない、または化合物の三重項準位を下げないことが好ましく、アルキル基またはハロゲンがより好ましい。この少なくとも２つの置換もしくは無置換のフェニル基は、それぞれ同じでも異なっていてもよい。置換もしくは無置換のフェニル基が有する水素原子は重水素であってもよい。
　また、一般式（１）におけるＲ１～Ｒ１０および一般式（２）におけるＲ１１～Ｒ１５にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。すなわち、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は分子内にアントラセン骨格およびピレン骨格を含まない。アントラセン骨格およびピレン骨格は、それ自体の三重項準位が低く、本発明のカルバゾール骨格を有する化合物が該置換基を有した場合、化合物の三重項準位を下げてしまうからである。一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が正孔輸送層に用いられる場合、三重項準位が低いと、三重項発光性ドーパントを含有する発光層に直接接していると三重項励起エネルギーの漏れが発生し、発光効率が低下する。また、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が発光層に用いられる場合、三重項発光材料の励起エネルギーを閉じ込める効果が十分に発揮できず、発光効率が低下する。
　一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は、Ｒ１～Ｒ８のうちいずれか一つが一般式（３）で表される基である。また、一般式（３）で表される基はＲ５１～Ｒ５８のいずれか一つの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置がＲ１～Ｒ８との連結に用いられる。なお、例えばＲ５３がＲ３との連結に用いられるとは、一般式（１）のＲ３部分と一般式（３）のＲ５３部分とが直接結合することをいう。また、Ｒ５９で表される基の中のいずれかの位置が例えばＲ３との連結に用いられるとは、例えばＲ５９がフェニル基であるとき、そのフェニル基の中のいずれかの位置と一般式（１）のＲ３部分とが直接結合することをいう。
　中でも、Ｒ３が一般式（３）で表される基であると、正孔輸送能がさらに向上するため好ましい。
　さらに、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は、ＡとＲ５９が異なる基であることが好ましい。この場合、分子が非対称構造となるため、カルバゾール骨格同士の相互作用抑制効果が高くなり、安定な薄膜が形成でき、耐久性の向上につながる。
　本発明の一般式（１）で表される化合物の中でも、一般式（３）で表される基が後述の一般式（５）で表される基であることが好ましい。このとき、Ｒ６２～Ｒ７４のうちいずれか１つは一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する。置換基についてのその他の説明は後述の通りである。
　また、本発明の一般式（１）で表される化合物の中でも、一般式（４）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　Ｒ１６～Ｒ２３はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２４Ｒ２５および下記一般式（５）で表される基からなる群より選ばれる。Ｒ２４およびＲ２５はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ１６～Ｒ２３は、そのうちいずれか一つが下記一般式（５）で表される基であり、一般式（５）におけるＲ６２～Ｒ７４のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ１６～Ｒ２３には、一般式（５）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ１６～Ｒ２３にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　Ｒ６２～Ｒ７４はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ７５Ｒ７６からなる群より選ばれる。Ｒ７５およびＲ７６はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ６２～Ｒ７４のうちいずれか１つは一般式（４）におけるＲ１６～Ｒ２３のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ６２～Ｒ７４には、一般式（４）におけるＲ１６～Ｒ２３のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ６２～Ｒ７６にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
　これら置換基の説明は、上記一般式（１）の説明と同様である。
　一般式（４）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物は、一般式（５）におけるＲ６２～Ｒ７４のうちいずれか１つが母骨格、すなわち９－（［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－５’－イル）－９Ｈ－カルバゾール骨格との連結に用いられることにより、連結されたカルバゾール同士が高い正孔輸送性を発現し、層内での正孔移動度の向上に繋がるため低駆動電圧が可能となる。また、カルバゾール骨格が連結されることで、カルバゾール骨格自体が有する高い三重項準位を維持することが可能であり、容易な失活を抑制できるため、高い発光効率が達成される。また、分子が非対称構造となり、カルバゾール骨格同士の相互作用抑制効果が高くなり、安定な薄膜が形成でき、耐久性の向上につながるため好ましい。
　また、一般式（１）または（４）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が有する置換基（ただし、一般式（３）または一般式（５）で表される基以外のもの）は、前記の中でも水素（重水素を含む）、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基であることが好ましい。
　また、Ｒ５９はアリール基であることが好ましく、フェニル基、ナフチル基およびフェナントリル基であることがより好ましい。これらの基はさらにアルキル基、ハロゲン、アリール基またはヘテロアリール基で置換されていても良いが、アントラセニル基またはピレニル基は除かれる。また、発光層に三重項発光材料が用いられると、本発明の一般式（１）または（４）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が有する三重項準位が非常に重要な値となるので、Ｒ５９は三重項準位の高い置換もしくは無置換のフェニル基であることが好ましい。この場合の置換基としては、化合物の共役を大きく拡げない、または化合物の三重項準位を下げないことが好ましく、アルキル基またはハロゲンがより好ましい。
　上記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。なお、以下は例示であり、ここに明記された化合物以外であっても一般式（１）で表されるものであれば同様に好ましく用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　上記のようなカルバゾール骨格を有する化合物の合成には、公知の方法を使用することができる。カルバゾール二量体を合成する方法としては、例えば、パラジウムや銅触媒を用いたカルバゾール誘導体とハロゲン化物またはトリフラート化体とのカップリング反応を用いる方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。一例として、９－フェニルカルバゾール－３－ボロン酸を用いた例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　なお、上記の反応において、９－フェニルカルバゾール－３－ボロン酸の代わりに９－フェニルカルバゾール－２－ボロン酸エステルを用いても同様に反応は進行する。この場合は、カルバゾール二量体の位置異性体を合成することが出来る。
　また、カルバゾールのＮ上に置換基を導入する方法としては、例えば、パラジウムや銅触媒を用いたカルバゾール誘導体とハロゲン化物とのカップリング反応を用いる方法が挙げられるが、これ限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
　一般式（１）で表される化合物は発光素子材料として用いられる。ここで本発明における発光素子材料とは、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表し、後述するように、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および／または電子輸送層に使用される材料であるほか、陰極の保護膜に使用される材料も含む。本発明における一般式（１）で表される化合物を発光素子のいずれかの層に使用することにより、高い発光効率が得られ、かつ耐久性に優れた発光素子が得られる。
　次に、本発明の発光素子の実施の形態について詳細に説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する有機層を有し、該有機層が電気エネルギーにより発光する。
　このような発光素子における陽極と陰極の間の層構成は、発光層のみからなる構成の他に、１）発光層／電子輸送層、２）正孔輸送層／発光層、３）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、５）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層といった積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよく、ドーピングされていてもよい。
　一般式（１）で表される化合物は、発光素子において上記のいずれの層に用いられてもよいが、正孔輸送層または発光層に特に好適に用いられる。
　本発明の発光素子において、陽極と陰極は素子の発光のために十分な電流を供給するための役割を有するものであり、光を取り出すために少なくとも一方は透明または半透明であることが望ましい。通常、基板上に形成される陽極を透明電極とする。
　陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料、かつ光を取り出すために透明または半透明であれば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、あるいは、金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなど特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラスやネサガラスを用いることが特に望ましい。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。透明電極の抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、２０Ω／□以下の低抵抗の基板を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常５０～３００ｎｍの間で用いられることが多い。
　また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、０．５ｍｍ以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましい。または、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、第一電極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ＩＴＯ膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。
　陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる物質であれば特に限定されない。一般的には白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層などが好ましい。中でも、主成分としてはアルミニウム、銀、マグネシウムが電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、発光効率などの面から好ましい。特にマグネシウムと銀で構成されると、本発明における電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易になり、低電圧駆動が可能になるため好ましい。
　さらに、陰極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を、保護膜層として陰極上に積層することが好ましい例として挙げられる。ただし、陰極側から光を取り出す素子構造（トップエミッション構造）の場合は、保護膜層は可視光領域で光透過性のある材料から選択される。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど特に制限されない。
　正孔注入層は陽極と正孔輸送層の間に挿入される層である。正孔注入層は１層であっても複数の層が積層されていてもどちらでもよい。正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在すると、より低電圧駆動し、耐久寿命も向上するだけでなく、さらに素子のキャリアバランスが向上して発光効率も向上するため好ましい。
　正孔注入層に用いられる材料は特に限定されないが、例えば、４，４’－ビス（Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’－ビス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＤ）、４，４’－ビス（Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニリル）アミノ）ビフェニル（ＴＢＤＢ），ビス（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４－アミノフェニル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニル－４，４’ －ジアミノ－１，１’－ビフェニル（ＴＰＤ２３２）、Ｎ４，Ｎ４’－（［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジイル）ビス（Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’－トリフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン）といったベンジジン誘導体、４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”－トリス（１－ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（１－ＴＮＡＴＡ）などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、ビス（Ｎ－アリールカルバゾール）またはビス（Ｎ－アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、Ｎ－（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）－９，９－ジメチル－Ｎ－（４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾル－３－イル）フェニル）－９H－フルオレン－２－アミンなどのモノカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが用いられる。また、一般式（１）で表される化合物を用いることもできる。中でも一般式（１）で表される化合物より浅いＨＯＭＯ準位を有し、陽極から正孔輸送層へ円滑に正孔を注入輸送するという観点からベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン系材料群、モノカルバゾール誘導体がより好ましく用いられる。
　これらの材料は単独で用いてもよいし、２種以上の材料を混合して用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。さらにこの正孔注入層が、アクセプター性化合物単独で構成されているか、または上記のような正孔注入材料にアクセプター性化合物をドープして用いると、上述した効果がより顕著に得られるのでより好ましい。アクセプター性化合物とは、単層膜として用いる場合は接している正孔輸送層と、ドープして用いる場合は正孔注入層を構成する材料と電荷移動錯体を形成する材料である。このような材料を用いると正孔注入層の導電性が向上し、より素子の駆動電圧低下に寄与し、発光効率の向上、耐久寿命向上といった効果が得られる。
　アクセプター性化合物の例としては、塩化鉄（III）、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化アンチモンのような金属塩化物、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムのような金属酸化物、トリス（４－ブロモフェニル）アミニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）のような電荷移動錯体が挙げられる。また分子内にニトロ基、シアノ基、ハロゲンまたはトリフルオロメチル基を有する有機化合物や、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなども好適に用いられる。これらの化合物の具体的な例としては、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、４，４’，４’’－（（１Ｅ，１’Ｅ，１’’Ｅ）－シクロプロパン－１，２，３－トリイリデントリス（シアノメタニルイリデン））トリス（２，３，５，６－テトラフルオロベンゾニトリル）などのラジアレーン誘導体、ｐ－フルオラニル、ｐ－クロラニル、ｐ－ブロマニル、ｐ－ベンゾキノン、２，６－ジクロロベンゾキノン、２，５－ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、１，２，４，５－テトラシアノベンゼン、ｏ－ジシアノベンゼン、ｐ－ジシアノベンゼン、ジピラジノ［２，３－ｆ：２’，３’－ｈ］キノキサリン－２，３，６，７，１０，１１－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ（ＣＮ）６）、１，４－ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノベンゾキノン、ｐ－ジニトロベンゼン、ｍ－ジニトロベンゼン、ｏ－ジニトロベンゼン、ｐ－シアノニトロベンゼン、ｍ－シアノニトロベンゼン、ｏ－シアノニトロベンゼン、１，４－ナフトキノン、２，３－ジクロロナフトキノン、１－ニトロナフタレン、２－ニトロナフタレン、１，３－ジニトロナフタレン、１，５－ジニトロナフタレン、９－シアノアントラセン、９－ニトロアントラセン、９，１０－アントラキノン、１，３，６，８－テトラニトロカルバゾール、２，４，７－トリニトロ－９－フルオレノン、２，３，５，６－テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、Ｃ６０、およびＣ７０などが挙げられる。
　これらの中でも、金属酸化物やシアノ基含有化合物が取り扱いやすく、蒸着もしやすいことから、容易に上述した効果が得られるので好ましい。正孔注入層がアクセプター性化合物単独で構成される場合、または正孔注入層にアクセプター性化合物がドープされている場合のいずれの場合も、正孔注入層は１層であってもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。
　正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する層である。正孔輸送層は単層であっても複数の層が積層されて構成されていてもどちらでもよい。
　一般式（１）で表される化合物は、５．３～６．０ｅＶのイオン化ポテンシャル（蒸着膜のAC-2（理研計器）測定値）、高い三重項準位、高い正孔輸送性および薄膜安定性を有しているため、発光素子の正孔注入層および正孔輸送層に用いることが好ましい。また、一般式（１）で表される化合物は、従来のベンジジン骨格を有する正孔輸送材料に対してエネルギーギャップが大きいため、ＬＵＭＯ準位が高く電子ブロック性に優れる。さらに、一般式（１）で表される化合物は三重項発光材料を使用した素子の正孔輸送材料として用いることが好ましい。従来のベンジジン骨格を有する正孔輸送材料は三重項準位が低く、三重項発光性ドーパントを含有する発光層に直接接していると三重項励起エネルギーの漏れが発生し、発光効率が低下するが、一般式（１）で表される化合物は高い三重項準位を有しており、そのような問題が生じないからである。
