電子輸送材料およびこれを用いた有機電界発光素子
【課題】有機ＥＬ素子の高発光効率化等に寄与する電子輸送材料、並びにこの電子輸送材料を用いた有機ＥＬ素子提供。
【解決手段】下記の式（１）で表される化合物、ならびにこの化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。Ｇは、例えば１，１−ジメチル−３，４−ジメチルシロール−２，５−ジイル、アントラセン−９，１０−ジイル基等である。
【解決手段】下記の式（１）で表される化合物、ならびにこの化合物を電子輸送層に用いた有機ＥＬ素子。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。Ｇは、例えば１，１−ジメチル−３，４−ジメチルシロール−２，５−ジイル、アントラセン−９，１０−ジイル基等である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４，２’−ビピリジル基を有する新規な電子輸送材料、この電子輸送材料を用いた有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子または単に素子と略記することがある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機ＥＬ素子に関し活発な研究がなされ、既に実用化も行われている。有機ＥＬ素子の普及を更に促すには、素子の駆動特性の改善が必要であり、殊に、現在は赤色素子や緑色素子に比べて駆動電圧の低減や長寿命化が遅れている青色素子の改善が課題になっている。これらを達成するために新しい電子輸送材料の開発がなされている。これまでに報告されている電子輸送材料に関する文献として、特許文献１（：特開２００３−１２３９８３号公報）には、フェナントロリン誘導体を電子輸送材料に使用することで有機ＥＬ素子を低電圧で駆動させることができると記載されており、更に、フェナントロリンの類似体である２，２’−ビピリジル化合物も同様に、電子輸送材料に使用することで有機ＥＬ素子を低電圧で駆動させることができると記載されている。しかしながら、この文献の実施例に報告されている素子の特性（駆動電圧、発光効率など）は比較例を基準にした相対値のみであり、実用的な値と判断できる実測値は記載されていない。この他の文献として、２，２’−ビピリジル化合物を電子輸送材料に使用した例は、非特許文献（：１Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence）、特許文献２（：特開２００２−１５８０９３号公報）、および特許文献３（：特表平１１−５１４１４３号公報）に開示されている。非特許文献１に記載されている２，２’−ビピリジル化合物はガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、実用的ではなかった。特許文献２に記載の２，２’−ビピリジル化合物は比較的低電圧で有機ＥＬ素子を駆動させることができるが、実用化には更なる低電圧化が望まれる。特許文献３には、具体的な化合物が示されていない。ビピリジル基の異性体については、２，２’−ビピリジル化合物に関する報告は上記のような文献など幅広い分野における用途が開示されているが、その異性体の４，２’ −ビピリジル基を有する化合物の合成に関する開示は無く、また、この化合物を有機ＥＬ素子として利用した報告もなされていない。
【特許文献１】特開２００３−１２３９８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８０９３号公報
【特許文献３】特表平１１−５１４１４３号公報
【非特許文献１】Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のごとく、有機ＥＬ素子とりわけ青色発光の有機ＥＬ素子にまつわる材料開発にあっては、素子の駆動電圧の低減、長寿命化および高発光効率化に寄与する電子輸送材料の登場が渇望されている。本発明は有機ＥＬ素子、特に青色発光素子の高発光効率化に寄与する電子輸送材料を提供することを課題とする。さらに本発明はこの電子輸送材料を用いた有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは鋭意検討した結果、４，２’−ビピリジル基を有する化合物を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることにより、発光効率の高い青色発光の有機ＥＬ素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。
【０００５】
［１］下記の式（１）で表される化合物。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
［２］Ｒ１〜Ｒ４の１つがＧに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、Ｒ５〜Ｒ8が水素である、前記［１］項に記載の化合物。
【０００６】
［３］下記の式（２）で表される、前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される基の群から選択される１つであり；Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；そして、Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【０００７】
［４］下記の式（２−１）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［４］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［８］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［９］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［１０］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［４］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［１１］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、前記［４］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、前記の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
［１２］Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１１］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［１３］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［１１］項に記載の化合物。
［１４］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１１］項に記載の化合物。
［１５］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［１１］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【０００８】
［１６］下記の式（２−２）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［１７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［１８］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［１９］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［１６］項に記載の化合物。
［２０］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２１］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２２］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２３］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、前記［１６］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、前記の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
［２４］Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［２３］項に記載の化合物。
［２５］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［２３］項に記載の化合物。
［２６］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［２３］項に記載の化合物。
［２７］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［２３］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【０００９】
［２８］下記の式（２−３）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［２９］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［２８］項に記載の化合物。
［３０］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［２８］項に記載の化合物。
［３１］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［２８］項に記載の化合物。
【００１０】
［３２］下記の式（３）で表される、前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される基であり；Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
［３３］Ｇが式（Ｇ５）で表される連結基であり、式（Ｇ５）においてＧ１が同一である前記［３２］項に記載の化合物。
【００１１】
［３４］下記の式（４）で表される前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される基であり；Ｒ２９〜Ｒ３２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ３Ａは、炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり；Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
［３５］Ｇ１が式（Ｇ７）で表される連結基であり、式（Ｇ７）においてＧ１が同一である、前記［３４］項に記載の化合物。
【００１２】
［３６］Ｇ１が式（Ｃ−１）で表される２価の基である、前記［７］項に記載の化合物。
［３７］Ｇ１が１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール−２，５−ジイルである、前記［７］項に記載の化合物。
［３８］Ｇ１が式（Ｃ−２）で表される２価の基である、前記［７］項に記載の化合物。
［３９］Ｇ１がアントラセン−９，１０−ジイルである、前記［７］項に記載の化合物。
【００１３】
［４０］前記［１］〜［３９］項のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
［４１］陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子において、該電子輸送層が、前記［１］〜［３９］項のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の化合物は薄膜状態で電圧を印加しても安定であり、また、電荷の輸送能力が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。本発明の好ましい態様に係る化合物は有機ＥＬ素子における電荷輸送材料として適している。本発明の好ましい態様に係る化合物を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることで、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子を得ることができる。本発明の好ましい態様に係る化合物は、特に青色発光素子の高発光効率化を実現できるので、本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
＜化合物の説明＞
本願の第１の発明は、下記の式（１）で表される４，２’−ビピリジル基を有する化合物である。以降、本明細書中で「式（１）で表される化合物」、「式（２）で表される化合物」を「化合物（１）」、「化合物（２）」の様に表記することがある。同様に、「式（２−１−１）で表される化合物」、「式（２−１−２）で表される化合物」等を「化合物（２−１−１）」、「化合物（２−１−２）」等と表記することがある。また、化学式中のＭｅはメチルを、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチルを、Ｐｈはフェニルをそれぞれ表す。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基である。ｎ価の連結基とはｎ価の原子、ｎ価の基およびｎ個の遊離原子価をもつ環系を指す総称であり、かつ、ｎ価の連結基はこれらを組み合わせて構成されてもよい。ｎ価の連結基が非対称な構造である場合も、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は該連結基の任意の位置に結合してよい。ｎ価の連結基Ｇについての詳しい説明は後述する。ｎは２〜４の整数である。
【００１６】
本明細書中、Ｒ1〜Ｒ8と４，２’−ビピリジル核で形成される基のことを４，２’−ビピリジル基と称する。４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は独立して水素または１価の基である。Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基である。ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。なお、前記の連結基Ｇにおける「ｎ個の遊離原子価」および、４，２’−ビピリジル基における「Ｇに結合する遊離原子価」という表記は、Ｇおよび４，２’−ビピリジル基が遊離基（ラジカル）で存在する事を表すものではない。「遊離原子価」とは、共有結合によって他の基や原子と結合している、いわゆる「結合手」のことを表す。すなわち、「４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり」という表記は、４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４のどれか１つが連結基Ｇの遊離原子価を持つ原子に結合している状態を表すものである。
【００１７】
Ｒ１〜Ｒ８における１価の基は、ニトロ基、シアノ基、ジメシチルボリル基、炭素数６〜１２のアリール、または炭素数１〜１２のアルキルである。このアルキルは直鎖でも分岐鎖でも環状でもよい。１価の基の具体例はフェニル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチル、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシルである。Ｒ５〜Ｒ８は水素が好ましい。
【００１８】
４，２’−ビピリジル基は、Ｒ１またはＲ２がＧに結合することが好ましい。Ｇとの結合に関与しないＲ１〜Ｒ４は水素であることが好ましい。
【００１９】
式（１）において、ｎは２が最も好ましく、次に３が好ましく、その次に４が好ましい。その理由の１つは化合物が製造しやすいことである。２つめの理由は、分子量が極端に大きくならず比較的昇華性が良くなると考えられ、有機ＥＬ素子の製造時、製膜し易いという利点が見込めることである。
【００２０】
＜ｎ＝２である化合物＞
ｎが２である化合物は、詳しくは下記の式（２）で表される。
Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１０またはＲ１１がＧに結合することが好ましい。Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１４またはＲ１５がＧに結合することが好ましい。２つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００２１】
Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される連結基の群から選択される１つである。式（Ｇ２）および（Ｇ３）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。以降、式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群をＡ群、式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群をＢ群と称することがある。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
