JP2010195708A - カルバゾリル基を有する化合物およびその用途 - Google Patents

Abstract

【課題】安定な薄膜を形成しやすく、有機ＥＬ素子用青色発光材料として用いた場合に、低電圧駆動、長寿命化、などの優れた特性を有する、高いガラス転移温度(Ｔｇ)を示す、カルバゾリル基を有する化合物を提供すること。
【解決手段】下記構造を有するカルバゾリル基

（式中、Ａｒ¹は、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基を表し、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁷は、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂肪族複素環基、芳香族複素環基、シアノ基、シリル基、アミノ基を表す。）を、２個含有するピレン化合物。
【選択図】なし

Description

本発明は新規なカルバゾリル基を有する化合物に関する。さらに詳しくは、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下有機ＥＬ素子と略記）に用いた場合、蒸着やスピンコートにより製膜が可能であり、かつ優れた性能（高いガラス転移温度、高い発光効率、低電圧駆動、高色純度、長寿命）を発揮し、特に青色発光材料に好適に用いることができるカルバゾリル基を有する化合物に関する。

近年、有機ＥＬ素子においては、素子の長寿命化が求められている。素子の寿命に影響を及ぼす原因は様々な因子が考えられるが、その一つとして、素子を構成する材料のガラス転移温度(Ｔｇ)が、素子の寿命に大きな影響を及ぼすものと考えられている。すなわち、素子の使用環境や駆動時の発熱などにより、素子の温度が構成する材料のＴｇを上回ると、構成する材料の結晶化が起こり、ダークスポットと呼ばれる非発光領域が発生することが指摘されている。そのため、より高いＴｇを示す材料が求められてきた（非特許文献１、２）。

ところで、カルバゾール類は、古くから正孔輸送性を示すことが知られており、この性質を利用して、電子写真感光体の電荷輸送材料や有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として検討されてきた。また近年では、Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾイル−４，４’−ビフェニル（ＣＢＰ）に代表されるＮ−カルバゾリル基を末端に有する化合物を、有機ＥＬ素子の発光層中のホスト材料として用いる検討が盛んに行われている（非特許文献３）。しかし、これらの化合物は一般的に結晶化し易いという性質を示すため、素子を作成した際にダークスポットを発生しやすく、実用的な材料とはいい難いという欠点があった。

最近、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として、結晶性が低く、高いＴｇを示すカルバゾール類についての開発が行われている。これらカルバゾール類に共通した化学構造的な特徴としては、３−カルバゾリル基を末端に有する化合物であること、特にカルバゾール環の窒素原子上の置換基がフェニル基のような芳香族炭化水素基である３−カルバゾリル基を末端に有する化合物であることがあげられる（特許文献３〜７）。

一方、青色発光素子において、耐久性の優れた素子を提供する青色発光材料は少ない。一例として、アントラセン化合物を青色発光素子に用いる技術が開示されている。各種のアントラセン化合物（特許文献１〜４）を用いた青色発光素子が報告されているが、いずれも素子の寿命は短く、実用的な材料とはいい難いという欠点があった。

また、その他の青色発光材料としては、特に青色ドーパント発光材料として、ピレン骨格を用いた有機電界発光素子が開示されている。（特許文献５）しかし、これらの青色発光素子はいずれも、低寿命であり、実用性に欠ける性能であった。

その中で、ジフェニルアミンユニットを置換したピレン誘導体を用いた有機電界発光素子が開示されている。（特許文献６〜９）しかしながら、この素子は青色発光の色純度が低く、濃い青色発光の達成が難しい。そのため前記素子はフルカラーディスプレイの製造には問題を有する。

また、ピレン骨格と、カルバゾール誘導体が置換した青色発光材料と有機電界発光素子が開示されている。（特許文献１０）これらのうち、カルバゾール誘導体は、主に、Ｎ−カルバゾリル基置換の誘導体に関する有機電界発光素子の報告がされている。しかし、３−カルバゾリル基とピレン骨格が直接置換された化合物の有機電界発光素子に関する性質については不明である。

ところで、そのような３−カルバゾリル基を末端に有する化合物を青色発光材料として用いるという例はあまり知られていない。一例としては、２価の連結基で結ばれたカルバゾール系化合物が提案されているが、有機ＥＬ素子としての使用方法の詳細は不明である（特許文献１１）。また、３−カルバゾリル基を末端に有するカルバゾール骨格を有する化合物を用いた発光素子は開示されている（特許文献１２、１３）が、前記したＣＢＰの場合と同様、いずれも有機ＥＬ素子の発光層中のホスト材料としての使用方法を想定しており、これら化合物自身の発光特性や、有機ＥＬ素子における発光材料として用いた場合の素子の性能については不明である。

特開２００３−３０６４５４号公報 特開２００４−２３５１号公報 ＷＯ２００５−１１３５３１号公報 特開２００７−６３５０１号公報 ＷＯ２００４―０１６５７５号公報 韓国特許第５２５４０８号明細書 米国特許第５１５３０７８号公報 ＷＯ２００４／０８３１６２号公報 ＷＯ２００５／１０８３４８号公報 ＷＯ２００７／０２９７９８号公報 特開２００４−２１７５５７号公報 特開２００３−１３３０７５号公報 特開２００７−１９４２４１号公報

時任静士、安達千波矢、村田英幸共著、有機ＥＬディスプレイ、オーム社、２００４年発行、１３９〜１４３頁 技術情報協会編、最新機能性色素大全集、技術情報協会、２００７年発行、１０３〜１１９頁 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、７５巻、４頁、１９９９年発行

本発明の課題は、有機ＥＬ素子用材料に有用で、蒸着が可能であり、且つ、高いＴｇを示すカルバゾリル基を有する化合物を提供すること、および、特に青色発光する有機ＥＬ素子として好適に用いることができるカルバゾリル基を有する化合物を提供することにある。さらには、この化合物を用いることにより、高い発光効率、低電圧駆動、色純度、長寿命、耐熱性などの優れた特性を示す有機ＥＬ素子を提供することである。

本発明者らは、前記諸問題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。

すなわち本発明は、下記一般式［１］で表されるカルバゾリル基を有する化合物に関する。

一般式［１］

（式中、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換または未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、下記一般式［２］で表わされるカルバゾリル基を表す。但し、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、２ないし４つの基は、一般式［２］で表されるカルバゾリル基である。）

一般式［２］

（式中、Ａｒ¹は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表し、
Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁷は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、または、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、置換アミノ基を表す。また、Ｒ¹¹およびＲ¹²、並びに、Ｒ¹³〜Ｒ¹⁷はそれぞれ隣接する基同士で結合して環を形成してもよい。）