　複数層の正孔輸送層から構成される場合は、一般式（１）で表される化合物を含む正孔輸送層は発光層に直接接していることが好ましい。一般式（１）で表される化合物は高い電子ブロック性を有しており、発光層から流れ出る電子の侵入を防止することができるからである。さらに、一般式（１）で表される化合物は、高い三重項準位を有しているため、三重項発光材料の励起エネルギーを閉じ込める効果も有している。そのため、発光層に三重項発光材料が含まれる場合も、一般式（１）で表される化合物を含む正孔輸送層は、発光層に直接接していることが好ましい。特に発光層に電子輸送性のホスト材料を用いると、発光層中で生成した励起子が正孔輸送層側に漏れてくる可能性が高いため、三重項準位の高い本発明の化合物が好ましく用いられる。
　正孔輸送層は一般式（１）で表される化合物のみから構成されていてもよいし、本発明の効果を損なわない範囲で他の材料が混合されていてもよい。この場合、用いられる他の材料としては、例えば、４，４’－ビス（Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（ＴＰＤ）、４，４’－ビス（Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＤ）、４，４’－ビス（Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニリル）アミノ）ビフェニル（ＴＢＤＢ），ビス（Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４－アミノフェニル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニル－４，４’－ジアミノ－１，１’－ビフェニル（ＴＰＤ２３２）、Ｎ４，Ｎ４’－（［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジイル）ビス（Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’－トリフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン）といったベンジジン誘導体、４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”－トリス（１－ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（１－ＴＮＡＴＡ）などのスターバーストアリールアミンと呼ばれる材料群、ビス（Ｎ－アリールカルバゾール）またはビス（Ｎ－アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、Ｎ－（［１，１’－ビフェニル］－４－イル）－９，９－ジメチル－Ｎ－（４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾル－３－イル）フェニル）－９H－フルオレン－２－アミンなどのモノカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが挙げられる。
　発光層は単一層、複数層のどちらでもよく、それぞれ発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成され、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であっても、ホスト材料単独であっても、いずれでもよい。すなわち、本発明の発光素子では、各発光層において、ホスト材料もしくはドーパント材料のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光してもよい。電気エネルギーを効率よく利用し、高色純度の発光を得るという観点からは、発光層はホスト材料とドーパント材料の混合からなることが好ましい。また、ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料は積層されていても、分散されていても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光色の制御ができる。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して３０重量％以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。ドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。
　発光材料は、一般式（１）で表される化合物の他に、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウムを始めとする金属キレート化オキシノイド化合物、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。
　発光材料に含有されるホスト材料は、化合物一種のみに限る必要はなく、本発明の複数の化合物を混合して用いたり、その他のホスト材料の一種類以上を混合して用いてもよい。また、積層して用いてもよい。ホスト材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、クリセン、ナフタセン、トリフェニレン、ペリレン、フルオランテン、フルオレン、インデンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（III）をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などが使用できるが特に限定されるものではない。中でも、発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるホストとしては、金属キレート化オキシノイド化合物、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、トリフェニレン誘導体などが好適に用いられる。
　中でも、一般式（１）で表される化合物は、５．３～６．０ｅＶのイオン化ポテンシャル（蒸着膜のAC-2（理研計器）測定値）、高い三重項準位、高い正孔輸送性および薄膜安定性を有しているため、発光素子の発光層に用いることが好ましい。また、一般式（１）で表される化合物は、従来のベンジジン骨格を有する正孔輸送性の高い材料に対してエネルギーギャップが大きいため、ＬＵＭＯ準位が高く電子ブロック性に優れる。さらに、一般式（１）で表される化合物は三重項発光材料を使用した素子のホスト材料として用いることが好ましい。三重項準位が低く、三重項発光性ドーパントを含有する発光層に直接接していると三重項励起エネルギーの漏れが発生し、発光効率が低下するが、一般式（１）で表される化合物は高い三重項準位を有しており、そのような問題が生じないからである。また、一般式（１）で表される化合物は上述したように良好な正孔注入輸送性を示し、電子ブロック性も向上するため、正孔輸送性ホストとして用いることができる。さらに、電子輸送性ホストと組み合わせて用いると発光層内でのキャリアが増加し、再結合確率が増大するため、発光効率が向上するので好ましい。電子輸送性ホスト材料は、特に限定されないが、ピリミジン骨格またはトリアジン骨格を含むカルバゾール化合物もしくはカルバゾール部位を有する化合物が好ましく用いられる。
　発光材料に含有されるドーパント材料は、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、クリセン、フルオレン、ベンゾフルオレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどのアリール環を有する化合物やその誘導体（例えば２－（ベンゾチアゾール－２－イル）－９，１０－ジフェニルアントラセンや５，６，１１，１２－テトラフェニルナフタセンなど）、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９－シラフルオレン、９，９’－スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、４，４’－ビス（２－（４－ジフェニルアミノフェニル）エテニル）ビフェニル、４，４’－ビス（Ｎ－（スチルベン－４－イル）－Ｎ－フェニルアミノ）スチルベンなどのアミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４－ｃ］ピロール誘導体、２，３，５，６－１Ｈ，４Ｈ－テトラヒドロ－９－（２’－ベンゾチアゾリル）キノリジノ［９，９ａ，１－ｇｈ］クマリンなどのクマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（３－メチルフェニル）－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。
　中でも、発光層が三重項発光（りん光発光）を行う際に用いられるドーパントとしては、イリジウム（Ir）、ルテニウム（Ru）、パラジウム（Pd）、白金（Pt）、オスミウム（Os）、及びレニウム（Re）からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物であることが好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格またはフェニルキノリン骨格などの含窒素芳香族複素環を有することが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、要求される発光色、素子性能、ホスト化合物との関係から適切な錯体が選ばれる。具体的には、トリス（２－フェニルピリジル）イリジウム錯体、トリス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾチアゾール）イリジウム錯体、トリス（２－フェニルベンゾオキサゾール）イリジウム錯体、トリスベンゾキノリンイリジウム錯体、ビス（２－フェニルピリジル）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２－チオフェニル）ピリジル｝イリジウム錯体、ビス｛２－（２－ベンゾチオフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾチアゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス（２－フェニルベンゾオキサゾール）（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビスベンゾキノリン（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、ビス｛２－（２，４－ジフルオロフェニル）ピリジル｝（アセチルアセトナート）イリジウム錯体、テトラエチルポルフィリン白金錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（セノイルトリフルオロアセトン）モノ（４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、｛トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオン）モノ（１，１０－フェナントロリン）｝ユーロピウム錯体、トリスアセチルアセトンテルビウム錯体などが挙げられる。また、特開２００９－１３０１４１号に記載されているリン光ドーパントも好適に用いられる。これらに限定されるものではないが、高効率発光が得られやすいことから、イリジウム錯体または白金錯体が好ましく用いられる。
