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WO2016152855A1 - 化合物、ならびにそれを含有する電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサ - Google Patents

化合物、ならびにそれを含有する電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサ Download PDF

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WO2016152855A1
WO2016152855A1 PCT/JP2016/058988 JP2016058988W WO2016152855A1 WO 2016152855 A1 WO2016152855 A1 WO 2016152855A1 JP 2016058988 W JP2016058988 W JP 2016058988W WO 2016152855 A1 WO2016152855 A1 WO 2016152855A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
layer
light emitting
compound
electron
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/058988
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
内藤孝二郎
松木真一
田中大作
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
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to CN201680017252.2A priority Critical patent/CN107406432B/zh
Priority to EP16768758.1A priority patent/EP3275880B1/en
Priority to JP2016518215A priority patent/JP6702183B2/ja
Priority to KR1020177029170A priority patent/KR102260410B1/ko
Publication of WO2016152855A1 publication Critical patent/WO2016152855A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D405/14—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing three or more hetero rings
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    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
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    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
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    • H10K39/32—Organic image sensors
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a compound and an electronic device, a light emitting element, a photoelectric conversion element and an image sensor using the compound.
  • organic thin-film light-emitting devices In organic thin-film light-emitting devices, electrons injected from the cathode and holes injected from the anode are recombined in a layer containing an organic compound sandwiched between the two electrodes, and excitons are generated, which transition to the ground state. It emits light when In recent years, research on such organic thin-film light-emitting elements has been actively conducted.
  • Organic thin-film light-emitting elements are required to have improved luminous efficiency, lower drive voltage, improved durability, etc.
  • the compatibility between luminous efficiency and durable life is a major issue.
  • materials having a carbazole skeleton and a quinazoline skeleton have been developed in order to improve luminous efficiency and durability life (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
  • a photoelectric conversion element using an organic compound an element in which a pn junction structure or a bulk heterojunction structure is introduced into a photoelectric conversion film sandwiched between both electrodes is known.
  • Patent Documents 1 to 5 are not sufficient in luminous efficiency and durability when put to practical use as a light emitting device.
  • other conventional techniques have not found a technique that has durability in addition to high luminous efficiency and low driving voltage.
  • the photoelectric conversion efficiency and the on-off ratio are not sufficient to obtain a highly sensitive image sensor.
  • the present invention is applied to organic thin film light emitting devices in which the light emission efficiency, driving voltage, and durability are all improved, and photoelectric conversion devices having high conversion efficiency and high on-off ratio, by solving the problems of the prior art.
  • the object is to provide possible materials.
  • the present invention is a compound represented by the following general formula (1).
  • Cz is a group represented by the following general formula (2)
  • Q is a group represented by the following general formula (3)
  • L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted group. An arylene group. When L 1 is a single bond, it represents that Cz and Q are directly bonded.
  • L 1 is a substituted arylene group
  • the substituent is 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 group, It is selected from the group consisting of an aryl group, heteroaryl group, halogen atom, cyano group, amino group, carbonyl group, carboxy group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, and —P ( ⁇ O) R 1 R 2 .
  • R 1 and R 2 are an aryl group or a heteroaryl group, and R 1 and R 2 may be condensed to form a ring.
  • R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, an oxygen-containing aromatic heterocyclic group, a sulfur-containing aromatic heterocyclic group, a halogen atom or a cyano group. Selected from the group consisting of However, it is connected to L 1 at any one position among R 3 to R 6 .
  • R 11 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and a heteroaryl group.
  • R 3 to R 11 may form a ring with adjacent substituents.
  • L 2 is a single bond, a phenylene group, a naphthalenylene group, or a biphenylene group.
  • R 21 is a hydrogen atom, a halogen atom, a carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, a dibenzofuranyl group, or a dibenzothiophenyl group.
  • L 3 is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the substituents when L 3 is a substituted arylene group or a substituted heteroarylene group are each independently selected from the same group as the substituents when L 1 has a substituent.
  • R 22 to R 26 are each independently a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, aryl thioether group, aryl group , A heteroaryl group, a halogen atom, a cyano group, an amino group, a carbonyl group, a carboxy group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, and —P ( ⁇ O) R 27 R 28 .
  • R 27 and R 28 are an aryl group or a heteroaryl group, and R 27 and R 28 may be condensed to form a ring.
  • R 23 to R 28 may form a ring with adjacent substituents. However, it is connected to L 1 at any one position among R 23 to R 26 .
  • an organic thin film light-emitting element that achieves both high luminous efficiency, low driving voltage, and long durability life, or a photoelectric conversion element having high conversion efficiency and a high on-off ratio.
  • Cz is a group represented by the following general formula (2)
  • Q is a group represented by the following general formula (3)
  • L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted group. An arylene group. When L 1 is a single bond, it represents that Cz and Q are directly bonded.
  • L 1 is a substituted arylene group
  • the substituent is 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 group, It is selected from the group consisting of an aryl group, heteroaryl group, halogen atom, cyano group, amino group, carbonyl group, carboxy group, oxycarbonyl group, carbamoyl group, and —P ( ⁇ O) R 1 R 2 .
  • R 1 and R 2 are an aryl group or a heteroaryl group, and R 1 and R 2 may be condensed to form a ring.
  • R 3 to R 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, an oxygen-containing aromatic heterocyclic group, a sulfur-containing aromatic heterocyclic group, a halogen atom or a cyano group. Selected from the group consisting of However, it is connected to L 1 at any one position among R 3 to R 6 .
  • R 11 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and a heteroaryl group.
  • R 3 to R 11 may form a ring with adjacent substituents.
  • L 2 is a single bond, a phenylene group, a naphthalenylene group, or a biphenylene group.
  • R 21 is a hydrogen atom, a halogen atom, a carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, a dibenzofuranyl group, or a dibenzothiophenyl group.
  • L 3 is a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the substituents when L 3 is a substituted arylene group or a substituted heteroarylene group are each independently selected from the same group as the substituents when L 1 has a substituent.
  • R 22 to R 26 are each independently a hydrogen atom, alkyl group, cycloalkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, cycloalkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl ether group, aryl thioether group, aryl group , A heteroaryl group, a halogen atom, a cyano group, an amino group, a carbonyl group, a carboxy group, an oxycarbonyl group, a carbamoyl group, and —P ( ⁇ O) R 27 R 28 .
  • R 27 and R 28 are an aryl group or a heteroaryl group, and R 27 and R 28 may be condensed to form a ring.
  • R 23 to R 28 may form a ring with adjacent substituents. However, it is connected to L 1 at any one position among R 23 to R 26 .
  • hydrogen may be deuterium.
  • a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 carbon atoms is 6 to 40 carbon atoms including the number of carbon atoms contained in the substituent group substituted on the aryl group. The same applies to the other substituents.
  • substituents include alkyl groups, cycloalkyl groups, heterocyclic groups, alkenyl groups, cycloalkenyl groups, alkynyl groups, alkoxy groups, alkylthio groups, aryl ethers as described above.
  • Group, arylthioether group, aryl group, heteroaryl group, halogen, cyano group, amino group, carbonyl group, carboxy group, oxycarbonyl group, and carbamoyl group are preferred, and more specifically, in the description of each substituent Are preferred.
  • substituents may be further substituted with the above-mentioned substituents.
  • 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, which is a substituent. It may or may not have. There is no restriction
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, from the viewpoint of availability and cost.
  • the cycloalkyl group refers to, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group moiety is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • 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. .
  • the heterocyclic ring may have one or more double bonds in the ring as long as the conjugation is not cyclically linked to become aromatic.
  • carbon number of a heterocyclic group is not specifically limited, Preferably 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, Preferably 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.
  • carbon number of a cycloalkenyl group is not specifically limited, Preferably it is the range of 4-20.
  • 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.
  • the number of carbon atoms of the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • 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.
  • carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, Preferably 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, Preferably 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, Preferably, 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, Preferably, 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 terphenyl group, a phenanthryl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, or a fluoranthenyl group.
  • the aryl group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the aryl group is not particularly limited, but is preferably in the range of 6 to 40, more preferably in the range of 6 to 24, and still more preferably a phenyl group, 1-naphthyl group, 2- Naphthyl group.
  • a heteroaryl group is a furanyl group, thiophenyl group, pyridyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, naphthyridyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group And a cyclic aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, such as a carbazolyl group, which may be unsubstituted or substituted.
  • carbon number of heteroaryl group is not specifically limited, Preferably it is the range of 2-30. More preferred are a pyridyl group, a quinolyl group, a carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, and a dibenzothiophenyl group.
  • An amino group is a substituted or unsubstituted amino group.
  • substituent in the case of substitution include an aryl group, a heteroaryl group, a linear alkyl group, and a branched alkyl group. More specifically, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, a methyl group and the like can be mentioned, and these substituents may be further substituted.
  • carbon number is not specifically limited, Preferably it is the range of 6-40.
  • the halogen atom is an atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • the carbonyl group, carboxy group, oxycarbonyl group, carbamoyl group and phosphine oxide group may or may not have a substituent.
  • substituents include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group, and these substituents may be further substituted.
  • Arylene group refers to a divalent or higher valent group derived from an aromatic hydrocarbon group such as benzene, naphthalene, biphenyl, fluorene, phenanthrene, etc., which may or may not have a substituent.
  • a divalent or trivalent arylene group is preferable.
  • Specific examples of the arylene group include a phenylene group, a biphenylene group, a naphthylene group, and a fluorenylene group.
  • 1,4-phenylene group 1,3-phenylene group, 1,2-phenylene group, 4,4′-biphenylene group, 4,3′-biphenylene group, 3,3′-biphenylene group 1,4-naphthalenylene group, 1,5-naphthalenylene group, 2,5-naphthalenylene group, 2,6-naphthalenylene group, 2,7-naphthalenylene group, 1,3,5-phenylene group and the like. More preferred are 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 4,4'-biphenylene group, and 4,3'-biphenylene group.
  • the heteroarylene group is a divalent or higher valent group derived from an aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, such as pyridine, quinoline, pyrimidine, pyrazine, triazine, quinoxaline, quinazoline, dibenzofuran, dibenzothiophene. This may or may not have a substituent.
  • a divalent or trivalent heteroarylene group is preferred.
  • the number of carbon atoms of the heteroarylene group is not particularly limited, but is preferably in the range of 2-30.
  • heteroarylene group examples include 2,6-pyridylene group, 2,5-pyridylene group, 2,4-pyridylene group, 3,5-pyridylene group, 3,6-pyridylene group, 2,4, 6-pyridylene group, 2,4-pyrimidinylene group, 2,5-pyrimidinylene group, 4,6-pyrimidinylene group, 4,6-pyrimidinylene group, 2,4,6-pyrimidinylene group, 2,4,6-triazinylene group 4,6-dibenzofuranylene group, 2,6-dibenzofuranylene group, 2,8-dibenzofuranylene group, 3,7-dibenzofuranylene group and the like.
  • the oxygen-containing aromatic heterocyclic group is a monovalent group that contains at least one carbon atom and one oxygen atom in the ring, such as furan, benzofuran, dibenzofuran, and is aromatic according to the Hückel rule.
  • the above ring structure may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the oxygen-containing aromatic heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably in the range of 4-20.
  • the sulfur-containing aromatic heterocyclic group includes at least one carbon atom and one sulfur atom in the ring, such as thiophene, benzothiophene, and dibenzothiophene, and is considered aromatic from the Hückel rule. It is a monovalent or higher valent ring structure. These may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms of the sulfur-containing aromatic heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably in the range of 4-20.
  • the quinazoline skeleton has two nitrogen atoms having a large electronegativity and an sp 2 hybrid orbital. For this reason, the affinity with electrons is high and the electron mobility is also high. Therefore, when the compound of the present invention is used for the electron injection layer of the light emitting device, electron injection from the cathode tends to occur. Moreover, when it uses for an electron carrying layer, high electron transport property is shown.
  • the compound of the present invention when used for the electron extraction layer of the photoelectric conversion element, it has a LUMO energy lower than that of the n-type material in the photoelectric conversion layer, so that high electron extraction efficiency is achieved.
  • the carbazole skeleton and the quinazoline skeleton have high charge mobility in the skeleton.
  • the highest occupied orbital (HOMO) and LUMO are spread in the molecule.
  • the spread of HOMO and LUMO increases, the overlap of orbits with adjacent molecules also increases, and the charge transport property is improved.
  • the compound of the present invention when used in any layer constituting the light-emitting element, electrons generated from the cathode and holes generated from the anode can be efficiently transported, so that the driving voltage of the light-emitting element is lowered. be able to. As a result, the light emission efficiency of the light emitting element can be improved.
  • the compound of the present invention when used for the electron extraction layer of the photoelectric conversion element, it can be quickly transported without damaging the electrons generated in the photoelectric conversion layer, and thus an element having high photoelectric conversion efficiency can be produced.
  • the carbazole skeleton and quinazoline skeleton have high charge stability, that is, electrochemical stability, and can be rapidly and reversibly reduced by electrons and oxidized by holes.
  • the light emitting element and the photoelectric conversion element that have been used have an improved durability life.
  • each of the carbazole skeleton and the quinazoline skeleton has a plurality of rigid ring structures, a compound having these skeletons exhibits a high glass transition temperature.
  • the compounds having these skeletons are not entangled with each other and stably sublimate. Since the glass transition temperature is high, the heat resistance of the light-emitting element is improved, and at the same time, good film quality formed by stable sublimation is maintained, so that the life of the light-emitting element and the photoelectric conversion element can be extended.
  • the compound of the present invention has a carbazole skeleton and a quinazoline skeleton in the molecule, so that all of high luminous efficiency, low driving voltage and long durability are possible.
  • the compound of the present invention is preferably used for the light emitting layer or the electron transport layer of the light emitting device because of its characteristics, and among them, it is particularly preferable to use it for the electron transport layer.
  • the carbazole side is any one position of R 3 to R 6 in the general formula (2), and the quinazoline side is R 23 to R in the general formula (3). Any one of 26 positions.
