JP4822687B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる有機電界発光素子に関する。
今日、種々の表示素子に関する研究開発が活発であり、中でも有機電界発光（ＥＬ）素子は、低電圧で高輝度の発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。ＥＬ素子に用いられる従来の縮環芳香族化合物は化学的に安定であるが、Ｔ１（最低三重項励起エネルギー準位）が低い。そのため三重項発光を利用する有機電界発光素子のさらなる改良が望まれている。
このように縮環芳香族化合物は一般にＴ１のエネルギーレベルが低いため、ドーパントに対するエネルギー移動効率の点で不利である。発光効率向上のためには、より高いＴ１エネルギーレベルを有する芳香族炭化水素材料の開発が望まれていた。例えば特許文献１にはテトラフェニレンを用いる有機電界発光素子が開示されているが、まだ発光効率の点で満足できるものではない。
特開２００１−１６７８８４号公報
本発明の目的は、発光特性及び駆動耐久性（特に長時間駆動性）が優れる有機電界発光素子の提供にある。
本発明者らは上記の技術課題を解決すべく、鋭意検討を行ったところテトラフェニレン化合物を三重項発光材料と併用することにより、また、該テトラフェニレン化合物としてビス体などの多量体を用いることにより、有機発光層が高いＴ１エネルギーレベルを示すことを見出した。そしてこの有機発光層を発光素子中に用いると発光効率が高く、優れた駆動耐久性を示す素子が得られることを見出しこの知見に基づき本発明をなすに至った。
本発明の課題は下記手段によって達成された。
１）一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層に一般式（２）で表される化合物の少なくとも１種を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
一般式（２）
Ｌ−（Ｔ）ｎ
（式中、Ｌは単結合、あるいは２価以上の連結基を表し、Ｔは一般式（１）で表される構造のＲ１〜Ｒ１６のいずれかから水素原子などの原子を脱離して得られる基、又はＲ１〜Ｒ１６のいずれか１つを除いて得られる基を表す。ｎは２以上の整数を表し、複数のＴは互いに独立であり、互いに同じでも異なっていてもよい。）
一般式（１）
一般式（２）
Ｌ−（Ｔ）ｎ
（式中、Ｌは単結合、あるいは２価以上の連結基を表し、Ｔは一般式（１）で表される構造のＲ１〜Ｒ１６のいずれかから水素原子などの原子を脱離して得られる基、又はＲ１〜Ｒ１６のいずれか１つを除いて得られる基を表す。ｎは２以上の整数を表し、複数のＴは互いに独立であり、互いに同じでも異なっていてもよい。）
一般式（１）
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６は水素原子もしくは置換基を表す。）
２）前記Ｌが、単結合、又はＣ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＧｅからなる群より選ばれる少なくとも１つの原子を含有して形成される連結基であることを特徴とする１）に記載の有機電界発光素子。
３）前記Ｌが、単結合、２価以上の芳香環、２価以上の芳香族複素環、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする１）又は２）に記載の有機電界発光素子。
４）前記Ｌが、単結合、２価以上のベンゼン、２価以上のナフタレン、２価以上のビフェニル、２価以上のテルフェニル、２価以上のトリフェニレン、２価以上のフェナンスレン、２価以上のトリアゾール、２価以上のピリジン、２価以上のピリミジン、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする１）〜３）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
５）前記発光層に、三重項発光材料を含有することを特徴とする１）〜４）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
６）前記一般式（２）で表される化合物の少なくとも１種が発光層に含まれることを特徴とする１）〜５）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
７）前記発光層中に、さらに電子注入輸送化合物を含有することを特徴とする１）〜６）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
８）電子注入輸送性化合物が金属錯体であることを特徴とする７）に記載の有機電界発光素子。
９）電子注入輸送性化合物が、窒素原子を少なくとも２つ含むヘテロ環化合物であることを特徴とする７）又は８）に記載の有機電界発光素子。
３）前記Ｌが、単結合、２価以上の芳香環、２価以上の芳香族複素環、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする１）又は２）に記載の有機電界発光素子。
４）前記Ｌが、単結合、２価以上のベンゼン、２価以上のナフタレン、２価以上のビフェニル、２価以上のテルフェニル、２価以上のトリフェニレン、２価以上のフェナンスレン、２価以上のトリアゾール、２価以上のピリジン、２価以上のピリミジン、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする１）〜３）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
５）前記発光層に、三重項発光材料を含有することを特徴とする１）〜４）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
６）前記一般式（２）で表される化合物の少なくとも１種が発光層に含まれることを特徴とする１）〜５）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
７）前記発光層中に、さらに電子注入輸送化合物を含有することを特徴とする１）〜６）のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
８）電子注入輸送性化合物が金属錯体であることを特徴とする７）に記載の有機電界発光素子。
９）電子注入輸送性化合物が、窒素原子を少なくとも２つ含むヘテロ環化合物であることを特徴とする７）又は８）に記載の有機電界発光素子。
本発明の発光素子は発光特性、耐久性（特に、長時間駆動耐久性等）が優れる。
一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層（有機化合物層）を有する有機電界発光素子であって、一般式（１）で表される化合物を少なくとも１種と、発光材料の少なくとも１種とを有機層に含み、三重項発光材料とを含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。