　ドーパント材料として用いられる上記三重項発光材料は、発光層中に各々一種類のみが含まれていてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。三重項発光材料を二種以上用いる際には、ドーパント材料の総重量がホスト材料に対して３０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。
　また、発光層には上記ホスト材料および三重項発光材料の他に、発光層内のキャリヤバランスを調整するためや発光層の層構造を安定化させるための第３成分を更に含んでいてもよい。但し、第３成分としては、一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物からなるホスト材料および三重項発光材料からなるドーパント材料との間で相互作用を起こさないような材料を選択する。
　三重項発光系における好ましいホストおよびドーパントとしては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　これら以外にも、Appl. Phys. Lett.78,1622(2001)、Nature 395, 151 (1998)、Appl. Phys. Lett. 90, 123509 (2007)、Org. Electron. 1, 15 (2000)、米国特許公開２００５－２０２１９４、国際公開第２００５－１４５５１号、米国特許公開２００３－１７５５５３、国際公開第２００１－３９２３４号、米国特許公開２００６－０２８０９６５、Appl. Phys. Lett. 77, 2280 (2000)、国際公開第２００４－９３２０７号、国際公開第２００５－８９０２５号、国際公開第２００６－１３２１７３号、特開２００５－１１６１０号、特開２００７－２５４２９７号、国際公開第２００７－６３７９６号、国際公開第２００７－６３７５４号、国際公開第２００８－５６７４６号、国際公開第２００８－１４６８３９号、国際公開第２００９－８４５４６号、国際公開第２００５－３０９００号、国際公開第２００６－１１４９６６号、米国特許公開２００６－８３５４６９、米国特許公開２００６－２０２１９４、米国特許公開２００７－０８７３２１、Adv. Mater. 19, 739 (2007)、国際公開第２００３－４０２５７号、Chem. Mater. 17, 3532 (2005)、Adv. Mater. 17, 1059 (2005)、Inorg. Chem. 40, 1704 (2001)、米国特許公開２００２－０３４６５６、米国特許公開２００６－６８７２６６、Chem. Mater. 16, 2480 (2004)、米国特許公開２００７－１９０３５９、米国特許公開２００６－００８６７０、特開２００７－１２３３９２号、Adv. Mater. 16, 2003 (2004)、Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7800、Appl. Phys. Lett. 86, 153505 (2005)、Chem. Lett. 34, 592 (2005)、Chem. Commun. 2906 (2005)、Inorg. Chem. 42, 1248 (2003)、国際公開第２００２－２７１４号、国際公開第２００６－９０２４号、米国特許公開２００６－２５１９２３、国際公開第２００６－５６４１８号、米国特許公開２００５－２６０４４１、米国特許公開２００７－１９０３５９、米国特許公開２００２－１３４９８４、Angew. Chem. Int. Ed. 47, 1 (2008)、Chem. Mater. 18, 5119 (2006)、Inorg. Chem. 46, 4308 (2007)、国際公開第２００５－１２３８７３号、国際公開第２００７－４３８０号、国際公開第２００６－８２７４２号、米国特許公開２００５－２６０４４９、Organometallics 23, 3745 (2004)、Appl. Phys. Lett. 74, 1361 (1999)、国際公開第２００６－９８１２０号、国際公開第２００６－１０３８７４号、国際公開第２０１２－１３２７１号、国際公開第２０１１－１４１１０９号、国際公開第２０１１－５５９３４号、国際公開第２０１１－１３９０５５号、国際公開第２０１１－１３７０７２号、国際公開第２０１１－１２５６８０号、国際公開第２０１１－１３２６８４号、国際公開第２０１１－１３２６８３号等に開示されたホストおよびドーパントも用いることができる。
　本発明において、電子輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層である。電子輸送層には、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸送することが望まれる。そのため電子輸送層は、電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。特に膜厚を厚く積層する場合には、低分子量の化合物は結晶化するなどして膜質が劣化しやすいため、安定な膜質を保つ分子量４００以上の化合物が好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、電子輸送層が陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たすならば、電子輸送能力がそれ程高くない材料で構成されていても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料で構成されている場合と同等となる。したがって、本発明における電子輸送層には、正孔の移動を効率よく阻止できる正孔阻止層も同義のものとして含まれる。
　電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、ナフタレン、アントラセンなどの縮合多環芳香族誘導体、４，４’－ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（III）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられるが、駆動電圧を低減し、高効率発光が得られることから、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物を用いることが好ましい。
　ここで言う電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含む芳香族複素環は、高い電子親和性を有する。電子受容性窒素を有する電子輸送材料は、高い電子親和力を有する陰極からの電子を受け取りやすくし、より低電圧駆動が可能となる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるので発光効率が向上する。
　電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
　これらのヘテロアリール環構造を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス（Ｎ－フェニルベンズイミダゾール－２－イル）ベンゼンなどのイミダゾール誘導体、１，３－ビス［（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）１，３，４－オキサジアゾリル］フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、Ｎ－ナフチル－２，５－ジフェニル－１，３，４－トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや１，３－ビス（１，１０－フェナントロリン－９－イル）ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、２，２’－ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン－２－イル）－９，９’－スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、２，５－ビス（６’－（２’，２”－ビピリジル））－１，１－ジメチル－３，４－ジフェニルシロールなどのビピリジン誘導体、１，３－ビス（４’－（２，２’：６’２”－ターピリジニル））ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス（１－ナフチル）－４－（１，８－ナフチリジン－２－イル）フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の観点から好ましく用いられる。また、これらの誘導体が、縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上すると共に、電子移動度も大きくなり発光素子の低電圧化の効果が大きいのでより好ましい。さらに、素子耐久寿命が向上し、合成のし易さ、原料入手が容易であることを考慮すると、縮合多環芳香族骨格はアントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格であることが特に好ましい。上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。
　好ましい電子輸送材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には以下のような例が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　これら以外にも、国際公開第２００４－６３１５９号、国際公開第２００３－６０９５６号、Appl. Phys. Lett. 74, 865 (1999)、Org. Electron. 4, 113 (2003)、国際公開第２０１０－１１３７４３号、国際公開第２０１０－１８１７号等に開示された電子輸送材料も用いることができる。
