有機エレクトロルミネッセンス素子
【課題】駆動電圧が低く、長寿命な有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、前記第１有機層がそれぞれ特定構造を有するモノアントラセン誘導体及び縮合芳香族アミン誘導体を含有し、前記第２有機層が特定構造を有する含窒素複素環基が連結したモノアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【解決手段】陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、前記第１有機層がそれぞれ特定構造を有するモノアントラセン誘導体及び縮合芳香族アミン誘導体を含有し、前記第２有機層が特定構造を有する含窒素複素環基が連結したモノアントラセン誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に有機ＥＬ素子は、発光層及びこれを挟持してなる一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が及び陽極側から正孔が注入され、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。
【０００３】
これら正孔注入、電子注入及び発光の全てを１層で機能させる有機ＥＬ素子の高性能化は難しく、電極間の有機層を複数層化し、機能分離させることにより、高性能化を実現している。具体的には、２つの電極間に正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の３層以上の層を積層させた構造が一般的である。
【０００４】
初期の有機ＥＬ素子は、駆動電圧、発光効率及び耐久性が不十分であり、これら問題に対して様々な技術的改良がなされてきた。例えば特許文献１〜３では、電子輸送材料を改良することにより駆動電圧の低下を実現している。しかし、電子注入性を上げて電圧を下げると、寿命が短くなるということが知られており、これらの文献に開示している技術では低電圧化を実現できるものの、駆動電圧を低下させながら耐久性を向上させることが課題としてあった。
【０００５】
また、有機ＥＬディスプレイはフルカラー化が求められている。フルカラーディスプレイを実現するためには、青色、緑色、赤色の３つの色における性能改善が求められ、中でも青色有機ＥＬ素子の性能改善が難しく、特に耐久性の向上が求められてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ０３／６０９５６
【特許文献２】ＷＯ０４／８０９７５
【特許文献３】ＷＯ０５／９７７５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、駆動電圧が低く、長寿命な有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
１．陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、
前記第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、
前記第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化３】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２１〜Ｒ２４及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
２．ＨＡｒが下記式（７）〜（１１）で表される複素環基のいずれかである１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
３．前記第２有機層と陰極との間に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層が挟持されてなる１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１２）で表される化合物である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
５．前記式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基である４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６．前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１３）で表される化合物である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
７．前記第１有機層と第２有機層が隣接する１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動電圧が低く、長寿命な有機ＥＬ素子が提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する。
【化７】
【化８】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化９】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２４〜Ｒ２６及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
【００１１】
［第２有機層］
式（３）で表される複素環誘導体を含む第２有機層は、本発明の有機ＥＬ素子の第１有機層、と陰極間に設けられており、例えば、電子輸送層として機能できる。
式（３）で表される複素環誘導体において、Ｒ１１〜Ｒ１８は、好ましくはそれぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、より好ましくはそれぞれ水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、最も好ましくはそれぞれ水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
【００１２】
式（３）で表される複素環誘導体において、Ａｒ１１及びＡｒ１２は、好ましくはそれぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０の芳香族炭化水素環基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基であり、最も好ましくはそれぞれフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基又はフルオレニル基である。
【００１３】
式（３）で表される複素環誘導体において、Ｌ１は、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０の２価の芳香族炭化水素環基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１２の２価の芳香族炭化水素環基であり、最も好ましくはそれぞれフェニレン基である。
【００１４】
第２有機層が含む式（３）で表される複素環誘導体のＨＡｒでは、電子注入部位であるＣ＝Ｎの周りにアントラセン等の大きい置換基がない。このため、電子の受け取りが立体障害されにくく、第２有機層の電子注入性を良好にでき、低駆動電圧を維持することができると推測される。
【化１０】
【００１５】
また、ＨＡｒは、陰極金属、又は陰極と電子輸送材料の界面に積層されるアルカリ金属塩又は有機金属錯体との相互作用を強める効果がある。この効果が電子注入性に影響し、相互作用が強いほど電子注入性が向上でき、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低下させることができると考えられる。
上記相互作用を強めるため、金属との配位性が高くなる構造を導入することが効果的である。複素環の電子に対する耐久性を考慮して、ＨＡｒは、イミダゾール構造を有する式（４）及び（５）で表される含窒素複素環基、並びに式（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。
【００１６】
式（４）のＲ２５は、好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基又は炭素数１〜１０のアルキル基である。
ベンズイミダゾールの電荷は、ベンズイミダゾールの１位の置換基よりも２位の置換基に非局在化する傾向がある。従って、２位に環形成炭素数の大きなアリール置換基を置換すると電荷が非局在化しやすくなり、ベンズイミダゾールの窒素原子の電子密度が低下し、金属との相互作用がより弱まることにより電子注入性が低下するおそれがあると考えられている。そのため、ベンズイミダゾールの２位の置換基は電荷の非局在化を防ぐため、環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基、炭素数１〜１０のアルキル基等の比較的小さな置換基とすることが好ましい。
【００１７】
イミダゾール構造を有する式（４）及び（５）で表される含窒素複素環基は、より好ましくはベンズイミダゾール構造又はイミダゾピリジン構造を有する下記式（７）〜（９）で表される複素環基である。
同様に式（６）で表される含窒素複素環基は、好ましくはビピリジル構造、フェナントロリル構造、ピリジルピリミジル構造又はピリジルトリアジニル構造を有する基であり、より好ましくは下記式（１０）又は（１１）で表される複素環基である。
【化１１】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
【００１８】
上述したように、式（４）〜（１１）で表される置換基において、Ｒ２１〜Ｒ２４、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよく、これら置換基同士が結合して環を形成してなる式（３）で表される複素環誘導体の具体例としては、後記するＥＴ２−３４〜３８、ＥＴ２−４１〜ＥＴ２−４５及びＥＴ２−４８で表される化合物が挙げられる。
【００１９】
式（７）で表される複素環基において、Ｒ４５は好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基である。ＨＡｒが式（７）で表される複素環基であって、Ｒ４５がアルキル基である場合、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低くすることができる。
【００２０】
第２有機層が含有する複素環誘導体のＲ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数１〜１０のアルキル基としては、エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
【００２１】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【００２２】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数３〜１０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数３〜６のシクロアルキル基である。
【００２３】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数３〜２０のアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。好ましくは炭素数３〜１０のアルキルシリル基である。