上記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）および（Ｂ−１）〜（Ｂ−４０）において、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールである。アルキルは直鎖および分岐鎖どちらでもよく、炭素数１〜８の直鎖アルキルまたは炭素数３〜８の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数１〜８の直鎖アルキルの例はメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルである。炭素数３〜８の分岐鎖アルキルの例はイソプロピル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、１−メチルヘキシル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチルなどである。炭素数３〜１０のシクロアルキルの例はシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなどである。炭素数６〜２０のアリールの例はフェニル、トリル、キシリル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、テルフェニリル、フルオレニル、ピレニルなどである。好ましいＲは水素、メチル、エチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。このうちフェニル、１−ナフチルおよび２−ナフチルは置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ヘキシル、シクロヘキシル、およびフェニルであり、メチルが好ましい。
【００２７】
式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００２８】
＜ｎ＝３である化合物＞
ｎが３である化合物は、詳しくは下記の式（３）で表される。
Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１８またはＲ１９がＧに結合することが好ましい。Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ２２またはＲ２３がＧに結合することが好ましい。Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ２６またはＲ２７がＧに結合することが好ましい。３つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００２９】
Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される連結基である。式（Ｇ５）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３０】
Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
【００３１】
＜ｎ＝４である化合物＞
ｎが４である化合物は、詳しくは下記の式（４）で表される。
Ｒ２９〜Ｒ４４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３０またはＲ３１がＧに結合することが好ましい。Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３４またはＲ３５がＧに結合することが好ましい。Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３８またはＲ３９がＧに結合することが好ましい。Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ４２またはＲ４３がＧに結合することが好ましい。４つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される連結基である。式（Ｇ７）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３３】
Ｇ３Ａは、下記の式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり、Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
【００３４】
＜ｎ＝２である化合物のさらに詳細な説明＞
ｎが２である好ましい化合物は下記の式（２−１）〜（２−３）で表される。
式（２−１）〜（２−３）においては、式（２−１）が最も好ましく、次に式（２−２）次いで式（２−３）が好ましい。式（２−１）〜（２−３）におけるＧは式（Ｇ１）であることが好ましく、次いで式（Ｇ３）であることが好ましく、次いで式（Ｇ２）であることが好ましい。
【００３５】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ１）であるとき、Ｇ１は前記のＡ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基であることが好ましく、Ａ群の中でも式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であることがより好ましく、下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つであることがさらに好ましい。
Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルである。式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００３６】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ２）であるとき、Ｇ１は前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される同一の２価の基であることが好ましく、式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基であることがより好ましく、前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることがさらに好ましい。
【００３７】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３）であるとき、さらに詳しくは下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基であることが好ましい。
Ｇ１Ａは独立して、前記のＡ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基であり、Ｇ１Ｂは独立して、前記のＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３８】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ｂは下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルである。式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００３９】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つであることが好ましい。
【００４０】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ３−３）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
【００４１】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ３−１）で表される連結基であるとき、Ｇはさらに詳しくは式（Ｇ３−４）で表される連結基であることがより好ましい。
Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【００４２】
＜化合物の具体例＞
本発明の化合物の具体例は以下に列記する式によって示されるが、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。
【００４３】
＜式（２−１）で表される化合物の具体例＞
式（２−１）で表される化合物の具体例は下記の式（２−１−１）〜（２−１−４４）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−３０）である。さらに好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−８）である。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
＜式（２−２）で表される化合物の具体例＞
式（２−２）で表される化合物の具体例は下記の式（２−２−１）〜（２−２−２９）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−１２）、（２−２−２６）〜（２−２−２９）である。より好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−４）である。
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
＜式（２−３）で表される化合物の具体例＞
式（２−３）で表される化合物の具体例は下記の式（２−３−１）〜（２−３−６）で示される。
【００５８】
＜式（３）で表される化合物の具体例＞
式（３）で表される化合物の具体例は下記の式（３−１）〜（３−５）で示される。
【００５９】
式（４）で表される化合物の具体例は下記の式（４−１）〜（４−４）で示される。
【００６０】
＜化合物の合成法＞
本発明の化合物は既知の方法、例えば根岸カップリング反応や鈴木カップリング反応を利用して合成することができる。また、両反応を組み合わせても合成することができる。先ず、Ｇが２価の連結基である場合を例にとって、Ｇに同一の４，２’−ビピリジル基が置換した化合物（１）の合成法を以下に例示する。
上記式中、Ｇは２価の基または２個の遊離原子価をもつ環系である。Ｒは短鎖のアルキルであり、通常メチル、エチル、イソプロピルなどが好適に用いられる。Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、またはトリフラートである。Ｒ１〜Ｒ８の定義は前記と同じである。
【００６１】
スキーム１に根岸カップリング反応の例を示した。１−１）の反応はＧの２箇所を亜鉛錯体にした後に、パラジウム触媒の存在下、２倍モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。１−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、２倍モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。
【００６２】
スキーム２に鈴木カップリング反応の例を示した。２−１）の反応はＧの２箇所をボロン酸またはボロン酸エステルにした後に、パラジウム触媒の存在下、２倍モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。２−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、２倍モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸誘導体を反応させる方法である。
【００６３】
Ｇに複数の２価の基が連結している場合、または複数の２個の遊離原子価をもつ環系が連結している場合、あるいは２価の基と２個の遊離原子価をもつ環系の組み合わせである場合、たとえば−Ｇ１−Ｇ１−である場合には、それぞれ単体のＧ１に上記のカップリング反応を用いて４，２’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でＧ１同士を連結して目的の化合物を合成してもよい。このカップリング反応の際にも、根岸カップリング反応や鈴木カップリング反応などが好ましく用いられる。
【００６４】
次に、前記と同じくＧが２価の連結基である場合を例にとって、Ｇに異なる４，２’−ビピリジル基が連結した化合物（１）の合成法を以下に例示する。
上記式中、Ｘ、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ、および−Ｇ−の定義は前記と同じである。
【００６５】
スキーム３に反応中間体（０）の合成例を示した。３−１）の反応は１箇所を亜鉛錯体にしたＧに、パラジウム触媒の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。３−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。３−３）の反応は１箇所をボロン酸にしたＧに、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。３−４）の反応は２箇所に反応性基を有するＧに、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸を反応させる方法である。これらの反応ではボロン酸の代わりにボロン酸エステルも好適に用いられる。
【００６６】
上記式中、Ｘ、Ｒ１〜Ｒ８および−Ｇ−の定義は前記と同じである。
【００６７】
スキーム４に反応中間体（０）から式（１）で表わされる化合物を合成する方法を示した。４−１）の反応は（０）の反応性基を亜鉛錯体にし、パラジウム触媒の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。４−２）の反応は（０）をパラジウム触媒の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。４−３）の反応は（０）の反応性基をボロン酸にし、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。４−４）の反応は（０）を、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸と反応させる方法である。これらの反応ではボロン酸の代わりにボロン酸エステルも好適に用いられる。
【００６８】
Ｇが複数の２価の基が連結している場合、または複数の２個の遊離原子価をもつ環系が連結している場合、あるいは２価の基と２個の遊離原子価をもつ環系の組み合わせである場合、たとえば−Ｇ１−Ｇ１−である場合には、それぞれ単体のＧ１に上記のカップリング反応を用いて４，２’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でＧ１同士を連結して目的の化合物を合成してもよい。このカップリング反応の際にも、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応は好ましく用いられる。
【００６９】
また、Ｇ１がたとえばオキサジアゾールのようなヘテロ環である場合、共に４，２’−ビピリジル基を有する環系の酸クロリドとヒドラジンを反応させて得たヒドラジドから、分子内環化脱水反応を経て合成するような方法を用いることもできる。
【００７０】
式（３）で表される化合物または式（４）で表される化合物も、上記の合成法を適宜組み合わせて合成することができる。以上、本発明の化合物の合成法を例示したが、本発明はこれらの例示によって制限されることはない。
【００７１】
根岸カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、ビス（トリｔ−ブチルホスフィノ）パラジウム（０）、（１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン）ジクロロパラジウム（II）等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【００７２】
鈴木カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）等である。反応促進するため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスフィン化合物を加えてもよい。そのホスフィン化合物の具体例は、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（メトキシメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、２，２’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−メトキシ−２’−（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル等である。この反応で用いられる塩基の具体例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン、メタノ−ル、エタノール、イソプロピルアルコ−ル等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【００７３】
本発明の化合物を、有機ＥＬ素子における、電子注入層または電子輸送層に用いた場合、電界印加時において安定であり、また、低電圧で発光を得ることが可能となる。これらは、本発明の化合物が、電界発光型素子の電子注入材料、または電子輸送材料として優れていることを表す。ここで言う電子注入層とは陰極から有機層へ電子を受け取る層であり、電子輸送層とは注入された電子を発光層へ輸送するための層である。また、電子輸送層が電子注入層を兼ねることも可能である。それぞれの層に用いる材料を、電子注入材料および電子輸送材料と言う。