　上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の２種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、ドナー性化合物を含有してもよい。ここで、ドナー性化合物とは電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。
　ドナー性化合物の好ましい例としては、アルカリ金属、アルカリ金属を含有する無機塩、アルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩またはアルカリ土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属の好ましい種類としては、低仕事関数で電子輸送能向上の効果が大きいリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムといったアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム、セリウム、バリウムといったアルカリ土類金属が挙げられる。
　また、真空中での蒸着が容易で取り扱いに優れることから、金属単体よりも無機塩、あるいは有機物との錯体の状態であることが好ましい。さらに、大気中での取扱を容易にし、添加濃度の制御のし易さの点で、有機物との錯体の状態にあることがより好ましい。無機塩の例としては、LiO、Li2O等の酸化物、窒化物、LiF、NaF、KF等のフッ化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等の炭酸塩などが挙げられる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の好ましい例としては、大きな低電圧駆動効果が得られるという観点ではリチウム、セシウムが挙げられる。また、有機物との錯体における有機物の好ましい例としては、キノリノール、ベンゾキノリノール、ピリジルフェノール、フラボノール、ヒドロキシイミダゾピリジン、ヒドロキシベンズアゾール、ヒドロキシトリアゾールなどが挙げられる。中でも、より発光素子の低電圧化の効果が大きいという観点ではアルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、さらに合成のしやすさ、熱安定性という観点からリチウムと有機物との錯体がより好ましく、比較的安価で入手できるリチウムキノリノールが特に好ましい。
　電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは５．６ｅＶ以上８．０ｅＶ以下であり、より好ましくは６．０ｅＶ以上７．５ｅＶ以下である。
　発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。
　有機層の厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することはできないが、１～１０００ｎｍであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。
　本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。
　マトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置され、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法は、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動はその構造が簡単であるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
　本発明におけるセグメント方式とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、このパターンの配置によって決められた領域を発光させる方式である。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
　本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。
　以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、下記の各実施例にある化合物の番号は上記に記載した化合物の番号を指すものである。
　合成例１
　化合物［６］の合成
　３－ブロモカルバゾール２０．９ｇ、フェニルカルバゾール－３－ボロン酸１５．０ｇ、酢酸パラジウム３６６ｍｇ、トリス（２－メチルフェニル）ホスフィン３００ｍｇ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１０５ｍｌ、ジメトキシエタン２６０ｍｌの混合溶液を窒素気流下、６時間還流した。室温に冷却した後、トルエン５００ｍｌで抽出した。有機層を水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、９－フェニル－９H，９’H－３，３’－ビカルバゾール１３．５ｇを得た。
　次に、１，３－ジブロモ－５－クロロベンゼン２０．０ｇ、フェニルボロン酸１９．８ｇ、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）ジクロリド５１９ｍｇ、１．５Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２１７ｍｌ、ジメトキシエタン３７０ｍｌの混合溶液を窒素気流下、４時間還流した。室温に冷却した後、トルエン５００ｍｌで抽出した。有機層を水２５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、５’－クロロ－（１，1’，3’，1’’）ターフェニル１３．０ｇを得た。
　次に、９－フェニル－９H，９’H－３，３’－ビカルバゾール１０．０ｇ、５’－クロロ－（１，1’，3’，1’’）ターフェニル７．８ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム４２３ｍｇ、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩１９１ｍｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド３．２９ｇとｏ－キシレン２４５ｍｌの混合溶液を窒素気流下、還流下で３時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、トルエン３００ｍｌで抽出した。有機層を水２５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エバポレートして得られた固体を真空乾燥した後、白色固体１２．１ｇを得た。
　得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［６］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：７．４２－７．７２（ｍ，２０Ｈ），７．７３－７．８５（ｍ，８Ｈ），７．９３－７．９４（ｍ，１Ｈ），８．４７（ｔ，１Ｈ），８．４８－８．４９（ｍ，２Ｈ）。
　なお、この化合物［６］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３３０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．７％、昇華精製後が９９．９％であった。
　合成例２
　化合物［１５６］の合成
　２－ブロモニトロベンゼン２０ｇ、４－クロロフェニルボロン酸１７ｇ、リン酸三カリウム４５ｇ、テトラブチルアンモニウムブロミド６．９ｇ、酢酸パラジウム４８０ｍｇとジメチルホルムアミド５００ｍｌの混合溶液を窒素気流下、１３０℃で５時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、水１００ｍｌを注入し、トルエン１５０ｍｌで抽出した。有機層を水１００ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、真空乾燥後、２－（４－クロロフェニル）ニトロベンゼン２２ｇを得た。
　次に、２－（４－クロロフェニル）ニトロベンゼン２２ｇ、トリフェニルホスフィン６１ｇとｏ－ジクロロベンゼン１９０ｍｌの混合溶液を窒素気流下、６時間還流した。室温に冷却した後、減圧下でｏ－ジクロロベンゼンを留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、真空乾燥後、２－クロロ－９Ｈ－カルバゾール１７．７ｇを得た。
　次に、２－クロロ－９Ｈ－カルバゾール１７．７ｇ、ヨードベンゼン２２ｇ、銅粉２０ｇと炭酸カリウム４３ｇ、ジメチルホルムアミド２００ｍｌの混合溶液を窒素気流下、１４０℃で１６時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、酢酸エチル５０ｍｌを加え、セライトろ過した。得られたろ液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えてしばらく撹拌した後に、酢酸エチルとヘキサンを用いて抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、真空乾燥後、２－クロロ－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール１４ｇを得た。
　次に、２－クロロ－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール１４ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン１５．４ｇ、酢酸カリウム１４．８ｇとジオキサン１００ｍｌとトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．５８ｇと２－ジシクロヘキシルホスフィノ－２’４’６’－トリイソプロピルビフェニル９６１ｍｇの混合溶液を窒素気流下、７時間還流した。室温に冷却した後、トルエンで抽出した。 有機層を水で３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、９－フェニル－２－（４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン－２－イル）－９Ｈ－カルバゾール１６ｇを得た。