  • the positions of R 3 to R 6 of the carbazole skeleton are positions on a six-membered ring that does not contain a nitrogen atom in the carbazole skeleton. When bonded to the quinazoline skeleton at this position, the crystallinity of the compound is reduced as compared with the case of bonding with a nitrogen atom, so that the stability of the film is improved.
  • the positions of R 23 to R 26 in the quinazoline skeleton are substitution positions on the six-membered ring that does not contain an electron-withdrawing nitrogen atom in the quinazoline skeleton.
  • the distance between the electron-donating nitrogen of the carbazole skeleton and the electron-withdrawing nitrogen of the quinazoline skeleton increases in the molecule.
  • the polarization in the molecule due to the pushing and pulling of electrons becomes smaller. As a result, an electron trap level is not formed, and high electron mobility is achieved.
  • the carbazole side is bonded to L 1 at the position of R 4 or R 5 in the general formula (2).
  • the quinazoline side is more preferably connected at the position of R 24 or R 25 in the general formula (3), and the case of connection at the position of R 25 is particularly preferable.
  • R 3 to R 10 on the carbazole skeleton are each independently a hydrogen atom, alkyl group, heterocyclic group, alkenyl group, oxygen-containing aromatic heterocyclic group, sulfur-containing aromatic heterocyclic group, halogen atom, and cyano. Selected from the group consisting of groups. Substituents other than hydrogen atoms are introduced to modify the electronic state of the carbazole skeleton. For example, an electron-donating substituent such as an oxygen-containing aromatic heterocyclic group or a sulfur-containing aromatic heterocyclic group reinforces the electron-donating property of the carbazole skeleton, and an electron-withdrawing group such as a cyano group is included in the carbazole skeleton. It has the function of diminishing the electron donating property.
  • the compound of the present invention has an effect of increasing the LUMO level.
  • a carbazolyl group is introduced. Therefore, the substituent of the carbazole skeleton is preferably a substituent that does not inhibit or reinforce the electron donating property of carbazole. Accordingly, among these substituents, more preferred R 3 to R 10 are a hydrogen atom, an oxygen-containing aromatic heterocyclic group and a sulfur-containing aromatic heterocyclic group, and even more preferably, a hydrogen atom, a dibenzofuranyl group and A dibenzothiophenyl group, most preferably a hydrogen atom.
  • R 11 is preferably an aryl group. Specifically, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, a 9,9-dialkylfluorenyl group, an anthracenyl group, and a pyrenyl group are preferable, and a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, and a 9,9-dialkyl group are preferable.
  • a fluorenyl group, an anthracenyl group and a pyrenyl group are more preferred, a phenyl group and a naphthyl group are more preferred, and a phenyl group is particularly preferred.
  • these groups may have a phenyl group as a further substituent.
  • L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group. Since these groups do not affect the LUMO level of the molecule, the appropriate LUMO level achieved by the combination of the carbazole skeleton and the quinazoline skeleton can be maintained as described above.
  • L 1 is a heteroarylene group
  • the LUMO level of the molecule is affected and there is a concern that the LUMO level becomes too low. If the LUMO level is too low, an energy difference occurs between the LUMO level of the host material of the light emitting layer and this may hinder the injection of electrons into the light emitting layer.
  • L 1 is a substituted arylene group
  • the substituent is as described above, and preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl ether group, an aryl thioether group, an aryl group, a heteroaryl group, A halogen atom, a cyano group, or an amino group, more preferably a heterocyclic group, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom, a cyano group, or an amino group, still more preferably an aryl group, a heteroaryl group, Or it is an amino group.
  • L 1 is more preferably a single bond or an arylene group having 6 to 24 carbon atoms, and even more preferably a single bond, a phenyl group or a biphenyl group.
  • R 23 to R 26 at positions not linked to L 1 are as described above, and preferably a hydrogen atom, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl ether group, an aryl thioether group, an aryl group, a heteroaryl group , A halogen atom, a cyano group, and an amino group, more preferably a hydrogen atom, an aryl group, a heteroaryl group, a halogen atom, a cyano group, and an amino group, and still more preferably a hydrogen atom, an aryl group, a hetero group An aryl group.
  • L 2 is a phenylene group, a naphthalenylene group, or a biphenylene group
  • R 21 is an electrically neutral hydrogen atom, an electron-withdrawing halogen atom, an electron-donating carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, A dibenzofuranyl group or a dibenzothiophenyl group is preferred.
  • L 2 -R 21 is an electrically neutral phenyl group, biphenyl group, or naphthyl group, or is an electron-withdrawing effect due to an inductive effect and at the same time an electron-donating fluorophenyl due to a resonance effect.
  • Group is preferable, and a phenyl group is particularly preferable.
  • the position of L 3 -R 22 is a bonding position sandwiched between two nitrogen atoms in the quinazoline skeleton. Since no hydrogen atom is bonded on these two nitrogen atoms, the substituent bonded to the position of L 3 -R 22 is less likely to cause structural distortion. Accordingly, when L 3 -R 22 has a conjugated structure, the orbitals of the quinazoline skeleton and the conjugated system of L 3 -R 22 effectively overlap each other, and the triplet excitation energy of the molecule tends to be low.
  • the triplet excitation energy When the triplet excitation energy is low, the confinement effect of excitons generated in the light emitting layer in the light emitting layer when the compound of the present invention is used in the light emitting layer is reduced, and the light emission efficiency is reduced due to exciton deactivation. It leads to.
  • a conjugated system is small like a phenyl group, and an aromatic ring having a large triplet excitation energy or a distorted ring structure like a carbazolyl group has a large triplet excitation energy.
  • L 3 is a single bond, a phenylene group or a biphenylene group
  • R 22 is a phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, pyrenyl group, terphenyl group, 9,9-dialkylfluorenyl group, carbazolyl group, benzoyl group, A carbazolyl group, a dibenzofuranyl group, or a dibenzothiophenyl group is preferable.
  • R 22 is more preferably a phenyl group, a naphthyl group, a terphenyl group, a 9,9-dialkylfluorenyl group, a carbazolyl group, a benzocarbazolyl group, a dibenzofuranyl group, or a dibenzothiophenyl group. .
  • L 3 is more preferably a single bond, 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 4,4′-biphenylene group, or 4,3′-biphenylene group. Particularly preferred are a -phenylene group and a 1,3-phenylene group.
  • R 22 represents phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, m-terphenyl group, 9,9-dimethylfluorenyl group, 3-carbazolyl group, N-carbazolyl group, N-benzocarbazolyl group. 2-dibenzofuranyl group and 2-dibenzothiophenyl group are more preferable, and phenyl group, 9,9-dimethylfluorenyl group, and m-terphenyl group are particularly preferable.
  • L 3 -R 22 is an m-terphenyl group having a large triplet excitation energy
  • the light-emitting element tends to have a long lifetime, and contains an oxygen atom having a higher electronegativity and higher electron affinity than nitrogen. If the dibenzofuranyl group is, the light emitting element tends to have a low voltage, and if it contains a carbazolyl group having high electron injection efficiency into the light emitting layer, the light emitting element tends to be highly efficient.
  • the positions of R 3 to R 10 on the carbazole skeleton and the positions of R 23 to R 26 on the quinazoline skeleton may form a ring with adjacent substituents.
  • the size of the ring formed by the adjacent substituent is not particularly limited, but a 5-membered ring or a 6-membered ring is preferable from the viewpoint of the stability of the molecular structure.
  • the formed ring may be an aliphatic ring or an aromatic ring.
  • a ring formed by adjacent substituents may further have a substituent, or may be further condensed.
  • the formed ring may contain heteroatoms other than carbon.
  • a nitrogen atom is mentioned as an example of hetero atoms other than carbon.
  • it is preferable that the ring is composed of only carbon and hydrogen because the electrochemical stability is increased and the durability of the device is improved.
  • R 3 to R 10 and / or R 23 to R 26 are substituents
  • the number of carbon atoms of the substituent is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 24 or less, more preferably 1 or more and 12 or less. It is a range.
  • the compound represented by the general formula (1) is particularly preferably a compound represented by the general formula (4) or (5).
  • the electron of the substituent linked to the position of R 22 in the general formula (3) on the quinazoline skeleton is attracted by two nitrogen atoms having a large electronegativity in the quinazoline skeleton.
  • the electron in the quinazoline skeleton has a partial negative charge on the two nitrogen atoms, the electric dipole having a partial positive charge on the R 22 (electric dipole 1) occurs.
  • R 3 to R 10 in the general formulas (2), (4) and (5) are particularly preferably hydrogen atoms except for the position where they are linked to L 1 .
  • R 3 to R 10 are hydrogen atoms, the intermolecular distance in the film is shortened, and charge transfer can be performed efficiently.
  • the light emission efficiency can be improved by driving the light emitting element at a low voltage, and the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element can be improved.
  • it can suppress molecular weight by being a hydrogen atom, As a result, it can sublime at lower temperature and vapor deposition stability improves.
  • R 23 to R 26 in the general formulas (3), (4) and (5) are particularly preferably hydrogen atoms except for the position where they are linked to L 1 .
  • R 3 to R 11 do not form a ring with adjacent substituents.
  • the crystallinity does not become too high, and the thin film stability is improved.
  • the lifetime of the light emitting element and the photoelectric conversion element is improved.
  • the molecular weight for forming the ring structure can be suppressed, and as a result, sublimation can be performed at a lower temperature, and the deposition stability is also improved.
  • R 23 to R 26 do not form a ring with adjacent substituents.
  • the LUMO energy of the compound represented by the general formula (1) is slightly lower than the LUMO energy of the anthracene skeleton. Therefore, it is preferable to use the compound represented by the general formula (1) in the light-emitting element as a layer in contact with the cathode side of the light-emitting layer containing the compound having an anthracene skeleton because electrons are likely to be injected into the light-emitting layer. .
  • the compound represented by the general formula (1) easily receives electrons from a compound having a phenanthroline skeleton.
  • a compound having a phenanthroline skeleton can transport electrons at a low driving voltage. Therefore, it is preferable to use a compound having a phenanthroline skeleton in a layer in contact with the cathode of the layer containing the compound represented by the general formula (1) in the light-emitting element because an element driven at a low voltage can be manufactured. .
  • the compound having a phenanthroline skeleton has a plurality of phenanthroline skeletons in the molecule in order to disperse charges and speed up electron transfer.
  • the quinazoline skeleton having two electron-accepting nitrogens has a strong metal coordination property. Therefore, when the compound represented by the general formula (1) is used in the electron extraction layer of the photoelectric conversion element, the conversion efficiency and on / off ratio of the photoelectric conversion element are improved in order to promote the electron extraction to the cathode. can do.
  • the compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • a well-known method can be utilized for the synthesis
  • a carbazole skeleton having a halogen atom or boronic acid bonded thereto is commercially available, and a substituted or unsubstituted carbazolylboronic acid derivative and a substituted or unsubstituted halogenated quinazoline derivative under a palladium catalyst or nickel catalyst.
  • a coupling reaction with benzene a method using a coupling reaction between a substituted or unsubstituted carbazole derivative and a substituted or unsubstituted halogenated quinazoline derivative, and substitution with a substituted or unsubstituted halogenated carbazole derivative
  • a coupling reaction with an unsubstituted quinazolinylboronic acid derivative is exemplified, but the invention is not limited thereto.
  • the boronic acid may be a boronic acid ester, and the halogen atom can be converted to a boronic acid ester using a known method.
  • the quinazoline skeleton can be synthesized by a cyclization reaction from a substituted or unsubstituted 2-aminobenzonitrile derivative and a Grignard reagent using a known method, and a halogenated quinazoline is commercially available. However, it is not limited to these.
  • the compound of the present invention is preferably used as an electronic device material in an electronic device such as a light emitting device, a photoelectric conversion device, a lithium ion battery, a fuel cell, and a transistor.
  • an electronic device such as a light emitting device, a photoelectric conversion device, a lithium ion battery, a fuel cell, and a transistor.
  • a light emitting element and a photoelectric conversion element it is preferably used as a light emitting element material or a photoelectric conversion element material.
  • the light emitting element material represents a material used for any layer of the light emitting element, and is a material used for a layer selected from a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer, as described later.
  • the material used for the protective layer (cap layer) of the electrode is also included.
  • the photoelectric conversion element includes an anode and a cathode, and an organic layer interposed between the anode and the cathode, and light energy is converted into an electrical signal in the organic layer.
  • the organic layer preferably has at least a photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layer more preferably includes a p-type material and an n-type material.
  • the p-type material is an electron donating (donor) material, has a high HOMO energy level, and easily transports holes.
  • the n-type material is an electron withdrawing (acceptor) material, has a low LUMO energy level, and easily transports electrons.
  • the p-type material and the n-type material may be laminated or mixed.
  • the organic layer is composed of only a photoelectric conversion layer, 1) hole extraction layer / photoelectric conversion layer, 2) photoelectric conversion layer / electron extraction layer, and 3) hole extraction layer / photoelectric conversion layer / electron extraction layer. And the like.
  • the electron extraction layer is a layer provided so that electrons can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the cathode, and is usually provided between the photoelectric conversion layer and the cathode.
  • the hole extraction layer is a layer provided so that holes can be easily extracted from the photoelectric conversion layer to the anode, and is usually provided between the anode and the photoelectric conversion layer.
  • Each of the layers may be a single layer or a plurality of layers.
  • the compound of the present invention may be used in any layer in the photoelectric conversion element, but has high electron affinity and thin film stability, and has strong absorption in the visible light region. Therefore, it is preferably used for the photoelectric conversion layer, and more preferably used for the n-type material of the photoelectric conversion layer because of its excellent electron transport ability. Moreover, since the compound of this invention has high electron affinity, it can be used suitably also for an electron extraction layer. Thereby, since the electron extraction efficiency from the photoelectric conversion layer to the cathode is increased, the conversion efficiency can be improved.
  • the photoelectric conversion element can be used for an optical sensor. Moreover, the photoelectric conversion element in this embodiment can also be used for a solar cell. Moreover, it can be used suitably for an image sensor.