【００２４】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基は、シリル基に芳香族炭化水素環基が置換した基であり、例えば、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。好ましくは環形成炭素数８〜２０のアリールシリル基であり、より好ましくは環形成炭素数８〜１２のアリールシリル基である。
【００２５】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数１〜１０アルコキシ基としては、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、上記アルキル基と同様の例が挙げられる。好ましくは炭素数１〜８のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルコキシ基である。
【００２６】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＡｒで表される基であり、Ａｒの例としては、後述する芳香族炭化水素環基と同様である。好ましくは環形成炭素数６〜２０、より好ましくは環形成炭素数６〜１２のアリールオキシ基である。
【００２７】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンズアントラニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ナフタセニル基、ペンタセン基、ペリレン基、ピセン基、ピレン基、ペンタフェニン基等が挙げられる。好ましくは環形成炭素数６〜２０の芳香族炭化水素環基、より好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基である。
尚、本発明において芳香族炭化水素環基とは、芳香族性を示す単環及び／又は複数の環（縮合環）が単結合で連結して構成される置換基であり、例えばスチリル基のような二重結合を含み、環構造のみで構成されない置換基は含まない。
【００２８】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成原子数５〜３０の複素環基としては、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリル基、ピペラジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基等が挙げられる。好ましくは環形成原子数５〜２０、より好ましくは環形成原子数５〜１２の複素環基である。
【００２９】
Ｌ１の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基としては、上記Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水環基の２価の残基が挙げられる。好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリーレン基であり、より好ましくは環形成炭素数６〜１２のアリーレン基である。
【００３０】
Ｌ１の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基としては、上記Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成原子数５〜３０の複素環基の２価の残基が挙げられる。
【００３１】
Ａ及びＢの５員環としては、窒素原子を有する環構造であり、ピロール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール等が挙げられる。
Ａ及びＢの６員環としては、窒素原子を有する環構造であり、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ｌ１及びＨＡｒの各置換基がさらに置換基を有する場合、本発明の効果を奏することができる置換基であれば特に制限はなく、当該置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、等が挙げられる。各置換基の具体例は、上述したＲ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ｌ１及びＨＡｒの基と同様である。好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、複素環基等である。
また、各基が複数の置換基を有する場合、それらが環を形成していてもよい。環を形成する場合、６員環芳香族環を形成することが好ましい。
但し、本発明の有機ＥＬ素子を蒸着により作製する場合において、寿命向上の観点から、上記置換基は、例えばスチリル基のような二重結合を含み、環構造のみで構成されない置換基は含まないほうがよい。
【００３３】
尚、本発明の含窒素複素環誘導体の各置換基について、「無置換」とは、水素原子が置換したことを意味する。また、本発明の含窒素複素環誘導体の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる。
【００３４】
以下、式（３）で表される複素環誘導体の具体例を示す。
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【００３５】
第２有機層は、好ましくはさらに還元性ドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第２有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表される還元性ドーパントをドープする。
還元性ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
ドナー性金属とは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属をいい、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属であり、より好ましくはＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｓｒ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｙｂ，Ｅｕ及びＣｅである。
ドナー性金属化合物とは、上記のドナー性金属を含む化合物であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む化合物であり、より好ましくはこれらの金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩である。例えば、ＭＯｘ（Ｍはドナー性金属、ｘは０．５〜１．５）、ＭＦｘ（ｘは１〜３）、Ｍ（ＣＯ３）ｘ（ｘは０．５〜１．５）で表される化合物である。
【００３７】
また、ドナー性金属錯体とは、上記のドナー性金属の錯体であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属の有機金属錯体である。好ましくは下記式（Ｉ）で表される有機金属錯体である。
【化２４】
（式中、Ｍはドナー性金属であり、Ｑは配位子であり、好ましくはカルボン酸誘導体、ジケトン誘導体又はキノリン誘導体であり、ｎは１〜４の整数である。）
【００３８】
ドナー性金属錯体の具体例としては、特開２００５−７２０１２号公報に記載のタングステン水車等が挙げられる。さらに、特開平１１−３４５６８７号公報に記載された中心金属がアルカリ金属、アルカリ土類金属であるフタロシアニン化合物等もドナー性金属錯体として使用できる。
【００３９】
本発明の有機ＥＬ素子は、好ましくは第２有機層と陰極の間にアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層を有する。
【００４０】
上記物質は還元性ドーパントの好適材料と同じである。還元性ドーパント材料からなる層を設けることにより、第２有機層に還元性ドーパントを添加することで得られる効果と同様の効果が得られる。
【００４１】
［第１有機層］
本発明の有機ＥＬ素子の第１有機層は、本発明の有機ＥＬ素子の陽極と第２有機層間に設けられており、例えば発光層として機能できる。
第１有機層が含む式（１）で表されるモノアントラセン誘導体はホスト材料であり、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体はドーパント材料である。
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体の第１有機層中の含有量は、例えば５０％〜９９．９％あり、好ましくは９０％〜９９％である。また、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体の第１有機層中の含有量は、例えば０．１％〜５０％であり、好ましくは１％〜１０％である。
【００４２】
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体は、分子内にアントラセン環を１つ有する化合物である。
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体において、Ａｒ１及びＡｒ２は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の複素環基を示す。芳香族炭化水素環基、複素環基の具体例としては上述した通りである。好ましくはそれぞれ独立に、置換もしくは無置換の１〜４個の炭化水素芳香環又は複素環から形成される基である。
【００４３】
上記１〜４個の芳香族炭化水素環から形成される基は、例えばベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環、ベンズアントラセン環、ベンゾフェナントレン環からなる群から選択される１価の置換基、又はこれら芳香族炭化水素環からなる群から選択される２〜４個の芳香族炭化水素環が単結合で連結してなる１価の置換基である。１〜４個の芳香族炭化水素環は好ましくはベンゼン環である。
１〜４個の芳香族炭化水素環から形成される基は、例えばベンゼン、ナフタレン、ベンゼン及びナフタレンの組み合わせから形成される。具体的には、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基等である。
上記１〜４個の複素環から形成される基は、例えばベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基等である。
１〜４個の芳香族炭化水素環又は複素環から形成される基の置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、シリル基、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４４】
Ａｒ１及びＡｒ２は、好ましくはＡｒ１及びＡｒ２共にそれぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族炭化水素環基である。
ここで、縮合芳香族炭化水素環基とは、芳香族性を示す複数の環（縮合環）のみから構成される置換基である。好ましくはナフタレン、フェナントレン、フルオレン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレンである。
【００４５】