【００７４】
＜有機ＥＬ素子の説明＞
本願の第２の発明は、電子注入層または電子輸送層に、本発明の式（１）で表される化合物を含有する有機ＥＬ素子である。本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が低く、駆動時の耐久性が高い。
【００７５】
本発明の有機ＥＬ素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に少なくとも正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟持した多層構造である。素子の具体的な構成の例は、（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、等である。
【００７６】
本発明の化合物は、高い電子注入性および電子輸送性を持っているので、単体又は他の材料と併用して電子注入層、または電子輸送層に使用できる。本発明の有機ＥＬ素子は、本発明の電子輸送材料に他の材料を用いた正孔注入層、正孔輸送層、発光層、などを組み合わせることで、青色、緑色、赤色や白色の発光を得ることもできる。
【００７７】
本発明の有機ＥＬ素子に使用できる発光材料または発光性ドーパントは、高分子学会編、高分子機能材料シリーズ“光機能材料”、共同出版(１９９１)、Ｐ２３６に記載されているような昼光蛍光材料、蛍光増白剤、レーザー色素、有機シンチレータ、各種の蛍光分析試薬等の発光材料、城戸淳二監修、“有機ＥＬ材料とディスプレイ”シーエムシー社出版（２００１）Ｐ１５５〜１５６に記載されているようなドーパント材料、Ｐ１７０〜１７２に記載されているような３重項材料の発光材料等である。
【００７８】
発光材料または発光性ドーパントとして使用できる化合物は、多環芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体、色素、高分子系発光材料、スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、オキサジン誘導体、スピロ環を有する化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレン誘導体等である。多環芳香族化合物の例は、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、コロネン誘導体、ルブレン誘導体等である。ヘテロ芳香族化合物の例は、ジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ピリジン誘導体、ピラン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、トリフェニルアミノ基を有するチオフェン誘導体、キナクリドン誘導体等である。有機金属錯体の例は、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、イリジウム、白金、オスミウム、金、等と、キノリノール誘導体、ベンゾキサゾ−ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピロール誘導体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等との錯体である。色素の例は、キサンテン誘導体、ポリメチン誘導体、ポルフィリン誘導体、クマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、オキソベンズアントラセン誘導体、カルボスチリル誘導体、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体等の色素が挙げられる。高分子系発光材料の例は、ポリパラフェニルビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾ−ル誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体等である。スチリル誘導体の例は、アミン含有スチリル誘導体、スチリルアリーレン誘導体等である。
【００７９】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される他の電子輸送材料は、光導電材料において電子伝達化合物として使用できる化合物、有機ＥＬ素子の電子輸送層および電子注入層に使用できる化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【００８０】
このような電子輸送材料の具体例は、キノリノール系金属錯体、２，２’−ビピリジル誘導体、フェナントロリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パ−フルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体等である。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される正孔注入材料および正孔輸送材料については、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機ＥＬ素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾ−ル誘導体、トリアリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等である。
【００８２】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。なお、発光材料を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、本発明の発光材料の種類により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は４ｅＶより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その具体例は、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（以下、ＩＴＯと略記する）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等である。
【００８４】
陰極物質は４ｅＶより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その具体例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の具体例は、アルミニウム／弗化リチウム、アルミニウム／リチウム、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム等である。有機ＥＬ素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を１０％以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００８５】
次に、本発明の発光材料を用いて有機ＥＬ素子を作成する方法の一例として、前述の陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／本発明の電子輸送材料／陰極からなる有機ＥＬ素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上に発光層の薄膜を形成させる。この発光層の上に本発明の電子輸送材料を真空蒸着し、薄膜を形成させ、電子輸送層とする。さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【００８６】
このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機ＥＬ素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００８７】
＜実施例＞
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００８８】
合成例１：化合物（２−１−１）の合成
＜２−クロロ−４，２’−ビピリジンの合成＞
アルゴン雰囲気下でフラスコ中に２−ブロモピリジン７．２６ｇおよびＴＨＦ３０ｍＬを入れて、−７８℃まで冷却した。その溶液を攪拌しながらｎ−ブチルリチウム３６ｍＬ（１．５８ｍｏｌ/Ｌ、ヘキサン溶液）を滴下し、３０分間−７８℃で攪拌した。次にＺｎＣｌ２・ＴＭＥＤＡ１５．１４ｇを溶液中に加えると共にＴＨＦ６０ｍＬを追加した。反応液を０℃で３０分間攪拌した後、室温に戻し、その後２時間還流させた。反応液を室温に戻した後純水およびトルエンを加えて攪拌し、水層を除去し、有機層を塩化ナトリウム水溶液で３回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで１晩乾燥させた後、ろ過して濃縮した。濃縮物をｎ−ヘプタンと酢酸エチルの混合溶媒（３：１）を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、次いでｎ−ヘプタンから再結晶して、２−クロロ−４，２’−ビピリジン４．０６ｇを得た。
【００８９】
＜２，５−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロールの合成＞
アルゴン雰囲気下でリチウム１３９ｍｇとナフタレン２．５６ｇをＴＨＦ５ｍＬ中で３０分間攪拌した後、ＴＨＦ１５ｍＬを加えて室温で一晩攪拌した。−４６℃に冷却後、ＴＨＦ５ｍＬに溶かしたビス（メシチルエチニル）ジメチルシラン１．７２ｇを滴下した。次にＴＨＦ５ｍＬに溶かしたｔ−ブチルブロマイド１．３７ｇを滴下した後、ＺｎＣｌ２・ＴＭＥＤＡ３．７９ｇを加え、０℃で３０分間攪拌した。２−クロロ−４，２’−ビピリジン２．１０ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２７００ｍｇを加えた後、室温に戻し、次いで２４時間還流させた。反応液を室温に戻した後純水とトルエンを加えて攪拌し、水層を除去し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。ろ過して濃縮後、ｎ−ヘプタンと酢酸エチルの混合溶媒（４：１）を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、トルエンから再結晶して、２，５−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール３００ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ0.75(s, 6H)、2.05(s, 12H)、2.27(s, 6H)、6.79(s, 4H)、6.85-7.71(m, 10H)、8.60-8.67(m, 4H).
ＬＣ−ＭＳ：６５５（Ｍ＋）．
【実施例２】
【００９０】
合成例２：化合物（２−１−３）の合成
＜９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセンの合成＞
９，１０−ジブロモアントラセン、ビス（ピナコラート）ジボロン、パラジウム（０）ビス（ジベンジリデンアセトン）、トリシクロヘキシルホスフィン、および酢酸カリウム、をフラスコに入れ１，４−ジオキサンに溶かす。アルゴン雰囲気下、還流温度で攪拌する。反応が完結したことを確認した後、反応液を室温まで冷却し、純水を加え有機層を抽出する。有機層をエバポレータにより濃縮し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセンを得ることができる。
【００９１】
＜９，１０−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）アントラセンの合成＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセン、２−クロロ−４，２’−ビピリジン、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、リン酸三カリウム、１，４−ジオキサンおよび純水をフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で一晩攪拌する。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して純水を加え有機層を抽出する。有機層をエバポレータにより濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、９，１０−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）アントラセンを得ることができる。
原料を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他の電子輸送材料を合成することができる。
【実施例３】
【００９２】
合成例３：式（２−１−４）の化合物の合成
＜２−フェニルアントラセンの合成＞
２−クロロアントラセン５．００ｇ、フェニルボロン酸４．３ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）５３８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン４９４ｍｇ、リン酸三カリウム９．９８ｇ、およびトルエン７５ｍＬをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で２時間攪拌した。加熱終了後反応液に１．５Ｌのトルエンを加え、室温まで冷却後濾別し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相：ヘプタン）により精製した。溶媒を減圧留去し、濃縮物をトルエンから再結晶して、２−フェニルアントラセン５．０ｇを得た。
【００９３】
＜９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセンの合成＞
窒素雰囲気下のフラスコ中に、２−フェニルアントラセン３．３２ｇを４００ｍＬのジクロロメタンに溶かした。そこに、５．００ｇの臭素を３０ｍＬの四塩化炭素に溶かした溶液を１５分掛けて滴下した。滴下終了後、２時間室温で攪拌し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で反応を停止した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をトルエン５０ｍＬから再結晶し、９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセン４．４ｇを得た。
【００９４】
＜９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセンの合成＞
９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセン１０．０ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン１４．８ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）８３８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン１．０２ｇ、酢酸カリウム７．１５ｇおよび１,４−ジオキサン５０ｍＬをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で８時間攪拌した。加熱終了後反応液にトルエンを加え、室温まで冷却後固形物を濾別し、濾液を濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相：トルエン）により精製した後、テトラヒドロフラン／ヘプタン混合溶液から再結晶し、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセン８．３ｇを得た。
【００９５】
＜９,１０−ビス（４，２'−ビピリジン−２−イル）−２−フェニルアントラセンの合成＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセン２．０２ｇ、２−クロロ−４，２'−ビピリジン１．９ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）１８３ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン１７０ｍｇ、リン酸三カリウム４．２４ｇ、トルエン５０ｍＬをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で１６時間半攪拌した。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した。有機層を濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（移動相：トルエン／酢酸エチル）にて精製した。減圧下溶媒を留去し、濃縮物を酢酸エチルで洗浄後、トルエンから再結晶し、９,１０−ビス（４，２'−ビピリジン−２−イル）−２−フェニルアントラセン５５０ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）： 7.3 (ｍ, 1H), 7.3-7.4 (ｍ, 6H), 7.5 (ｄ, 2H), 7.6-7.9 (ｍ, 9H), 8.1-8.2 (ｍ, 4H), 8.8(t, 2H) , 9.1(t, 2H).