  • the image sensor refers to an image sensor that stores video information by detecting light, generating electric charge, and converting it into an electric signal.
  • the photoelectric conversion element in this embodiment can also be used for a solar cell.
  • the compound of the present invention can also be used as a light emitting device material. Embodiments of the light emitting device of the present invention will be described in detail below.
  • the light-emitting element of the present invention has an anode and a cathode, and an organic layer interposed between the anode and the cathode.
  • the organic layer has at least a light-emitting layer and an electron transport layer, and the light-emitting layer is formed by electric energy. Emits light.
  • the organic layer is composed of only the light emitting layer / electron transport layer, 1) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer and 2) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer, 3) Laminate structure such as hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer can be mentioned.
  • Each of the layers may be a single layer or a plurality of layers.
  • a stacked type including a plurality of phosphorescent light emitting layers and fluorescent light emitting layers may be used, or a light emitting element in which a fluorescent light emitting layer and a phosphorescent light emitting layer are combined may be used.
  • a light emitting layer exhibiting a different emission color can be stacked.
  • the element configuration described above may be a tandem type in which a plurality of layers are stacked via an intermediate layer.
  • at least one layer is preferably a phosphorescent light emitting layer.
  • the intermediate layer is generally called an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, or an intermediate insulating layer, and a known material structure can be used.
  • tandem type are, for example, 4) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / charge generation layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, 5) hole injection layer / hole transport layer / A charge generation layer as an intermediate layer between an anode and a cathode, such as a light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / charge generation layer / hole injection layer / hole transport layer / light emission layer / electron transport layer / electron injection layer
  • the laminated structure including is mentioned.
  • pyridine derivatives and phenanthroline derivatives are preferably used as the material constituting the intermediate layer.
  • a compound having two or more phenanthroline skeletons in the molecule is more preferable.
  • the compound of the present invention may be used in any layer in the above device configuration, but has a high electron injection and transport capability, fluorescence quantum yield, and thin film stability. It is preferable to use for an electron carrying layer or an intermediate
  • the anode and the cathode have a role of supplying a sufficient current for light emission of the device, and at least one of them is preferably 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, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) ), Etc., metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline, etc.
  • ITO glass or Nesa glass in which a film containing tin oxide as a main component is formed on the glass surface.
  • the resistance of the transparent electrode is not limited as long as it can supply a sufficient current for light emission of the element, but it is preferably low resistance 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 preferred.
  • the thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but is usually used in a range of 100 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 as long as it can form an ITO film, 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 compound of the present invention can also be used as this protective film layer (cap 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 transport layer is formed by a method of laminating or mixing one or more hole transport materials or a method using a mixture of a hole transport material and a polymer binder.
  • the hole transport material needs to efficiently transport holes from the anode between electrodes to which an electric field is applied, has high hole injection efficiency, and can efficiently transport injected holes. preferable.
  • the material has an appropriate ionization potential, has a high hole mobility, is excellent in stability, and does not easily generate trapping impurities during manufacture and use.
  • a substance satisfying such conditions is not particularly limited.
  • a compound having an excellent electron blocking property for the hole transport layer It is preferable to use a compound having an excellent electron blocking property for the hole transport layer.
  • a compound containing a carbazole skeleton is preferable because it has excellent electron blocking properties and can contribute to the improvement in efficiency of the light-emitting element.
  • the compound containing a carbazole skeleton preferably contains a carbazole dimer, a carbazole trimer, or a carbazole tetramer skeleton. This is because they have both a good electron blocking property and a hole injection / transport property.
  • the light emitting layer to be combined contains a phosphorescent material described later. This is because the compound having a carbazole skeleton also has a high triplet exciton blocking function, and can increase the light emission efficiency when combined with a phosphorescent material.
  • a compound containing a triphenylene skeleton which is excellent in having a high hole mobility, in the hole transport layer because the effects of improving the carrier balance, improving the light emission efficiency, and improving the durability life can be obtained. More preferably, the compound containing a triphenylene skeleton has two or more diarylamino groups.
  • any one layer may contain a compound containing a carbazole skeleton or a compound containing a triphenylene skeleton.
  • a hole injection layer may be provided between the anode and the hole transport layer.
  • the hole injection layer By providing the hole injection layer, the light emitting element has a low driving voltage and the durability life is improved.
  • a material having a smaller ionization potential than that of the material normally used for the hole transport layer is preferably used.
  • a benzidine derivative such as TPD232 and a starburst arylamine material group can be used, and a phthalocyanine derivative can also be used.
  • the hole injection layer is composed of an acceptor compound alone or that the acceptor compound is doped with another hole transport material.
  • 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 (F 4 -TCNQ), 2, 3, 6, 7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (HAT-CN 6 ), p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6- Dichlorobenzoquinone, 2,5-dichlorobenzoquinone, tetramethylbenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, o-dicyanobenzene, p-dicyanobenzene, 1,4-dicyano-2,3,5,6- Tetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenz
  • metal oxides and cyano group-containing compounds are preferable because they are easy to handle and can be easily deposited, so that the above-described effects can be easily obtained.
  • preferred metal oxides include molybdenum oxide, vanadium oxide, or ruthenium oxide.
  • cyano group-containing compounds (a) a compound having in the molecule at least one electron-accepting nitrogen other than the nitrogen atom of the cyano group, and (b) a compound having both a halogen and a cyano group in the molecule (C) a compound having both a carbonyl group and a cyano group in the molecule, or (d) at least one electron other than the nitrogen atom of the cyano group, having both a halogen and a cyano group in the molecule.
  • a compound having an accepting nitrogen is more preferable because it becomes a strong electron acceptor. Specific examples of such a compound include the following compounds.
  • 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 injection material used in combination when the acceptor compound is doped is the same compound as the compound used for the hole transport layer from the viewpoint that the hole injection barrier to the hole transport layer can be relaxed. Is more preferable.
  • 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.
  • the host material and the dopant material may be either one kind or a plurality of combinations.
  • 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. If the amount of the dopant material is too large, a concentration quenching phenomenon occurs, so that it is preferably used at 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less with respect to the host material.
  • 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 light-emitting material includes condensed ring derivatives such as anthracene and pyrene that have been known as light emitters, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinolate) aluminum (III), and bisstyrylanthracene.
  • Derivatives distyrylbenzene derivatives and other bisstyryl derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofurans
  • carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polymer systems, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, and polythiophene derivatives can be used. The present invention is not limited to.
  • the host material contained in the light-emitting 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, and derivatives thereof, N, Aromatic amine derivatives such as N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl-4,4′-diphenyl-1,1′-diamine, metal chelating oxinoids including tris (8-quinolinolate) aluminum (III) Compounds, bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, cyclopentadiene derivative
  • the dopant material is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, chrysene, triphenylene, perylene, fluoranthene, 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'-spirobisilafluorene, benzothiophene, benzofuran, indole , Dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline,
  • a phosphorescent material may be included in the light emitting layer.
  • a phosphorescent material is a material that exhibits phosphorescence even at room temperature.
  • iridium (Ir), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium It is preferably an organometallic complex compound containing at least one metal selected from the group consisting of Pd), platinum (Pt), osmium (Os), and rhenium (Re).
  • an organometallic complex having iridium or platinum is more preferable.
  • Hosts used in combination with a phosphorescent dopant include indole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, pyridine, pyrimidine, nitrogen-containing aromatic compound derivatives having a triazine skeleton, polyarylbenzene derivatives, spirofluorene derivatives, truxene Derivatives, aromatic hydrocarbon compound derivatives such as triphenylene derivatives, compounds containing chalcogen elements such as dibenzofuran derivatives and dibenzothiophene derivatives, and organometallic complexes such as beryllium quinolinol complexes are preferably used. It is not limited to these as long as the energy is large and electrons and holes are smoothly injected and transported from the respective transport layers.
  • two or more triplet light emitting dopants may be contained, or two or more host materials may be contained. Further, one or more triplet light emitting dopants and one or more fluorescent light emitting dopants may be contained.
  • the compound of the present invention is suitably used as an electron transport material.
  • the preferred phosphorescent host or dopant is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the light emitting layer may contain a heat activated delayed fluorescent material.
  • a thermally activated delayed fluorescent material is generally also called a TADF material, which reduces the energy gap between a singlet excited state energy level and a triplet excited state energy level from a triplet excited state to a singlet. It is a material that promotes reverse intersystem crossing to the excited state and improves singlet exciton generation probability.
  • the thermally activated delayed fluorescent material may be a material that exhibits thermally activated delayed fluorescence with a single material, or may be a material that exhibits thermally activated delayed fluorescence with a plurality of materials. When a plurality of materials are used, they may be used as a mixture or a laminated structure.
  • thermally activated delayed fluorescent material A known material can be used as the thermally activated delayed fluorescent material. Specific examples include, but are not limited to, benzonitrile derivatives, triazine derivatives, disulfoxide derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, dihydrophenazine derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Absent.
  • the compound of the present invention can also be used as a light emitting material because it has high light emitting performance. Since the compound of the present invention exhibits strong light emission in the blue to green region (400 to 600 nm region), it can be suitably used as a blue and green light emitting material. Since the compound of the present invention has a high fluorescence quantum yield, it is suitably used as a fluorescent dopant material. Further, the carbazole skeleton and the quinazoline skeleton have high triplet excitation energy levels, and can be preferably used as a phosphorescent host. In particular, it can be suitably used for a green phosphorescent host and a red phosphorescent host.
  • the electron transport layer is a layer located between the cathode and the light emitting layer.
  • the electron transport layer may be a single layer or a plurality of layers, and may or may not be in contact with the cathode or the light-emitting layer.
  • the electron transport layer is desired to have high electron injection efficiency from the cathode, to transport injected electrons with high efficiency, and high electron injection efficiency to the light emitting layer. Therefore, the electron transport layer is preferably made of a material having a high electron affinity, a high electron mobility, excellent stability, and impurities that are traps are less likely to be generated during manufacture and use.
  • 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 in the electron transport layer include condensed polycyclic aromatic hydrocarbon derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives represented by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl, anthraquinone And various metal complexes such as quinone derivatives such as diphenoquinone, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolate) aluminum (III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes
  • the heteroaryl ring structure is composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and contains an electron-accepting nitrogen because the driving voltage is reduced and high-efficiency light emission is obtained. It is preferable to use a compound having
  • An aromatic heterocycle containing electron-accepting nitrogen has 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.
  • the number of electrons supplied to the light emitting layer is increased and the recombination probability is increased, the light emission efficiency is improved.
  • aromatic heterocycles containing electron-accepting nitrogen examples include pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, quinoline ring, quinoxaline ring, naphthyridine ring, pyrimidopyrimidine ring, benzoquinoline ring, phenanthroline ring, imidazole ring, oxazole ring Oxadiazole ring, triazole ring, thiazole ring, thiadiazole ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, benzimidazole ring, phenanthrimidazole ring and the like.
  • Examples of the compound having an aromatic heterocyclic ring containing electron-accepting nitrogen include benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline.
  • Preferred examples include derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline 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 used in combination, or one or more of the other electron transport materials may be used in combination with the electron transport material. .
  • the preferred electron transport material is not particularly limited, but specific examples include the following.
  • the compound of the present invention since the compound of the present invention also has a high electron injecting and transporting ability, it can be used as an electron transporting material.
  • it is not necessary to be limited to only one type thereof, and a mixture of a plurality of types of the compound of the present invention is used, or one or more other electron transport materials are used to achieve the effects of the present invention. You may mix and use the compound of this invention in the range which does not impair.
  • the electron transport material that can be mixed is not particularly limited, but is a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene, anthracene, or pyrene or a derivative thereof, or a styryl-based fragrance represented by 4,4′-bis (diphenylethenyl) biphenyl.
  • Examples thereof include hydroxyazole complexes such as quinolinol complexes and hydroxyphenyloxazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, and flavonol metal complexes.
  • 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.
  • a donor material may be contained.
  • the donor material 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 material in the present invention include an alkali metal, an inorganic salt containing an alkali metal, a complex of an alkali metal and an organic material, an alkaline earth metal, an inorganic salt containing an alkaline earth metal, or an alkaline earth metal And a complex of organic substance.
  • Preferable types of alkali metals and alkaline earth metals include alkali metals such as lithium, sodium and cesium, which have a low work function and a large effect of improving the electron transport ability, and alkaline earth metals such as magnesium and calcium.
  • 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 , And carbonates such as Cs 2 CO 3 .
  • a preferable example of the alkali metal or alkaline earth metal is lithium from the viewpoint that the raw materials are inexpensive and easy to synthesize.
  • Preferred examples of the organic substance in the complex with the organic substance include quinolinol, benzoquinolinol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole and the like.
  • a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable, a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol is particularly preferable. Two or more of these donor materials may be mixed and used.
  • the preferred doping concentration varies depending on the material and the film thickness of the doping region.
  • the deposition rate ratio between the electron transport material and the donor material is 10,000: It is preferable to use an electron transport layer by co-evaporation so as to be in the range of 1 to 2: 1.
  • the deposition rate ratio is more preferably 100: 1 to 5: 1, and further preferably 100: 1 to 10: 1.
  • the donor material is a complex of a metal and an organic material
  • the electron transport layer and the donor material are co-deposited so that the deposition rate ratio of the electron transport material and the donor material is in the range of 100: 1 to 1: 100.
  • the deposition rate ratio is more preferably 10: 1 to 1:10, and even more preferably 7: 3 to 3: 7.
  • the electron transport layer in which the compound of the present invention is doped with a donor material as described above may be used as a charge generation layer in a tandem structure type element connecting a plurality of light emitting elements.
  • a donor material such as a tandem structure type element connecting a plurality of light emitting elements.
  • an alkali metal or alkaline earth metal when doped as a donor material, it can be suitably used as a charge generation layer.
  • the method for improving the electron transport ability by doping a donor material into the electron transport layer is particularly effective when the thin film layer is thick. It is particularly preferable when the total thickness of the electron transport layer and the light emitting layer is 50 nm or more.