別の好ましい形態として、式（１）において、好ましくはＡｒ１が置換もしくは無置換のフェニル基であり、Ａｒ２が置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族炭化水素環基である、又はＡｒ１及びＡｒ２がいずれも置換もしくは無置換のフェニル基である。Ａｒ１は、置換フェニル基であることが好ましい。Ａｒ２は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜２０の縮合芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは置換もしくは無置換のナフタレン、フェナントレン、フルオレン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレンである。
【００４６】
Ａｒ１及びＡｒ２に置換してもよい置換基は、好ましくは環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は環形成原子数５〜３０の複素環基であり、より好ましくは、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基である。
【００４７】
また、別の好ましい形態として、式（１）のアントラセン誘導体において、Ａｒ１及びＡｒ２は、共に置換もしくは無置換のフェニル基である。フェニル基の置換基としては、環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、環形成原子数５〜３０の複素環基、炭素数１〜４のアルキル基、シリル基、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられ、中でも環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、環形成原子数５〜３０の複素環基が好ましく、より好ましくは、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基である。
【００４８】
Ｒ１〜Ｒ８は、好ましくは、それぞれ水素原子、フッ素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基であり、より好ましくはそれぞれ水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基であり、最も好ましくは水素原子である。
【００４９】
式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体は、好ましくは下記式（１２）で表される化合物又は下記式（１３）で表される化合物である。
【化２５】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【化２６】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【００５０】
式（１２）及び（１３）において、環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基は、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基等であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基である。
【００５１】
式（１２）及び（１３）において、環形成原子数５〜３０の複素環基は、好ましくはピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基等が挙げられ、より好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、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。これらの芳香族炭化水素環基、複素環基はさらに置換基を有してもよく、好ましい置換基として、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０のアルキルシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基である。これらの具体例は上述した通りである。
【００５２】
式（１２）において、好ましい形態の１つとして、Ａｒ４１及びＡｒ４４が、それぞれ置換基を有するフェニル基であり、当該置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、芳香族炭化水素環基、アルキルシリル基、シアノ基が好ましい。
【００５３】
式（１２）において、好ましい形態の２つ目として、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が式（１２）で表される化合物である場合、好ましくは式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基であり、より好ましくは、Ｒ１１２、Ｒ１１６の少なくとも一方が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基である。
【００５４】
好ましい形態の３つ目として、上記式（１２）で表される化合物は、好ましくは下記式（１２−１）で表される化合物である。
【化２７】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８、Ａｒ４２及びＡｒ４４は式（１２）と同様である。
Ｒ２２１〜Ｒ２２７、Ｒ２３１〜Ｒ２３７は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、シアノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。Ｒ２２１〜Ｒ２２７、Ｒ２３１〜Ｒ２３７は隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ酸素原子又は硫黄原子を示す。）
【００５５】
上記式（１２−１）において、好ましくはＲ１１１〜Ｒ１１８は水素原子である。又は、好ましくは、Ｒ１１２が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基であり、Ｒ１１１、Ｒ１１３〜Ｒ１１８が水素原子である。又は、好ましくは、Ｒ１１２、Ｒ１１６が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基であり、Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１４、Ｒ１１５、Ｒ１１７、Ｒ１１８が水素原子である。Ｒ１１２、Ｒ１１６の置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基は、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
【００５６】
上記式（１２−１）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は好ましくは酸素原子である。
上記式（１２−１）において、好ましくはＲ１１１〜Ｒ１１８は水素原子である。
【００５７】
式（１２）において、好ましい形態の４つ目として、上記式（１２）で表される化合物は、好ましくは下記式（１２−２）で表される化合物である。
【化２８】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８、Ａｒ４２及びＡｒ４４は、式（１２）と同じである。
Ｒ３１１〜Ｒ３２０は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基又は電子吸引性基を示す。
Ｒ３１１〜Ｒ３１５の少なくとも１つが電子吸引性基で、且つＲ３１６〜Ｒ３２０の少なくとも１つが電子吸引性基である。）
【００５８】
上記電子吸引性基としては、例えばシアノ基、フッ素原子、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基、ニトロ基、カルボニル基等が挙げられる。このなかで、好ましくはシアノ基、フッ素原子、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基であり、特に好ましくはシアノ基である。
【００５９】
式（１２−２）において、Ｒ３１１〜Ｒ３１５のいずれか１つがシアノ基であり、他が水素原子であり、かつ、Ｒ３１６〜Ｒ３２０のいずれか１つがシアノ基であり、他が水素原子であることが好ましい。
【００６０】
さらに式（１２−２）において、Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１４、Ｒ１１５、Ｒ１１７及びＲ１１８が水素原子であることが好ましい。Ｒ１１２及びＲ１１６はピレン環の活性部位であるため、これらに置換基を導入することにより、活性部位を保護できる。その結果、化合物の安定性が向上する。
特に、Ｒ１１２及びＲ１１６が、それぞれ、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のシリル基であることが好ましい。これらの基の場合、特に、発光寿命が向上する。
【００６１】
式（１３）において、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、水素原子が好ましい。また、Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、アルキル基又はシクロアルキル基で置換されていることが好ましい。
【００６２】
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体のＡｒ１、Ａｒ２及びＲ１〜Ｒ８並びに式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体のＡｒ２１、Ａｒ２２、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４４、Ｒ１０１〜Ｒ１１０及びＲ１１１〜Ｒ１１８の各基及び、置換してもよい置換基は、式（３）で表される複素環誘導体の置換基と同様である。
【００６３】
以下、式（１）で表されるモノアントラセン誘導体の具体例を示す。
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【００６４】
以下、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体の具体例を示す。
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【００６５】
［その他の層］
本発明の有機ＥＬ素子の層構成は、陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極がこの順に積層していれば特に限定されず、その他の複数の有機層をさらに有してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子の素子構成は、例えば下記の第１〜３の実施形態が挙げられる。
【００６６】
＜第１の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば発光層を少なくとも１つ有する素子構成を有する。具体的な構成例を以下に示す。
（１）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
これらの中で通常（３）の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではな
い。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば発光層（発光層を含むユニット）を少なくとも２つ有するタンデム素子構成を有する。
２つの発光層の間に電荷発生層（ＣＧＬとも呼ぶ）を介在させ、ユニット毎に電子輸送帯域を設けることができる。例えば２つの発光層のうち少なくとも１つの発光層が蛍光発光層であり、当該発光層を含むユニットにおいて電子輸送帯域が第１有機層に対応し、蛍光発光層が第２有機層に対応する。