　次に、３－ブロモカルバゾール４．０ｇ、９－フェニル－２－（４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン－２－イル）－９Ｈ－カルバゾール６．６ｇ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１８ｍｌ、１，２－ジメトキシエタン８０ｍｌと酢酸パラジウム７２ｍｇとトリス（２－メチルフェニル）ホスフィン２４３ｍｇの混合溶液を窒素気流下、６時間還流した。室温に冷却した後、トルエンで抽出した。 有機層を水で２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、９－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－２，３’－ビカルバゾール５．２ｇを得た。
　次に、９－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－２，３’－ビカルバゾール１．５ｇ、５’－クロロ－（１，1’，3’，1’’）ターフェニル１．１ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム６５ｍｇ、トリ－ｔ－ブチルホスホニウムテトラフルオロほう酸塩２９ｍｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド５６４ｍｇとｏ－キシレン３７ｍｌの混合溶液を窒素気流下、還流下で６時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、トルエン１００ｍｌで抽出した。有機層を水５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エバポレートして得られた固体を真空乾燥した後、白色固体２．０ｇを得た。
　得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［１５６］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：７．４１－７．７３（ｍ，２５Ｈ），７．８０－７．８１（ｄ，２Ｈ），７．９１－７．９３（ｔ，１Ｈ），８．１７－８．２５（ｍ，３Ｈ），８．４０－８．４１（ｍ，１Ｈ）。
　なお、この化合物［１５６］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３３０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．８％、昇華精製後が９９．９％であった。
　合成例３
　化合物［１７６］の合成
　３－ブロモカルバゾール２０．９ｇ、９－フェニルカルバゾール－３－ボロン酸１５．０ｇ、酢酸パラジウム３６６ｍｇ、トリス（２－メチルフェニル）ホスフィン３００ｍｇ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１０５ｍｌ、ジメトキシエタン２６０ｍｌの混合溶液を窒素気流下、６時間還流した。室温に冷却した後、テトラヒドロフラン５００ｍｌで抽出した。有機層を飽和食塩水１００ｍｌで２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をｏ－キシレン再結晶により精製し、真空乾燥した後、９－フェニル－９H，９’H－３，３’－ビカルバゾール１３．５ｇを得た。
　次に、１，３－ジブロモ－５－クロロベンゼン１０．０ｇ、フェニル－ｄ５－ボロン酸９．９ｇ、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）ジクロリド１３０ｍｇ、２．０Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７８ｍｌ、ジメトキシエタン１８５ｍｌの混合溶液を窒素気流下、４時間還流した。室温に冷却した後、トルエン３００ｍｌで抽出した。有機層を水２００ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、中間体８．５ｇを得た。
　次に、９－フェニル－９H，９’H－３，３’－ビカルバゾール５．０ｇ、上記中間体４．０ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム７０ｍｇ、ジ－ｔ－ブチル（２，２－ジフェニル－1－メチル－1－シクロプロピル）ホスフィン８６ｍｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド１．６５ｇとｏ－キシレン６１ｍｌの混合溶液を窒素気流下、還流下で２時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、トルエン３００ｍｌで抽出した。有機層を水２５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エバポレートして得られた固体を真空乾燥した後、白色固体６．１ｇを得た。
　得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［１７６］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：７．３０－７．６７（ｍ，１３Ｈ），７．７８－７．８５（ｍ，４Ｈ），７．９３－７．９４（ｔ，１Ｈ），８．２４－８．２９（ｔ，２Ｈ），８．４７－８．４９（ｍ，２Ｈ）。
　なお、この化合物［１７６］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３３０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．６％、昇華精製後が９９．９％であった。
　合成例４
　化合物［１７０］の合成
　フェニルボロン酸の代わりに４－メチルフェニルボロン酸を用いた以外は合成例１と同様の方法で合成し、白色固体を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［１７０］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：２．４３（ｓ，６Ｈ），７．２９－８．２３（ｍ，２６Ｈ），８．２５－８．４６（ｍ，２Ｈ），８．４７（ｓ，２Ｈ）。
　なお、この化合物［１７０］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３４０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．７％、昇華精製後が９９．９％であった。
　合成例５
　化合物［１９３］の合成
　フェニルボロン酸の代わりに４－フルオロフェニルボロン酸を用いた以外は合成例１と同様の方法で合成し、白色固体を得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［１９３］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：７．１８－７．２１（ｍ，４Ｈ），７．３２－７．３７（ｍ，２Ｈ），７．４４－７．５６（ｍ，６Ｈ），７．６１－７．７７（ｍ，９Ｈ），７．７７－８．８２（ｍ，５Ｈ），８．２４－８．２８（ｍ，２Ｈ），８．４７－８．４９（ｍ，２Ｈ）。
　なお、この化合物［１９３］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３４０℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．７％、昇華精製後が９９．９％であった。
　合成例６
　化合物［１９８］の合成
　カルバゾール３．２ｇ、５’－クロロ－（１，1’，3’，1’’）ターフェニル６．０ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム１０９ｍｇ、ジ－ｔ－ブチル（２，２－ジフェニル－1－メチル－1－シクロプロピル）ホスフィン１３４ｍｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド２．５ｇとｏ－キシレン９０ｍｌの混合溶液を窒素気流下、還流下で２時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、トルエン１００ｍｌで抽出した。有機層を水５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、真空乾燥した後、９－（［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－５’－イル）－９Ｈ－カルバゾール６．９ｇを得た。
　次に、９－（［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－５’－イル）－９Ｈ－カルバゾール６．９ｇ、Ｎ－ブロモスクシンイミド３．１ｇと脱気したジメチルホルムアミド１７４ｍｌの混合溶液を窒素気流下、６０℃で３時間加熱撹拌した。室温に冷却した後、トルエン１００ｍｌで抽出した。有機層を水５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物（９－（［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－５’－イル）－３－ブロモ－９Ｈ－カルバゾール）７．５ｇを精製することなく、真空乾燥した後、次の反応に用いた。
　次に、９－（［１，１’：３’，１’’－ターフェニル］－５’－イル）－３－ブロモ－９Ｈ－カルバゾール３ｇ、カルバゾール１．１６ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム３６ｍｇ、ジ－ｔ－ブチル（２，２－ジフェニル－1－メチル－1－シクロプロピル）ホスフィン４４ｍｇ、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド８４８ｍｇとｏ－キシレン３２ｍｌの混合溶液を窒素気流下、還流下で６時間加熱攪拌した。室温に冷却した後、トルエン１００ｍｌで抽出した。有機層を水５０ｍｌで３回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エバポレートした。得られた濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エバポレートして得られた固体を真空乾燥した後、白色固体１．５ｇを得た。