三重項励起状態からの発光はりん光と同義であり、本明細書及び請求項において、りん光を発する材料のことをりん光材料と記述する。りん光材料としては特に限定しないが、遷移金属錯体が好ましい。遷移金属錯体の中心金属としては特に限定されないが、イリジウム、白金、レニウム、ルテニウムが好ましく、イリジウム、白金がより好ましく、イリジウムが更に好ましい。
また、遷移金属錯体としては、オルトメタル化錯体が好ましい。オルトメタル化錯体（ｏｒｔｈｏｍｅｔａｌａｔｅｄ Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ）とは、例えば「有機金属化学−基礎と応用−」ｐ１５０，２３２ 裳華房社 山本明夫著 １９８２年発行、及び「配位化合物の光化学及び光物理学」（Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ） ７１〜７７頁，１３５〜１４６頁 （スプリンガー−フェルラグ社） Ｈ．イエルシン著（１９８７年発行）等に記載されている化合物群の総称である。
本発明に用いられるりん光材料は、２０℃でのりん光量子収率が ７０％以上の材料が好ましく、２０℃でのりん光量子収率が８０％以上の材料がより好ましく、２０℃でのりん光量子収率が８５％以上の材料がさらに好ましい。りん光量子収率が低すぎると素子の発光効率が低下する。
本発明の発光素子は陰極と発光層の間にイオン化ポテンシャル５．９ｅＶ以上（より好ましくは６．０ｅＶ以上）の化合物を含有する層を用いるのが好ましく、イオン化ポテンシャル５．９ｅＶ以上の電子輸送層を用いるのがより好ましい。
本発明の発光素子は色純度の観点から、発光スペクトルの半値幅は１００ｎｍ以下が好ましく、９０ｎｍ以下がより好ましく、８０ｎｍ以下がさらに好ましく、７０ｎｍ以下が特に好ましい。
なお本発明の発光素子は、りん光発光材料の励起子エネルギーによって他の発光材料が励起され、実質的にこれが発光するものも含む。
一般式（１）で表される化合物について説明する。一般式（１）に含まれるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６は水素原子もしくは置換基を表す。置換基としては、例えば、アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメチル、エチル、ｉｓｏ−プロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ヘキサデシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、３−ペンテニルなどが挙げられる。）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばプロパルギル、３−ペンチニルなどが挙げられる。）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル、ｐ−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。）、
アミノ基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１０であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシなどが挙げられる。）、ヘテロアリールオキシ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。）、アシル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばアセチル、ベンゾイル、ホルミル、ピバロイルなどが挙げられる。）、
アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニルなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルなどが挙げられる。）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセトキシ、ベンゾイルオキシなどが挙げられる。）、アシルアミノ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１０であり、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノなどが挙げられる。）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数２〜１２であり、例えばメトキシカルボニルアミノなどが挙げられる。）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数７〜３０、より好ましくは炭素数７〜２０、特に好ましくは炭素数７〜１２であり、例えばフェニルオキシカルボニルアミノなどが挙げられる。）、スルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルホニルアミノ、ベンゼンスルホニルアミノなどが挙げられる。）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜３０、より好ましくは炭素数０〜２０、特に好ましくは炭素数０〜１２であり、例えばスルファモイル、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、フェニルスルファモイルなどが挙げられる。）、カルバモイル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばカルバモイル、メチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、フェニルカルバモイルなどが挙げられる。）、
アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、スルホニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメシル、トシルなどが挙げられる。）、スルフィニル基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニルなどが挙げられる。）、ウレイド基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばウレイド、メチルウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。）、リン酸アミド基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばジエチルリン酸アミド、フェニルリン酸アミドなどが挙げられる。）、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、ヘテロ環基（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２であり、ヘテロ原子としては、例えば窒素原子、酸素原子、硫黄原子、具体的には例えばイミダゾリル、ピリジル、キノリル、フリル、チエニル、ピペリジル、モルホリノ、ベンズオキサゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基などが挙げられる。）、シリル基（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、特に好ましくは炭素数３〜２４であり、例えばトリメチルシリル、トリフェニルシリルなどが挙げられる。）などが挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６に含まれる置換基の例として好ましくはアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはアリール基、ヘテロアリール基である。