【００６８】
タンデム素子構成の具体的な構成の例を以下に示す。尚、発光層は、複数の発光層の積層体であってもよい。
陽極／蛍光発光層／電荷発生層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／蛍光発光層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／蛍光発光層／障壁層／陰極
陽極／りん光発光層／電荷発生層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／りん光発光層／陰極
【００６９】
＜第３の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、複数の発光層と、電子注入・輸送層と、陰極をこの順に備え、複数の発光層のいずれか２つの発光層の間に電荷障壁層を有し、電荷障壁層に接する発光層が蛍光発光層であり、蛍光発光層が第１有機層に対応し、電子注入・輸送層が第２有機層に対応する。
【００７０】
第３の実施形態にかかる好適な有機ＥＬ素子の構成として、特許第４１３４２８０号公報、米国公開特許公報ＵＳ２００７／０２７３２７０Ａ１、国際公開公報ＷＯ２００８／０２３６２３Ａ１に記載されているような、陽極、第１発光層、電荷障壁層、第２発光層及び陰極がこの順に積層された構成において、第２発光層と陰極の間に三重項励起子の拡散を防止するための障壁層を有する電子輸送帯域を有する構成が挙げられる。ここで電荷障壁層とは隣接する発光層との間でＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベルのエネルギー障壁を設けることにより、発光層へのキャリア注入を調整し、発光層の注入される電子と正孔のキャリアバランスを調整する目的を有する層である。
【００７１】
このような構成の具体的な例を以下に示す。
陽極／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／第３発光層／電子注入・輸送層／陰極
尚、陽極と第１発光層の間には、他の実施形態と同様に正孔輸送帯域を設けることが好ましい。
【００７２】
本発明の有機ＥＬ素子は、好ましくは第１有機層と第２有機層が接している。
【００７３】
本発明の有機ＥＬ素子の基板、陽極、陰極、正孔注入層、正孔輸送層等のその他の部材は、ＷＯ２００９／１０７５９６Ａ１、ＷＯ２００９／０８１８５７Ａ１、ＵＳ２００９／０２４３４７３Ａ１、ＵＳ２００８／００１４４６４Ａ１、ＵＳ２００９／００２１１６０Ａ１等に記載の公知のものを適宜選択して用いることができる。
【実施例】
【００７４】
実施例１
有機ＥＬ素子に使用した材料は以下の通りである。
【化７５】
【化７６】
【化７７】
【化７８】
【００７５】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物Ａ−１を成膜した。Ａ−１膜は正孔注入層として機能する。Ａ−１膜の成膜に続けて、化合物Ａ−２を蒸着してＡ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＡ−２膜を成膜した。Ａ−２膜は正孔輸送層として機能する。
Ａ−２膜上に化合物ＥＭ２（ホスト材料）及び化合物ＤＭ２−３４（ドーパント材料）を２０：１の膜厚比で蒸着し、膜厚２５ｎｍの青色系発光層（第１有機層）を成膜した。さらに電子輸送材料であるＥＴ２−５を蒸着して、発光層上に膜厚２５ｎｍの電子輸送層（第２有機層）を形成した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。
【００７６】
作製した有機ＥＬ素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時の素子性能（駆動電圧及び発光波長）、及び初期輝度１０００ｃｄ／ｃｍ２での半減寿命を測定した。結果を表１に示す。
【００７７】
実施例２〜３３及び比較例１〜５
発光層（第１有機層）のホスト材料及びドーパント材料、並びに電子輸送層（第２有機層）の電子輸送材料を表１及び２に示す化合物を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表１及び２に示す。
【００７８】
【表１】
【表２】
【００７９】
素子の作製に用いた化合物のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、エネルギーギャップ（Ｅｇ）及びエレクトロンアフィニティ（Ｅａ）を以下に示す。
尚、これら化合物のエネルギーレベルは、Ｉｐについては、薄膜状態のサンプルを、理研計器ＡＣ−３を用いて測定した。Ｅｇは、化合物のトルエン溶液中における吸収スペクトル端から算出した。ＥａはＩｐ−Ｅｇとして算出した。
【表３】
【００８０】
式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体であって、ドーパント材料であるアミノクリセン誘導体又はアミノピレン誘導体は、イオン化ポテンシャルが式（１）で表されるモノアントラセン誘導体であるホスト材料よりも小さいため、正孔をトラップする性質を持つ。このため、これらのドーパントを用いた有機ＥＬ素子では、正孔が発光層における正孔輸送層との界面付近に留まる傾向がある。
【００８１】
従来用いられていた電子輸送材料であるＥＣ−２は、ホスト材料との間でＡｆの差が小さいため、電子が発光層にスムーズに注入される。また、発光層内の電子トラップが少ないため、電子が容易に発光層と正孔輸送層の界面に到達することができる。正孔輸送材料とホスト材料との間にＡｆ差があるため、電子が正孔輸送層／発光層界面でブロックされるが、一部の電子は正孔輸送層に侵入し、正孔輸送材料を劣化させることにより寿命が短くなると考えられる。
【００８２】
本発明の式（１）で表されるモノアントラセン誘導体である２置換モノアントラセン系ホスト材料と、式（３）で表される複素環誘導体である３置換アントラセン系電子輸送材料との間にはＡｆレベルに０．１ｅＶ程度の差があり、これにより、発光層／電子輸送層界面に電子が一部蓄積する。この蓄積電荷が正孔輸送層／発光層界面に蓄積される正孔を発光層内部に引き込む効果があり、このことにより正孔輸送材料の劣化が抑制される。
発光層と電子輸送層との間にＡｆ差を設けることは一般的に駆動電圧の上昇に繋がるが、本発明に示す電子輸送材料のように特殊な複素環置換基を導入することにより、駆動電圧を上昇させることなく、低電圧を維持しながら長寿命化効果を実現できることが分かる。
【００８３】
このように、適切なドーパントを用いたホスト材料のＡｆと適切な部分構造を持つ電子輸送材料のＡｆとの関係が重要であり、特にホスト材料のＡｆは３．０ｅＶよりも大きくならない方が好ましい。Ｈ−Ｃ１のようにスチリル基を有するアントラセン誘導体や、ビスアントラセン誘導体では、Ａｆが３．１ｅＶ程度となるため、発光層／電子輸送層との間のＡｆ差がなくなるため長寿命化しない。また比較例２の素子では、Ａｆ差が生じるが、上述したように、駆動電圧が低下しないため好ましくない。
【００８４】
実施例の結果から、ホスト材料として、２置換のモノアントラセン誘導体、ドーパント材料としてアミノクリセン誘導体又はアミノピレン誘導体、電子輸送材料として特殊な複素環置換の３置換アントラセン誘導体の組合せを用いることによって初めて、低電圧かつ長寿命を実現することが可能になると推測される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の有機ＥＬ素子は、低消費電力化及び長寿命化が望まれる大型テレビ向け表示パネルや照明パネル等に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に有機ＥＬ素子は、発光層及びこれを挟持してなる一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が及び陽極側から正孔が注入され、電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する。
【０００３】
これら正孔注入、電子注入及び発光の全てを１層で機能させる有機ＥＬ素子の高性能化は難しく、電極間の有機層を複数層化し、機能分離させることにより、高性能化を実現している。具体的には、２つの電極間に正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の３層以上の層を積層させた構造が一般的である。
【０００４】
初期の有機ＥＬ素子は、駆動電圧、発光効率及び耐久性が不十分であり、これら問題に対して様々な技術的改良がなされてきた。例えば特許文献１〜３では、電子輸送材料を改良することにより駆動電圧の低下を実現している。しかし、電子注入性を上げて電圧を下げると、寿命が短くなるということが知られており、これらの文献に開示している技術では低電圧化を実現できるものの、駆動電圧を低下させながら耐久性を向上させることが課題としてあった。
【０００５】
また、有機ＥＬディスプレイはフルカラー化が求められている。フルカラーディスプレイを実現するためには、青色、緑色、赤色の３つの色における性能改善が求められ、中でも青色有機ＥＬ素子の性能改善が難しく、特に耐久性の向上が求められてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ０３／６０９５６
【特許文献２】ＷＯ０４／８０９７５
【特許文献３】ＷＯ０５／９７７５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、駆動電圧が低く、長寿命な有機ＥＬ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、以下の有機ＥＬ素子が提供される。
１．陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、
前記第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、
前記第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
【化２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化３】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２１〜Ｒ２４及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
２．ＨＡｒが下記式（７）〜（１１）で表される複素環基のいずれかである１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
３．前記第２有機層と陰極との間に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層が挟持されてなる１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１２）で表される化合物である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
５．前記式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基である４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６．前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１３）で表される化合物である１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化６】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