【実施例４】
【００９６】
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル（以下、ＮＰＤと略記する。）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記化合物（５）：９−フェニル−１０−〔６−（１，１’：３’，１”ターフェニル−５’−イル）ナフタレン−２−イル〕アントラセンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記スチリルアミン誘導体（６）：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、実施例１で得た化合物（２−１−１）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
真空槽を１×１０−３Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（５）を入れた蒸着用ボートと化合物（６）を入れた蒸着用ボートを同時に加熱して、膜厚３０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（５）と化合物（６）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に化合物（２−２−１）入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０．００１〜３．０ｎｍ／秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．０１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０．１〜１．０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約４５６ｎｍの青色発光を得た。また、初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は７．０４ｃｄ／Ａで、外部量子効率は５．８％であった。
【実施例５】
【００９７】
化合物（２−１−１）に代えて実施例２で得られる化合物（２−１−３）を用いて、実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得ることができる。
【実施例６】
【００９８】
化合物（２−１−１）を化合物（２−１−４）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。４０時間経過時の輝度は８５２ｃｄ／ｍ２であった。
【００９９】
［比較例１］
化合物（２−１−１）を下記の化合物（７）：２，５−ビス（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロールに替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約４６９ｎｍの青色発光を得た。初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は６．１１ｃｄ／Ａで、外部量子効率は、５．４％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、４０時間経過時の輝度は５７９ｃｄ／ｍ２であった。
【０１００】
［比較例２］
化合物（２−１−１）をトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約５２０ｎｍの青緑色発光を得た。初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は５．４７ｃｄ／Ａで、外部量子効率は、５．０％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、４０時間経過時の輝度は８４７ｃｄ／ｍ２であった。
【０１０１】
［比較例３］
化合物（２−１−１）を下記の化合物（８）（特許文献２に記載の化合物II−４）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。４０時間経過時の輝度は６１５ｃｄ／ｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の好ましい態様によれば、発光効率において更に性能のよい有機ＥＬ素子を提供することができる。殊に青色発光の素子の駆動電圧、素子寿命を改善できるので、それを備えた高性能なディスプレイ装置などを提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４，２’−ビピリジル基を有する新規な電子輸送材料、この電子輸送材料を用いた有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子または単に素子と略記することがある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代のフルカラーフラットパネルディスプレイとして有機ＥＬ素子に関し活発な研究がなされ、既に実用化も行われている。有機ＥＬ素子の普及を更に促すには、素子の駆動特性の改善が必要であり、殊に、現在は赤色素子や緑色素子に比べて駆動電圧の低減や長寿命化が遅れている青色素子の改善が課題になっている。これらを達成するために新しい電子輸送材料の開発がなされている。これまでに報告されている電子輸送材料に関する文献として、特許文献１（：特開２００３−１２３９８３号公報）には、フェナントロリン誘導体を電子輸送材料に使用することで有機ＥＬ素子を低電圧で駆動させることができると記載されており、更に、フェナントロリンの類似体である２，２’−ビピリジル化合物も同様に、電子輸送材料に使用することで有機ＥＬ素子を低電圧で駆動させることができると記載されている。しかしながら、この文献の実施例に報告されている素子の特性（駆動電圧、発光効率など）は比較例を基準にした相対値のみであり、実用的な値と判断できる実測値は記載されていない。この他の文献として、２，２’−ビピリジル化合物を電子輸送材料に使用した例は、非特許文献（：１Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence）、特許文献２（：特開２００２−１５８０９３号公報）、および特許文献３（：特表平１１−５１４１４３号公報）に開示されている。非特許文献１に記載されている２，２’−ビピリジル化合物はガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、実用的ではなかった。特許文献２に記載の２，２’−ビピリジル化合物は比較的低電圧で有機ＥＬ素子を駆動させることができるが、実用化には更なる低電圧化が望まれる。特許文献３には、具体的な化合物が示されていない。ビピリジル基の異性体については、２，２’−ビピリジル化合物に関する報告は上記のような文献など幅広い分野における用途が開示されているが、その異性体の４，２’ −ビピリジル基を有する化合物の合成に関する開示は無く、また、この化合物を有機ＥＬ素子として利用した報告もなされていない。
【特許文献１】特開２００３−１２３９８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８０９３号公報
【特許文献３】特表平１１−５１４１４３号公報
【非特許文献１】Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のごとく、有機ＥＬ素子とりわけ青色発光の有機ＥＬ素子にまつわる材料開発にあっては、素子の駆動電圧の低減、長寿命化および高発光効率化に寄与する電子輸送材料の登場が渇望されている。本発明は有機ＥＬ素子、特に青色発光素子の高発光効率化に寄与する電子輸送材料を提供することを課題とする。さらに本発明はこの電子輸送材料を用いた有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは鋭意検討した結果、４，２’−ビピリジル基を有する化合物を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることにより、発光効率の高い青色発光の有機ＥＬ素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。
【０００５】
［１］下記の式（１）で表される化合物。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
［２］Ｒ１〜Ｒ４の１つがＧに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、Ｒ５〜Ｒ8が水素である、前記［１］項に記載の化合物。
【０００６】
［３］下記の式（２）で表される、前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される基の群から選択される１つであり；Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；そして、Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【０００７】
［４］下記の式（２−１）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［４］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［８］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［９］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［４］項に記載の化合物。
［１０］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［４］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［１１］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、前記［４］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、前記の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
［１２］Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１１］項に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
［１３］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［１１］項に記載の化合物。
［１４］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１１］項に記載の化合物。
［１５］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［１１］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【０００８】
［１６］下記の式（２−２）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［１７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［１８］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［１９］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［１６］項に記載の化合物。
［２０］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２１］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２２］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［１６］項に記載の化合物。
［２３］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、前記［１６］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、前記の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
［２４］Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［２３］項に記載の化合物。
［２５］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［２３］項に記載の化合物。
［２６］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、前記［２３］項に記載の化合物。
［２７］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［２３］項に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【０００９】
［２８］下記の式（２−３）で表される、前記［３］項に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
［２９］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［２８］項に記載の化合物。
［３０］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、前記［２８］項に記載の化合物。
［３１］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、前記［２８］項に記載の化合物。
【００１０】
［３２］下記の式（３）で表される、前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される基であり；Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
［３３］Ｇが式（Ｇ５）で表される連結基であり、式（Ｇ５）においてＧ１が同一である前記［３２］項に記載の化合物。
【００１１】
［３４］下記の式（４）で表される前記［２］項に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される基であり；Ｒ２９〜Ｒ３２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ３Ａは、炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり；Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
［３５］Ｇ１が式（Ｇ７）で表される連結基であり、式（Ｇ７）においてＧ１が同一である、前記［３４］項に記載の化合物。