一般式（１）で表される化合物は、その骨格上のＲ１〜Ｒ１６を介して、又はＲ１〜Ｒ１６のいずれかの水素原子などの原子が離脱して、２個以上が結合することにより形成した２量体以上の多量体を形成していてもよい。このように一般式（１）で表される化合物は低分子化合物であっても良く、また、オリゴマー化合物、ポリマー化合物（重量平均分子量（ポリスチレン換算）が好ましくは１０００〜５００００００、より好ましくは２０００〜１００００００、さらに好ましくは３０００〜１０００００である。）であっても良い。ポリマー化合物の場合、トリフェニレン構造がポリマー主鎖を構成するように含まれても良く、また、ポリマー側鎖に含まれていても良い。また、ポリマー化合物の場合、ホモポリマー化合物であっても良く、共重合体であっても良い。本発明の化合物は低分子化合物が好ましい。
一般式（１）で表される化合物のＴ１レベル（最低三重項励起状態のエネルギーレベル）は４５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上（１８８．３ＫＪ／ｍｏｌ以上）、８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以下（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ以下）が好ましく、５５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上（２５１．０ＫＪ／ｍｏｌ以上）、８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以下（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ以下）がより好ましく、６０Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上（２７２．０ＫＪ／ｍｏｌ以上）、８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ以下（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ以下）ががさらに好ましい。
一般式（２）で表される化合物のＴ１レベルは５５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１．０ＫＪ／ｍｏｌ）以上８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ）以下が好ましく、６０Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．０ＫＪ／ｍｏｌ）以上８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ）以下がより好ましい。
一般式（２）で表される化合物のＴ１レベルは５５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１．０ＫＪ／ｍｏｌ）以上８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ）以下が好ましく、６０Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．０ＫＪ／ｍｏｌ）以上８５Ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３５５．６ＫＪ／ｍｏｌ）以下がより好ましい。
次に一般式（２）で表される化合物について説明する。Ｌは単結合あるいは２価以上の連結基を表す。Ｌで表される連結基として好ましくは単結合、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｇｅなどで形成される連結基であり、さらに好ましくは単結合、２価以上の芳香環、２価以上の芳香族複素環、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子である。最も好ましくは単結合、２価以上のベンゼン、２価以上のナフタレン、２価以上のビフェニル、２価以上のテルフェニル、２価以上のトリフェニレン、２価以上のフェナンスレン、２価以上のトリアゾール、２価以上のピリジン、２価以上のピリミジン、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子である。一般式（２）で表される化合物は、前記の一般式（１）で表される化合物のＲ１〜Ｒ１６のいずれかから水素原子などの原子を離脱して得られる基で結合した、又はＲ１〜Ｒ１６のいずれか１つを除いて結合した２量体以上の多量体を形成したものに相当する。
Ｌで表される連結基は置換基を有しても良く、置換基はＲ１〜Ｒ１６について述べた前記置換基と同義である。置換基として好ましくはアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基であり、より好ましくはアリール基、ヘテロアリール基である。
Ｌで表される連結基の具体例としては単結合の他、例えば以下のものが挙げられるが、本発明のＬはこれらに限定されない。下記の連結基中、フリーの結合手の全てに前記の一般式（１）から誘導されるテトラフェニレン基が結合していてもよいが、これに限定されるわけではなく、少なくとも２本の結合手に結合していればよい。この場合テトラフェニレン基の結合しない結合手には、水素原子や通常の置換基が結合していてもよい。
一般式（２）においてｎは２以上の整数を表し、好ましくは２〜８の整数であり、さらに好ましくは２〜４の整数である。
一般式（１）又は（２）で表される化合物と三重項発光材料の比は、前者の構造、後者のＴ１レベルなどによって異なるが、質量比で好ましくは５０：５０〜９９．９：０．１、より好ましくは８０：２０〜９９：１である。
一般式（１）又は（２）で表される化合物と三重項発光材料の比は、前者の構造、後者のＴ１レベルなどによって異なるが、質量比で好ましくは５０：５０〜９９．９：０．１、より好ましくは８０：２０〜９９：１である。