７．前記第１有機層と第２有機層が隣接する１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動電圧が低く、長寿命な有機ＥＬ素子が提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する。
【化７】
【化８】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化９】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２４〜Ｒ２６及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
【００１１】
［第２有機層］
式（３）で表される複素環誘導体を含む第２有機層は、本発明の有機ＥＬ素子の第１有機層、と陰極間に設けられており、例えば、電子輸送層として機能できる。
式（３）で表される複素環誘導体において、Ｒ１１〜Ｒ１８は、好ましくはそれぞれ水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、より好ましくはそれぞれ水素原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、最も好ましくはそれぞれ水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
【００１２】
式（３）で表される複素環誘導体において、Ａｒ１１及びＡｒ１２は、好ましくはそれぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０の芳香族炭化水素環基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基であり、最も好ましくはそれぞれフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基又はフルオレニル基である。
【００１３】
式（３）で表される複素環誘導体において、Ｌ１は、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０の２価の芳香族炭化水素環基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１２の２価の芳香族炭化水素環基であり、最も好ましくはそれぞれフェニレン基である。
【００１４】
第２有機層が含む式（３）で表される複素環誘導体のＨＡｒでは、電子注入部位であるＣ＝Ｎの周りにアントラセン等の大きい置換基がない。このため、電子の受け取りが立体障害されにくく、第２有機層の電子注入性を良好にでき、低駆動電圧を維持することができると推測される。
【化１０】
【００１５】
また、ＨＡｒは、陰極金属、又は陰極と電子輸送材料の界面に積層されるアルカリ金属塩又は有機金属錯体との相互作用を強める効果がある。この効果が電子注入性に影響し、相互作用が強いほど電子注入性が向上でき、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低下させることができると考えられる。
上記相互作用を強めるため、金属との配位性が高くなる構造を導入することが効果的である。複素環の電子に対する耐久性を考慮して、ＨＡｒは、イミダゾール構造を有する式（４）及び（５）で表される含窒素複素環基、並びに式（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。
【００１６】
式（４）のＲ２５は、好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基又は炭素数１〜１０のアルキル基である。
ベンズイミダゾールの電荷は、ベンズイミダゾールの１位の置換基よりも２位の置換基に非局在化する傾向がある。従って、２位に環形成炭素数の大きなアリール置換基を置換すると電荷が非局在化しやすくなり、ベンズイミダゾールの窒素原子の電子密度が低下し、金属との相互作用がより弱まることにより電子注入性が低下するおそれがあると考えられている。そのため、ベンズイミダゾールの２位の置換基は電荷の非局在化を防ぐため、環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基、炭素数１〜１０のアルキル基等の比較的小さな置換基とすることが好ましい。
【００１７】
イミダゾール構造を有する式（４）及び（５）で表される含窒素複素環基は、より好ましくはベンズイミダゾール構造又はイミダゾピリジン構造を有する下記式（７）〜（９）で表される複素環基である。
同様に式（６）で表される含窒素複素環基は、好ましくはビピリジル構造、フェナントロリル構造、ピリジルピリミジル構造又はピリジルトリアジニル構造を有する基であり、より好ましくは下記式（１０）又は（１１）で表される複素環基である。
【化１１】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
【００１８】
上述したように、式（４）〜（１１）で表される置換基において、Ｒ２１〜Ｒ２４、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよく、これら置換基同士が結合して環を形成してなる式（３）で表される複素環誘導体の具体例としては、後記するＥＴ２−３４〜３８、ＥＴ２−４１〜ＥＴ２−４５及びＥＴ２−４８で表される化合物が挙げられる。
【００１９】
式（７）で表される複素環基において、Ｒ４５は好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜１０のアルキル基である。ＨＡｒが式（７）で表される複素環基であって、Ｒ４５がアルキル基である場合、有機ＥＬ素子の駆動電圧を低くすることができる。
【００２０】
第２有機層が含有する複素環誘導体のＲ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数１〜１０のアルキル基としては、エチル基、メチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数１〜８のアルキル基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
【００２１】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【００２２】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数３〜１０のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素数３〜６のシクロアルキル基である。
【００２３】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数３〜２０のアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基等が挙げられる。好ましくは炭素数３〜１０のアルキルシリル基である。
【００２４】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基は、シリル基に芳香族炭化水素環基が置換した基であり、例えば、トリフェニルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基、トリトリルシリル基、トリキシリルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。好ましくは環形成炭素数８〜２０のアリールシリル基であり、より好ましくは環形成炭素数８〜１２のアリールシリル基である。
【００２５】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の炭素数１〜１０アルコキシ基としては、−ＯＹで表される基であり、Ｙの例としては、上記アルキル基と同様の例が挙げられる。好ましくは炭素数１〜８のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素数１〜６のアルコキシ基である。
【００２６】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＡｒで表される基であり、Ａｒの例としては、後述する芳香族炭化水素環基と同様である。好ましくは環形成炭素数６〜２０、より好ましくは環形成炭素数６〜１２のアリールオキシ基である。
【００２７】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、アントリル基、クリセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンズアントラニル基、ベンゾクリセニル基、フルオレニル基、フルオランテニル基、ナフタセニル基、ペンタセン基、ペリレン基、ピセン基、ピレン基、ペンタフェニン基等が挙げられる。好ましくは環形成炭素数６〜２０の芳香族炭化水素環基、より好ましくは環形成炭素数６〜１２の芳香族炭化水素環基である。
尚、本発明において芳香族炭化水素環基とは、芳香族性を示す単環及び／又は複数の環（縮合環）が単結合で連結して構成される置換基であり、例えばスチリル基のような二重結合を含み、環構造のみで構成されない置換基は含まない。
【００２８】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成原子数５〜３０の複素環基としては、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリル基、ピペラジニル基、トリアジニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基等が挙げられる。好ましくは環形成原子数５〜２０、より好ましくは環形成原子数５〜１２の複素環基である。
【００２９】
Ｌ１の環形成炭素数６〜３０のアリーレン基としては、上記Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水環基の２価の残基が挙げられる。好ましくは環形成炭素数６〜２０のアリーレン基であり、より好ましくは環形成炭素数６〜１２のアリーレン基である。
【００３０】
Ｌ１の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基としては、上記Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１及びＡｒ１２の環形成原子数５〜３０の複素環基の２価の残基が挙げられる。
【００３１】
Ａ及びＢの５員環としては、窒素原子を有する環構造であり、ピロール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ピラゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール等が挙げられる。
Ａ及びＢの６員環としては、窒素原子を有する環構造であり、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
【００３２】
Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ｌ１及びＨＡｒの各置換基がさらに置換基を有する場合、本発明の効果を奏することができる置換基であれば特に制限はなく、当該置換基としては、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素環基、複素環基、アラルキル基、アリールオキシ基、等が挙げられる。各置換基の具体例は、上述したＲ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３６、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ｌ１及びＨＡｒの基と同様である。好ましくはアルキル基、芳香族炭化水素環基、複素環基等である。