  • the total thickness of the electron transport layer and the light emitting layer is 50 nm or more.
  • This optimum condition varies depending on the light emission wavelength, but the total film thickness of the electron transport layer and the light-emitting layer is 50 nm or more, and in the case of long-wavelength light emission such as red, it may be a thick film near 100 nm. .
  • the thickness of the electron transport layer to be doped may be a part or all of the electron transport layer.
  • the donor material is in direct contact with the light emitting layer, it may adversely affect the light emission efficiency. In that case, it is preferable to provide a non-doped region at the light emitting layer / electron transport layer interface.
  • an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer.
  • the electron injection layer is inserted for the purpose of assisting injection of electrons from the cathode to the electron transport layer, but in the case of insertion, a compound having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen may be used. Alternatively, a layer containing the above donor material may be used.
  • the compound of the present invention may be contained in the electron injection layer.
  • An insulator or a semiconductor inorganic substance can also be used for the electron injection layer. Use of these materials is preferable because a short circuit of the light emitting element can be effectively prevented and the electron injection property can be improved.
  • At least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides may be used.
  • the electron injection layer is composed of these alkali metal chalcogenides or the like, it is more preferable because the electron injection property can be further improved.
  • preferable alkali metal chalcogenides include, for example, Li 2 O, Na 2 S, and Na 2 Se
  • preferable alkaline earth metal chalcogenides include, for example, CaO, BaO, SrO, BeO, BaS. And CaSe.
  • preferable alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
  • preferable alkaline earth metal halides include fluorides such as CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 and BeF 2 , and halides other than fluorides.
  • a complex of an organic substance and a metal is also preferably used.
  • a complex of an organic substance and a metal for the electron injection layer because the film thickness can be easily adjusted.
  • organometallic complexes include quinolinol, benzoquinolinol, pyridylphenol, flavonol, hydroxyimidazopyridine, hydroxybenzazole, hydroxytriazole, and the like as preferred examples of the organic substance in a complex with an organic substance.
  • a complex of an alkali metal and an organic substance is preferable, a complex of lithium and an organic substance is more preferable, and lithium quinolinol is particularly preferable.
  • 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, and the like can be mentioned.
  • 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.
  • intermediate [C] was synthesized as follows.
  • the obtained yellow-green solid was confirmed to be compound [1] by mass spectrum measurement (JMS-Q1000TD manufactured by JEOL Ltd.).
  • compound [1] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 360 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • intermediate [G] was synthesized as follows.
  • the obtained yellow-green solid was confirmed to be the compound [2] by mass spectrum measurement (JMS-Q1000TD manufactured by JEOL Ltd.).
  • Compound [2] was used as a light emitting device material after sublimation purification at about 360 ° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump.
  • Example 1 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [1] was deposited to a thickness of 35 nm as an electron transport layer and laminated.
  • 1000 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and a 5 ⁇ 5 mm square device was fabricated.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 4.63 V and an external quantum efficiency of 4.22%. Further, when the initial luminance was set to 1000 cd / m 2 and driven at a constant current, the time (durability) during which the luminance was reduced by 20% was 1650 hours.
  • Compound [1], HAT-CN 6 , HT-1, H-1, and D-1 are the compounds shown below.
  • Examples 2 to 43 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the compounds described in Table 1 were used for the host material and the electron transport layer of the light emitting layer. The results are shown in Table 1. H-2 and compounds [2] to [42] are the compounds shown below.
  • Comparative Examples 1-18 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the compounds listed in Table 2 were used for the electron transport layer. The results are shown in Table 2. E-1 to E-8 and E-20 to E-29 are the compounds shown below.
  • Example 44 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [1] was deposited as a first electron transporting layer to a thickness of 25 nm and laminated.
  • the compound [1] is used as the electron transport material as the second electron transport layer, lithium is used as the donor material, and the layer is laminated to a thickness of 10 nm so that the deposition rate ratio of the compound [1] and lithium is 20: 1. did.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 3.87 V and an external quantum efficiency of 4.94%. Further, when the initial luminance was set to 1000 cd / m 2 and driven at a constant current, the time for reducing the luminance by 20% was 1630 hours.
  • Examples 45-65 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 44 except that the compounds described in Table 3 were used for the first electron transport layer and the second electron transport layer. The results are shown in Table 3. E-9 and E-10 are the compounds shown below.
  • Comparative Examples 19-40 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 44 except that the compounds described in Table 3 were used for the first electron transport layer and the second electron transport layer. The results are shown in Table 3.
  • Example 66 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [1] is used as the electron transport material for the electron transport layer
  • 2E-1 is used as the donor material
  • the thickness of 35 nm is set so that the deposition rate ratio of the compound [1] and 2E-1 is 1: 1.
  • Laminated. This electron transport layer is shown as the second electron transport layer in Table 3.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 4.25 V and an external quantum efficiency of 5.39%.
  • the time for the luminance to decrease by 20% was 4020 hours.
  • Examples 67-81 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 66 except that the compounds described in Table 4 were used as the electron transport layer and the donor material. The results are shown in Table 4. 2E-1 is a compound shown below.
  • Comparative Examples 41-55 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 2866 except that the compounds described in Table 4 were used as the electron transport layer and the donor material. The results are shown in Table 4.
  • Example 82 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method. This hole transport layer is shown in Table 4 as the first hole transport layer.
  • a host material H-3 and a dopant material D-2 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 10 wt%.
  • the compound [11] was deposited as an electron transport layer to a thickness of 35 nm and laminated.
  • 1000 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and a 5 ⁇ 5 mm square device was fabricated.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 4000 cd / m 2 were a driving voltage of 3.75 V and an external quantum efficiency of 10.51%.
  • the time for the luminance to decrease by 20% was 1680 hours.
  • H-3 and D-2 are the compounds shown below.
  • Comparative Example 56 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 82 except that the compounds shown in Table 5 were used as the electron transport layer. The results are shown in Table 5.
  • Example 83 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer by 5 nm and HT-1 as a first hole transport layer by 40 nm by a resistance heating method. Furthermore, 10 nm of HT-2 was deposited as a second hole transport layer. Next, as a light emitting layer, a host material H-3 and a dopant material D-2 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 10 wt%. Next, the compound [11] was deposited as an electron transport layer to a thickness of 35 nm and laminated.
  • HT-2 is a compound shown below.
  • Examples 84-89 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 83 except that the compounds shown in Table 5 were used as the second hole transport layer. The results are shown in Table 5.
  • HT-3 and HT-4 are the compounds shown below.
  • Comparative Examples 57-66 A device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 83 except that the compounds shown in Table 5 were used as the second hole transport layer and the electron transport layer. The results are shown in Table 5.
  • Example 90 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [11] was deposited to a thickness of 20 nm as a first electron transport layer and laminated.
  • the compound [E-10] was deposited on the electron transport material to a thickness of 20 nm and laminated as a second electron transport layer.
  • lithium was used as a donor material, and the layer was stacked to a thickness of 10 nm so that the deposition rate ratio of the compound [E-10] and lithium was 20: 1.
  • 1000 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and a 5 ⁇ 5 mm square device was fabricated.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 3.98 V and an external quantum efficiency of 5.64%.
  • Comparative Example 67 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 90 except that the compounds shown in Table 6 were used as the first electron transport layer. The results are shown in Table 6.
  • Example 91 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 90 except that the device was fabricated without laminating the second electron transport layer. The results are shown in Table 6.
  • Comparative Example 68 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 90 except that the device was fabricated without laminating the first electron transport layer. The results are shown in Table 6.
  • Comparative Example 69 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Comparative Example 67 except that the device was fabricated without laminating the second electron transport layer. The results are shown in Table 6.
  • Comparative Examples 70-76 A light emitting device was fabricated and evaluated in the same manner as in Example 90 except that the compounds described in Table 6 were used as the first electron transport layer and the second electron transport layer. The results are shown in Table 6.