また本発明の有機電界発光素子において、一般式（２）で表される化合物を有機層に含有することにより、耐久性が向上されるが、その理由はまだ定かではないが、
（１）電荷輸送部位が多い分、キャリア輸送能が向上して、これにより効率が向上するために結果的に耐久性が向上する、
（２）分子のアモルファス性が向上し、又はＴｇが向上して、素子中での結晶化、又は界面混合が抑制されるため耐久性が向上する、
等が推定される。
（１）電荷輸送部位が多い分、キャリア輸送能が向上して、これにより効率が向上するために結果的に耐久性が向上する、
（２）分子のアモルファス性が向上し、又はＴｇが向上して、素子中での結晶化、又は界面混合が抑制されるため耐久性が向上する、
等が推定される。
本発明はさらに一対の電極間に、発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機電界発光素子であって、下記一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）又は一般式（１Ｃ）のいずれかで表される化合物を少なくとも１種含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。
（式中、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36は水素原子もしくは置換基を表し、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36のうち少なくとも一つはハメットのシグマパラ値が0.05以上の置換基である。）
（式中、Ｒ101、Ｒ102、Ｒ103、Ｒ104、Ｒ105、Ｒ106、Ｒ107、Ｒ108、Ｒ109、Ｒ110、Ｒ111、Ｒ112、Ｒ113、Ｒ114、Ｒ115、Ｒ116は互いに同じでも異なっていてもよい置換基を表し、これらの置換基のうち少なくとも１つは置換もしくは無置換のアリール基を表す。）
（式中、Ｒ201、Ｒ202、Ｒ203、Ｒ204、Ｒ205、Ｒ206、Ｒ207、Ｒ208、Ｒ209、Ｒ210、Ｒ211、Ｒ212、Ｒ213、Ｒ214、Ｒ215、Ｒ216は互いに同じでも異なっていてもよい置換基を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ独立に０〜５の整数を表す。）
この場合、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）又は一般式（１Ｃ）のいずれかで表される化合物は発光層中ホスト材料として含まれることが好ましい。
本発明の発光素子中に一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）又は一般式（１Ｃ）のいずれかで表される化合物が含まれる場合、発光材料は一重項励起子から発光する蛍光発光性化合物、または、三重項励起子から発光するりん光発光性化合物のいずれであっても良いが、りん光発光材料であることがより好ましい。
発光材料としては例えばベンゾオキサゾールおよびそれらの誘導体、ベンゾイミダゾールおよびそれらの誘導体、ベンゾチアゾールおよびそれらの誘導体、スチリルベンゼンおよびそれらの誘導体、ポリフェニルおよびそれらの誘導体、ジフェニルブタジエンおよびそれらの誘導体、テトラフェニルブタジエンおよびそれらの誘導体、ナフタルイミドおよびそれらの誘導体、クマリンおよびそれらの誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノンおよびそれらの誘導体、オキサジアゾールおよびそれらの誘導体、オキサジンおよびそれらの誘導体、アルダジンおよびそれらの誘導体、ピラリジンおよびそれらの誘導体、シクロペンタジエンおよびそれらの誘導体、ビススチリルアントラセンおよびそれらの誘導体、キナクリドンおよびそれらの誘導体、ピロロピリジンおよびそれらの誘導体、チアジアゾロピリジンおよびそれらの誘導体、シクロペンタジエンおよびそれらの誘導体、スチリルアミンおよびそれらの誘導体、ジケトピロロピロールおよびそれらの誘導体、芳香族ジメチリディンおよびそれらの化合物、８−キノリノールおよびそれらの誘導体の金属錯体やピロメテンおよびそれらの誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シランおよびそれらの誘導体等が挙げられる。発光材料は好ましくは縮合芳香族化合物、キナクリドンおよびそれらの誘導体、ジケトピロロピロールおよびそれらの誘導体、ピロメテンおよびそれらの誘導体の金属錯体、希土類錯体、遷移金属錯体であり、さらに好ましくは縮合芳香族化合物、遷移金属錯体である。
発光材料がりん光発光材料である場合、好ましいりん光材料の範囲は前記一般式（１）で表される化合物を含有する素子に含まれるりん光材料と同じである。
次に一般式（１Ａ）で表される化合物について詳しく説明する。
式中、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36は水素原子もしくは置換基を表し、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、Ｒ27、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36のうち少なくとも一つはハメットのシグマパラ値が0.05以上の置換基である。
置換基としては例えば前記Ｒ1〜Ｒ16について述べた置換基から選ばれるが、好ましくは窒素原子を２以上含むヘテロ環骨格を含有する基、あるいはハロゲン原子であり、より好ましくはピリジン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環骨格を含有する基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくはピリジン環、イミダゾピリジン環骨格を含有する基、フッ素原子である。
一般式（１）で表される化合物はテトラフェニレン構造を一つのみ有することが好ましい。
次に一般式（１Ｂ）で表される化合物について説明する。
式中、Ｒ101、Ｒ102、Ｒ103、Ｒ104、Ｒ105、Ｒ106、Ｒ107、Ｒ108、Ｒ109、Ｒ110、Ｒ111、Ｒ112、Ｒ113、Ｒ114、Ｒ115、Ｒ116は互いに同じでも異なっていてもよい置換基を表す。置換基としては前記Ｒ1〜Ｒ16について述べた置換基が挙げられるが、Ｒ101〜Ｒ116のうち少なくとも１つは置換もしくは無置換のアリール基である。
該アリール基としては単環のアリール基または２環以上の環が縮環した縮合環のアリール基であり、好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナントレニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオレニル基、ルブレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、ベンゾアンスリル基、ベンゾフェナントレニル基、ジフェニルアンスリル基などが挙げられる。