また、各基が複数の置換基を有する場合、それらが環を形成していてもよい。環を形成する場合、６員環芳香族環を形成することが好ましい。
但し、本発明の有機ＥＬ素子を蒸着により作製する場合において、寿命向上の観点から、上記置換基は、例えばスチリル基のような二重結合を含み、環構造のみで構成されない置換基は含まないほうがよい。
【００３３】
尚、本発明の含窒素複素環誘導体の各置換基について、「無置換」とは、水素原子が置換したことを意味する。また、本発明の含窒素複素環誘導体の水素原子には、軽水素、重水素が含まれる。
【００３４】
以下、式（３）で表される複素環誘導体の具体例を示す。
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【００３５】
第２有機層は、好ましくはさらに還元性ドーパントを含有し、陰極からの電子の受け取りを容易にするため、より好ましくは第２有機層の陰極界面近傍にアルカリ金属で代表される還元性ドーパントをドープする。
還元性ドーパントとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物及びドナー性金属錯体が挙げられ、これら還元性ドーパントは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
ドナー性金属とは、仕事関数３．８ｅＶ以下の金属をいい、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属であり、より好ましくはＣｓ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｓｒ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｙｂ，Ｅｕ及びＣｅである。
ドナー性金属化合物とは、上記のドナー性金属を含む化合物であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属を含む化合物であり、より好ましくはこれらの金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸塩、ホウ酸塩である。例えば、ＭＯｘ（Ｍはドナー性金属、ｘは０．５〜１．５）、ＭＦｘ（ｘは１〜３）、Ｍ（ＣＯ３）ｘ（ｘは０．５〜１．５）で表される化合物である。
【００３７】
また、ドナー性金属錯体とは、上記のドナー性金属の錯体であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属の有機金属錯体である。好ましくは下記式（Ｉ）で表される有機金属錯体である。
【化２４】
（式中、Ｍはドナー性金属であり、Ｑは配位子であり、好ましくはカルボン酸誘導体、ジケトン誘導体又はキノリン誘導体であり、ｎは１〜４の整数である。）
【００３８】
ドナー性金属錯体の具体例としては、特開２００５−７２０１２号公報に記載のタングステン水車等が挙げられる。さらに、特開平１１−３４５６８７号公報に記載された中心金属がアルカリ金属、アルカリ土類金属であるフタロシアニン化合物等もドナー性金属錯体として使用できる。
【００３９】
本発明の有機ＥＬ素子は、好ましくは第２有機層と陰極の間にアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層を有する。
【００４０】
上記物質は還元性ドーパントの好適材料と同じである。還元性ドーパント材料からなる層を設けることにより、第２有機層に還元性ドーパントを添加することで得られる効果と同様の効果が得られる。
【００４１】
［第１有機層］
本発明の有機ＥＬ素子の第１有機層は、本発明の有機ＥＬ素子の陽極と第２有機層間に設けられており、例えば発光層として機能できる。
第１有機層が含む式（１）で表されるモノアントラセン誘導体はホスト材料であり、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体はドーパント材料である。
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体の第１有機層中の含有量は、例えば５０％〜９９．９％あり、好ましくは９０％〜９９％である。また、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体の第１有機層中の含有量は、例えば０．１％〜５０％であり、好ましくは１％〜１０％である。
【００４２】
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体は、分子内にアントラセン環を１つ有する化合物である。
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体において、Ａｒ１及びＡｒ２は、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の複素環基を示す。芳香族炭化水素環基、複素環基の具体例としては上述した通りである。好ましくはそれぞれ独立に、置換もしくは無置換の１〜４個の炭化水素芳香環又は複素環から形成される基である。
【００４３】
上記１〜４個の芳香族炭化水素環から形成される基は、例えばベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環、ベンズアントラセン環、ベンゾフェナントレン環からなる群から選択される１価の置換基、又はこれら芳香族炭化水素環からなる群から選択される２〜４個の芳香族炭化水素環が単結合で連結してなる１価の置換基である。１〜４個の芳香族炭化水素環は好ましくはベンゼン環である。
１〜４個の芳香族炭化水素環から形成される基は、例えばベンゼン、ナフタレン、ベンゼン及びナフタレンの組み合わせから形成される。具体的には、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基等である。
上記１〜４個の複素環から形成される基は、例えばベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基等である。
１〜４個の芳香族炭化水素環又は複素環から形成される基の置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、シリル基、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられる。
【００４４】
Ａｒ１及びＡｒ２は、好ましくはＡｒ１及びＡｒ２共にそれぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族炭化水素環基である。
ここで、縮合芳香族炭化水素環基とは、芳香族性を示す複数の環（縮合環）のみから構成される置換基である。好ましくはナフタレン、フェナントレン、フルオレン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレンである。
【００４５】
別の好ましい形態として、式（１）において、好ましくはＡｒ１が置換もしくは無置換のフェニル基であり、Ａｒ２が置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜３０の縮合芳香族炭化水素環基である、又はＡｒ１及びＡｒ２がいずれも置換もしくは無置換のフェニル基である。Ａｒ１は、置換フェニル基であることが好ましい。Ａｒ２は、置換もしくは無置換の環形成炭素数１０〜２０の縮合芳香族炭化水素環基であり、より好ましくは置換もしくは無置換のナフタレン、フェナントレン、フルオレン、ベンズアントラセン、ベンゾフェナントレンである。
【００４６】
Ａｒ１及びＡｒ２に置換してもよい置換基は、好ましくは環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は環形成原子数５〜３０の複素環基であり、より好ましくは、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基である。
【００４７】
また、別の好ましい形態として、式（１）のアントラセン誘導体において、Ａｒ１及びＡｒ２は、共に置換もしくは無置換のフェニル基である。フェニル基の置換基としては、環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、環形成原子数５〜３０の複素環基、炭素数１〜４のアルキル基、シリル基、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられ、中でも環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、環形成原子数５〜３０の複素環基が好ましく、より好ましくは、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−ナフチルフェニル基、２−ナフチルフェニル基、９−フェナントリル基、９−フェナントリルフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基である。
【００４８】
Ｒ１〜Ｒ８は、好ましくは、それぞれ水素原子、フッ素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基であり、より好ましくはそれぞれ水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基であり、最も好ましくは水素原子である。
【００４９】
式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体は、好ましくは下記式（１２）で表される化合物又は下記式（１３）で表される化合物である。
【化２５】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【化２６】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【００５０】
式（１２）及び（１３）において、環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基は、好ましくはフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基等であり、より好ましくはフェニル基、ナフチル基である。
【００５１】
式（１２）及び（１３）において、環形成原子数５〜３０の複素環基は、好ましくはピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、カルバゾリル基等が挙げられ、より好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、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。これらの芳香族炭化水素環基、複素環基はさらに置換基を有してもよく、好ましい置換基として、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０のアルキルシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基である。これらの具体例は上述した通りである。
【００５２】
式（１２）において、好ましい形態の１つとして、Ａｒ４１及びＡｒ４４が、それぞれ置換基を有するフェニル基であり、当該置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、芳香族炭化水素環基、アルキルシリル基、シアノ基が好ましい。