【００１２】
［３６］Ｇ１が式（Ｃ−１）で表される２価の基である、前記［７］項に記載の化合物。
［３７］Ｇ１が１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール−２，５−ジイルである、前記［７］項に記載の化合物。
［３８］Ｇ１が式（Ｃ−２）で表される２価の基である、前記［７］項に記載の化合物。
［３９］Ｇ１がアントラセン−９，１０−ジイルである、前記［７］項に記載の化合物。
【００１３】
［４０］前記［１］〜［３９］項のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
［４１］陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子において、該電子輸送層が、前記［１］〜［３９］項のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の化合物は薄膜状態で電圧を印加しても安定であり、また、電荷の輸送能力が高い有機ＥＬ素子を提供することができる。本発明の好ましい態様に係る化合物は有機ＥＬ素子における電荷輸送材料として適している。本発明の好ましい態様に係る化合物を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることで、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子を得ることができる。本発明の好ましい態様に係る化合物は、特に青色発光素子の高発光効率化を実現できるので、本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラー表示等の高性能のディスプレイ装置を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
＜化合物の説明＞
本願の第１の発明は、下記の式（１）で表される４，２’−ビピリジル基を有する化合物である。以降、本明細書中で「式（１）で表される化合物」、「式（２）で表される化合物」を「化合物（１）」、「化合物（２）」の様に表記することがある。同様に、「式（２−１−１）で表される化合物」、「式（２−１−２）で表される化合物」等を「化合物（２−１−１）」、「化合物（２−１−２）」等と表記することがある。また、化学式中のＭｅはメチルを、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチルを、Ｐｈはフェニルをそれぞれ表す。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基である。ｎ価の連結基とはｎ価の原子、ｎ価の基およびｎ個の遊離原子価をもつ環系を指す総称であり、かつ、ｎ価の連結基はこれらを組み合わせて構成されてもよい。ｎ価の連結基が非対称な構造である場合も、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は該連結基の任意の位置に結合してよい。ｎ価の連結基Ｇについての詳しい説明は後述する。ｎは２〜４の整数である。
【００１６】
本明細書中、Ｒ1〜Ｒ8と４，２’−ビピリジル核で形成される基のことを４，２’−ビピリジル基と称する。４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は独立して水素または１価の基である。Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基である。ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。なお、前記の連結基Ｇにおける「ｎ個の遊離原子価」および、４，２’−ビピリジル基における「Ｇに結合する遊離原子価」という表記は、Ｇおよび４，２’−ビピリジル基が遊離基（ラジカル）で存在する事を表すものではない。「遊離原子価」とは、共有結合によって他の基や原子と結合している、いわゆる「結合手」のことを表す。すなわち、「４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり」という表記は、４，２’−ビピリジル基におけるＲ1〜Ｒ４のどれか１つが連結基Ｇの遊離原子価を持つ原子に結合している状態を表すものである。
【００１７】
Ｒ１〜Ｒ８における１価の基は、ニトロ基、シアノ基、ジメシチルボリル基、炭素数６〜１２のアリール、または炭素数１〜１２のアルキルである。このアルキルは直鎖でも分岐鎖でも環状でもよい。１価の基の具体例はフェニル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチル、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシルである。Ｒ５〜Ｒ８は水素が好ましい。
【００１８】
４，２’−ビピリジル基は、Ｒ１またはＲ２がＧに結合することが好ましい。Ｇとの結合に関与しないＲ１〜Ｒ４は水素であることが好ましい。
【００１９】
式（１）において、ｎは２が最も好ましく、次に３が好ましく、その次に４が好ましい。その理由の１つは化合物が製造しやすいことである。２つめの理由は、分子量が極端に大きくならず比較的昇華性が良くなると考えられ、有機ＥＬ素子の製造時、製膜し易いという利点が見込めることである。
【００２０】
＜ｎ＝２である化合物＞
ｎが２である化合物は、詳しくは下記の式（２）で表される。
Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１０またはＲ１１がＧに結合することが好ましい。Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１４またはＲ１５がＧに結合することが好ましい。２つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００２１】
Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される連結基の群から選択される１つである。式（Ｇ２）および（Ｇ３）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。以降、式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群をＡ群、式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群をＢ群と称することがある。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
上記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）および（Ｂ−１）〜（Ｂ−４０）において、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールである。アルキルは直鎖および分岐鎖どちらでもよく、炭素数１〜８の直鎖アルキルまたは炭素数３〜８の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数１〜８の直鎖アルキルの例はメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルである。炭素数３〜８の分岐鎖アルキルの例はイソプロピル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、１−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、１−メチルヘキシル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチルなどである。炭素数３〜１０のシクロアルキルの例はシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、ジメチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなどである。炭素数６〜２０のアリールの例はフェニル、トリル、キシリル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、テルフェニリル、フルオレニル、ピレニルなどである。好ましいＲは水素、メチル、エチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。このうちフェニル、１−ナフチルおよび２−ナフチルは置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ヘキシル、シクロヘキシル、およびフェニルであり、メチルが好ましい。
【００２７】
式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００２８】
＜ｎ＝３である化合物＞
ｎが３である化合物は、詳しくは下記の式（３）で表される。
Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ１８またはＲ１９がＧに結合することが好ましい。Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ２２またはＲ２３がＧに結合することが好ましい。Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ２６またはＲ２７がＧに結合することが好ましい。３つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００２９】
Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される連結基である。式（Ｇ５）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３０】
Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
【００３１】
＜ｎ＝４である化合物＞
ｎが４である化合物は、詳しくは下記の式（４）で表される。
Ｒ２９〜Ｒ４４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３０またはＲ３１がＧに結合することが好ましい。Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３４またはＲ３５がＧに結合することが好ましい。Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ３８またはＲ３９がＧに結合することが好ましい。Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに連結する遊離原子価であり、それ以外は水素である。ここで、Ｒ４２またはＲ４３がＧに結合することが好ましい。４つの４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【００３２】
Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される連結基である。式（Ｇ７）において、Ｇ１は同一でもよく、異なっていてもよい。
Ｇ１は独立して、前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３３】
Ｇ３Ａは、下記の式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり、Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
【００３４】
＜ｎ＝２である化合物のさらに詳細な説明＞
ｎが２である好ましい化合物は下記の式（２−１）〜（２−３）で表される。
式（２−１）〜（２−３）においては、式（２−１）が最も好ましく、次に式（２−２）次いで式（２−３）が好ましい。式（２−１）〜（２−３）におけるＧは式（Ｇ１）であることが好ましく、次いで式（Ｇ３）であることが好ましく、次いで式（Ｇ２）であることが好ましい。
【００３５】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ１）であるとき、Ｇ１は前記のＡ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基であることが好ましく、Ａ群の中でも式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であることがより好ましく、下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つであることがさらに好ましい。
Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルである。式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００３６】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ２）であるとき、Ｇ１は前記のＡ群およびＢ群の化合物から選択される１つから誘導される同一の２価の基であることが好ましく、式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基であることがより好ましく、前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることがさらに好ましい。
【００３７】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３）であるとき、さらに詳しくは下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基であることが好ましい。
Ｇ１Ａは独立して、前記のＡ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基であり、Ｇ１Ｂは独立して、前記のＢ群の化合物から選択される１つから誘導される２価の基である。
【００３８】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ｂは下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルである。式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。置換基の具体例はメチル、エチル、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、キシリル、メシチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、１−ナフチル、および２−ナフチルである。
【００３９】
式（２−１）〜（２−３）において、Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つであることが好ましい。