該アリール基として好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アンスリル基であり、より好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基であり、最も好ましくはフェニル基である。
次に一般式（１Ｃ）で表される化合物について説明する。
上記一般式（１Ｃ）中、Ｒ201、Ｒ202、Ｒ203、Ｒ204、Ｒ205、Ｒ206、Ｒ207、Ｒ208、Ｒ209、Ｒ210、Ｒ211、Ｒ212、Ｒ213、Ｒ214、Ｒ215、Ｒ216は互いに同じでも異なっていてもよい置換基を表す。置換基としては前記Ｒ1〜Ｒ16について述べた置換基が挙げられる。Ｒ201〜Ｒ216として好ましくはアルキル基、アリール基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、フェニル基、ビフェニル基であり、さらに好ましくはメチル基、フェニル基である。
ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ独立に０〜５の整数を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄとして好ましくは０〜３であり、より好ましくは０もしくは１であり、さらに好ましくは０である。
次に本発明の一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、および一般式（１Ｃ）の化合物例を示すが、本発明はこれに限定されない。
次に、本発明の化合物の製造方法について述べる。本発明の化合物中に含まれるテトラフェニレン骨格は例えば下記の文献１〜４に記載の方法に準じて合成することが出来る。
文献
１． ユスツス・リービツヒス・アナーレン・デル・へミ（Ｊｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ）， ７０４， ９１ （１９６７）．
１． ユスツス・リービツヒス・アナーレン・デル・へミ（Ｊｕｓｔｕｓ Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎａｌｅｎ ｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ）， ７０４， ９１ （１９６７）．
２． テトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔｅｒｓ）， ３９， ５３９３ （１９９８）．
３． ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイエティ（パーキン・トランザクションズ）（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ： Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ） １， １５９ （２００１）．
４． アンゲバンテ・ヘミ，インターナショナル英語版（Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ， Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ ｉｎ Ｅｎｇｌｉｓｈ）， 36， １６０７ （１９９７）．
一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物は種々の公知の芳香族炭素炭素結合生成反応あるいは炭素窒素結合生成反応を利用して合成可能であり、例えば、テトラフェニレン骨格を有するハロゲン化合物とホウ酸誘導体、あるいはテトラフェニレン骨格を有するハロゲン化合物と芳香族アミン化合物とのパラジウム触媒存在下における反応により合成することが出来る。
テトラフェニレン骨格を有するハロゲン化合物のハロゲン原子は、好ましくは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、特に好ましくは臭素原子である。
パラジウム触媒としては、特に限定しないが、例えば、パラジウムテトラキストリフェニルホスフィン、パラジウムカーボン、酢酸パラジウム、パラジウムジクロライド（ｄｐｐｆ）（ｄｐｐｆ：１，１’−ビスジフェニルホスフィノフェロセン）などが挙げられる。トリフェニルホスフィン、P(t-Bu)3などの配位子を同時に添加しても良い。
本反応は、塩基を用いたほうが好ましい。用いる塩基の種類は特に限定しないが、例えば、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミンなどが挙げられる。用いる塩基の量は特に限定しないが、反応部位に対して、好ましくは０．１〜２０当量、特に好ましくは１〜１０当量である。
本反応は溶媒を用いた方が好ましい。用いる溶媒は特に限定しないが、例えば、エタノール、水、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジメチルホルムアミド、トルエン、テトラヒドロフラン及びそれらの混合溶媒を用いることができる。
本発明の化合物を合成する際の反応温度は特に限定はないが、好ましくは２０〜２２０℃、好ましくは２０〜１８０℃、より好ましくは２０〜１５０℃である。
一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物は本発明の発光素子中、いずれの層に含まれていても良いが、正孔輸送層あるいは発光層中に含まれることが好ましく、発光層中に含まれることがさらに好ましい。
本発明の発光素子の発光層中に前記一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物が含まれる場合には、これらとともに電子注入輸送を担う化合物（Ｂ）を含んでもよい。
本発明の発光素子の発光層中に前記一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物が含まれる場合には、これらとともに電子注入輸送を担う化合物（Ｂ）を含んでもよい。
発光層中に含有される電子を注入輸送する化合物とは、発光層中において電子の注入及び／又は輸送の役割を担う化合物の意であり、その化合物を発光層に添加することにより、電子の注入又は輸送が促進される化合物のことであり、もしくは、Ｅａ値（電子親和力）が電子注入輸送に適した値（例えば下記値）にある化合物のことである。
発光層中に電子注入輸送を担う化合物が含まれている場合、発光層中への電子の注入が容易になることで駆動電圧を下げることが出来、これによって高い電界を印加することに由来する材料の分解を抑えることが出来る。また化合物（Ｂ）が電子輸送を担うため、一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物に電子が注入されることで起こる材料の分解を抑制することが出来る。