　得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲ分析結果は次の通りであり、上記で得られた白色固体が化合物［１９８］であることが確認された。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣl３（d=ppm））：７．１２－７．２４（ｍ，２Ｈ），７．２５－７．６１（ｍ，１５Ｈ），７．７０－７．７６（ｍ，４Ｈ），７．８５－７．８６（ｍ，２Ｈ），７．９５－７．９７（ｍ，１Ｈ），８．１２－８．２０（ｍ，３Ｈ），８．３０－８．３１（ｄ，１Ｈ）。
　なお、この化合物［１９８］は、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、約３００℃で昇華精製を行ってから発光素子材料として使用した。ＨＰＬＣ純度（測定波長２５４ｎｍにおける面積％）は昇華精製前が９９．７％、昇華精製後が９９．９％であった。
　実施例１
　ＩＴＯ透明導電膜を５０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔注入層としてＨＩ－１を１０ｎｍ蒸着した。次に、第一正孔輸送層として、ＨＴ－１を１１０ｎｍ蒸着した。次に、第二正孔輸送層として、化合物［６］を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物Ｈ－１を、ドーパント材料に化合物Ｄ－１を用い、ドーパント材料のドープ濃度が５重量％になるようにして４０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、化合物Ｅ－１を２０ｎｍの厚さに積層した。
　次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここでいう膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、発光効率５．２ｌｍ／Ｗの青色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、１６００時間で輝度半減した。なお化合物ＨＩ－１、ＨＴ－１、Ｈ－１、Ｄ－１、Ｅ－１は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　実施例２～４
　第二正孔輸送層として表１に記載した材料を用いたこと以外は実施例１と同様にして発光素子を作製した。各実施例の結果は表１に示した。
　比較例１～６
　第二正孔輸送層として表１に記載した材料を用いたこと以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。なお、ＨＴ－２～ＨＴ－７は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　実施例５
　ＩＴＯ透明導電膜を５０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔注入層としてＨＩ－１を１０ｎｍ蒸着した。次に、第一正孔輸送層として、ＨＴ－１を１１０ｎｍ蒸着した。次に、第二正孔輸送層として、化合物［６］を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物Ｈ－２を、ドーパント材料に化合物Ｄ－２を用い、ドーパント材料のドープ濃度が１０重量％になるようにして４０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、有機化合物（Ｅ－２）とドナー性化合物（リチウムキノリノール）を蒸着速度比１：１(=0.05nm/s：0.05nm/s)で混合した層を、電子輸送層として１０ｎｍの厚さに積層した。
　次に、リチウムキノリノールを１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、発光効率１４．０ｌｍ／Ｗの緑色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、１５００時間で輝度半減した。なおＨ－２、Ｄ－２、Ｅ－２は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
　実施例６～８
　第二正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表２に記載した材料を用いたこと以外は実施例５と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
　比較例７～１１
　第二正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表２に記載した化合物を用いたこと以外は実施例５と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。
　実施例９
　ＩＴＯ透明導電膜を５０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔注入層としてＨＩ－１を１０ｎｍ蒸着した。次に、正孔輸送層として、ＨＴ－１を１２５ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物［６］を、ドーパント材料に化合物Ｄ－２を用い、ドーパント材料のドープ濃度が１０重量％になるようにして４０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、化合物Ｅ－１を２０ｎｍの厚さに積層した。
　次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここでいう膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、発光効率１９．０ｌｍ／Ｗの緑色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、１６００時間で輝度半減した。
　実施例１０～１１
　正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表３に記載した材料を用いたこと以外は実施例９と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表３に示す。
　比較例１２～１８
　正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表３に記載した化合物を用いたこと以外は実施例９と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表３に示す。なお化合物Ｈ－３、Ｈ－４、Ｈ－５、Ｈ－６は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
　実施例１２
　ＩＴＯ透明導電膜を５０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔注入層としてＨＩ－１を１０ｎｍ蒸着した。次に、第一正孔輸送層として、ＨＴ－７を９０ｎｍ蒸着した。次に、第二正孔輸送層として、化合物［６］を３０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物Ｈ－７を、ドーパント材料に化合物Ｄ－３を用い、ドーパント材料のドープ濃度が４重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として、化合物Ｅ－１を３５ｎｍの厚さに積層した。
　次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ、アルミニウムを６０ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここでいう膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、発光効率１０．３ｌｍ／Ｗの赤色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、１５００時間で輝度半減した。なお化合物Ｈ－７、Ｄ－３は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
　実施例１３～２２
　第二正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表４に記載した材料を用いたこと以外は実施例１２と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表４に示す。
　比較例１９～２２
　第二正孔輸送層、ホスト材料、ドーパント材料として表４に記載した化合物を用いたこと以外は実施例１２と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表４に示す。
　実施例２３
　ＩＴＯ透明導電膜を５０ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、正孔注入層としてＨＩ－１を１０ｎｍ蒸着した。次に、第一正孔輸送層として、ＨＴ－８を８０ｎｍ蒸着した。次に、第二正孔輸送層として、化合物［６］を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料に化合物Ｈ－８を、ドーパント材料に化合物Ｄ－４を用い、ドーパント材料のドープ濃度が１０重量％になるようにして３０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、有機化合物（Ｅ－２）とドナー性化合物（Ｌｉｑ：リチウムキノリノール）を蒸着速度比１：１(=0.05nm/s：0.05nm/s)で混合した層を、電子輸送層として３５ｎｍの厚さに積層した。
　次に、リチウムキノリノールを１ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀の共蒸着膜を蒸着速度比がマグネシウム：銀＝１０：１(=0.5nm/s：0.05nm/s)で１００ｎｍ蒸着して陰極とし、５×５ｍｍ角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２で直流駆動したところ、発光効率５０．０ｌｍ／Ｗの緑色発光が得られた。この発光素子を１０ｍＡ／ｃｍ２の直流で連続駆動したところ、５５００時間で輝度半減した。なおＨＴ－８、Ｈ－８、Ｄ－４は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
　実施例２４～２５
　第二正孔輸送層として表５に記載した材料を用いたこと以外は実施例２３と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。
　比較例２３～２７
　第二正孔輸送層として表５に記載した化合物を用いたこと以外は実施例２３と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。