【００４０】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ３−３）で表される連結基であるとき、Ｇ１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基であることが好ましい。
【００４１】
式（２−１）〜（２−３）においてＧが式（Ｇ３−１）で表される連結基であるとき、Ｇはさらに詳しくは式（Ｇ３−４）で表される連結基であることがより好ましい。
Ｇ１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
【００４２】
＜化合物の具体例＞
本発明の化合物の具体例は以下に列記する式によって示されるが、本発明はこれらの具体的な構造の開示によって限定されることはない。
【００４３】
＜式（２−１）で表される化合物の具体例＞
式（２−１）で表される化合物の具体例は下記の式（２−１−１）〜（２−１−４４）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−３０）である。さらに好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−８）である。
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
＜式（２−２）で表される化合物の具体例＞
式（２−２）で表される化合物の具体例は下記の式（２−２−１）〜（２−２−２９）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−１２）、（２−２−２６）〜（２−２−２９）である。より好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−４）である。
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
＜式（２−３）で表される化合物の具体例＞
式（２−３）で表される化合物の具体例は下記の式（２−３−１）〜（２−３−６）で示される。
【００５８】
＜式（３）で表される化合物の具体例＞
式（３）で表される化合物の具体例は下記の式（３−１）〜（３−５）で示される。
【００５９】
式（４）で表される化合物の具体例は下記の式（４−１）〜（４−４）で示される。
【００６０】
＜化合物の合成法＞
本発明の化合物は既知の方法、例えば根岸カップリング反応や鈴木カップリング反応を利用して合成することができる。また、両反応を組み合わせても合成することができる。先ず、Ｇが２価の連結基である場合を例にとって、Ｇに同一の４，２’−ビピリジル基が置換した化合物（１）の合成法を以下に例示する。
上記式中、Ｇは２価の基または２個の遊離原子価をもつ環系である。Ｒは短鎖のアルキルであり、通常メチル、エチル、イソプロピルなどが好適に用いられる。Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、またはトリフラートである。Ｒ１〜Ｒ８の定義は前記と同じである。
【００６１】
スキーム１に根岸カップリング反応の例を示した。１−１）の反応はＧの２箇所を亜鉛錯体にした後に、パラジウム触媒の存在下、２倍モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。１−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、２倍モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。
【００６２】
スキーム２に鈴木カップリング反応の例を示した。２−１）の反応はＧの２箇所をボロン酸またはボロン酸エステルにした後に、パラジウム触媒の存在下、２倍モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。２−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、２倍モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸誘導体を反応させる方法である。
【００６３】
Ｇに複数の２価の基が連結している場合、または複数の２個の遊離原子価をもつ環系が連結している場合、あるいは２価の基と２個の遊離原子価をもつ環系の組み合わせである場合、たとえば−Ｇ１−Ｇ１−である場合には、それぞれ単体のＧ１に上記のカップリング反応を用いて４，２’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でＧ１同士を連結して目的の化合物を合成してもよい。このカップリング反応の際にも、根岸カップリング反応や鈴木カップリング反応などが好ましく用いられる。
【００６４】
次に、前記と同じくＧが２価の連結基である場合を例にとって、Ｇに異なる４，２’−ビピリジル基が連結した化合物（１）の合成法を以下に例示する。
上記式中、Ｘ、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ、および−Ｇ−の定義は前記と同じである。
【００６５】
スキーム３に反応中間体（０）の合成例を示した。３−１）の反応は１箇所を亜鉛錯体にしたＧに、パラジウム触媒の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。３−２）の反応は２箇所に反応性基を有するＧにパラジウム触媒の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。３−３）の反応は１箇所をボロン酸にしたＧに、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。３−４）の反応は２箇所に反応性基を有するＧに、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸を反応させる方法である。これらの反応ではボロン酸の代わりにボロン酸エステルも好適に用いられる。
【００６６】
上記式中、Ｘ、Ｒ１〜Ｒ８および−Ｇ−の定義は前記と同じである。
【００６７】
スキーム４に反応中間体（０）から式（１）で表わされる化合物を合成する方法を示した。４−１）の反応は（０）の反応性基を亜鉛錯体にし、パラジウム触媒の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。４−２）の反応は（０）をパラジウム触媒の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンの亜鉛錯体を反応させる方法である。４−３）の反応は（０）の反応性基をボロン酸にし、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの反応性基を有する４，２’−ビピリジンを反応させる方法である。４−４）の反応は（０）を、パラジウム触媒と塩基の存在下、等モルの４，２’−ビピリジンのボロン酸と反応させる方法である。これらの反応ではボロン酸の代わりにボロン酸エステルも好適に用いられる。
【００６８】
Ｇが複数の２価の基が連結している場合、または複数の２個の遊離原子価をもつ環系が連結している場合、あるいは２価の基と２個の遊離原子価をもつ環系の組み合わせである場合、たとえば−Ｇ１−Ｇ１−である場合には、それぞれ単体のＧ１に上記のカップリング反応を用いて４，２’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でＧ１同士を連結して目的の化合物を合成してもよい。このカップリング反応の際にも、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応は好ましく用いられる。
【００６９】
また、Ｇ１がたとえばオキサジアゾールのようなヘテロ環である場合、共に４，２’−ビピリジル基を有する環系の酸クロリドとヒドラジンを反応させて得たヒドラジドから、分子内環化脱水反応を経て合成するような方法を用いることもできる。
【００７０】
式（３）で表される化合物または式（４）で表される化合物も、上記の合成法を適宜組み合わせて合成することができる。以上、本発明の化合物の合成法を例示したが、本発明はこれらの例示によって制限されることはない。
【００７１】
根岸カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、ビス（トリｔ−ブチルホスフィノ）パラジウム（０）、（１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン）ジクロロパラジウム（II）等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【００７２】
鈴木カップリング反応で用いられるパラジウム触媒の具体例は、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＯＡｃ）２、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）クロロホルム錯体、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）等である。反応促進するため、場合によりこれらのパラジウム化合物にホスフィン化合物を加えてもよい。そのホスフィン化合物の具体例は、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１−（メトキシメチル）−２−（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、１，１’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）フェロセン、２，２’−ビス（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−メトキシ−２’−（ジｔ−ブチルホスフィノ）−１，１’−ビナフチル、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル等である。この反応で用いられる塩基の具体例は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、ナトリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシド、酢酸ナトリウム、リン酸三カリウム、フッ化カリウム等である。さらに、この反応で用いられる溶媒の具体例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジエチルエ−テル、ｔ−ブチルメチルエ−テル、１，４−ジオキサン、メタノ−ル、エタノール、イソプロピルアルコ−ル等である。これらの溶媒は適宜選択でき、単独で用いてもよく、混合溶媒として用いてもよい。
【００７３】
本発明の化合物を、有機ＥＬ素子における、電子注入層または電子輸送層に用いた場合、電界印加時において安定であり、また、低電圧で発光を得ることが可能となる。これらは、本発明の化合物が、電界発光型素子の電子注入材料、または電子輸送材料として優れていることを表す。ここで言う電子注入層とは陰極から有機層へ電子を受け取る層であり、電子輸送層とは注入された電子を発光層へ輸送するための層である。また、電子輸送層が電子注入層を兼ねることも可能である。それぞれの層に用いる材料を、電子注入材料および電子輸送材料と言う。
【００７４】
＜有機ＥＬ素子の説明＞
本願の第２の発明は、電子注入層または電子輸送層に、本発明の式（１）で表される化合物を含有する有機ＥＬ素子である。本発明の有機ＥＬ素子は、駆動電圧が低く、駆動時の耐久性が高い。
【００７５】
本発明の有機ＥＬ素子の構造は各種の態様があるが、基本的には陽極と陰極との間に少なくとも正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟持した多層構造である。素子の具体的な構成の例は、（１）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、等である。
【００７６】
本発明の化合物は、高い電子注入性および電子輸送性を持っているので、単体又は他の材料と併用して電子注入層、または電子輸送層に使用できる。本発明の有機ＥＬ素子は、本発明の電子輸送材料に他の材料を用いた正孔注入層、正孔輸送層、発光層、などを組み合わせることで、青色、緑色、赤色や白色の発光を得ることもできる。
【００７７】
本発明の有機ＥＬ素子に使用できる発光材料または発光性ドーパントは、高分子学会編、高分子機能材料シリーズ“光機能材料”、共同出版(１９９１)、Ｐ２３６に記載されているような昼光蛍光材料、蛍光増白剤、レーザー色素、有機シンチレータ、各種の蛍光分析試薬等の発光材料、城戸淳二監修、“有機ＥＬ材料とディスプレイ”シーエムシー社出版（２００１）Ｐ１５５〜１５６に記載されているようなドーパント材料、Ｐ１７０〜１７２に記載されているような３重項材料の発光材料等である。
【００７８】
発光材料または発光性ドーパントとして使用できる化合物は、多環芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体、色素、高分子系発光材料、スチリル誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ボラン誘導体、オキサジン誘導体、スピロ環を有する化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレン誘導体等である。多環芳香族化合物の例は、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ペリレン誘導体、コロネン誘導体、ルブレン誘導体等である。ヘテロ芳香族化合物の例は、ジアルキルアミノ基またはジアリールアミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ピリジン誘導体、ピラン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、トリフェニルアミノ基を有するチオフェン誘導体、キナクリドン誘導体等である。有機金属錯体の例は、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、イリジウム、白金、オスミウム、金、等と、キノリノール誘導体、ベンゾキサゾ−ル誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピロール誘導体、ピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等との錯体である。色素の例は、キサンテン誘導体、ポリメチン誘導体、ポルフィリン誘導体、クマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、オキソベンズアントラセン誘導体、カルボスチリル誘導体、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体等の色素が挙げられる。高分子系発光材料の例は、ポリパラフェニルビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾ−ル誘導体、ポリシラン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体等である。スチリル誘導体の例は、アミン含有スチリル誘導体、スチリルアリーレン誘導体等である。