電子を注入・輸送する化合物のＥａ値（電子親和力）は、２．０ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．３ｅＶ以上、３．４ｅＶ以下がより好ましく、２．５ｅＶ以上、３．３ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
電子を注入・輸送する化合物の発光層中の濃度は、５質量％以上９０質量％以下が好ましく、１０質量％以上８５質量％以下がより好ましく、１０質量％以上８０質量％以下がさらに好ましく、１０質量％以上７５質量％以下が特に好ましい。
発光層中に前記一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物とともに電子注入・輸送を担う化合物（Ｂ）が含まれている場合、発光層中の濃度は一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物が９５質量％以下１０質量％以上、電子を注入・輸送する化合物（Ｂ）が５質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物が９０質量％以下１５質量％以上、電子を注入・輸送する化合物（B）が１０質量％以上８５質量％以下であることがより好ましく、一般式（１）、一般式（２）、一般式（１Ａ）、一般式（１Ｂ）、又は一般式（１Ｃ）で表される化合物が９０質量％以下２０質量％以上、電子を注入・輸送する化合物（Ｂ）が１０質量％以上８０質量％以下であることがさらに好ましい。
電子を注入・輸送する化合物として好ましくは、金属錯体（例えばアルミニウム錯体、亜鉛錯体など、８−ヒドロキシキノリノール誘導体（例えば２−メチル−８−ヒドロキシキノリノールなど）を配位子にする錯体は好ましくない）、含窒素ヘテロ環化合物（例えば、アゾール誘導体、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体など）、有機ケイ素化合物（例えばシロール誘導体など）であり、より好ましくは窒素原子を少なくとも２つ含むヘテロ環化合物、金属錯体であり、さらに好ましくは窒素原子を少なくとも２つ含むヘテロ環化合物である。特に好ましくは下記の一般式（３）で表される化合物である。また、特開２００２−１００４７６に記載の一般式（Ａ−ＩＩＩ）、（Ａ−ＩＶ）、（Ａ−Ｖ）、（Ａ）、（Ａ−ａ）、（Ａ−ｂ）、（Ａ−ｃ）、（Ｂ−ＩＩ）、（Ｂ−ＩＩＩ）、（Ｂ−ｉＶ）、（Ｂ−Ｖ）、（Ｂ−ＶＩ）、（Ｂ−ＶＩＩ）、（Ｂ−ＶＩＩＩ）、及び、（Ｂ−ＩＸ）で表される化合物、及び、特開２０００−３０２７５４に記載の一般式（１）〜（４）で表される化合物も好適に使用することができる（好ましい範囲は特開２００２−１００４７６及び特開２０００−３０２７５４に記載の通りである）。
一般式（３）で表される化合物について説明する。Ｒ３１は水素原子又は置換基を表す。置換基としては前記の置換基があげられる。Ｒ３１はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アリール基、ヘテロアリール基がより好ましく、アリール基がさらに好ましい。
なお、本明細書及び請求の範囲においてヘテロアリール基とは、アリール基を構成する炭素原子の少なくとも１つがＮ，Ｏ，Ｓから選ばれる原子で置き換えられた基という意味である。
なお、本明細書及び請求の範囲においてヘテロアリール基とは、アリール基を構成する炭素原子の少なくとも１つがＮ，Ｏ，Ｓから選ばれる原子で置き換えられた基という意味である。
Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４はそれぞれ窒素原子、置換又は無置換の炭素原子を表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４の少なくとも一つは窒素原子である。炭素原子上の置環基としては、前記Ｒ３１で説明した基が挙げられ、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましい。
Ｘ３１が置環又は無置換の炭素原子であり、Ｘ３２が窒素原子であり、Ｘ３３、Ｘ３４がそれぞれ置換炭素原子であることが好ましい。また、Ｘ３３、Ｘ３４上の置換基が結合し、芳香環を形成することが好ましい。
一般式（３）で表される化合物の好ましいものは一般式（４）又は一般式（５）で表される化合物であり、より好ましいものは、一般式（４）で表される化合物である。
一般式（４）について説明する。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３はそれぞれ水素原子又は置換基を表す。置換基としては例えば前記Ｒ３１で説明した基が挙げられる。
Ｒ４１はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アルキル基、アリール基がより好ましく、アルキル基がさらに好ましい。
Ｒ４２、Ｒ４３はそれぞれアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して芳香環を形成する基が好ましく、結合して芳香環を形成する基がより好ましい。
Ｌ４１は連結基を表す。連結基がポリアルキレン、ポリエステルなどのポリマー主鎖であっても良い（例えばポリビニルイミダゾール誘導体を形成しても良い）。Ｌ４１は好ましくはアリール連結基、ヘテロアリール連結基、アルキル連結基、アルキレンポリマー主鎖であり、より好ましくはアリール連結基、ヘテロアリール連結基であり、さらに好ましくは、含窒素ヘテロアリール連結基である。
ｎ４１は２以上の整数を表す。Ｌ４１に結合する複数の含窒素へテロ環基は同じであっても異なっても良い。Ｌ４１がポリマー主鎖で無い場合、ｎ４１は２〜６が好ましく、３，４がより好ましい。Ｌ４１がポリマー主鎖の場合、ｎ４１はポリマー主鎖の繰り返し単位に相当する値になる（例えばビニルカルバゾールの１００量体の場合、ｎ４１は１００となる）。
Ｌ４２は２価の連結基を表す。Ｌ４２はアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、酸素連結基、カルボニル連結基、アミノ連結基が好ましく、アルキレン基、アリーレン基がより好ましい。
ｎ４２は０〜６の整数を表し、０〜３が好ましく、０、１がより好ましい。ｎ４２が複数の場合、複数のＬ４２は同じであっても異なっていても良い。
一般式（５）について説明する。Ｒ52、Ｒ53はそれぞれ水素原子又は置換基を表す。置換基としては例えば前記Ｒ３１で説明した基が挙げられる。
Ｒ５２、Ｒ５３はそれぞれアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、結合して芳香環を形成する基が好ましく、結合して芳香環を形成する基がより好ましく、結合して含窒素芳香環を形成する基がさらに好ましい。
Ｒ５４は水素原子又は置換基を表す。置換基としては、例えば、前記Ｒ１１で説明した基が挙げられる。Ｒ５４はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基が好ましく、アリール基、ヘテロアリール基がより好ましく、アリール基がさらに好ましい。