また、本発明は、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、いずれか２つが、それぞれ独立に一般式［２］で表されるカルバゾリル基を有する上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

また、本発明は、Ｒ¹およびＲ⁴、または、Ｒ¹およびＲ⁶が、それぞれ独立に一般式[２]で表わされるカルバゾリル基である上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

また、本発明は、Ａｒ¹が、下記一般式[３]で表される置換もしくは未置換のフェニル基である上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

一般式[３]

（式中、Ｒ¹⁸〜Ｒ²²は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、または、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、置換アミノ基を表す。また、Ｒ¹⁸〜Ｒ²²はそれぞれ隣接する基同士で結合して環を形成してもよい。）

また、本発明は、Ｒ¹⁸〜Ｒ²²が水素原子である上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

また、本発明は、一般式［２］が下記一般式［４］で表される基である上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

一般式[４]

また、本発明は、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、一般式［２］で表わされるカルバゾリル基以外の基全てが、水素原子である上記カルバゾリル基を有する化合物に関する。

また、本発明は、上記カルバゾリル基を有する化合物を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料に関する。

また、本発明は、一対の電極間に発光層を含む複数層の有機層を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層の少なくとも一層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

また、本発明は、一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機層を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

また、本発明は、発光層が、更にリン光発光材料を含んでなる上記有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

また、本発明は、発光層が、塗布により成膜されてなる上記有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

本発明のカルバゾリル基を有する化合物を有機ＥＬ素子用材料として用いた有機ＥＬ素子は、低い電圧で駆動し、かつ、長寿命であるため、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや平面発光体として好適に使用することができ、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が可能である。

以下、詳細にわたって本発明を説明する。

まず、一般式［１］におけるＲ¹〜Ｒ¹⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、一般式［２］で表わされるカルバゾリル基を表す。

ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。

また、１価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数１〜１８の１価の脂肪族炭化水素基を指し、そのようなものとしては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基が挙げられる。

ここで、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル基といった炭素数１〜１８のアルキル基が挙げられる。

また、アルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基、１−オクテニル基、１−デセニル基、１−オクタデセニル基といった炭素数２〜１８のアルケニル基が挙げられる。

また、アルキニル基としては、エチニル基、１−プロピニル基、２−プロピニル基、１−ブチニル基、２−ブチニル基、３−ブチニル基、１−オクチニル基、１−デシニル基、１−オクタデシニル基といった炭素数２〜１８のアルキニル基が挙げられる。

また、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロオクタデシル基といった炭素数３〜１８のシクロアルキル基が挙げられる。

さらに、１価の芳香族炭化水素基としては、１価の単環、縮合環、環集合炭化水素基が挙げられる。

ここで、１価の単環芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、２，４−キシリル基、ｐ−クメニル基、メシチル基等の炭素数６〜１８の１価の単環芳香族炭化水素基が挙げられる。

また、１価の縮合環炭化水素基としては、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アンスリル基、２−アンスリル基、５−アンスリル基、１−フェナンスリル基、９−フェナンスリル基、１−アセナフチル基、２−アズレニル基、１−ピレニル基、２−トリフェニレル基等の炭素数１０〜１８の１価の縮合環炭化水素基が挙げられる。

また、１価の環集合炭化水素基としては、ｏ−ビフェニリル基、ｍ−ビフェニリル基、ｐ−ビフェニリル基等の炭素数１２〜１８の１価の環集合炭化水素基が挙げられる。

さらに、１価の脂肪族複素環基としては、２−ピラゾリノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、２−モルホリニル基といった炭素数３〜１８の１価の脂肪族複素環基が挙げられる。

さらに、１価の芳香族複素環基としては、トリアゾリル基、３−オキサジアゾリル基、２−フラニル基、３−フラニル基、２−フリル基、３−フリル基、２−チエニル基、３−チエニル基、１−ピロ−リル基、２−ピロ−リル基、３−ピロ−リル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−ピラジル基、２−オキサゾリル基、３−イソオキサゾリル基、２−チアゾリル基、３−イソチアゾリル基、２−イミダゾリル基、３−ピラゾリル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、２−ベンゾフリル基、２−ベンゾチエニル基、Ｎ−インドリル基、Ｎ−カルバゾリル基、Ｎ−アクリジニル基、２−チオフェニル基、３−チオフェニル基、ビピリジル基、フェナントロリル基といった炭素数２〜１８の１価の芳香族複素環基が挙げられる。

さらに、置換シリル基としては、置換もしくは未置換のアルキル基、または、置換もしくは未置換のアリール基によって置換されたシリル基であり、モノアルキルシリル基、モノアリールシリル基、ジアルキルシリル基、ジアリールシリル基、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基等といった置換シリル基が挙げられる。

ここで、モノアルキルシリル基としては、モノメチルシリル基、モノエチルシリル基、モノブチルシリル基、モノイソプロピルシリル基、モノデカンシリル、モノイコサンシリル基、モノトリアコンタンシリル基等のモノアルキルシリル基が挙げられる。

また、モノアリールシリル基としては、モノフェニルシリル基、モノトリルシリル基、モノナフチルシリル基、モノアンスリルシリル基等のモノアリールシリルが挙げられる。

また、ジアルキルシリル基としては、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジイソプロピルシリル基、ジブチルシリル基、ジオクチルシリル基、ジデカンシリル基等のジアルキルシリル基が挙げられる。

また、ジアリールシリル基としては、ジフェニルシリル基、ジトリルシリル基等のジアリールシリルが挙げられる。

また、トリ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、ジメチルエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリオクチルシリル基等のトリアルキルシリル基が挙げられる。

また、トリアリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、トリトリルシリル基等のトリアリールシリルが挙げられる。

これらＲ¹〜Ｒ¹⁰における、１価の脂肪族炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基、１価の脂肪族複素環基、および、１価の芳香族複素環基は、さらに他の置換基によって置換されていても良い。そのような置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、１価の脂肪族炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基、１価の脂肪族複素環基、１価の芳香族複素環基、置換シリル基が挙げられる。これらの置換基の例としては前述のものが挙げられる。

また、一般式[１]中のＲ¹〜Ｒ¹⁴のうち一般式［２］以外の基として、好ましいものとしては、水素原子、１価の脂肪族炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基が挙げられ、さらに好ましいものは、水素原子、１価の芳香族炭化水素基が挙げられ、特に好ましいものは、水素原子が挙げられる。