  • Example 92 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [11] was deposited to a thickness of 20 nm as a first electron transport layer and laminated. Further, Compound [E-11] was laminated to a thickness of 35 nm as a second electron transport layer.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 3.58 V and an external quantum efficiency of 6.11%.
  • the time for the luminance to decrease by 20% was 4140 hours.
  • E-11 is a compound shown below.
  • Example 93 A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which ITO transparent conductive film was deposited at 165 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.
  • “Semico Clean 56” trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN 6 was deposited as a hole injection layer at 5 nm and HT-1 as a hole transport layer was deposited at 50 nm by a resistance heating method.
  • a host material H-1 and a dopant material D-1 were deposited to a thickness of 20 nm so that the doping concentration was 5% by weight.
  • the compound [11] was deposited to a thickness of 20 nm as a first electron transport layer and laminated. Further, the compound [E-11] is used as the electron transport material as the second electron transport layer, and 2E-1 is used as the donor material, so that the deposition rate ratio between the compounds [E-11] and 2E-1 is 1: 1.
  • the film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value.
  • the characteristics of this light emitting element at 1000 cd / m 2 were a driving voltage of 4.05 V and an external quantum efficiency of 6.07%.
  • Comparative Examples 78, 80, 82, 84, 86 and 88 A light emitting device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 93 except that the compounds shown in Table 7 were used as the first electron transport layer. The results are shown in Table 7.
  • Examples 94-117 A light emitting device was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the compounds described in Table 8 were used for the host material and the electron transport layer of the light emitting layer. The results are shown in Table 7.
  • H-3 is a compound shown below.

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Abstract

　カルバゾール骨格とキナゾリン骨格を有する化合物であり、これを用いることで、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てを改善した有機薄膜発光素子や、高変換効率や高オン－オフ比を有する光電変換素子に適用可能な材料を提供する。

Description

化合物、ならびにそれを含有する電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサ
　本発明は、化合物ならびにそれを用いた電子デバイス、発光素子、光電変換素子およびイメージセンサに関する。
　有機薄膜発光素子は、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化合物を含む層中で再結合することで励起子が生成し、それが基底状態へ遷移する際に発光するものである。そのような有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。
　有機薄膜発光素子には、発光効率の向上、駆動電圧の低下、耐久性の向上などが求められ、中でも、発光効率と耐久寿命の両立が大きな課題となっている。例えば、発光効率、並びに耐久寿命を向上させるために、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格を有する材料が開発されている（例えば、特許文献１～５参照）。
　また、光を電気エネルギーに変換できる光電変換素子においては、近年、有機化合物を用いた光電変換素子の研究がなされている。有機化合物は分子構造により入射する光のうち特定波長領域の光を選択的に吸収できることから、有機化合物を用いた光電変換素子ではカラーフィルターが不要となり、更に吸収係数が高いことから、光利用効率を高くすることが可能である。
　有機化合物を用いた光電変換素子としては、具体的には、両極に挟まれた光電変換膜にｐｎ接合構造やバルクへテロジャンクション構造を導入した素子が知られている。
　また、光電変換素子を利用したイメージセンサにおいては、光電変換効率の向上や応答速度向上のために外部から電圧を印加することが多い。外部電界により電極から正孔または電子が光電変換膜に注入すると、暗電流が発生する。この暗電流の低下を目的として正孔ブロッキング層や電子ブロッキング層を挿入した素子が知られている（例えば、特許文献６参照）。
国際公開ＷＯ２００６／０４９０１３号 特開２０１０－２７５２５５号公報 国際公開ＷＯ２０１２／０５０３４７号 国際公開ＷＯ２０１３／１５４３２５号 国際公開ＷＯ２０１４／０５４５９６号 特開２００７－０５９５１５号公報
　しかしながら、特許文献１～５に記載された化合物は、発光素子として実用に供するに当たって発光効率や耐久性が十分ではなかった。また、従来の他の技術でも高い発光効率と低い駆動電圧に加えて、耐久性も有するといった技術は見出されていない。
　また、特許文献６に記載された化合物を含む光電変換素子や従来の他の技術では、高感度なイメージセンサを得るには光電変換効率やオン－オフ比が十分ではなかった。
　そこで、本発明は、かかる従来技術の課題を解決し、発光効率、駆動電圧、耐久寿命の全てを改善した有機薄膜発光素子や、高変換効率や高オン－オフ比を有する光電変換素子に適用可能な材料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）で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
式（１）において、Ｃｚは下記一般式（２）で表される基であり、Ｑは下記一般式（３）で表される基であり、Ｌ１は単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Ｌ１が単結合の場合、ＣｚとＱとが直接結合していることを表す。
Ｌ１が置換のアリーレン基である場合の置換基は、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１Ｒ２からなる群より選ばれる。
Ｒ１およびＲ２はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１およびＲ２が縮合して環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
式（２）において、Ｒ３～Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、複素環基、アルケニル基、含酸素芳香族複素環基、含硫黄芳香族複素環基、ハロゲン原子およびシアノ基からなる群より選ばれる。但し、Ｒ３～Ｒ６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
Ｒ１１は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。また、Ｒ３～Ｒ１１は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
式（３）において、Ｌ２は、単結合、フェニレン基、ナフタレニレン基、またはビフェニレン基である。
Ｒ２１は、水素原子、ハロゲン原子、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基である。
Ｌ３は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基である。Ｌ３が置換アリーレン基、または置換ヘテロアリーレン基である場合の置換基は、それぞれ独立に、上記Ｌ１が置換基を有している場合の置換基と同様の群より選ばれる。
Ｒ２２～Ｒ２６はそれぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２７Ｒ２８からなる群より選ばれる。Ｒ２７およびＲ２８はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ２７およびＲ２８が縮合して環を形成していてもよい。また、Ｒ２３～Ｒ２８は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。
但し、Ｒ２３～Ｒ２６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
　本発明により、高発光効率、低駆動電圧、長耐久寿命を両立した有機薄膜発光素子、または高変換効率や高オン－オフ比を有する光電変換素子を提供することができる。
　＜一般式（１）で表される化合物＞
　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-C000008
　式（１）において、Ｃｚは下記一般式（２）で表される基であり、Ｑは下記一般式（３）で表される基であり、Ｌ１は単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Ｌ１が単結合の場合、ＣｚとＱとが直接結合していることを表す。
Ｌ１が置換のアリーレン基である場合の置換基は、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１Ｒ２からなる群より選ばれる。
Ｒ１およびＲ２はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１およびＲ２が縮合して環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式（２）において、Ｒ３～Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、複素環基、アルケニル基、含酸素芳香族複素環基、含硫黄芳香族複素環基、ハロゲン原子およびシアノ基からなる群より選ばれる。但し、Ｒ３～Ｒ６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
Ｒ１１は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。
また、Ｒ３～Ｒ１１は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　式（３）において、Ｌ２は、単結合、フェニレン基、ナフタレニレン基、またはビフェニレン基である。
Ｒ２１は、水素原子、ハロゲン原子、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基である。
Ｌ３は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基である。Ｌ３が置換アリーレン基、または置換ヘテロアリーレン基である場合の置換基は、それぞれ独立に、上記Ｌ１が置換基を有している場合の置換基と同様の群より選ばれる。
Ｒ２２～Ｒ２６はそれぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２７Ｒ２８からなる群より選ばれる。Ｒ２７およびＲ２８はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ２７およびＲ２８が縮合して環を形成していてもよい。また、Ｒ２３～Ｒ２８は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。
但し、Ｒ２３～Ｒ２６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
　上記の全ての基において、水素は重水素であってもよい。また、以下の説明において例えば炭素数６～４０の置換もしくは無置換のアリール基とは、アリール基に置換した置換基に含まれる炭素数も含めて６～４０であり、炭素数を規定している他の置換基もこれと同様である。
　また、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、上述のようなアルキル基、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、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとする具体的な置換基が好ましい。また、これらの置換基は、さらに上述の置換基により置換されていてもよい。
　以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、上記と同様である。
　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、好ましくは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、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基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、好ましくは、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。複素環は、共役が環状に連結して芳香族性とならない限り、環内に二重結合を１つ以上有していてもよい。複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、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、好ましくは、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、好ましくは、４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、好ましくは、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、好ましくは、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、好ましくは、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、好ましくは、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、好ましくは、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、ターフェニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテ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、好ましくは、６以上４０以下の範囲であり、より好ましくは、６以上２４以下の範囲であり、更に好ましくは、フェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基である。
　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、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、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、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基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、好ましくは、２以上３０以下の範囲である。より好ましくは、ピリジル基、キノリル基、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基である。
　アミノ基とは、置換もしくは無置換のアミノ基である。置換する場合の置換基としては、例えば、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐アルキル基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ピリジル基、メチ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。炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。
　カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基およびホスフィンオキサイド基は、置換基を有していても有していなくてもよい。ここで、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、ヘテロ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。
　アリーレン基とは、ベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、フルオレン、フェナントレンなどの芳香族炭化水素基から導かれる２価以上の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。好ましくは、２価もしくは３価のアリーレン基である。アリーレン基としては、具体的には、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、フルオレニレン基などが挙げられる。より具体的には、１，４－フェニレン基、１，３－フェニレン基、１，２－フェニレン基、４，４’－ビフェニレン基、４，３’－ビフェニレン基、３，３’－ビフェニレン基、１，４－ナフタレニレン基、１，５－ナフタレニレン基、２，５－ナフタレニレン基、２，６－ナフタレニレン基、２，７－ナフタレニレン基、１，３，５－フェニレン基などが挙げられる。より好ましくは、１，４－フェニレン基、１，３－フェニレン基、４，４’－ビフェニレン基、４，３’－ビフェニレン基である。
　ヘテロアリーレン基とは、ピリジン、キノリン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、キノキサリン、キナゾリン、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン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芳香族基から導かれる２価以上の基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。好ましくは２価もしくは３価のヘテロアリーレン基である。ヘテロアリーレン基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２～３０の範囲である。ヘテロアリーレン基としては、具体的には、２，６－ピリジレン基、２，５－ピリジレン基、２，４－ピリジレン基、３，５－ピリジレン基、３，６－ピリジレン基、２，４，６－ピリジレン基、２，４－ピリミジニレン基、２，５－ピリミジニレン基、４，６－ピリミジニレン基、４，６－ピリミジニレン基、２，４，６－ピリミジニレン基、２，４，６－トリアジニレン基、４，６－ジベンゾフラニレン基、２，６－ジベンゾフラニレン基、２，８－ジベンゾフラニレン基、３，７－ジベンゾフラニレン基などが挙げられる。
　含酸素芳香族複素環基とは、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフランなど、炭素原子と酸素原子を環内に少なくともそれぞれ１つ以上含んでおり、かつヒュッケル則から芳香族性であると考えられる、１価以上の環構造のことである。これらは置換基を有していてもいなくてもよい。含酸素芳香族複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは４～２０の範囲である。
　含硫黄芳香族複素環基とは、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェンなど、炭素原子と硫黄原子を環内に少なくともそれぞれ１つ以上含んでおり、かつヒュッケル則から芳香族性であると考えられる、１価以上の環構造のことである。これらは置換基を有していてもいなくてもよい。含硫黄芳香族複素環基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは４～２０の範囲である。
　キナゾリン骨格は、電気陰性度が大きい、ｓｐ２混成軌道を有する窒素原子を２つ有している。このため、電子との親和性が高く、電子移動度も高くなる。それゆえ、本発明の化合物を発光素子の電子注入層に用いた場合には、陰極からの電子注入が起こりやすい。また、電子輸送層に用いた場合には高い電子輸送性を示す。
　しかしながら、一般的な発光層の最低空軌道（ＬＵＭＯ）エネルギーと比較してキナゾリン骨格のみから成る分子のＬＵＭＯエネルギーは低過ぎるため、発光素子に適用した場合、発光層への電子注入に支障をきたす。そこで、本発明の化合物には、ＬＵＭＯエネルギーを高める効果があり、かつ電子輸送能も有しているカルバゾール骨格が導入されている。
　また、本発明の化合物を光電変換素子の電子取出し層に用いると、光電変換層中のｎ型材料よりも低いＬＵＭＯエネルギーを有しているため、高い電子取出し効率が達成される。
　また、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、骨格内での電荷移動度が高い。これら二つの骨格を結合させることによって、最高被占軌道（ＨＯＭＯ）とＬＵＭＯが分子内に広がる。ＨＯＭＯとＬＵＭＯの広がりが大きくなると、隣接分子との軌道の重なりも大きくなり、電荷輸送性が向上する。
　このため本発明の化合物を、発光素子を構成するいずれかの層に用いた場合に、陰極から発生した電子や陽極から発生した正孔を効率よく輸送できるので、発光素子の駆動電圧を低下させることができる。この結果、発光素子の発光効率を向上させることができる。
　また、本発明の化合物を光電変換素子の電子取出し層に用いた場合は、光電変換層で発生した電子を損なわず速やかに輸送できるため、高い光電変換効率を有する素子が作製できる。