Ｌ５１、Ｌ５２、ｎ５１、ｎ５２はそれぞれ前記Ｌ４１、Ｌ４２、ｎ４１、ｎ４２と同義であり、好ましい範囲も同じである。
次に、本発明の発光素子に関して説明する。本発明の発光素子は、本発明の化合物を利用する素子であればシステム、駆動方法、利用形態など特に問わないが、本発明の化合物と三重項発光材料が同一層に有るものが好ましい。代表的な発光素子として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を挙げることができる。
本発明で有機層とは正孔輸送層、発光層などをいう。
本発明の化合物を含有する発光素子の有機層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法などの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、コーティング法、転写法が好ましい。
本発明の化合物を含有する発光素子の有機層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法などの方法が用いられ、特性面、製造面で抵抗加熱蒸着、コーティング法、転写法が好ましい。
本発明の発光素子は陽極、陰極の一対の電極間に発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層（発光層単層も含む）を形成した素子であり、発光層のほか正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、保護層などを有してもよく、またこれらの各層はそれぞれ他の機能を備えたものであってもよい。各層の形成にはそれぞれ種々の材料を用いることができる。
陽極は正孔注入層、正孔輸送層、発光層などに正孔を供給するものであり、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物などを用いることができ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以上の材料である。具体例としては酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられ、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からＩＴＯが好ましい。陽極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
陽極は通常、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂基板などの上に層形成したものが用いられる。ガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分であれば特に制限はないが、ガラスを用いる場合には、通常０．２ｍｍ以上、好ましくは０．７ｍｍ以上のものを用いる。
陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾルーゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。
陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理などが効果的である。
陽極の作製には材料によって種々の方法が用いられるが、例えばＩＴＯの場合、電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、化学反応法（ゾルーゲル法など）、酸化インジウムスズの分散物の塗布などの方法で膜形成される。
陽極は洗浄その他の処理により、素子の駆動電圧を下げたり、発光効率を高めることも可能である。例えばＩＴＯの場合、ＵＶ−オゾン処理、プラズマ処理などが効果的である。
陰極は電子注入層、電子輸送層、発光層などに電子を供給するものであり、電子注入層、電子輸送層、発光層などの負極と隣接する層との密着性やイオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれる。陰極の材料としては金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物、又はこれらの混合物を用いることができ、具体例としてはアルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）及びそのフッ化物又は酸化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）及びそのフッ化物又は酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金又はそれらの混合金属、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属等が挙げられ、好ましくは仕事関数が４ｅＶ以下の材料であり、より好ましくはアルミニウム、リチウム−アルミニウム合金又はそれらの混合金属、マグネシウム−銀合金又はそれらの混合金属等である。陰極は、上記化合物及び混合物の単層構造だけでなく、上記化合物及び混合物を含む積層構造を取ることもできる。例えば、アルミニウム／フッ化リチウム、アルミニウム／酸化リチウムの積層構造が好ましい。陰極の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
陰極の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
陰極の作製には電子ビーム法、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法、コーティング法などの方法が用いられ、金属を単体で蒸着することも、二成分以上を同時に蒸着することもできる。さらに、複数の金属を同時に蒸着して合金電極を形成することも可能であり、またあらかじめ調整した合金を蒸着させてもよい。
陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
発光層の材料は、電界印加時に陽極又は正孔注入層、正孔輸送層から正孔を注入することができると共に陰極又は電子注入層、電子輸送層から電子を注入することができる機能や、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層を形成することができるものであれば何でもよく、例えばベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ペリレン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノールの金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、イリジウムトリスフェニルピリジン錯体、及び、白金ポルフィリン錯体に代表される遷移金属錯体、及び、それらの誘導体等が挙げられる。発光層の材料の少なくとも一つは、りん光材料である。発光層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。