次に、一般式［２］におけるＲ¹¹〜Ｒ¹⁷は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、および、置換アミノ基を表す。

ここで、置換アミノ基としては、Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ基、Ｎ−ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアミノ基、Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−フェニル−Ｎ−メチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ビス（ｍ−トリル）アミノ基、Ｎ，Ｎ−ビス（ｐ−トリル）アミノ基、Ｎ，Ｎ−ビス（ｐ−ビフェニリル）アミノ基、ビス［４−（４−メチル）ビフェニリル］アミノ基、Ｎ−α−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−β−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ基等の炭素数２〜２６の置換アミノ基が挙げられる。

Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁷における、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、および、置換シリル基、は、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰におけるハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、および、置換シリル基、と同義である。

Ｒ¹⁸〜Ｒ²²における、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、および、置換シリル基、は、Ｒ¹⁸〜Ｒ²²におけるハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、および、置換シリル基、と同義である。

また、一般式［２］におけるＡｒ¹は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表す。

Ａｒ¹における、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、および、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基は、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰における置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、および、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基と同義である。

一般式［２］におけるＡｒ¹として、好ましいものとしては、未置換の１価の芳香族炭化水素基、未置換の１価の芳香族複素環基が挙げられ、さらに好ましいものは、未置換の１価の芳香族炭化水素基が挙げられ、特に好ましいものとしては、フェニル基が挙げられる。

また、一般式[２]におけるＲ¹¹〜Ｒ¹⁷として、好ましいものとしては、水素原子、１価の脂肪族炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基が挙げられ、さらに好ましいものは、水素原子、１価の芳香族炭化水素基が挙げられ、特に好ましいものは、水素原子が挙げられる。

以下に一般式［２］に示した３−カルバゾリル基を有することについての優位性を説明する。

一般的に、カルバゾ−ル化合物は、結合を有さないジフェニルアミノ化合物と比較してその構造が強固であるため、熱に対する安定性が高い傾向にある（化６参照）。

また、カルバゾ−ル骨格を持つ誘導体としては、窒素原子上の結合位置に、アルキル基を配したＮ（９位）−アルキルカルバゾール誘導体が良く知られているが、本発明の化合物は、この位置に結合している置換基（＝Ａｒ¹）が、芳香族炭化水素基、または、芳香族複素環基であることを特徴のひとつとしている。その理由としては、芳香族基や複素芳香族基は、カルバゾール骨格の熱に対する安定性をさらに高める効果が大きく、その中でも、さらに安定性を高める効果が期待できるのが、Ａｒ¹が一般式［３］におけるＲ¹⁸〜Ｒ²²が全て水素原子、すなわち、窒素原子上にフェニル基を置換基として持つ場合である。

一方、Ａｒ¹への置換基である芳香族炭化水素基、または、芳香族複素環基とカルバゾリル基の立体構造は、平面性は保たれずに捩じれた立体構造になることが知られている。そのため、カルバゾリル基のＡｒ¹部位に芳香族炭化水素基、または、芳香族複素環基を置換した誘導体は電子的な相互作用を受けにくいことが予想される。

さらに、３位に結合するカルバゾリル基の効果について言及する。一般に、アミノ基は電子ドナ−として働くことは知られているが、カルバゾ−ル骨格中の窒素原子は、窒素原子上に結合した置換基に対してはドナ−性をほとんど有さない。これはカルバゾ−ル環がと結合した、窒素原子上の置換基と平面構造をとりにくい事に起因していると考えられる。逆に、３位で結合したカルバゾ−ル環は環の平面性があるため、そのベンゼン環部分に対しては電子ドナ−性となりうる（化７参照）。それらのため、中心骨格であるピレンとの置換位置としては、電子的な相互作用が期待できる、３位で結合したカルバゾリル基に着目した。

また、３位に置換したカルバゾリル基は、９位に置換したカルバゾリル基に比較して、分子の対称性が低いので、分子の結晶性が低くなり、アモルファス性が高くなるため、薄膜形成した際の安定性向上にも大きく寄与することが可能である。

故に、本発明のカルバゾ−ル化合物は、非対称であるのでアモルファス性が高くなり、その結果として結晶化が起こりにくい。この性状は、有機ＥＬ素子用の材料として用いる場合、薄膜の安定性が向上し、ダ−クスポットが起き難くなり、有機ＥＬ素子寿命が長くなる。

また、本発明のカルバゾ−ル化合物は、３位に置換したカルバゾリル基が分子中に２個から４個が好ましいとしている。まず、１つ３位に置換したカルバゾリル基の化合物では、耐熱性が低くなり、効率の良い発光を示さないことや輝度の半減が早いことを明らかにしている。そのため、３位に置換するカルバゾリル基を２個から４個としている。また、３位で結合したカルバゾリル基の置換数としては、２個から４個が好ましく、２個または３個がさらに好ましく、２個が特に好ましい。この理由として、分子量が大きいと化合物の蒸着によって素子を作成する場合の蒸着性が悪くなる懸念があるためである。

以上、本発明の一般式［１］で表されるカルバゾリル基を有する化合物について説明したが、これらのカルバゾリル基を有する化合物を用いて蒸着によって有機ＥＬ素子を作成する場合、化合物の分子量としては、１５００以下が好ましく、１２００以下がより好ましく、１０００以下がさらに好ましく、８００以下が特に好ましい。この理由として、分子量が大きいと、蒸着による素子の作製が困難になる懸念があるためである。

本発明の化合物の代表例を、以下の表１に示すが、本発明は、この代表例に限定されるものではない。

表１

本発明のカルバゾリル基を有する化合物は、種々の用途に用いることができる。たとえば、増感効果、発熱効果、発色効果、退色効果、蓄光効果、相変化効果、光電変換効果、光磁気効果、光触媒効果、光変調効果、光記録効果、ラジカル発生効果等の機能を発現する材料として、あるいは逆にこれらの効果を受けて発光機能を有する材料としても用いることができる。より具体的には、発光材料、光電変換材料、光記録材料、画像形成材料、フォトクロミック材料、有機ＥＬ材料、光導電材料、二色性材料、ラジカル発生材料、酸発生材料、塩基発生材料、蓄光材料、非線形光学材料、第２高調波発生材料、第３高調波発生材料、感光材料、光吸収材料、近赤外吸収材料、フォトケミカルホールバーニング材料、光センシング材料、光マーキング材料、光化学治療用増感材料、光相変化記録材料、光焼結記録材料、光磁気記録材料、光線力学療法用色素等が挙げられる。