【００５３】
式（１２）において、好ましい形態の２つ目として、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が式（１２）で表される化合物である場合、好ましくは式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基であり、より好ましくは、Ｒ１１２、Ｒ１１６の少なくとも一方が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基である。
【００５４】
好ましい形態の３つ目として、上記式（１２）で表される化合物は、好ましくは下記式（１２−１）で表される化合物である。
【化２７】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８、Ａｒ４２及びＡｒ４４は式（１２）と同様である。
Ｒ２２１〜Ｒ２２７、Ｒ２３１〜Ｒ２３７は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数２〜２０のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、シアノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。Ｒ２２１〜Ｒ２２７、Ｒ２３１〜Ｒ２３７は隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ酸素原子又は硫黄原子を示す。）
【００５５】
上記式（１２−１）において、好ましくはＲ１１１〜Ｒ１１８は水素原子である。又は、好ましくは、Ｒ１１２が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基であり、Ｒ１１１、Ｒ１１３〜Ｒ１１８が水素原子である。又は、好ましくは、Ｒ１１２、Ｒ１１６が置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基であり、Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１４、Ｒ１１５、Ｒ１１７、Ｒ１１８が水素原子である。Ｒ１１２、Ｒ１１６の置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基は、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基である。
【００５６】
上記式（１２−１）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は好ましくは酸素原子である。
上記式（１２−１）において、好ましくはＲ１１１〜Ｒ１１８は水素原子である。
【００５７】
式（１２）において、好ましい形態の４つ目として、上記式（１２）で表される化合物は、好ましくは下記式（１２−２）で表される化合物である。
【化２８】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８、Ａｒ４２及びＡｒ４４は、式（１２）と同じである。
Ｒ３１１〜Ｒ３２０は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基又は電子吸引性基を示す。
Ｒ３１１〜Ｒ３１５の少なくとも１つが電子吸引性基で、且つＲ３１６〜Ｒ３２０の少なくとも１つが電子吸引性基である。）
【００５８】
上記電子吸引性基としては、例えばシアノ基、フッ素原子、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基、ニトロ基、カルボニル基等が挙げられる。このなかで、好ましくはシアノ基、フッ素原子、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルキル置換アルキル基であり、特に好ましくはシアノ基である。
【００５９】
式（１２−２）において、Ｒ３１１〜Ｒ３１５のいずれか１つがシアノ基であり、他が水素原子であり、かつ、Ｒ３１６〜Ｒ３２０のいずれか１つがシアノ基であり、他が水素原子であることが好ましい。
【００６０】
さらに式（１２−２）において、Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１４、Ｒ１１５、Ｒ１１７及びＲ１１８が水素原子であることが好ましい。Ｒ１１２及びＲ１１６はピレン環の活性部位であるため、これらに置換基を導入することにより、活性部位を保護できる。その結果、化合物の安定性が向上する。
特に、Ｒ１１２及びＲ１１６が、それぞれ、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のシリル基であることが好ましい。これらの基の場合、特に、発光寿命が向上する。
【００６１】
式（１３）において、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、水素原子が好ましい。また、Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、アルキル基又はシクロアルキル基で置換されていることが好ましい。
【００６２】
式（１）で表されるモノアントラセン誘導体のＡｒ１、Ａｒ２及びＲ１〜Ｒ８並びに式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体のＡｒ２１、Ａｒ２２、Ａｒ３１〜Ａｒ３４、Ａｒ４１〜Ａｒ４４、Ｒ１０１〜Ｒ１１０及びＲ１１１〜Ｒ１１８の各基及び、置換してもよい置換基は、式（３）で表される複素環誘導体の置換基と同様である。
【００６３】
以下、式（１）で表されるモノアントラセン誘導体の具体例を示す。
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【００６４】
以下、式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体の具体例を示す。
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【００６５】
［その他の層］
本発明の有機ＥＬ素子の層構成は、陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極がこの順に積層していれば特に限定されず、その他の複数の有機層をさらに有してもよい。
本発明の有機ＥＬ素子の素子構成は、例えば下記の第１〜３の実施形態が挙げられる。
【００６６】
＜第１の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば発光層を少なくとも１つ有する素子構成を有する。具体的な構成例を以下に示す。
（１）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
これらの中で通常（３）の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではな
い。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば発光層（発光層を含むユニット）を少なくとも２つ有するタンデム素子構成を有する。
２つの発光層の間に電荷発生層（ＣＧＬとも呼ぶ）を介在させ、ユニット毎に電子輸送帯域を設けることができる。例えば２つの発光層のうち少なくとも１つの発光層が蛍光発光層であり、当該発光層を含むユニットにおいて電子輸送帯域が第１有機層に対応し、蛍光発光層が第２有機層に対応する。
【００６８】
タンデム素子構成の具体的な構成の例を以下に示す。尚、発光層は、複数の発光層の積層体であってもよい。
陽極／蛍光発光層／電荷発生層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／蛍光発光層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／蛍光発光層／障壁層／陰極
陽極／りん光発光層／電荷発生層／蛍光発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／蛍光発光層／電子注入・輸送層／電荷発生層／りん光発光層／陰極
【００６９】
＜第３の実施形態＞
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と、複数の発光層と、電子注入・輸送層と、陰極をこの順に備え、複数の発光層のいずれか２つの発光層の間に電荷障壁層を有し、電荷障壁層に接する発光層が蛍光発光層であり、蛍光発光層が第１有機層に対応し、電子注入・輸送層が第２有機層に対応する。
【００７０】
第３の実施形態にかかる好適な有機ＥＬ素子の構成として、特許第４１３４２８０号公報、米国公開特許公報ＵＳ２００７／０２７３２７０Ａ１、国際公開公報ＷＯ２００８／０２３６２３Ａ１に記載されているような、陽極、第１発光層、電荷障壁層、第２発光層及び陰極がこの順に積層された構成において、第２発光層と陰極の間に三重項励起子の拡散を防止するための障壁層を有する電子輸送帯域を有する構成が挙げられる。ここで電荷障壁層とは隣接する発光層との間でＨＯＭＯレベル、ＬＵＭＯレベルのエネルギー障壁を設けることにより、発光層へのキャリア注入を調整し、発光層の注入される電子と正孔のキャリアバランスを調整する目的を有する層である。
【００７１】
このような構成の具体的な例を以下に示す。
陽極／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／電子注入・輸送層／陰極
陽極／第１発光層／電荷障壁層／第２発光層／第３発光層／電子注入・輸送層／陰極
尚、陽極と第１発光層の間には、他の実施形態と同様に正孔輸送帯域を設けることが好ましい。
【００７２】
本発明の有機ＥＬ素子は、好ましくは第１有機層と第２有機層が接している。
【００７３】
本発明の有機ＥＬ素子の基板、陽極、陰極、正孔注入層、正孔輸送層等のその他の部材は、ＷＯ２００９／１０７５９６Ａ１、ＷＯ２００９／０８１８５７Ａ１、ＵＳ２００９／０２４３４７３Ａ１、ＵＳ２００８／００１４４６４Ａ１、ＵＳ２００９／００２１１６０Ａ１等に記載の公知のものを適宜選択して用いることができる。
【実施例】
【００７４】
実施例１
有機ＥＬ素子に使用した材料は以下の通りである。
【化７５】
【化７６】
【化７７】
【化７８】
【００７５】
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして膜厚５０ｎｍの化合物Ａ−１を成膜した。Ａ−１膜は正孔注入層として機能する。Ａ−１膜の成膜に続けて、化合物Ａ−２を蒸着してＡ−１膜上に膜厚４５ｎｍのＡ−２膜を成膜した。Ａ−２膜は正孔輸送層として機能する。
Ａ−２膜上に化合物ＥＭ２（ホスト材料）及び化合物ＤＭ２−３４（ドーパント材料）を２０：１の膜厚比で蒸着し、膜厚２５ｎｍの青色系発光層（第１有機層）を成膜した。さらに電子輸送材料であるＥＴ２−５を蒸着して、発光層上に膜厚２５ｎｍの電子輸送層（第２有機層）を形成した。この後、ＬｉＦを膜厚１ｎｍで成膜した。このＬｉＦ膜上に金属Ａｌを１５０ｎｍ蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ発光素子を形成した。
【００７６】
作製した有機ＥＬ素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時の素子性能（駆動電圧及び発光波長）、及び初期輝度１０００ｃｄ／ｃｍ２での半減寿命を測定した。結果を表１に示す。
【００７７】
実施例２〜３３及び比較例１〜５
発光層（第１有機層）のホスト材料及びドーパント材料、並びに電子輸送層（第２有機層）の電子輸送材料を表１及び２に示す化合物を用いた他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。結果を表１及び２に示す。