　さらに、分子内に軌道が広がっていることで、電荷を受容した際に生じるラジカルが安定化され、発光素子の耐久寿命が向上する。また、そもそもカルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は電荷に対する安定性、すなわち電気化学的安定性が高く、電子による還元や、正孔による酸化を迅速かつ可逆的に行うことができるため、本発明の化合物を用いた発光素子および光電変換素子は耐久寿命が向上する。
　カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は、いずれも複数の剛直な環構造からなることから、これらの骨格を有する化合物は高いガラス転移温度を示す。同時に、剛直な環構造により、これらの骨格を有する化合物は分子一つ一つが絡み合わず、安定して昇華する。ガラス転移温度が高いことから、発光素子の耐熱性が向上すると同時に、安定な昇華によって形成された良好な膜質が維持されるため、発光素子および光電変換素子を長寿命化することができる。
　以上より、本発明の化合物は、分子中にカルバゾール骨格とキナゾリン骨格とを有していることにより、高発光効率、低駆動電圧および長耐久寿命がいずれも可能となる。
　特に、本発明の化合物はその特性から、発光素子の発光層または電子輸送層に用いることが好ましく、その中でも、電子輸送層に用いることが特に好ましい。
　カルバゾール骨格とキナゾリン骨格を結合する際の位置は、カルバゾール側が、一般式（２）においてＲ３～Ｒ６のうちいずれか一つの位置であり、キナゾリン側が、一般式（３）においてＲ２３～Ｒ２６のうちいずれか一つの位置である。
　カルバゾール骨格のＲ３～Ｒ６の位置は、カルバゾール骨格の中で窒素原子を含まない六員環上の位置である。この位置でキナゾリン骨格と結合すると、窒素原子で結合した場合と比較して、化合物の結晶性が低下するため、膜の安定性が向上する。
　また、キナゾリン骨格のＲ２３～Ｒ２６の位置は、キナゾリン骨格の中で電子求引性の窒素原子を含まない六員環上の置換位置である。この位置でカルバゾール骨格と結合すると、分子内において、カルバゾール骨格の電子供与性窒素とキナゾリン骨格の電子求引性窒素の間の距離が長くなる。距離が長くなることにより、電子の押し引きによる分子内の分極が小さくなる。その結果、電子トラップ準位が形成されず、高い電子移動度が達成される。
　これらの効果を高めるため、カルバゾール側が一般式（２）においてＲ４またはＲ５の位置でＬ１と結合しているとより好ましい。また、キナゾリン側が一般式（３）においてＲ２４またはＲ２５の位置で連結しているとより好ましく、Ｒ２５の位置で連結している場合が特に好ましい。
　また、カルバゾール骨格上のＲ３～Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、複素環基、アルケニル基、含酸素芳香族複素環基、含硫黄芳香族複素環基、ハロゲン原子およびシアノ基からなる群より選ばれる。水素原子以外の置換基は、カルバゾール骨格の電子的状態を修飾するために導入される。例えば、含酸素芳香族複素環基や含硫黄芳香族複素環基といった電子供与性の置換基は、カルバゾール骨格の電子供与性を補強し、シアノ基のような電子求引性基は、カルバゾール骨格の電子供与性を減弱させる働きがある。
　先にも述べたが、キナゾリン骨格のみからなる材料はＬＵＭＯ軌道のエネルギー準位が低く発光層への電子注入を阻害する恐れがあるため、本発明の化合物にはＬＵＭＯ準位を高める効果のあるカルバゾリル基が導入されている。従ってカルバゾール骨格の置換基としてはカルバゾールの電子供与性を阻害しないか、補強する置換基が好ましい。従ってこれらの置換基の中でもより好ましいＲ３～Ｒ１０は、水素原子、含酸素芳香族複素環基および含硫黄芳香族複素環基であり、更により好ましくは、水素原子、ジベンゾフラニル基およびジベンゾチオフェニル基であり、最も好ましくは水素原子である。
　Ｒ１１はアリール基であることが好ましい。具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ターフェニル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基がさらに好ましく、フェニル基が特に好ましい。なお、これらの基はさらなる置換基としてフェニル基を有していてもよい。
　Ｌ１は単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。これらの基は分子のＬＵＭＯ準位に影響を与えないため、上述のようにカルバゾール骨格とキナゾリン骨格の組み合わせにより達成される適切なＬＵＭＯ準位を保つことができる。
　なお、Ｌ１がヘテロアリーレン基である場合、分子のＬＵＭＯ準位に影響を与え、ＬＵＭＯ準位が低くなりすぎる懸念がある。ＬＵＭＯ準位が低くなりすぎると、発光層のホスト材料のＬＵＭＯ準位との間にエネルギー差が生じ、これが発光層への電子の注入を阻害する恐れがある。
　Ｌ１が置換のアリーレン基である場合の置換基は上述のとおりであるが、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基、複素環基、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、ハロゲン原子、シアノ基、またはアミノ基であり、より好ましくは、複素環基、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、またはアミノ基であり、更に好ましくは、アリール基、ヘテロアリール基、またはアミノ基である。
　Ｌ１としてより好ましくは単結合および炭素数６～２４のアリーレン基であり、更に好ましくは単結合、フェニル基およびビフェニル基である。
　Ｌ１と連結していない位置のＲ２３～Ｒ２６は上述のとおりであるが、好ましくは、水素原子、シクロアルキル基、複素環基、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、ハロゲン原子、シアノ基、およびアミノ基であり、より好ましくは、水素原子、アリール基、ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基、およびアミノ基であり、更に好ましくは、水素原子、アリール基、ヘテロアリール基である。
　Ｌ２－Ｒ２１は、キナゾリン骨格の中の、窒素原子を２つ含む方の環に連結しているため、この位置の置換基で本発明の化合物の電子状態を調節するのが好ましい。そのため、Ｌ２がフェニレン基、ナフタレニレン基、またはビフェニレン基であり、Ｒ２１が電気的に中性な水素原子、電子求引性のハロゲン原子、電子供与性のカルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基であることが好ましい。中でも、Ｌ２－Ｒ２１が電気的に中性なフェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基であるか、あるいは、誘起効果で電子求引性であると同時に、共鳴効果で電子供与性なフルオロフェニル基であることが好ましく、フェニル基であることが特に好ましい。
　Ｌ３－Ｒ２２の位置は、キナゾリン骨格の中の、２つの窒素に挟まれた結合位置である。これら２つの窒素原子上には水素原子は結合していないため、Ｌ３－Ｒ２２の位置に結合した置換基は、構造の歪みが生じにくい。それにより、Ｌ３－Ｒ２２が共役系構造を有するとき、キナゾリン骨格とＬ３－Ｒ２２の共役系の軌道同士が有効に重なるため、分子の三重項励起エネルギーが低くなる傾向がある。三重項励起エネルギーが低いと、本発明の化合物を発光素子に用いた場合に発光層中で生成した励起子の、発光層中への閉じ込め効果が小さくなり、励起子失活による発光効率の低下に繋がる。
　そのため、Ｌ３－Ｒ２２の位置にはフェニル基のように共役系が小さく、大きな三重項励起エネルギーを有する芳香環や、カルバゾリル基のように歪んだ環構造を有するために大きな三重項励起エネルギーを有する置換基を導入するのが好ましい。つまり、Ｌ３が単結合、フェニレン基、またはビフェニレン基であり、Ｒ２２がフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ターフェニル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基であることが好ましい。また、Ｒ２２はフェニル基、ナフチル基、ターフェニル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基であることがより好ましい。
　具体的には、Ｌ３は単結合、１，４－フェニレン基、１，３－フェニレン基、４，４’－ビフェニレン基、４，３’－ビフェニレン基がより好ましく、単結合、１，４－フェニレン基、１，３－フェニレン基が特に好ましい。Ｒ２２は、フェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、ｍ－ターフェニル基、９，９－ジメチルフルオレニル基、３－カルバゾリル基、Ｎ－カルバゾリル基、Ｎ－ベンゾカルバゾリル基、２－ジベンゾフラニル基、２－ジベンゾチオフェニル基がより好ましく、フェニル基、９，９－ジメチルフルオレニル基、ｍ－ターフェニル基が特に好ましい。
　Ｌ３－Ｒ２２が、三重項励起エネルギーが大きいｍ－ターフェニル基であると、発光素子が長寿命化する傾向があり、窒素よりも電気陰性度が大きく電子親和性が大きい酸素原子を含んでいるジベンゾフラニル基であると、発光素子が低電圧化する傾向があり、発光層への電子注入効率が高いカルバゾリル基を含んでいると、発光素子が高効率化する傾向がある。
　カルバゾール骨格上のＲ３～Ｒ１０の位置およびキナゾリン骨格上のＲ２３～Ｒ２６の位置は、隣接する置換基で環を形成してもよい。隣接する置換基で形成された環の大きさについては特に限定されないが、分子構造の安定性の観点から５員環もしくは６員環が好ましい。また、形成される環は脂肪族環でも芳香族環でもよい。隣接する置換基で形成された環はさらに置換基を有していてもよく、もしくはさらに縮環していてもよい。形成される環には炭素以外のヘテロ原子が含まれていてもよい。ここで炭素以外のヘテロ原子の例として窒素原子が挙げられる。特に、炭素および水素のみで環が構成されていると電気化学的安定性が増し、素子の耐久性向上に寄与するため好ましい。
　Ｒ３～Ｒ１０および／またはＲ２３～Ｒ２６が置換基である場合の、該置換基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２４以下、より好ましくは、１以上１２以下の範囲である。
　一般式（１）で表される化合物は、一般式（４）または（５）で表される化合物であることが特に好ましい。
　キナゾリン骨格上の一般式（３）においてＲ２２の位置に連結した置換基の電子は、キナゾリン骨格中の電気陰性度の大きな２つの窒素原子によって求引される、その結果、キナゾリン骨格中の当該２つの窒素原子上に部分負電荷をもち、Ｒ２２上に部分正電荷をもつ電気双極子（電気双極子１）が生じる。
　一方、キナゾリン骨格上のＲ２３～Ｒ２６のいずれかの位置でカルバゾール骨格と連結した場合、カルバゾール骨格上には、その電子供与性により部分正電荷が発生し、キナゾリン骨格中の電気陰性度の大きな２つの窒素原子に部分負電荷が発生する。この際形成される電気双極子（電気双極子２）は、電気双極子１とは反対向きのベクトル成分を有する。これら反対向きのベクトル成分を有する電気双極子同士が分子内で打ち消し合い、分子全体では電気双極子が小さくなる。その結果、電荷トラップ準位発生による電荷移動度の低下が抑制され、高い電荷輸送能が達成される。
　Ｒ２３～Ｒ２６の中でも、Ｒ２５の位置にカルバゾール骨格が結合した場合、電気双極子１と電気双極子２が完全な逆向きに最も近くなるため、それらの双極子同士が最も有効に打ち消し合い、電荷トラップ準位の発生が最小となるため、特に好ましい。
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　式中の各Ｒおよび各Ｌの説明は上述のとおりである。
　一般式（２）、（４）および（５）におけるＲ３～Ｒ１０は、Ｌ１と連結している位置を除いて水素原子であることが特に好ましい。Ｒ３～Ｒ１０が水素原子であることで、膜中での分子間距離が短くなり、電荷移動を効率的に行うことができる。その結果、発光素子の低電圧駆動による発光効率の向上、および光電変換素子の光電変換効率の向上が可能となる。また、水素原子であることで分子量を抑制でき、その結果、より低い温度で昇華することができ、蒸着安定性も向上する。
　同様の理由で、一般式（３）、（４）および（５）におけるＲ２３～Ｒ２６は、Ｌ１と連結している位置を除いて水素原子であることが特に好ましい。
　一般式（２）、（４）および（５）において、Ｒ３～Ｒ１１は隣接する置換基同士で環を形成していないことが特に好ましい。環構造を形成していないことで、結晶性が高くなりすぎず、薄膜安定性が向上し、その結果、発光素子および光電変換素子の寿命が向上する。また、環構造を形成する分の分子量を抑制でき、その結果、より低い温度で昇華することができ、蒸着安定性も向上する。
　同様の理由で、一般式（３）、（４）および（５）において、Ｒ２３～Ｒ２６が隣接する置換基同士で環を形成していないことが好ましい。
　一般式（１）で表される化合物のＬＵＭＯエネルギーは、アントラセン骨格のＬＵＭＯエネルギーよりわずかに低い。そこで、発光素子において一般式（１）で表される化合物を、アントラセン骨格を有する化合物を含有する発光層の陰極側に接する層に用いると、発光層への電子の注入が起こりやすいため、好ましい。
　また、一般式（１）で表される化合物は、フェナントロリン骨格を有する化合物から電子を受け取りやすい。フェナントロリン骨格を有する化合物は、低駆動電圧で電子を輸送することができる。そこで、発光素子において一般式（１）で表される化合物を含む層の、陰極側に接する層にフェナントロリン骨格を有する化合物を用いると、低電圧で駆動する素子を作製することができるため、好ましい。
　電荷を分散し、電子の授受を速くするために、フェナントロリン骨格を有する化合物が分子中にフェナントロリン骨格を複数個有しているとより好ましい。
　また、電子受容性窒素は窒素原子上に非共有電子対を有することから金属原子への強い配位性を示す。それゆえ、電子受容性窒素を２つ有するキナゾリン骨格は強い金属配位性をもつ。このため一般式（１）で表される化合物を光電変換素子の電子取出し層に用いた場合には、陰極への電子取出しを促進するため、光電変換素子の変換効率やオン－オフ比を向上することができる。
　一般式（１）で表される化合物としては、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。
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　一般式（１）で表される化合物の合成には、公知の方法を利用することができる。例えば、カルバゾール骨格は、ハロゲン原子やボロン酸が結合したものが市販されており、パラジウム触媒やニッケル触媒下での置換もしくは無置換のカルバゾリルボロン酸誘導体と置換もしくは無置換のハロゲン化キナゾリン誘導体とのカップリング反応を利用する方法や、置換もしくは無置換のカルバゾール誘導体と置換もしくは無置換のハロゲン化キナゾリン誘導体とのカップリング反応を利用する方法や、置換もしくは無置換のハロゲン化カルバゾール誘導体と置換もしくは無置換のキナゾリニルボロン酸誘導体とのカップリング反応が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　ボロン酸はボロン酸エステルを用いてもよく、ハロゲン原子は公知の方法を用いてボロン酸エステルに変換することができる。キナゾリン骨格は公知の方法を利用して、置換もしくは無置換の２－アミノベンゾニトリル誘導体とグリニャール試薬から環化反応によって合成することができ、ハロゲン化キナゾリンは市販されているので、それを利用することもできるが、これらに限定されるものではない。
　＜一般式（１）で表される化合物の用途＞
　本発明の化合物は、発光素子、光電変換素子、リチウムイオン電池、燃料電池、トランジスタ等の電子デバイスにおいて、電子デバイス材料として用いられることが好ましい。特に、発光素子、光電変換素子において、発光素子材料や光電変換素子材料として用いられることが好ましい。
　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、正孔輸送層、発光層および電子輸送層から選ばれた層に使用される材料であるほか、電極の保護層（キャップ層）に使用される材料も含む。本発明の化合物を、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、かつ低駆動電圧および高耐久性の発光素子が得られる。
　＜光電変換素子＞
　光電変換素子は、アノードとカソード、およびそれらアノードとカソードとの間に介在する有機層を有し、有機層において光エネルギーが電気的信号に変換される。前記有機層は少なくとも光電変換層を有していることが好ましく、さらに前記光電変換層はｐ型材料とｎ型材料を含むことがより好ましい。ｐ型材料は、電子供与性（ドナー性）の材料であり、ＨＯＭＯのエネルギー準位が高く、正孔を輸送しやすい。ｎ型材料は、電子求引性（アクセプター性）の材料であり、ＬＵＭＯのエネルギー準位が低く、電子を輸送しやすい。ｐ型材料とｎ型材料は積層されていてもよいし、混合されていてもよい。
　有機層は、光電変換層のみからなる構成の他に、１）正孔取出し層／光電変換層、２）光電変換層／電子取出し層、３）正孔取出し層／光電変換層／電子取出し層などの積層構成が挙げられる。電子取出し層とは、光電変換層からカソードへの電子の取出しが容易に行われるように設けられる層であり、通常、光電変換層とカソードとの間に設けられる。正孔取出し層とは、光電変換層からアノードへの正孔の取出しが容易に行われるように設けられる層であり、通常、アノードと光電変換層との間に設けられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。
　本発明の化合物は、上記の光電変換素子において、いずれの層に用いられてもよいが、高い電子親和性および薄膜安定性を有しており、且つ、可視光領域に強い吸収を有しているため、光電変換層に用いることが好ましく、優れた電子輸送能を有していることから、光電変換層のｎ型材料に用いることがより好ましい。また、本発明の化合物は、高い電子親和性を有することから、電子取出し層にも好適に用いることができる。これにより、光電変換層から陰極への電子取出し効率が高められるため、変換効率を向上させることが可能となる。
　光電変換素子は、光センサーに用いることができる。また、本実施形態における光電変換素子は、太陽電池に用いることもできる。また、イメージセンサに好適に用いることができる。ここで、イメージセンサとは、光を検出して電荷を発生させ、電気信号に変換することで映像情報を蓄える撮像素子を示す。また、本実施形態における光電変換素子は、太陽電池に用いることもできる。
　＜発光素子＞
　前述の通り、本発明の化合物は発光素子材料としても用いることができる。本発明の発光素子の実施の形態について以下に詳細に説明する。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、該有機層は少なくとも発光層と電子輸送層を有し、該発光層が電気エネルギーにより発光する。
　有機層は、発光層／電子輸送層のみからなる構成の他に、１）正孔輸送層／発光層／電子輸送層および２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、３）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層などの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い。また、燐光発光層や蛍光発光層を複数有する積層型であってもよく、蛍光発光層と燐光発光層を組み合わせた発光素子でもよい。さらにそれぞれ互いに異なる発光色を示す発光層を積層することができる。
　また、上記の素子構成は、中間層を介して複数積層したタンデム型であってもよい。中でも、少なくとも一層は燐光発光層であることが好ましい。上記中間層は、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、公知の材料構成を用いることができる。タンデム型の具体例は、例えば４）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷発生層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、５）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／電荷発生層／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、陽極と陰極の間に中間層として電荷発生層を含む積層構成が挙げられる。中間層を構成する材料としては、具体的にはピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体が好ましく用いられる。フェナントロリン誘導体である場合は、分子内にフェナントロリン骨格を２つ以上有する化合物である方がより好ましい。
　本発明の化合物は、上記の素子構成において、いずれの層に用いられてもよいが、高い電子注入輸送能、蛍光量子収率および薄膜安定性を有しているため、発光素子の発光層、電子輸送層または中間層に用いることが好ましい。優れた電子注入輸送能を有していることから、電子輸送層または中間層に用いることがより好ましく、電子輸送層に用いることが特に好ましい。
　（電極）
　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好ましい。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、ガラスの表面に、酸化錫が主成分の膜を形成したネサガラスを用いることが特に好ましい。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好ましい。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好ましい。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１００～３００ｎｍ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、ＩＴＯ膜が形成できる方法であれば、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。また、本発明の化合物もこの保護膜層（キャップ層）として利用できる。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。
　（正孔輸送層）
　正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料は、電界を与えられた電極間において陽極からの正孔を効率良く輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸送することが好ましい。そのためには適切なイオン化ポテンシャルを持ち、しかも正孔移動度が大きく、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。このような条件を満たす物質として、特に限定されるものではないが、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）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、カルバゾール骨格を有する材料、中でもカルバゾール多量体、具体的にはビス（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）などのカルバゾール２量体の誘導体、カルバゾール３量体の誘導体、カルバゾール４量体の誘導体、トリフェニレン化合物、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やチオフェン誘導体、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、フラーレン誘導体、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好ましい。さらにｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も使用できる。本発明の化合物も、電気化学的安定性に優れているため、正孔輸送材料として用いることができる。