これらあげた種々の用途のうち、特に好ましくは、有機ＥＬ素子用材料（有機ＥＬ用材料、有機ＥＬ材料）として用いられる。

有機ＥＬ素子用材料として用いる場合には、高純度の材料が要求されるが、本発明のカルバゾリル基を有する化合物は、昇華精製法や再結晶法、再沈殿法、ゾーンメルティング法、カラム精製法、吸着法など、あるいはこれら方法を組み合わせて行うことができる。これら精製法の中でも再結晶法によるのが好ましい。昇華性を有する化合物においては、昇華精製法によることが好ましい。昇華精製においては、目的化合物が昇華する温度より低温で昇華ボートを維持し、昇華する不純物を予め除去する方法を採用するのが好ましい。また昇華物を採集する部分に温度勾配を施し、昇華物が不純物と目的物に分散するようにするのが望ましい。以上のような昇華精製は不純物を分離するような精製であり、本発明に適用しうるものである。また、昇華精製を行うことにより、材料の蒸着性の難易度を予測するのに役立つ。

ここで、本発明のカルバゾリル基を有する化合物を用いて作成することができる有機ＥＬ素子について詳細に説明する。

有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に一層または多層の有機層を形成した素子から構成されるが、ここで、一層型有機ＥＬ素子とは、陽極と陰極との間に発光層のみからなる素子を指す。一方、多層型有機ＥＬ素子とは、発光層の他に、発光層への正孔や電子の注入を容易にしたり、発光層内での正孔と電子との再結合を円滑に行わせたりすることを目的として、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層などを積層させたものを指す。したがって、多層型有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、（１）陽極／正孔注入層／発光層／陰極、（２）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極、（３）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極、（４）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極、（５）陽極／正孔注入層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（７）陽極／発光層／正孔阻止層／電子注入層／陰極、（８）陽極／発光層／電子注入層／陰極等の多層構成で積層した素子構成が考えられる。

また、上述した各有機層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されても良く、いくつかの層が繰り返し積層されていても良い。そのような例として、近年、光取り出し効率の向上を目的に、上述の多層型有機ＥＬ素子の一部の層を多層化する「マルチ・フォトン・エミッション」と呼ばれる素子構成が提案されている。これは例えば、ガラス基板／陽極／正孔輸送層／電子輸送性発光層／電子注入層／電荷発生層／発光ユニット／陰極から構成される有機ＥＬ素子に於いて、電荷発生層と発光ユニットの部分を複数層積層するといった方法が挙げられる。

本発明のカルバゾリル基を有する化合物（有機ＥＬ素子用材料）は、上述したいかなる層に用いても構わないが、特に青色発光素子を作成する際の発光層材料として好適に用いることができる。また、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、単一の化合物での使用はもちろんのこと、２種類以上の化合物を組み合わせて、すなわち混合、共蒸着、積層するなどして使用することが可能である。さらに、上述した発光層において、他の材料と共に用いても構わない。

正孔注入層には、発光層に対して優れた正孔注入効果を示し、かつ陽極界面との密着性と薄膜形成性に優れた正孔注入層を形成できる正孔注入材料が用いられる。また、このような材料を多層積層させ、正孔注入効果の高い材料と正孔輸送効果の高い材料とを多層積層させた場合、それぞれに用いる材料を正孔注入材料、正孔輸送材料と呼ぶことがある。本発明の有機ＥＬ素子用材料は、正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも好適に使用することができる。これら正孔注入材料や正孔輸送材料は、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい必要がある。このような正孔注入層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０⁴ 〜１０⁶ Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^-6ｃｍ² ／Ｖ・秒であるものが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子用材料と混合して使用することができる、他の正孔注入材料および正孔輸送材料としては、上記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機ＥＬ素子の正孔注入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。

このような正孔注入材料や正孔輸送材料としては、具体的には、例えばトリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等をあげることができる。

正孔注入材料や正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９６５号公報）、芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）を用いることもできる。例えば、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有する４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル等や、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン等をあげることができる。また、正孔注入材料として銅フタロシアニンや水素フタロシアニン等のフタロシアニン誘導体も挙げられる。さらに、その他、芳香族ジメチリデン系化合物、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料や正孔輸送材料として使用することができる。

芳香族三級アミン誘導体の具体例としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−フェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−（メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−（４−ｎ−ブチルフェニル）−フェナントレン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ジ−４−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−ジフェニルアミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−フェニル（１−ナフチル）アミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４’−フェニル（１−ナフチル）アミノ−４−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン等があげられ、これらは正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも使用することができる。

正孔注入材料として、特に好ましい例を表２に示す。

また、本発明の化合物（有機ＥＬ素子用材料）と共に用いることが出来る正孔輸送材料としては、下記表３に示す化合物も挙げられる。

上に説明した正孔注入層を形成するには、上述の化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜化する。正孔注入層の膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。

一方、電子注入層には、発光層に対して優れた電子注入効果を示し、かつ陰極界面との密着性と薄膜形成性に優れた電子注入層を形成できる電子注入材料が用いられる。そのような電子注入材料の例としては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体、カルシウムアセチルアセトナート、酢酸ナトリウムなどが挙げられる。また、セシウム等の金属をバソフェナントロリンにドープした無機／有機複合材料（高分子学会予稿集，第５０巻，４号，６６０頁，２００１年発行）や、第５０回応用物理学関連連合講演会講演予稿集、Ｎｏ．３、１４０２頁、２００３年発行記載のＢＣＰ、ＴＰＰ、Ｔ５ＭＰｙＴＺ等も電子注入材料の例として挙げられるが、素子作成に必要な薄膜を形成し、陰極からの電子を注入できて、電子を輸送できる材料であれば、特にこれらに限定されるものではない。

上記電子注入材料の中で好ましいものとしては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体が挙げられる。本発明に使用可能な好ましい金属錯体化合物としては、８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体が好適である。８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体例としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）クロロアルミニウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（４−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、トリス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、４−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２、５−ジメチル−８−ヒドロキシキノリナート）（２−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−フェニル−８−ヒドロキシキノリナート）（フェノラート）ガリウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−ヒドロキシキノリナート）（４−シアノ−１−ナフトラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）クロロガリウム、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物の他、８−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マンガン、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛等の金属錯体化合物が挙げられる。

また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、好ましい含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体があげられ、具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−(５ −フェニルオキサジアゾリル)］ベンゼン、１，４−ビス［２−(５−フェニルオキサジアゾリル)−４−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン］、２−（４’−ｔｅｒｔ− ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−チアジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルチアジアゾリル)］ベンゼン、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−(４”−ビフェニル)−１，３，４−トリアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、１，４−ビス［２−(５−フェニルトリアゾリル)］ベンゼン等が挙げられる。