【００７９】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される他の電子輸送材料は、光導電材料において電子伝達化合物として使用できる化合物、有機ＥＬ素子の電子輸送層および電子注入層に使用できる化合物の中から任意に選択して用いることができる。
【００８０】
このような電子輸送材料の具体例は、キノリノール系金属錯体、２，２’−ビピリジル誘導体、フェナントロリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パ−フルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体等である。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子に使用される正孔注入材料および正孔輸送材料については、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物や、有機ＥＬ素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾ−ル誘導体、トリアリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等である。
【００８２】
本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、スピンコート法またはキャスト法等の方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。なお、発光材料を薄膜化する方法は、均質な膜が得やすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から蒸着法を採用するのが好ましい。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、本発明の発光材料の種類により異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度５０〜４００℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記のいずれの構造であっても、基板に支持されていることが好ましい。基板は機械的強度、熱安定性および透明性を有するものであればよく、ガラス、透明プラスチックフィルム等を用いることができる。陽極物質は４ｅＶより大きな仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を用いることができる。その具体例は、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（以下、ＩＴＯと略記する）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等である。
【００８４】
陰極物質は４ｅＶより小さな仕事関数の金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を使用できる。その具体例は、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、マグネシウム合金、アルミニウム合金等である。合金の具体例は、アルミニウム／弗化リチウム、アルミニウム／リチウム、マグネシウム／銀、マグネシウム／インジウム等である。有機ＥＬ素子の発光を効率よく取り出すために、電極の少なくとも一方は光透過率を１０％以上にすることが望ましい。電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下にすることが好ましい。なお、膜厚は電極材料の性質にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜４００ｎｍの範囲に設定される。このような電極は、上述の電極物質を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。
【００８５】
次に、本発明の発光材料を用いて有機ＥＬ素子を作成する方法の一例として、前述の陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／本発明の電子輸送材料／陰極からなる有機ＥＬ素子の作成法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法により形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上に発光層の薄膜を形成させる。この発光層の上に本発明の電子輸送材料を真空蒸着し、薄膜を形成させ、電子輸送層とする。さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法により形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【００８６】
このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明又は半透明の電極側（陽極又は陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機ＥＬ素子は、交流電圧を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００８７】
＜実施例＞
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００８８】
合成例１：化合物（２−１−１）の合成
＜２−クロロ−４，２’−ビピリジンの合成＞
アルゴン雰囲気下でフラスコ中に２−ブロモピリジン７．２６ｇおよびＴＨＦ３０ｍＬを入れて、−７８℃まで冷却した。その溶液を攪拌しながらｎ−ブチルリチウム３６ｍＬ（１．５８ｍｏｌ/Ｌ、ヘキサン溶液）を滴下し、３０分間−７８℃で攪拌した。次にＺｎＣｌ２・ＴＭＥＤＡ１５．１４ｇを溶液中に加えると共にＴＨＦ６０ｍＬを追加した。反応液を０℃で３０分間攪拌した後、室温に戻し、その後２時間還流させた。反応液を室温に戻した後純水およびトルエンを加えて攪拌し、水層を除去し、有機層を塩化ナトリウム水溶液で３回洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで１晩乾燥させた後、ろ過して濃縮した。濃縮物をｎ−ヘプタンと酢酸エチルの混合溶媒（３：１）を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、次いでｎ−ヘプタンから再結晶して、２−クロロ−４，２’−ビピリジン４．０６ｇを得た。
【００８９】
＜２，５−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロールの合成＞
アルゴン雰囲気下でリチウム１３９ｍｇとナフタレン２．５６ｇをＴＨＦ５ｍＬ中で３０分間攪拌した後、ＴＨＦ１５ｍＬを加えて室温で一晩攪拌した。−４６℃に冷却後、ＴＨＦ５ｍＬに溶かしたビス（メシチルエチニル）ジメチルシラン１．７２ｇを滴下した。次にＴＨＦ５ｍＬに溶かしたｔ−ブチルブロマイド１．３７ｇを滴下した後、ＺｎＣｌ２・ＴＭＥＤＡ３．７９ｇを加え、０℃で３０分間攪拌した。２−クロロ−４，２’−ビピリジン２．１０ｇとＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２７００ｍｇを加えた後、室温に戻し、次いで２４時間還流させた。反応液を室温に戻した後純水とトルエンを加えて攪拌し、水層を除去し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。ろ過して濃縮後、ｎ−ヘプタンと酢酸エチルの混合溶媒（４：１）を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、トルエンから再結晶して、２，５−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール３００ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ0.75(s, 6H)、2.05(s, 12H)、2.27(s, 6H)、6.79(s, 4H)、6.85-7.71(m, 10H)、8.60-8.67(m, 4H).
ＬＣ−ＭＳ：６５５（Ｍ＋）．
【実施例２】
【００９０】
合成例２：化合物（２−１−３）の合成
＜９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセンの合成＞
９，１０−ジブロモアントラセン、ビス（ピナコラート）ジボロン、パラジウム（０）ビス（ジベンジリデンアセトン）、トリシクロヘキシルホスフィン、および酢酸カリウム、をフラスコに入れ１，４−ジオキサンに溶かす。アルゴン雰囲気下、還流温度で攪拌する。反応が完結したことを確認した後、反応液を室温まで冷却し、純水を加え有機層を抽出する。有機層をエバポレータにより濃縮し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセンを得ることができる。
【００９１】
＜９，１０−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）アントラセンの合成＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−［１，３，２］−ジオキサボロラニル）アントラセン、２−クロロ−４，２’−ビピリジン、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、リン酸三カリウム、１，４−ジオキサンおよび純水をフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で一晩攪拌する。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して純水を加え有機層を抽出する。有機層をエバポレータにより濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、９，１０−ビス（４，２’−ビピリジン−２−イル）アントラセンを得ることができる。
原料を適宜選択することにより、上記の合成例に準じた方法で、本発明の他の電子輸送材料を合成することができる。
【実施例３】
【００９２】
合成例３：式（２−１−４）の化合物の合成
＜２−フェニルアントラセンの合成＞
２−クロロアントラセン５．００ｇ、フェニルボロン酸４．３ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）５３８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン４９４ｍｇ、リン酸三カリウム９．９８ｇ、およびトルエン７５ｍＬをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で２時間攪拌した。加熱終了後反応液に１．５Ｌのトルエンを加え、室温まで冷却後濾別し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相：ヘプタン）により精製した。溶媒を減圧留去し、濃縮物をトルエンから再結晶して、２−フェニルアントラセン５．０ｇを得た。
【００９３】
＜９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセンの合成＞
窒素雰囲気下のフラスコ中に、２−フェニルアントラセン３．３２ｇを４００ｍＬのジクロロメタンに溶かした。そこに、５．００ｇの臭素を３０ｍＬの四塩化炭素に溶かした溶液を１５分掛けて滴下した。滴下終了後、２時間室温で攪拌し、チオ硫酸ナトリウム水溶液で反応を停止した。有機層を抽出し、溶媒を減圧留去して得た濃縮物をトルエン５０ｍＬから再結晶し、９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセン４．４ｇを得た。
【００９４】
＜９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセンの合成＞
９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセン１０．０ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン１４．８ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）８３８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン１．０２ｇ、酢酸カリウム７．１５ｇおよび１,４−ジオキサン５０ｍＬをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で８時間攪拌した。加熱終了後反応液にトルエンを加え、室温まで冷却後固形物を濾別し、濾液を濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動相：トルエン）により精製した後、テトラヒドロフラン／ヘプタン混合溶液から再結晶し、９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセン８．３ｇを得た。
【００９５】
＜９,１０−ビス（４，２'−ビピリジン−２−イル）−２−フェニルアントラセンの合成＞
９，１０−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２−フェニルアントラセン２．０２ｇ、２−クロロ−４，２'−ビピリジン１．９ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）１８３ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン１７０ｍｇ、リン酸三カリウム４．２４ｇ、トルエン５０ｍＬをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で１６時間半攪拌した。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した。有機層を濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィー（移動相：トルエン／酢酸エチル）にて精製した。減圧下溶媒を留去し、濃縮物を酢酸エチルで洗浄後、トルエンから再結晶し、９,１０−ビス（４，２'−ビピリジン−２−イル）−２−フェニルアントラセン５５０ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）： 7.3 (ｍ, 1H), 7.3-7.4 (ｍ, 6H), 7.5 (ｄ, 2H), 7.6-7.9 (ｍ, 9H), 8.1-8.2 (ｍ, 4H), 8.8(t, 2H) , 9.1(t, 2H).