　正孔輸送層には電子ブロック性の優れた化合物を用いるのが好ましい。中でも、カルバゾール骨格を含有する化合物は電子ブロック性に優れ、発光素子の高効率化に寄与できるので好ましい。さらに上記カルバゾール骨格を含有する化合物が、カルバゾール２量体、カルバゾール３量体、またはカルバゾール４量体骨格を含有することが好ましい。これらは良好な電子ブロック性と、正孔注入輸送特性を併せ持っているためである。
　さらに、正孔輸送層にカルバゾール骨格を含有する化合物を用いた場合、組み合わせる発光層が後述する燐光発光材料を含んでいることがより好ましい。上記カルバゾール骨格を有する化合物は高い三重項励起子ブロック機能も有しており、燐光発光材料と組み合わせた場合に高発光効率化できるためである。
　また、高い正孔移動度を有する点で優れているトリフェニレン骨格を含有する化合物を正孔輸送層に用いると、キャリアバランスが向上し、発光効率向上、耐久寿命向上といった効果が得られるので好ましい。トリフェニレン骨格を含有する化合物が２つ以上のジアリールアミノ基を有していると、さらに好ましい。
　これらカルバゾール骨格を含有する化合物、またはトリフェニレン骨格を含有する化合物はそれぞれ単独で正孔輸送層として用いてもよいし、互いに混合して用いてもよい。また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。また正孔輸送層が複数層で構成されている場合は、いずれか１層にカルバゾール骨格を含有する化合物、あるいは、トリフェニレン骨格を含有する化合物が含まれていればよい。
　（正孔注入層）
　陽極と正孔輸送層の間に正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層を設けることで発光素子が低駆動電圧化し、耐久寿命も向上する。正孔注入層には通常正孔輸送層に用いる材料よりもイオン化ポテンシャルの小さい材料が好ましく用いられる。具体的には、上記ＴＰＤ２３２のようなベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミン材料群が挙げられる他、フタロシアニン誘導体等も用いることができる。また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、またはアクセプター性化合物が別の正孔輸送材料にドープされて用いられていることも好ましい。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）、２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ－ＣＮ６）、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、１，４－ジシアノ－２，３，５，６－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、ｏ－ジニトロベンゼン、ｍ－ジニトロベンゼン、ｐ－ジニトロベンゼン、ｏ－シアノニトロベンゼン、ｍ－シアノニトロベンゼン、ｐ－シアノニトロベンゼン、１，４－ナフトキノン、２，３－ジクロロ－１，４－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。好ましい金属酸化物の例としては酸化モリブデン、酸化バナジウム、または酸化ルテニウムがあげられる。シアノ基含有化合物の中では、（ａ）分子内に、シアノ基の窒素原子以外に少なくとも１つの電子受容性窒素有する化合物、（ｂ）分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有している化合物、（ｃ）分子内にカルボニル基とシアノ基の両方を有している化合物、または（ｄ）分子内にハロゲンとシアノ基の両方を有し、さらにシアノ基の窒素原子以外に少なくとも１つの電子受容性窒素を有する化合物、が強い電子アクセプターとなるためより好ましい。このような化合物として具体的には以下のような化合物があげられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　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いてもよい。またアクセプター化合物がドープされている場合に組み合わせて用いる正孔注入材料は、正孔輸送層への正孔注入障壁が緩和できるという観点から、正孔輸送層に用いる化合物と同一の化合物であることがより好ましい。
　（発光層）
　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物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２０重量％以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは１０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、具体的には、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－キノリノレート）アルミニウム（III）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、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、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、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－キノリノレート）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、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、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、特にこれらに限定されるものではない。
　本発明の化合物を電子輸送材料として用いた場合は、アントラセン骨格を有する化合物がより好ましい。また、ドーパント材料は、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、クリセン、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（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、ピリジン、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、ボラン誘導体、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を用いることができるが、特に限定されるものではない。
　また発光層に燐光発光材料が含まれていてもよい。燐光発光材料とは、室温でも燐光発光を示す材料である。ドーパントして燐光発光材料を用いる場合は基本的に室温でも燐光発光が得られる必要があるが、特に限定されるものではなく、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、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有機金属錯体化合物であることが好ましい。中でも室温でも高い燐光発光収率を有するという観点から、イリジウム、もしくは白金を有する有機金属錯体がより好ましい。
　燐光発光性のドーパントと組み合わせて用いられるホストとしては、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ピリジン、ピリミジン、トリアジン骨格を有する含窒素芳香族化合物誘導体、ポリアリールベンゼン誘導体、スピロフルオレン誘導体、トルキセン誘導体、トリフェニレン誘導体といった芳香族炭化水素化合物誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体といったカルコゲン元素を含有する化合物、ベリリウムキノリノール錯体といった有機金属錯体などが好適に用いられるが、基本的に用いるドーパントよりも三重項エネルギーが大きく、電子、正孔がそれぞれの輸送層から円滑に注入され、また輸送するものであればこれらに限定されるものではない。
　また２種以上の三重項発光ドーパントが含有されていてもよいし、２種以上のホスト材料が含有されていてもよい。さらに１種以上の三重項発光ドーパントと１種以上の蛍光発光ドーパントが含有されていてもよい。発光層に燐光発光材料を用いた場合、本発明の化合物は電子輸送材料として好適に用いられる。
　好ましい燐光発光性ホストまたは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-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
　また、発光層に熱活性化遅延蛍光材料が含まれていてもよい。熱活性化遅延蛍光材料は、一般的に、ＴＡＤＦ材料とも呼ばれ、一重項励起状態のエネルギー準位と三重項励起状態エネルギー準位のエネルギーギャップを小さくすることで、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を促進し、一重項励起子生成確率を向上させた材料である。熱活性化遅延蛍光材料は、単一の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってもよく、複数の材料で熱活性化遅延蛍光を示す材料であってよい。材料が複数からなる場合は、混合物として用いてもよく、積層構造で用いてもよい。熱活性化遅延蛍光材料として、公知の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　本発明の化合物も、高い発光性能を有することから、発光材料として用いることができる。本発明の化合物は、青色～緑色領域（４００～６００ｎｍ領域）に強い発光を示すことから、青色および緑色発光材料として好適に用いることができる。本発明の化合物は、高い蛍光量子収率をもつことから、蛍光ドーパント材料として好適に用いられる。また、カルバゾール骨格およびキナゾリン骨格は高い三重項励起エネルギー準位を有しており、燐光ホストとしても好適に用いることができる。特に、緑色燐光ホスト、赤色燐光ホストに好適に用いることができる。
　（電子輸送層）
　本発明において、電子輸送層とは、陰極と発光層との間にある層である。電子輸送層は単層でも複数層であってもよく、陰極もしくは発光層に接していてもよく、接していなくてもよい。
　電子輸送層には、陰極からの電子注入効率が高いこと、注入された電子を高効率で輸送すること、発光層への電子注入効率が高いことなどが望まれる。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構成されることが好ましい。
　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炭化水素誘導体、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族環誘導体、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－キノリノレート）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。
　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芳香族複素環としては、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。
　これらの電子受容性窒素を含む芳香族複素環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、上記電子輸送材料を２種以上混合して用いたり、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たりしても構わない。
　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-C000030
　これら以外にも、国際公開ＷＯ２００４／６３１５９号、国際公開ＷＯ２００３／６０９５６号、“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”，（米国），１９９９年，７４巻，６号，ｐ．８６５－８６７、“Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”，（蘭国），２００３年，４巻，２－３号，ｐ．１１３－１２１、国際公開ＷＯ２０１０／１１３７４３、国際公開ＷＯ２０１０／１８１７等に開示された電子輸送材料も用いることができる。
　また、本発明の化合物も高い電子注入輸送能を有することから、電子輸送材料として用いることができる。本発明の化合物が用いられる場合には、その各一種のみに限る必要はなく、本発明の化合物の複数種を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種類以上を本発明の効果を損なわない範囲で本発明の化合物と混合して用いてもよい。
　混合しうる電子輸送材料としては、特に限定されないが、ナフタレン、アントラセン、ピレンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、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族環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、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、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体、リチウムキノリノール、トリス（８－キノリノレート）アルミニウム（III）などのキノリノール錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などの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が挙げられる。
　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、ドナー性材料を含有してもよい。ここで、ドナー性材料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。
　本発明におけるドナー性材料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、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、原料が安価で合成が容易な点から、リチウムが挙げられる。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、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、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。これらのドナー性材料を２種以上混合して用いてもよい。
　好適なドーピング濃度は材料やドーピング領域の膜厚によっても異なるが、例えばドナー性材料がアルカリ金属、アルカリ土類金属といった無機材料の場合は、電子輸送材料とドナー性材料の蒸着速度比が１００００：１～２：１の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましい。蒸着速度比は１００：１～５：１がより好ましく、１００：１～１０：１がさらに好ましい。またドナー性材料が金属と有機物との錯体である場合は、電子輸送材料とドナー性材料の蒸着速度比が１００：１～１：１００の範囲となるようにして共蒸着して電子輸送層としたものが好ましく、蒸着速度比は１０：１～１：１０がより好ましく、７：３～３：７がさらに好ましい。
　また、上記のような本発明の化合物にドナー性材料がドープされた電子輸送層は、複数の発光素子を連結するタンデム構造型素子における電荷発生層として用いられていてもよい。特に、ドナー性材料としてアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされるとき電荷発生層として好適に用いることができる。
　電子輸送層にドナー性材料をドーピングして電子輸送能を向上させる方法は、薄膜層の膜厚が厚い場合に特に効果を発揮するものである。電子輸送層および発光層の合計膜厚が５０ｎｍ以上の場合に用いると特に好ましい。例えば、発光効率を向上させるために干渉効果を利用する方法があるが、これは発光層から直接放射される光と、陰極で反射された光の位相を整合させて光の取出し効率を向上させるものである。この最適条件は光の発光波長に応じて変化するが、電子輸送層および発光層の合計膜厚が５０ｎｍ以上となり、赤色などの長波長発光の場合には１００ｎｍ近くの厚膜になる場合がある。
　ドーピングする電子輸送層の膜厚は、電子輸送層の一部分または全部のどちらでも構わない。一部分にドーピングする場合、少なくとも電子輸送層／陰極界面にはドーピング領域を設けることが望ましく、陰極界面付近にドーピングするだけでも低電圧化の効果は得られる。一方、ドナー性材料が発光層に直接接していると発光効率を低下させる悪影響を及ぼす場合があり、その場合には発光層／電子輸送層界面にノンドープ領域を設けることが好ましい。
　（電子注入層）
　本発明において、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を設けてもよい。一般的に電子注入層は陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける目的で挿入されるが、挿入する場合は、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てもよいし、上記のドナー性材料を含有する層を用いてもよい。本発明の化合物が電子注入層に含まれていてもよい。また電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることで発光素子の短絡を有効に防止して、かつ電子注入性を向上させることができるので好ましい。
　このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲン化物、アルカリ土類金属カルコゲン化物、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲン化物等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点でより好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲン化物としては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ及びＮａ２Ｓｅが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲン化物としては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２及びＢｅＦ２等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。さらに有機物と金属の錯体も好適に用いられる。
　電子注入層に有機物と金属の錯体を用いる場合は膜厚調整が容易であるのでより好ましい。このような有機金属錯体の例としては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、アルカリ金属と有機物との錯体が好ましく、リチウムと有機物との錯体がより好ましく、リチウムキノリノールが特に好ましい。
　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何ら限定されるものではない。
　合成例１
　中間体［Ｂ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　中間体Ｂの合成は国際公開ＷＯ２００６／０４９０１３号に記載の方法を応用して合成した。すなわち、５００ｍｌ三つ口フラスコに、フェニルマグネシウムブロミドの１Ｍテトラヒドロフラン溶液１００ｍｌ（１００ｍｍｏｌ）を入れ、乾燥テトラヒドロフラン１００ｍｌを加え、４５℃のオイルバスで加熱還流させた。その中に２－アミノ－５－クロロベンゾニトリル７．６３ｇ（５０ｍｍｏｌ）の乾燥テトラヒドロフラン５０ｍｌ溶液を３０分かけて滴下した。さらに１．５時間還流した後、０℃まで氷水浴で冷却した。次いで、４－ブロモベンゾイルクロリド１３．２ｇ（６０ｍｍｏｌ）の乾燥テトラヒドロフラン１００ｍｌ溶液を１０分かけて滴下し、４５℃のオイルバスで２時間加熱還流させた。反応終了後、０℃まで氷水浴で冷却し、飽和塩化アンモニウム水溶液を添加した。析出物を濾取し、少量のメタノールで洗浄した後、真空乾燥し、中間体［Ｂ］８．１１ｇを得た。得られた中間体［Ｂ］はヘプタン―トルエン混合展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。
　中間体［Ｂ］の合成とは別に、以下のように中間体［Ｃ］の合成を行った。
　中間体［Ｃ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
　１００ｍｌ三つ口フラスコに、８－ブロモ－１１－フェニル－１１Ｈ－ベンゾ［ａ］カルバゾール３．７２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコラート）ジボロン２．７９ｇ（１１．０ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム２．９４ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を入れ、ジメチルホルムアミド５０ｍＬを加え、容器内を窒素置換した。この混合液に［１，１’－ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン］パラジウム（II）ジクロリド・ジクロロメタン錯体０．０７３ｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加え、１００℃に加熱した。１時間後、室温に冷却した後、酢酸エチル２５０ｍＬ、トルエン２５０ｍＬ、水２５０ｍＬを加え分液した。水層を酢酸エチル２００ｍＬ、トルエン２００ｍＬで抽出した後、先の有機層と合わせ、水５００ｍＬで３回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、溶出液を溶媒留去し、真空乾燥することにより、中間体［Ｃ］を３．４０ｇ得た。
　中間体［Ｄ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　１００ｍｌ三つ口フラスコに、中間体［Ｂ］６．００ｇ（１５．２ｍｍｏｌ）、カルバゾール２．６６ｇ（１５．９ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ－ブトキシナトリウム２．０５ｇ（２１．３ｍｍｏｌ）を入れ、ｏ－キシレン３０ｍｌを加え、容器内を窒素置換した。この混合液にテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１７３ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、９０℃のオイルバスで３時間加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却し、析出した固体を濾取し、中間体［Ｄ］６．６５ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、酢酸ブチル１３０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、中間体［Ｄ］を４．８６ｇ得た。
　化合物［１］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　２００ｍｌ三つ口フラスコに、中間体［Ｂ］４．００ｇ（１０．１ｍｍｏｌ）、中間体［Ｃ］８．８９ｇ（２１．２ｍｍｏｌ）、１，２－ジメトキシエタン５０ｍｌ、および２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１５．２ｍｌ（３当量）を入れ、容器内を窒素置換した。さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２３３ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）を加え、１００℃のオイルバスで３時間加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却し、析出した固体を濾取し、化合物［１］６．７２ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、酢酸ブチル１２０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、化合物［１］の黄緑色固体を５．０２ｇ得た。