また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいオキサジアゾール誘導体の具体例を表４に示す。

また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいトリアゾール誘導体の具体例を表５に示す。表５中、Ｐｈは、フェニル基を表わす。

また、本発明に使用可能な電子注入材料の内、特に好ましいシロール誘導体としての具体例を、表６に示す。

さらに、正孔阻止層には、発光層を経由した正孔が電子注入層に達するのを防ぎ、薄膜形成性に優れた層を形成できる正孔阻止材料が用いられる。そのような正孔阻止材料の例としては、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物や、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）（４−フェニルフェノラート）ガリウム等のガリウム錯体化合物、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）等の含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子の発光層としては、以下の機能を併せ持つものが好適である。
注入機能；電界印加時に陽極または正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極または電子注入層より電子を注入することができる機能
輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
発光機能；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさには、違いがあってもよく、また正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよい。

本発明の化合物は、発光層として好適に用いることが出来る。本発明の化合物を発光層中のホスト材料又はドーパント材料として使用し、他の化合物と組み合わせて発光層を形成することができるが、特に青色発光素子を作成する際のドーパント材料として好適に用いることができる。

本発明の化合物を用いて、青色から緑色の発光を得るために、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物を用いることができる。これら化合物の具体例としては、例えば特開昭５９−１９４３９３号公報に開示されている化合物をあげることができる。さらに他の有用な化合物は、ケミストリー・オブ・シンセティック・ダイズ（１９７１）６２８〜６３７頁および６４０頁に列挙されている。

前記金属キレート化オキシノイド化合物としては、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報に開示されている化合物を用いることができる。その代表例としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体や、ジリチウムエピントリジオン等が好適な化合物としてあげることができる。

また、前記スチリルベンゼン系化合物としては、例えば、欧州特許第０３１９８８１号明細書や欧州特許第０３７３５８２号明細書に開示されているものを用いることができる。そして、特開平２−２５２７９３号公報に開示されているジスチリルピラジン誘導体も、発光層の材料として用いることができる。このほか、欧州特許第０３８７７１５号明細書に開示されているポリフェニル系化合物も発光層の材料として用いることができる。

さらに、上述した蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物およびスチリルベンゼン系化合物等以外に、例えば１２−フタロペリノン（Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．，第２７巻，Ｌ７１３（１９８８年））、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（以上Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年））、ナフタルイミド誘導体（特開平２−３０５８８６号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−１８９８９０号公報）、オキサジアゾール誘導体（特開平２−２１６７９１号公報、または第３８回応用物理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたオキサジアゾール誘導体）、アルダジン誘導体（特開平２−２２０３９３号公報）、ピラジリン誘導体（特開平２−２２０３９４号公報）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２−２８９６７５号公報）、ピロロピロール誘導体（特開平２−２９６８９１号公報）、スチリルアミン誘導体（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， 第５６巻，Ｌ７９９（１９９０年）、クマリン系化合物（特開平２−１９１６９４号公報）、国際特許公報ＷＯ９０／１３１４８やＡｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ５８，１８，Ｐ１９８２（１９９１）に記載されているような高分子化合物、９，９'，１０，１０’−テトラフェニル−２，２’−ビアントラセン、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）誘導体、ポリフルオレン誘導体やそれら共重合体等、例えば、下記一般式［５］〜一般式［７］の構造をもつものが挙げられる。

一般式［５］

（式中、Ｒ^x1およびＲ^X2は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ１は、３〜１００の整数を表す。）

一般式［６］

（式中、Ｒ^x3およびＲ^X4は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ２およびｎ３は、それぞれ独立に、３〜１００の整数を表す。）

一般式［７］

（式中、Ｒ^X5およびＲ^X6は、それぞれ独立に、１価の脂肪族炭化水素基を、ｎ４およびｎ５は、それぞれ独立に、３〜１００の整数を表す。Ｐｈはフェニル基を表す。）
また、特開平５−２５８８６２号公報等に記載されている一般式（Ｒｓ−Ｑ）₂ −Ａｌ−Ｏ−Ｌ３（式中、Ｌ３はフェニル部分を含んでなる炭素原子６〜２４個の炭化水素であり、Ｏ−Ｌ３はフェノラート配位子であり、Ｑは置換８−キノリノラート配位子を示し、Ｒｓはアルミニウム原子に置換８−キノリノラート配位子が２個を上回り結合するのを立体的に妨害するように選ばれた８−キノリノラート環置換基を示す〕で表される化合物も挙げられる。具体的には、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（パラ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム（ＩＩＩ）等が挙げられる。

白色の発光を得る場合の発光層としては特に制限はないが、下記のものを用いることができる。
有機ＥＬ積層構造体の各層のエネルギー準位を規定し、トンネル注入を利用して発光させるもの（欧州特許第０３９０５５１号公報）。
同じくトンネル注入を利用する素子で実施例として白色発光素子が記載されているもの（特開平３−２３０５８４号公報）。
二層構造の発光層が記載されているもの（特開平２−２２０３９０号公報および特開平２−２１６７９０号公報）。
発光層を複数に分割してそれぞれ発光波長の異なる材料で構成されたもの（特開平４−５１４９１号公報）。
青色発光体（蛍光ピーク３８０〜４８０ｎｍ）と緑色発光体（４８０〜５８０ｎｍ）とを積層させ、さらに赤色蛍光体を含有させた構成のもの（特開平６−２０７１７０号公報）。
青色発光層が青色蛍光色素を含有し、緑色発光層が赤色蛍光色素を含有した領域を有し、さらに緑色蛍光体を含有する構成のもの（特開平７−１４２１６９号公報）。
これらの中では、上記の構成のものが特に好ましい。

また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子では、リン光発光材料を用いることもできる。この場合、本発明の化合物は発光層中のホスト材料として用いることができる。ここでいうリン光発光材料とは、励起三重項状態から基底状態へ遷移する際に発光する化合物を意味する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に使用できるリン光発光材料は、例えば有機金属錯体があげられ、ここで金属原子は通常、遷移金属であり、好ましくは周期では第５周期または第６周期、族では６族から１１族、さらに好ましくは８族から１１族の元素が対象となる。具体的にはイリジウム、白金や銅などである。また、配位子としては２−フェニルピリジンや２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジンなどがあり、これらの配位子上の炭素原子が金属と直接結合しているのが特徴である。別の例としてはポルフィリンまたはテトラアザポルフィリン環錯体などがあり、中心金属としては白金などが挙げられる。例えば、下記に示す公知の化合物がリン光発光材料として好適に用いられる（ただし、Ｐｈはフェニル基を表す）。