【００７８】
【表１】
【表２】
【００７９】
素子の作製に用いた化合物のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）、エネルギーギャップ（Ｅｇ）及びエレクトロンアフィニティ（Ｅａ）を以下に示す。
尚、これら化合物のエネルギーレベルは、Ｉｐについては、薄膜状態のサンプルを、理研計器ＡＣ−３を用いて測定した。Ｅｇは、化合物のトルエン溶液中における吸収スペクトル端から算出した。ＥａはＩｐ−Ｅｇとして算出した。
【表３】
【００８０】
式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体であって、ドーパント材料であるアミノクリセン誘導体又はアミノピレン誘導体は、イオン化ポテンシャルが式（１）で表されるモノアントラセン誘導体であるホスト材料よりも小さいため、正孔をトラップする性質を持つ。このため、これらのドーパントを用いた有機ＥＬ素子では、正孔が発光層における正孔輸送層との界面付近に留まる傾向がある。
【００８１】
従来用いられていた電子輸送材料であるＥＣ−２は、ホスト材料との間でＡｆの差が小さいため、電子が発光層にスムーズに注入される。また、発光層内の電子トラップが少ないため、電子が容易に発光層と正孔輸送層の界面に到達することができる。正孔輸送材料とホスト材料との間にＡｆ差があるため、電子が正孔輸送層／発光層界面でブロックされるが、一部の電子は正孔輸送層に侵入し、正孔輸送材料を劣化させることにより寿命が短くなると考えられる。
【００８２】
本発明の式（１）で表されるモノアントラセン誘導体である２置換モノアントラセン系ホスト材料と、式（３）で表される複素環誘導体である３置換アントラセン系電子輸送材料との間にはＡｆレベルに０．１ｅＶ程度の差があり、これにより、発光層／電子輸送層界面に電子が一部蓄積する。この蓄積電荷が正孔輸送層／発光層界面に蓄積される正孔を発光層内部に引き込む効果があり、このことにより正孔輸送材料の劣化が抑制される。
発光層と電子輸送層との間にＡｆ差を設けることは一般的に駆動電圧の上昇に繋がるが、本発明に示す電子輸送材料のように特殊な複素環置換基を導入することにより、駆動電圧を上昇させることなく、低電圧を維持しながら長寿命化効果を実現できることが分かる。
【００８３】
このように、適切なドーパントを用いたホスト材料のＡｆと適切な部分構造を持つ電子輸送材料のＡｆとの関係が重要であり、特にホスト材料のＡｆは３．０ｅＶよりも大きくならない方が好ましい。Ｈ−Ｃ１のようにスチリル基を有するアントラセン誘導体や、ビスアントラセン誘導体では、Ａｆが３．１ｅＶ程度となるため、発光層／電子輸送層との間のＡｆ差がなくなるため長寿命化しない。また比較例２の素子では、Ａｆ差が生じるが、上述したように、駆動電圧が低下しないため好ましくない。
【００８４】
実施例の結果から、ホスト材料として、２置換のモノアントラセン誘導体、ドーパント材料としてアミノクリセン誘導体又はアミノピレン誘導体、電子輸送材料として特殊な複素環置換の３置換アントラセン誘導体の組合せを用いることによって初めて、低電圧かつ長寿命を実現することが可能になると推測される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の有機ＥＬ素子は、低消費電力化及び長寿命化が望まれる大型テレビ向け表示パネルや照明パネル等に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、
前記第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、
前記第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７９】
【化８０】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化８１】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２１〜Ｒ２４及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
【請求項２】
ＨＡｒが下記式（７）〜（１１）で表される複素環基のいずれかである請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８２】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
【請求項３】
前記第２有機層と陰極との間に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層が挟持されてなる請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１２）で表される化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８３】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【請求項５】
前記式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基である請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１３）で表される化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８４】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【請求項７】
前記第１有機層と第２有機層が隣接する請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１】
陽極、第１有機層、第２有機層、及び陰極をこの順に備え、
前記第１有機層が下記式（１）で示されるモノアントラセン誘導体及び下記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体を含有し、
前記第２有機層が下記式（３）で表される複素環誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７９】
【化８０】
（式中、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１〜Ｒ１５、Ｒ１７及びＲ１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ１１、Ａｒ１２、Ａｒ２１及びＡｒ２２は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。
Ｚは、置換もしくは無置換のクリセン残基、又は置換もしくは無置換のピレン残基である。
ｎは、１〜４の整数である。
Ｌ１は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の２価の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の２価の複素環基である。
ＨＡｒは、下記式（４）〜（６）で表される含窒素複素環基のいずれかである。）
【化８１】
（式中、Ｒ２１〜Ｒ２６及びＲ３１〜Ｒ３６は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ２１〜Ｒ２４及びＲ３１〜Ｒ３６は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４は、それぞれ炭素原子又は窒素原子である。但し、Ｘ２１〜Ｘ２４及びＸ３１〜Ｘ３４が窒素原子である場合、窒素原子に結合するＲ２１〜Ｒ２４及びＲ３３〜Ｒ３６は存在しない。
Ａ及びＢは、それぞれ置換もしくは無置換の５員環又は置換もしくは無置換の６員環である。Ａ及びＢの５員環又は６員環に置換する置換基は、隣接する置換基同士で飽和又は不飽和の環を形成してもよい。
α１は、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６のいずれかと結合し、α２は、Ｒ３１〜Ｒ３６のいずれかと結合し、α３は、Ａ及びＢの含窒素環のいずれかと結合する。但し、α１と結合するＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２６、並びにα２と結合するＲ３１〜Ｒ３６は単結合である。）
【請求項２】
ＨＡｒが下記式（７）〜（１１）で表される複素環基のいずれかである請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８２】
（式中、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基であり、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６２〜Ｒ６６、Ｒ７１〜Ｒ７７及びＲ８１〜Ｒ８７は、隣接する置換基同士で結合して飽和もしくは不飽和の環を形成してもよい。）
【請求項３】
前記第２有機層と陰極との間に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体及び希土類金属の有機錯体からなる群から選択される１以上の物質からなる層が挟持されてなる請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１２）で表される化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８３】
（式中、Ｒ１１１〜Ｒ１１８は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ４１〜Ａｒ４４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【請求項５】
前記式（１２）で表される化合物のＲ１１２及びＲ１１６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基又は置換もしくは無置換の炭素数３〜１０のシクロアルキル基である請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記式（２）で表される縮合芳香族アミン誘導体が、下記式（１３）で表される化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８４】
（式中、Ｒ１０１〜Ｒ１１０は、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜２０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数８〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、又はシアノ基である。
Ａｒ３１〜Ａｒ３４は、それぞれ置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基である。）
【請求項７】
前記第１有機層と第２有機層が隣接する請求項１〜６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【公開番号】特開２０１１−２２２８３１（Ｐ２０１１−２２２８３１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１６４４（Ｐ２０１０−９１６４４）
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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