　実施例２６～２８
　正孔注入層として、化合物ＨＩ－１の代わりに化合物ＨＴ－８と化合物ＨＩ－２を用い、化合物ＨＴ－８に対して化合物ＨＩ－２のドープ濃度が５重量％になるようにして１０ｎｍ蒸着したこと以外は実施例２３と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。なお、ＨＩ－２は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
　実施例２９～３１
　ホスト材料に化合物Ｈ－８の代わりに化合物Ｈ－８と化合物Ｈ－９の混合ホスト（化合物Ｈ－８と化合物Ｈ－９の共蒸着膜を蒸着速度比が１：１で蒸着、さらにドーパントが蒸着される）を用いたこと以外は実施例２６～２８と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。なお、Ｈ－９は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
　実施例３２～３４
　正孔注入層として、化合物ＨＩ－１の代わりに化合物ＨＩ－３を用いたこと以外は実施例２３～２５と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。なお、ＨＩ－３は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
　実施例３５～３７
　電子輸送層として、化合物Ｅ－２とドナー性化合物（Ｌｉｑ：リチウムキノリノール）を混合した層の代わりに表５に記載した材料を用いた以外は実施例２６と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。なお、Ｅ－３～Ｅ－５は以下に示す化合物である。
　比較例２８～２９
　電子輸送層として、表５に記載した化合物を用いたこと以外は実施例３５と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表９に示す。なお、Ｅ－６～Ｅ－７は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
　実施例３８
　電子輸送層として、化合物Ｅ－２とドナー性化合物（Ｌｉｑ：リチウムキノリノール）を混合した層の代わりに化合物Ｅ－２と化合物Ｅ－１を膜厚比１：１で３５ｎｍの厚さに積層して用いた以外は実施例２６と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。
　実施例３９
　電子輸送層として、化合物Ｅ－２とドナー性化合物（Ｌｉｑ：リチウムキノリノール）を混合した層の代わりに化合物Ｅ－３と化合物Ｅ－１を膜厚比１：１で３５ｎｍの厚さに積層して用いた以外は実施例２６と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。
　実施例４０
　電子輸送層として、化合物Ｅ－２とドナー性化合物（Ｌｉｑ：リチウムキノリノール）を混合した層の代わりに化合物Ｅ－４と化合物Ｅ－１を膜厚比１：１で３５ｎｍの厚さに積層して用いた以外は実施例２６と同様にして発光素子を作製した。結果を表５に示す。
　実施例４１～４３
　第二正孔輸送層として表５に記載した材料を用いたこと以外は実施例２３と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050

Claims (10)

  1. 下記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物を含有することを特徴とする発光素子材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （Ｒ１～Ｒ８はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ９Ｒ１０および下記一般式（３）で表される基からなる群より選ばれる。Ｒ９およびＲ１０はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ１～Ｒ８は、そのうちいずれか一つが下記一般式（３）で表される基であり、一般式（３）におけるＲ５１～Ｒ５８のうちいずれかの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ１～Ｒ８には、一般式（３）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ１～Ｒ１０にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。Ａは、下記一般式（２）で表される基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     Ｒ１１～Ｒ１５はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、または置換もしくは無置換のアリール基である。ただし、Ｒ１１～Ｒ１５の少なくとも２つは置換もしくは無置換のアリール基である。なお、Ｒ１１～Ｒ１５にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     Ｒ５１～Ｒ５９はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ６０Ｒ６１からなる群より選ばれる。Ｒ６０およびＲ６１はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ５１～Ｒ５８のいずれか一つの位置、もしくはＲ５９で表される基の中のいずれかの位置は一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ５１～Ｒ５９には、一般式（１）におけるＲ１～Ｒ８のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ５１～Ｒ６１にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。）
  2. 前記一般式（１）において、ＡとＲ５９が異なる基であることを特徴とする請求項１記載の発光素子材料。
  3. 前記一般式（１）において、Ｒ１１～Ｒ１５の少なくとも２つがそれぞれ独立にフェニル基、アルキル基で置換されたフェニル基またはハロゲンで置換されたフェニル基であることを特徴とする請求項１または２記載の発光素子材料。
  4. 前記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物が、下記一般式（４）で表されるカルバゾール骨格であることを特徴とする請求項１～３のいずれか記載の発光素子材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （Ｒ１６～Ｒ２３はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基、－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２４Ｒ２５および下記一般式（５）で表される基からなる群より選ばれる。Ｒ２４およびＲ２５はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ１６～Ｒ２３は、そのうちいずれか一つが下記一般式（５）で表される基であり、一般式（５）におけるＲ６２～Ｒ７４のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ１６～Ｒ２３には、一般式（５）で表される基である場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ１６～Ｒ２５にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     Ｒ６２～Ｒ７４はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン、カルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、アミノ基、シリル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ７５Ｒ７６からなる群より選ばれる。Ｒ７５およびＲ７６はアリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ｒ６２～Ｒ７４のうちいずれか１つは一般式（４）におけるＲ１６～Ｒ２３のうちいずれかの位置と連結する。なお、Ｒ６２～Ｒ７４には、一般式（４）におけるＲ１６～Ｒ２３のうちいずれかの位置と連結する場合を除き、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格は含まれない。また、Ｒ６２～Ｒ７６にはアントラセン骨格およびピレン骨格は含まれない。）
  5. 陽極と陰極の間に有機層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、前記陽極と陰極の間のいずれかの層に請求項１～４のいずれか記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子。
  6. 陽極と陰極の間に少なくとも正孔輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、正孔輸送層に請求項１～４のいずれか記載の発光素子材料を含有することを特徴とする発光素子。
  7. 陽極と陰極の間に少なくとも正孔輸送層および発光層が存在し、電気エネルギーにより発光する素子であって、正孔輸送層に請求項１～４のいずれか記載の発光素子材料を含有し、発光層に三重項発光材料を含有することを特徴とする発光素子。
  8. 発光層がホスト材料と三重項発光性ドーパント材料を有し、請求項１～４のいずれか記載の発光素子材料がホスト材料であることを特徴とする請求項７記載の発光素子。
  9. 前記正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在し、正孔注入層がアクセプター性化合物を含有することを特徴とする請求項５～８のいずれか記載の発光素子。
  10. 発光層と陰極の間に少なくとも電子輸送層が存在し、電子輸送層が、電子受容性窒素を含み、さらに炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成されるヘテロアリール環構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項５～９のいずれか記載の発光素子。
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