さらに、本発明の有機ＥＬ素子の陽極に使用される材料は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ等の導電性材料が挙げられる。この陽極を形成するには、これらの電極物質を、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることができる。この陽極は、上記発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくなるような特性を有していることが望ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下としてあるものが好ましい。さらに、陽極の膜厚は、材料にもよるが通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。

また、本発明の有機ＥＬ素子の陰極に使用される材料は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙げられる。この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、さらに、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。

本発明の有機ＥＬ素子を作製する方法については、上記の材料および方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入層、および必要に応じて電子注入層を形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。

この有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。この透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、その透光性については、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上、好ましくは９０％以上であるものが望ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。

これら基板は、機械的、熱的強度を有し、透明であれば特に限定されるものではないが、例えば、ガラス板、合成樹脂板などが好適に用いられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などで成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂などの板が挙げられる。

本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法としては、真空蒸着、電子線ビーム照射、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、もしくはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかの方法を適用することができる。また、特表２００２−５３４７８２や、Ｓ．Ｔ．Ｌｅｅ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＩＤ’０２， ｐ．７８４（２００２）に記載されているＬＩＴＩ（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、レーザー熱転写）法や、印刷（オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷）、インクジェット等の方法を適用することもできる。

有機層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態または液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。また特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、有機層を形成することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、膜厚が厚すぎると一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要となり効率が悪くなり、逆に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生し、電界を印加しても充分な発光輝度が得にくくなる。したがって、各層の膜厚は、１ｎｍから１μｍの範囲が適しているが、１０ｎｍから０．２μｍの範囲がより好ましい。

また、有機ＥＬ素子の温度、湿度、雰囲気等に対する安定性向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、樹脂等により素子全体を被覆や封止を施したりしても良い。特に素子全体を被覆や封止する際には、光によって硬化する光硬化性樹脂が好適に使用される。

本発明の有機ＥＬ素子に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子破壊しない範囲内であれば特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。

本発明の有機ＥＬ素子の駆動方法は、パッシブマトリクス法のみならず、アクティブマトリックス法での駆動も可能である。また、本発明の有機ＥＬ素子から光を取り出す方法としては、陽極側から光を取り出すボトム・エミッションという方法のみならず、陰極側から光を取り出すトップ・エミッションという方法にも適用可能である。これらの方法や技術は、城戸淳二著、「有機ＥＬのすべて」、日本実業出版社（２００３年発行）に記載されている。

本発明の有機ＥＬ素子のフルカラー化方式の主な方式としては、３色塗り分け方式、色変換方式、カラーフィルター方式が挙げられる。３色塗り分け方式では、シャドウマスクを使った蒸着法や、インクジェット法や印刷法が挙げられる。また、特表２００２−５３４７８２や、Ｓ．Ｔ．Ｌｅｅ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＩＤ’０２， ｐ．７８４（２００２）に記載されているレーザー熱転写法（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ、ＬＩＴＩ法ともいわれる）も用いることができる。色変換方式では、青色発光の発光層を使って、蛍光色素を分散した色変換（ＣＣＭ）層を通して、青色より長波長の緑色と赤色に変換する方法である。カラーフィルター方式では、白色発光の有機ＥＬ素子を使って、液晶用カラーフィルターを通して３原色の光を取り出す方法であるが、これら３原色に加えて、一部白色光をそのまま取り出して発光に利用することで、素子全体の発光効率をあげることもできる。

さらに、本発明の有機ＥＬ素子は、マイクロキャビティ構造を採用しても構わない。これは、有機ＥＬ素子は、発光層が陽極と陰極との間に挟持された構造であり、発光した光は陽極と陰極との間で多重干渉を生じるが、陽極及び陰極の反射率、透過率などの光学的な特性と、これらに挟持された有機層の膜厚とを適当に選ぶことにより、多重干渉効果を積極的に利用し、素子より取り出される発光波長を制御するという技術である。これにより、発光色度を改善することも可能となる。この多重干渉効果のメカニズムについては、Ｊ．Ｙａｍａｄａ等によるＡＭ−ＬＣＤ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，ＯＤ−２，ｐ．７７〜８０（２００２）に記載されている。

以上述べたように、本発明のカルバゾリル基を有する化合物を用いた有機ＥＬ素子は、低い駆動電圧で長時間の青色発光を得ることが可能である。故に、本有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや各種の平面発光体として、さらには、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が考えられる。

以下、本発明を実施例で説明するが、本発明はこれら実施例になんら限定されるものではない。

実施例１
化合物（１）の合成方法
窒素雰囲気下、２０℃にて、ピレン１０．０３ｇ（０．０２１ｍｏｌ）を含む四塩化炭素（２００ｍｌ）溶液に、臭素９．０ｇを含む四塩化炭素溶液（５０ｍｌ）を1時間かけてゆっくりと滴下して１４時間攪拌した。その後、溶液中に析出した固体を吸引ろ過した後、メタノール（５０ｍｌ）と水（３０ｍｌ）で洗浄した。また、母液はチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し、トルエン３００ｍｌにて抽出を行った。有機層の溶液を硫酸マグネシウムで乾燥後、ロータリーエバポレーターにより濃縮した。その後、得られた固体はトルエンで再結晶をし、１，６−ジブロモピレン、１，８−ジブロモピレン、１，４−ジブロモピレンを得た。

その後、１，４−ジオキサンとメタノールを使い、再結晶することによって化合物（１）の中間体である１，６−ジブロモピレンを得て、１，８−ジブロモピレン、１，４−ジブロモピレンはカラムクロマトグラフィーによって精製し得た。

次に、１，６−ジブロモピレン１．６６ｇ（０．００４６ｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸３．０ｇ（０．０１０１ｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム０．３ｇ、炭酸カリウム（２Ｍ水溶液）２０ｍｌ、テトラヒドロフラン４０ｍｌをフラスコ中、１５時間加熱還流した。その後、反応液をメタノール（３００ｍｌ）中に注入し、析出した固体を濾取し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、ロータリーエバポレーターにより濃縮した。化合物（１）の粗生成物を２．４６ｇ得た。得られた粗生成物を、カラムクロマトグラフィーにより精製した後、昇華により精製を行った。