【実施例４】
【００９６】
ＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに蒸着した２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板（東京三容真空（株）製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（真空機工（株）製）の基板ホルダーに固定し、銅フタロシアニンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル（以下、ＮＰＤと略記する。）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記化合物（５）：９−フェニル−１０−〔６−（１，１’：３’，１”ターフェニル−５’−イル）ナフタレン−２−イル〕アントラセンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、下記スチリルアミン誘導体（６）：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベンを入れたモリブデン製蒸着用ボート、実施例１で得た化合物（２−１−１）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、弗化リチウムを入れたモリブデン製蒸着用ボート、およびアルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
真空槽を１×１０−３Ｐａまで減圧し、銅フタロシアニンが入った蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、次いで、ＮＰＤ入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚３０ｎｍになるようにＮＰＤを蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（５）を入れた蒸着用ボートと化合物（６）を入れた蒸着用ボートを同時に加熱して、膜厚３０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（５）と化合物（６）の重量比がおよそ９５対５になるように蒸着速度を調節した。次に化合物（２−２−１）入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚２０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。以上の蒸着速度は０．００１〜３．０ｎｍ／秒であった。その後、弗化リチウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚０．５ｎｍになるように０．００３〜０．０１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウム入りの蒸着用ボートを加熱して、膜厚１００ｎｍになるように０．１〜１．０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約４５６ｎｍの青色発光を得た。また、初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は７．０４ｃｄ／Ａで、外部量子効率は５．８％であった。
【実施例５】
【００９７】
化合物（２−１−１）に代えて実施例２で得られる化合物（２−１−３）を用いて、実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得ることができる。
【実施例６】
【００９８】
化合物（２−１−１）を化合物（２−１−４）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。４０時間経過時の輝度は８５２ｃｄ／ｍ２であった。
【００９９】
［比較例１］
化合物（２−１−１）を下記の化合物（７）：２，５−ビス（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロールに替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約４６９ｎｍの青色発光を得た。初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は６．１１ｃｄ／Ａで、外部量子効率は、５．４％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、４０時間経過時の輝度は５７９ｃｄ／ｍ２であった。
【０１００】
［比較例２］
化合物（２−１−１）をトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加すると、波長約５２０ｎｍの青緑色発光を得た。初期輝度１００ｃｄ／ｍ２を基準にした電流効率は５．４７ｃｄ／Ａで、外部量子効率は、５．０％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施したところ、４０時間経過時の輝度は８４７ｃｄ／ｍ２であった。
【０１０１】
［比較例３］
化合物（２−１−１）を下記の化合物（８）（特許文献２に記載の化合物II−４）に替えた以外は実施例４の方法に準じて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、弗化リチウム／アルミニウム電極を陰極として、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施した。４０時間経過時の輝度は６１５ｃｄ／ｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の好ましい態様によれば、発光効率において更に性能のよい有機ＥＬ素子を提供することができる。殊に青色発光の素子の駆動電圧、素子寿命を改善できるので、それを備えた高性能なディスプレイ装置などを提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の式（１）で表される化合物。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【請求項２】
Ｒ１〜Ｒ４の１つがＧに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、Ｒ５〜Ｒ8が水素である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
下記の式（２）で表される、請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される基の群から選択される１つであり；Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；そして、Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項４】
下記の式（２−１）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項５】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり、この２価の基は置換基を有していてもよい、請求項４に記載の化合物。
【請求項６】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項７】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項４に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項８】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項４に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１１】
Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、請求項４に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、請求項３に記載の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、請求項３に記載の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
【請求項１２】
Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１３】
Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１４】
Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１５】
Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、請求項１１に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１６】
下記の式（２−２）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項１７】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１８】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項１６に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２１】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２２】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１６に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２３】
Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、請求項１６に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、請求項３に記載の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、請求項３に記載の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
【請求項２４】
Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２５】
Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２６】
Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２７】
Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、請求項２３に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２８】
下記の式（２−３）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項２９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項２８に記載の化合物。
【請求項３０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項２８に記載の化合物。
【請求項３１】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項２８に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３２】
下記の式（３）で表される、請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される基であり；Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３３】
Ｇが式（Ｇ５）で表される連結基であり、式（Ｇ５）においてＧ１が同一である、請求項３２に記載の化合物。
【請求項３４】
下記の式（４）で表される請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される基であり；Ｒ２９〜Ｒ３２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ３Ａは、炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり；Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３５】
Ｇが式（Ｇ７）で表される連結基であり、式（Ｇ７）においてＧ１が同一である、請求項３４に記載の化合物。
【請求項３６】
Ｇ１が式（Ｃ−１）で表される２価の基である、請求項７に記載の化合物。
【請求項３７】
Ｇ１が１,１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール−２，５−ジイルである、請求項７に記載の化合物。
【請求項３８】
Ｇ１が式（Ｃ−２）で表される２価の基である、請求項７に記載の化合物。
【請求項３９】
Ｇ１がアントラセン−９，１０−ジイルである、請求項７に記載の化合物。
【請求項４０】
請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【請求項４１】
陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子において、該電子輸送層が、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【請求項１】
下記の式（１）で表される化合物。
式中、Ｇは単結合ではないｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；Ｒ１〜Ｒ４は独立して水素、１価の基またはＧに結合する遊離原子価であり、Ｒ５〜Ｒ８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ１〜Ｒ４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の４，２’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。
【請求項２】
Ｒ１〜Ｒ４の１つがＧに結合する遊離原子価であり、それ以外が水素であり、Ｒ５〜Ｒ8が水素である、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
下記の式（２）で表される、請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ１）〜（Ｇ３）で表される基の群から選択される１つであり；Ｒ９〜Ｒ１２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；そして、Ｒ１３〜Ｒ１６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項４】
下記の式（２−１）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項５】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり、この２価の基は置換基を有していてもよい、請求項４に記載の化合物。
【請求項６】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項７】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項４に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項８】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項４に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項４に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１１】
Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、請求項４に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、請求項３に記載の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、請求項３に記載の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
【請求項１２】
Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１３】
Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１４】
Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１１に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−４）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１５】
Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、請求項１１に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項１６】
下記の式（２−２）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項１７】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１８】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項１６に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２１】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される同一の２価の基である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２２】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項１６に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２３】
Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）のいずれか１つで表される連結基である、請求項１６に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ａは独立して、請求項３に記載の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ１Ｂは独立して、請求項３に記載の式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である。
【請求項２４】
Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であり；Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２５】
Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される同一の基であり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２６】
Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ１Ａが下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である、請求項２３に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−７）および式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２７】
Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、請求項２３に記載の化合物。
式中、Ｇ１Ｂ１は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−９）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ１Ｂ２は下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基の群から選択される同一の基である。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１５）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項２８】
下記の式（２−３）で表される、請求項３に記載の化合物。
式中、Ｇの定義は式（２）におけるＧと同じである。
【請求項２９】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項２８に記載の化合物。
【請求項３０】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が式（Ａ−１）〜（Ａ−１６）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基である、請求項２８に記載の化合物。
【請求項３１】
Ｇが請求項３に記載の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基の群から選択される１つである、請求項２８に記載の化合物。
上記の式中、Ｒは独立して水素、メチル、エチル、へキシル、シクロヘキシル、メシチル、キシリル、フェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１３）で表される２価の基は、遊離原子価をもつ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３２】
下記の式（３）で表される、請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ４）または（Ｇ５）で表される基であり；Ｒ１７〜Ｒ２０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２１〜Ｒ２４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ２５〜Ｒ２８の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ２Ａは、下記の式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つであり、Ｇ２Ｂはホウ素、窒素、ホスホリル基、または式（Ｅ−１）〜（Ｅ−９）で表される３価の基の群から選択される１つである。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３３】
Ｇが式（Ｇ５）で表される連結基であり、式（Ｇ５）においてＧ１が同一である、請求項３２に記載の化合物。
【請求項３４】
下記の式（４）で表される請求項２に記載の化合物。
式中、Ｇは下記の式（Ｇ６）または（Ｇ７）で表される基であり；Ｒ２９〜Ｒ３２の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３３〜Ｒ３６の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ３７〜Ｒ４０の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素であり；Ｒ４１〜Ｒ４４の１つはＧに結合する遊離原子価であり、それ以外は水素である。
式中、Ｇ１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物の群から選択される１つから誘導される２価の基であり；Ｇ３Ａは、炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つであり；Ｇ３Ｂは炭素、ケイ素、または式（Ｆ−１）〜（Ｆ−８）で表される４価の基の群から選択される１つである。
上記の式中、Ｒは独立して水素、炭素数１〜８のアルキル、炭素数３〜１０のシクロアルキル、または炭素数６〜２０のアリールであり；式（Ａ−１）〜（Ａ−２３）および式（Ｂ−１）〜（Ｂ−４１）で表される化合物から誘導される２価の基は、遊離原子価を持つ原子以外の位置に置換基を有していてもよい。
【請求項３５】
Ｇが式（Ｇ７）で表される連結基であり、式（Ｇ７）においてＧ１が同一である、請求項３４に記載の化合物。
【請求項３６】
Ｇ１が式（Ｃ−１）で表される２価の基である、請求項７に記載の化合物。
【請求項３７】
Ｇ１が１,１−ジメチル−３，４−ジメシチルシロール−２，５−ジイルである、請求項７に記載の化合物。
【請求項３８】
Ｇ１が式（Ｃ−２）で表される２価の基である、請求項７に記載の化合物。
【請求項３９】
Ｇ１がアントラセン−９，１０−ジイルである、請求項７に記載の化合物。
【請求項４０】
請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【請求項４１】
陽極および陰極により挟持された、少なくとも正孔輸送層、発光層、および電子輸送層を基板上に有する有機電界発光素子において、該電子輸送層が、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の化合物を含有する有機電界発光素子。
【公開番号】特開２００７−２９１０８８（Ｐ２００７−２９１０８８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８４０１４（Ｐ２００７−８４０１４）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【Ｆターム（参考）】
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