　得られた黄緑色固体は、マススペクトル測定（日本電子（株）製ＪＭＳ－Ｑ１０００ＴＤ）によって化合物［１］であることが確認された。
　さらに、化合物［１］は、油拡散ポンプを用いた１×１０－３Ｐａの圧力下、約３６０℃で昇華精製を行った後、発光素子材料として使用した。
　合成例２
　中間体［Ｆ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　中間体［Ｆ］の合成は、合成例１の中間体［Ｂ］の合成において、フェニルマグネシウムブロミド１Ｍテトラヒドロフラン溶液１００ｍｌ（１００ｍｍｏｌ）の代わりに、９－（４－ブロモフェニル）カルバゾール３２．２ｇ（１００ｍｍｏｌ）にマグネシウム２．４３ｇを作用させてグリニャール試薬として用いた以外は同様の方法で行い、同様の方法で精製を行った。
　中間体［Ｆ］の合成とは別に、以下のように中間体［Ｇ］の合成を行った。
　中間体［Ｇ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　中間体［Ｇ］の合成は、合成例１の中間体［Ｃ］の合成において、８－ブロモ－１１－フェニル－１１Ｈ－ベンゾ［ａ］カルバゾール３．７２ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）の代わりに２－ブロモ－３，６－ジメチル－９－フェニルカルバゾール３．５０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を用いた以外は同様の方法で行い、同様の方法で抽出、精製を行った。
　中間体［Ｈ］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　２００ｍｌ三つ口フラスコに、中間体［Ｆ］６．００ｇ（１０．７ｍｍｏｌ）、４－ジベンゾフランボロン酸２．３８ｇ（１１．２ｍｍｏｌ）を入れ、ジメチルエーテル５５ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７．５ｍｌを加え、容器内を窒素置換した。この混合液にテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．１２７ｇ（０．１１ｍｍｏｌ）を加え、８０℃のオイルバスで３時間加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却し、析出した固体を濾取し、中間体［Ｈ］６．３８ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、酢酸ブチル１３０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、中間体［Ｄ］を４．５９ｇ得た。
　化合物［２］の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
　１００ｍｌ三つ口フラスコに、中間体［Ｈ］４．５０ｇ（６．９４ｍｍｏｌ）、中間体［Ｇ］３．０３ｇ（７．６４ｍｍｏｌ）、１，４－ジオキサン３５ｍｌ、および２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４．８６ｍｌを入れ、容器内を窒素置換した。さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．０８０ｇ（０．０６９ｍｍｏｌ）を加え、１００℃のオイルバスで３時間加熱還流した。反応終了後、室温まで冷却し、析出した固体を濾取し、化合物［１］５．６９ｇを得た。得られた固体をトルエンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、酢酸ブチル１２０ｍＬに加熱溶解し、冷却して再結晶し、濾取した後、真空乾燥することにより、化合物［１］の黄緑色固体を３．９８ｇ得た。
　得られた黄緑色固体は、マススペクトル測定（日本電子（株）製ＪＭＳ－Ｑ１０００ＴＤ）によって化合物［２］であることが確認された。
　さらに、化合物［２］は、油拡散ポンプを用いた１×１０－３Ｐａの圧力下、約３６０℃で昇華精製を行った後、発光素子材料として使用した。
　以下の実施例で使用した化合物［３］～［３０］も、合成例１および２に記した方法と類似の方法を用いて、それぞれに対応する原料物質から合成および精製をすることができる。
　実施例１
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として化合物［１］を３５ｎｍの厚さに蒸着して積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧４．６３Ｖ、外部量子効率４．２２％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間（耐久性）は１６５０時間であった。なお化合物［１］、ＨＡＴ－ＣＮ６、ＨＴ－１、Ｈ－１、Ｄ－１は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
　実施例２～４３
　発光層のホスト材料および電子輸送層に、表１に記載した化合物を用いた以外は実施例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、Ｈ－２および化合物［２］～化合物 ［４２］は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
　比較例１～１８
　電子輸送層に表２に記載した化合物を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表２に示す。なお、Ｅ－１～Ｅ－８、Ｅ－２０～Ｅ－２９は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
　実施例４４
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として化合物［１］を２５ｎｍの厚さに蒸着して積層した。さらに第二電子輸送層として電子輸送材料に化合物［１］を、ドナー性材料としてリチウムを用い、化合物［１］とリチウムの蒸着速度比が２０：１になるようにして１０ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧３．８７Ｖ、外部量子効率４．９４％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は１６３０時間であった。
　実施例４５～６５
　第一電子輸送層および第二電子輸送層に表３に記載した化合物を用いた以外は実施例４４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、Ｅ－９およびＥ－１０は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
　比較例１９～４０
　第一電子輸送層および第二電子輸送層に表３に記載した化合物を用いた以外は実施例４４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。
　実施例６６
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。さらに電子輸送層として電子輸送材料に化合物［１］を、ドナー性材料として２Ｅ－１を用い、化合物［１］と２Ｅ－１の蒸着速度比が１：１になるようにして３５ｎｍの厚さに積層した。この電子輸送層は表３中では第二電子輸送層として示す。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１０００ｎｍ共蒸着して陰極とし、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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧４．２５Ｖ、外部量子効率５．３９％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は４０２０時間であった。
　実施例６７～８１
　電子輸送層、ドナー性材料として表４に記載した化合物を用いた以外は実施例６６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。２Ｅ－１は下記に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
　比較例４１～５５
　電子輸送層、ドナー性材料として表４に記載した化合物を用いた以外は実施例２８６６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８２
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。この正孔輸送層は表４では第一正孔輸送層として示す。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－３、ドーパント材料Ｄ－２をドープ濃度が１０重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として化合物［１１］を３５ｎｍの厚さに蒸着して積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ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。この発光素子の４０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧３．７５Ｖ、外部量子効率１０．５１％であった。また初期輝度を４０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は１６８０時間であった。なおＨ－３、Ｄ－２は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
　比較例５６
　電子輸送層として表５記載の化合物を用いた以外は実施例８２と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。
　実施例８３
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、第一正孔輸送層として、ＨＴ－１を４０ｎｍ蒸着した。さらに第二正孔輸送層としてＨＴ－２を１０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－３、ドーパント材料Ｄ－２をドープ濃度が１０重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、電子輸送層として化合物［１１］を３５ｎｍの厚さに蒸着して積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ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。この発光素子の４０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧３．８１Ｖ、外部量子効率１４．３６％であった。また初期輝度を４０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は２０６０時間であった。なお、ＨＴ－２は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
　実施例８４～８９
　第二正孔輸送層として表５記載の化合物を用いた以外は、実施例８３と同様にして素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。なおＨＴ－３、ＨＴ－４は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
　比較例５７～６６
　第二正孔輸送層および電子輸送層として表５記載の化合物を用いた以外は、実施例８３と同様にして素子を作製し、評価した。結果を表５に示す。
　実施例９０
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として化合物［１１］を２０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。さらに第二電子輸送層として電子輸送材料に化合物［Ｅ－１０］を２０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。次に、電荷発生層として、ドナー性材料としてリチウムを用い、化合物［Ｅ－１０］とリチウムの蒸着速度比が２０：１になるようにして１０ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、アルミニウムを１０００ｎｍ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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧３．９８Ｖ、外部量子効率５．６４％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は１９３０時間であった。
　比較例６７
　第一電子輸送層として表６記載の化合物を用いた以外は実施例９０と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表６に示す。
　実施例９１
　第二電子輸送層を積層せずに素子を作製した以外は実施例９０と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表６に示す。
　比較例６８
　第一電子輸送層を積層せずに素子を作製した以外は実施例９０と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表６に示す。
　比較例６９
　第二電子輸送層を積層せずに素子を作製した以外は比較例６７と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表６に示す。
　比較例７０～７６
　第一電子輸送層および第二電子輸送層として表６に記載した化合物を用いた以外は実施例９０と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表６に示す。
　実施例９２
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として化合物［１１］を２０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。さらに第二電子輸送層として化合物［Ｅ－１１］を３５ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１０００ｎｍ共蒸着して陰極とし、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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧３．５８Ｖ、外部量子効率６．１１％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は４１４０時間であった。なお、Ｅ－１１は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
　比較例７７、７９、８１、８３、８５および８７
　第一電子輸送層として表７記載の化合物を用いた以外は実施例９２と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表７に示す。
　実施例９３
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ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、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１、ドーパント材料Ｄ－１をドープ濃度が５重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。次に、第一電子輸送層として化合物［１１］を２０ｎｍの厚さに蒸着して積層した。さらに第二電子輸送層として電子輸送材料に化合物［Ｅ－１１］を、ドナー性材料として２Ｅ－１を用い、化合物［Ｅ－１１］と２Ｅ－１の蒸着速度比が１：１になるようにして３５ｎｍの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１０００ｎｍ共蒸着して陰極とし、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。この発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２時の特性は、駆動電圧４．０５Ｖ、外部量子効率６．０７％であった。また初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、定電流駆動させたところ輝度２０％低下する時間は４５７０時間であった。
　比較例７８、８０、８２、８４、８６および８８
　第一電子輸送層として表７記載の化合物を用いた以外は実施例９３と同様に発光素子を作製し、評価した。結果を表７に示す。
　実施例９４～１１７
　発光層のホスト材料および電子輸送層に、表８に記載した化合物を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表７に示す。なお、Ｈ－３は以下に示す化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000057
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062

Claims (20)

  1. 下記一般式（１）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）において、Ｃｚは下記一般式（２）で表される基であり、Ｑは下記一般式（３）で表される基であり、Ｌ１は単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基である。Ｌ１が単結合の場合、ＣｚとＱとが直接結合していることを表す。
    Ｌ１が置換のアリーレン基である場合の置換基は、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ１Ｒ２からなる群より選ばれる。
    Ｒ１およびＲ２はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ１およびＲ２が縮合して環を形成していてもよい。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（２）において、Ｒ３～Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、複素環基、アルケニル基、含酸素芳香族複素環基、含硫黄芳香族複素環基、ハロゲン原子およびシアノ基からなる群より選ばれる。但し、Ｒ３～Ｒ６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。
    Ｒ１１は、水素原子、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、アリール基およびヘテロアリール基からなる群より選ばれる。また、Ｒ３～Ｒ１１は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式（３）において、Ｌ２は、単結合、フェニレン基、ナフタレニレン基、またはビフェニレン基である。
    Ｒ２１は、水素原子、ハロゲン原子、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基である。
    Ｌ３は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基である。Ｌ３が置換アリーレン基、または置換ヘテロアリーレン基である場合の置換基は、それぞれ独立に、上記Ｌ１が置換基を有している場合の置換基と同様の群より選ばれる。
    Ｒ２２～Ｒ２６はそれぞれ独立に、水素原子、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、ハロゲン原子、シアノ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、オキシカルボニル基、カルバモイル基、および－Ｐ（＝Ｏ）Ｒ２７Ｒ２８からなる群より選ばれる。Ｒ２７およびＲ２８はアリール基またはヘテロアリール基であり、Ｒ２７およびＲ２８が縮合して環を形成していてもよい。また、Ｒ２３～Ｒ２８は隣接する置換基同士で環を形成していてもよい。
    但し、Ｒ２３～Ｒ２６のうちいずれか一つの位置でＬ１と連結する。））
  2. 前記一般式（１）において、式（２）中のＲ４またはＲ５のいずれかの位置でＬ１と連結している、請求項１に記載の化合物。
  3. 前記一般式（１）において、式（３）中のＲ２４またはＲ２５の位置でＬ１と連結している、請求項１または２に記載の化合物。
  4. 前記一般式（１）が下記一般式（４）または（５）で表される請求項１に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式（４）および（５）における各記号の意味する内容は上記と同様である。）
  5. Ｌ２－Ｒ２１がフェニル基、フルオロフェニル基、ビフェニル基、またはナフチル基である、請求項１～４のいずれかに記載の化合物。
  6. Ｌ３が単結合、フェニレン基、またはビフェニレン基であり、Ｒ２２がフェニル基、ナフチル基、ターフェニル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、またはジベンゾチオフェニル基である、請求項１～５のいずれかに記載の化合物。
  7. Ｒ３～Ｒ１０が、Ｌ１と連結している位置を除いて水素原子である、請求項１～６のいずれかに記載の化合物。
  8. Ｒ２３～Ｒ２６が、Ｌ１と連結している位置を除いて水素原子である、請求項１～７のいずれかに記載の化合物。
  9. 式（２）で表される構造において、Ｒ３～Ｒ１１が隣接する置換基同士で環を形成していない、請求項１～８のいずれかに記載の化合物。
  10. 式（３）で表される構造において、Ｒ２３～Ｒ２６が隣接する置換基同士で環を形成していない、請求項１～６、８または９のいずれかに記載の化合物。
  11. Ｒ１１がフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、ターフェニル基、９，９－ジアルキルフルオレニル基である、請求項１～１０のいずれかに記載の化合物。
  12. 請求項１～１１のいずれかに記載の化合物を含有する、電子デバイス。
  13. 対向する陽極と陰極の間に有機層が存在し、電気エネルギーによって発光する発光素子であって、前記有機層に請求項１～１１のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
  14. 前記有機層が少なくとも発光層および電子輸送層を有し、前記電子輸送層が請求項１～１１のいずれかに記載の化合物を含有する発光素子。
  15. 前記発光層が、燐光発光材料を少なくとも１種含有する発光層を、少なくとも一層有する、請求項１４に記載の発光素子。
  16. 前記電子輸送層が二層以上から成り、それらのうち前記発光層に接する側に請求項１～１１のいずれかに記載の化合物を含有する、請求項１４記載の発光素子。
  17. 前記発光層が、アントラセン骨格を有する化合物を少なくとも１種含有する、請求項１５に記載の発光素子。
  18. 前記電子輸送層のうち陰極側に接する層が、フェナントロリン骨格を有する化合物を含有する、請求項１６記載の発光素子。
  19. 請求項１～１１のいずれかに記載の化合物を含有する、光電変換素子。
  20. 請求項１９記載の光電変換素子を含むイメージセンサ。
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