実施例２〜７０
以下に示す反応式１〜反応式４を組み合わせて、表１中の化合物を合成した。

反応式１

反応式１中、Ａｒ¹は、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表し、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁷は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、置換アミノ基を表す。また、Ｒ¹¹およびＲ¹²、並びに、Ｒ¹³〜Ｒ¹⁷はそれぞれ隣接する基同士で結合して環を形成してもよい。合成方法は、常法に従い、窒素気流下、−７８℃において、３−ブロモカルバゾール誘導体（Ｉ）１当量に対して、ｎ−ブチルリチウムを反応させた後、ホウ酸トリメチル３当量を反応させて、カルバゾリル−３−ボロン酸誘導体（ＩＩ）を得ることができる。

反応式２

反応式２中、Ｒ²〜Ｒ⁵、Ｒ⁷〜Ｒ¹⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、下記一般式［２］で表されるカルバゾリル基を表す。合成方法としては、９，１０−ジブロモフェニルアントランセン誘導体（ＩＩＩ）１当量に対して、カルバゾリル−３−ボロン酸誘導体（ＩＩ）を２．２当量用いる以外は、実施例１と同様の操作で本発明の化合物（ＩＶ）を得ることができる。

反応式３

反応式３中、Ｒ¹は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、下記一般式［２］で表されるカルバゾリル基を表す。Ｒ²〜Ｒ⁵、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ａｒ¹およびＲ¹¹〜Ｒ¹⁷は前述のものと同義である。

合成方法としては、窒素気流下、カルバゾリル−３−ボロン酸誘導体（ＩＩ）１当量に対して、３−ブロモヨードベンゼン誘導体（Ｖ）を１．２当量用いて、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウムを０．０５当量、２Ｍ炭酸カリウム水溶液を３当量加え、加熱攪拌することによって、３−（３−ブロモフェニル）カルバゾール誘導体（ＶＩ）を得ることができる。

反応式４

反応式４中、Ｒ⁶は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、下記一般式［２］で表されるカルバゾリル基を表す。Ｒ¹〜Ｒ⁴、Ｒ⁷〜Ｒ⁹、Ａｒ¹およびＲ¹¹〜Ｒ¹⁷は前述のものと同義である。

合成方法は、常法に従い、窒素気流下、−７８℃において、９，１０−ジブロモアントラセン誘導体（ＶＩＩ）１当量に対して、ｎ−ブチルリチウムを反応させた後、ホウ酸トリメチル３当量を反応させて、９，１０−ジボロン酸アントラセン誘導体（ＶＩＩＩ）を得ることができる。

以上の反応式１〜反応式４を組み合わせて得られた本発明の化合物の構造については、実施例１と同様、マススペクトル、¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭＲによって同定した。合成した化合物、用いた反応式、および化合物のマススペクトルの測定結果を表７に示す。尚、化合物番号は本明細書中の表1に記載したものと同じである。

表７

有機ＥＬ素子の実施例
以下、本発明の化合物を有機ＥＬ素子用材料として用いた有機ＥＬ素子について下記実施例により説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。実施例においては、特に断りのない限り、混合比は全て重量比を示す。蒸着（真空蒸着）は１０^-6Ｔｏｒｒの真空中にて、基板の加熱や冷却といった温度制御はしない条件下で行った。また、素子の発光特性は、発光素子面積２ｍｍ×２ｍｍの有機ＥＬ素子を用いて特性を測定した。

実施例５６
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、表３のＨＴＭ５を真空蒸着して膜厚６０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、本発明の表１中の化合物（１）を真空蒸着して膜厚２０ｎｍの発光層を得た。さらに、トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を真空蒸着して膜厚２０ｎｍの電子注入層を作成し、その上に、まずフッ化リチウムを１ｎｍ、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１５０ｎｍ蒸着して電極を形成し、有機ＥＬ素子を得た。この素子を６Ｖに駆動させた際の色度は、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１３）の青色発光であった。この素子を発光輝度５００（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表８に示す。

実施例５７〜８２
化合物（１）のかわりに、表１中に示す化合物を用いて発光層を作成した以外は実施例５６と同様に素子を作成した。この素子を発光輝度５００（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表８に示す。

比較例１
以下に示す化合物（Ａ）を用いて発光層を作成した以外は実施例５６と同様に素子を作成した。この素子を６Ｖに駆動させた際の色度は、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．１８，０．１７）の青色発光であった。この素子を発光輝度５００（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度と半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表８に示す。

表８

表８から明らかなように、本発明の化合物はいずれも、比較例１で作成した素子よりも、長寿命で且つ、高い輝度が得られた。

実施例８３
ＩＴＯ電極付きガラス板上に、表２のＨＩＭ３を真空蒸着して膜厚７０ｎｍの正孔注入層を得た。次に、表１の化合物（１）と化合物（Ｂ）とを ５：１００の組成比で共蒸着して膜厚４０ｎｍの発光層を形成した。さらにＡｌｑ３を蒸着して膜厚２０ｎｍの電子注入層を形成した。その上に、酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）を１ｎｍ、さらにＡｌを１００ｎｍ蒸着によって陰極を形成して有機ＥＬ素子を得た。この素子を、直流１０Ｖで駆動させた際の外部量子効率は４．６％を示した。また、発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１３．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表９に示す。

実施例８４〜１０９
化合物（１）の代わりに表９中の化合物を用いた以外は、実施例８３と同様に素子を作成した。これらの素子は、直流電圧１０Ｖでの外部量子効率がいずれも４％以上を示した。また、発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表９に示す。

比較例２
化合物（１）の代わりに、化合物（Ｃ）を用いた以外は実施例８３と同様に素子を作成した。この素子を発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表９に示す。

表９

表９から明らかなように、本発明の化合物はいずれも、比較例２で作成した素子よりも、長寿命で且つ、高い輝度が得られた。

実施例１０９
ＩＴＯ電極付きガラス板上に、表２のＨＩＭ８を真空蒸着して膜厚８０ｎｍの正孔注入層を得た。次に、化合物（Ｂ）と化合物（１）とを１００：３の重量組成比で共蒸着して膜厚３０ｎｍの発光層を形成した。さらに化合物（Ｄ）を蒸着して膜厚３０ｎｍの電子注入層を形成した。その上に、酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）を１ｎｍ、さらにＡｌを１００ｎｍ蒸着によって陰極を形成して有機ＥＬ素子を得た。この素子は、直流電圧１０Ｖでの外部量子効率は３．７％を示した。また、発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表１０に示す。

実施例１１０〜１２９
化合物（１）のかわりに表１０中の化合物を用いた以外は、実施例１０９と同様に素子を作成した。これら素子は、直流電圧１０Ｖでの外部量子効率はいずれも３％以上を示し、また、発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表１０に示す。

比較例３
化合物（１）のかわりに化合物（Ａ）を用いた以外は、実施例１０９と同様に素子を作成した。この素子を発光輝度３５０（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命を測定した。また、電流密度１２．５ｍＡ／ｃｍ²で駆動させた時の初期輝度、および１００℃の環境で１００時間連続駆動させた後の輝度を測定した。結果を表１０に示す。

表１０

表１０から明らかなように、本発明の化合物はいずれも、比較例３で作成した素子よりも、長寿命で高い輝度が得られた。

実施例１３０
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、表３のＨＴＭ７を真空蒸着して膜厚６０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、本発明の表１中の化合物（２）を真空蒸着して膜厚６０ｎｍの電子輸送性発光層を得た。その上に、まずフッ化リチウムを１ｎｍ、次いでＡｌを２００ｎｍ蒸着して電極を形成して、有機ＥＬ素子を得た。この素子は、８Ｖにて発光輝度６３００（ｃｄ／ｍ²）の青色発光を示した。

実施例１３１
ＩＴＯ電極付きガラス板上に、ＨＩＭ２を蒸着して膜厚６５ｎｍの正孔注入層を形成した。次に、表１の化合物（２）と化合物（Ｅ）とを１００：３の組成比で共蒸着して膜厚４５ｎｍの発光層を形成した。さらに、表６のＥＳ２を蒸着して膜厚２０ｎｍの電子輸送層を形成した。その上に、さらに、Ａｌｑ３を真空蒸着して膜厚１０ｎｍの電子注入層を作成し、その上に、まずフッ化リチウムを１ｎｍ、次いでＡｌを２００ｎｍ蒸着して電極を形成して、有機ＥＬ素子を得た。この素子を発光輝度５００（ｃｄ／ｍ²）で室温にて定電流駆動したときの輝度半減寿命は１０００時間以上あった。

実施例１３２
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ(３，４−エチレンジオキシ)−２，５−チオフェン／ポリスチレンスルホン酸、Ｂａｙｅｒ社製ＢＡＹＴＲＯＮ Ｐ ＶＰ ＣＨ８０００）をスピンコート法にて製膜し、膜厚４０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）を６０％および、化合物（２７）を３％および電子輸送材料（化合物（Ｆ））３７％を２.０ｗｔ％の濃度でトルエンに溶解させ、スピンコーティング法により７０ｎｍの膜厚の発光層を得た。さらにその上に、Ｃａを２０ｎｍ蒸着した後、Ａｌを２００ｎｍ蒸着して電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。この素子について通電試験を行ったところ、最大発光輝度６２０ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

実施例２１３
洗浄したＩＴＯ電極付きガラス板上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ(３，４−エチレンジオキシ)−２，５−チオフェン／ポリスチレンスルホン酸、Ｂａｙｅｒ社製ＢＡＹＴＲＯＮ Ｐ ＶＰ ＣＨ８０００）をスピンコート法にて製膜し、膜厚４０ｎｍの正孔注入層を得た。次いで、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）を６０％および、化合物（４０）を３％および電子輸送材料（化合物（Ｇ））３７％を２.０ｗｔ％の濃度でトルエンに溶解させ、スピンコーティング法により７０ｎｍの膜厚の発光層を得た。さらにその上に、Ｃａを２０ｎｍ蒸着した後、Ａｌを２００ｎｍ蒸着して電極を形成して有機ＥＬ素子を得た。この素子について通電試験を行ったところ、最大発光輝度６４０ｃｄ／ｍ²の青色発光が得られた。

以上のように、本発明で示されたカルバゾリル基を有する化合物を用いることにより、高い性能のＥＬ素子が作成できる。比較化合物に対して格段に高い性能が発揮されることは明らかであり、有機ＥＬ素子の高い発光効率、低駆動電圧化、長寿命化、高色純度な青色発光が達成できる。

Claims (12)

1. 下記一般式［１］で表されるカルバゾリル基を有する化合物。
   一般式［１］
   

   

   （式中、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、下記一般式［２］で表されるカルバゾリル基を表す。但し、Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、２ないし４つの基は、一般式［２］で表されるカルバゾリル基である。）
   一般式［２］
   

   

   （式中、Ａｒ¹は、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、または、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基を表し、
   Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁷は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、置換アミノ基を表す。また、Ｒ¹¹およびＲ¹²、並びに、Ｒ¹³〜Ｒ¹⁷はそれぞれ隣接する基同士で結合して環を形成してもよい。）
2. Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、いずれか２つが、それぞれ独立に一般式［２］で表されるカルバゾリル基を有する請求項1記載のカルバゾリル基を有する化合物。
3. Ｒ¹およびＲ⁴、または、Ｒ¹およびＲ⁶が、それぞれ独立に一般式[２]で表わされるカルバゾリル基である請求項１または２記載のカルバゾリル基を有する化合物。
4. Ａｒ¹が、下記一般式［３］で表される置換もしくは未置換のフェニル基である請求項１または２記載のカルバゾリル基を有する化合物。
   一般式［３］
   

   

   
   （式中、Ｒ¹⁸〜Ｒ²²は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは未置換の１価の脂肪族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の芳香族炭化水素基、置換もしくは未置換の１価の脂肪族複素環基、置換もしくは未置換の１価の芳香族複素環基、シアノ基、置換シリル基、または、置換アミノ基を表す。また、Ｒ¹⁸およびＲ²²はそれぞれ隣接する基同士で結合して環を形成してもよい。）
5. Ｒ¹⁸〜Ｒ²²が、水素原子である請求項１ないし４いずれか記載のカルバゾリル基を有する化合物。
6. 一般式［２］が下記一般式［４］で表される基である請求項１ないし５いずれか記載のカルバゾリル基を有する化合物。
   一般式［４］
   

   
7. Ｒ¹〜Ｒ¹⁰のうち、一般式［２］で表わされるカルバゾリル基以外の基全てが、水素原子である請求項１ないし６いずれか記載のカルバゾリル基を有する化合物。
8. 請求項１ないし７いずれか記載のカルバゾリル基を有する化合物を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
9. 一対の電極間に発光層を含む複数層の有機層を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層の少なくとも一層が、請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 一対の電極間に発光層または発光層を含む複数層の有機層を形成してなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層が請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含んでなる有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 発光層が更にリン光発光材料を含んでなる請求項９または１０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 発光層が塗布により成膜されてなる請求項１０または１１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。