発光層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法、転写法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。
発光層の形成方法は、特に限定されるものではないが、抵抗加熱蒸着、電子ビーム、スパッタリング、分子積層法、コーティング法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、ＬＢ法、転写法などの方法が用いられ、好ましくは抵抗加熱蒸着、コーティング法である。
発光層は単一化合物で形成されても良いし、複数の化合物で形成されても良い。また、発光層は一つであっても複数であっても良く、それぞれの層が異なる発光色で発光して、例えば、白色を発光しても良い。単一の発光層から白色を発光しても良い。発光層が複数の場合は、それぞれの発光層は単一材料で形成されていても良いし、複数の化合物で形成されていても良い。
正孔注入層、正孔輸送層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、カルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン誘導体、カーボン膜、本発明の化合物、及び、それらの誘導体等が挙げられる。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜５μｍの範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。正孔注入層、正孔輸送層は上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔注入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、前記正孔注入輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。
正孔注入層、正孔輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、前記正孔注入輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法が用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。
電子注入層、電子輸送層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれか有しているものであればよい。その具体例としては、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、８−キノリノールの金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン、本発明の化合物、及び、それらの誘導体等が挙げられる。電子注入層、電子輸送層の膜厚は特に限定されるものではないが、通常１ｎｍ〜5μｍ範囲のものが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍである。電子注入層、電子輸送層は上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、前記電子注入輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
電子注入層、電子輸送層の形成方法としては、真空蒸着法やＬＢ法、前記電子注入輸送材料を溶媒に溶解又は分散させてコーティングする方法（スピンコート法、キャスト法、ディップコート法など）、インクジェット法、印刷法、転写法などが用いられる。コーティング法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、正孔注入輸送層の場合に例示したものが適用できる。
保護層の材料としては水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、ＣａＦ２等の金属フッ化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙなどの窒化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％未満の防湿性物質等が挙げられる。
保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。
以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に述べるが、本発明はこれらに限定されない。
実施例１
洗浄したＩＴＯ基板を蒸着装置に入れ、まず正孔輸送材料としてα−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−ベンジジン）を５０ｎｍ蒸着した。この上に化合物（１−４）と化合物ａを１７対１の比率（重量比）で３６ｎｍの厚さに共蒸着し、この上にアゾ−ル化合物ｂを３６ｎｍ蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを約１ｎｍ蒸着し、この上にアルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１（それぞれ商品名）を用いて測定した。
その結果、色度値（０．２７、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は７．１％であった。
また本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約５２０時間である。
なお本実施例及び以下の実施例で用いた化合物の構造を次に示す。
洗浄したＩＴＯ基板を蒸着装置に入れ、まず正孔輸送材料としてα−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（α−ナフチル）−ベンジジン）を５０ｎｍ蒸着した。この上に化合物（１−４）と化合物ａを１７対１の比率（重量比）で３６ｎｍの厚さに共蒸着し、この上にアゾ−ル化合物ｂを３６ｎｍ蒸着した。有機薄膜上にパターニングしたマスク（発光面積が４ｍｍ×５ｍｍとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でフッ化リチウムを約１ｎｍ蒸着し、この上にアルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して素子を作製した。東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧をＥＬ素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１（それぞれ商品名）を用いて測定した。
その結果、色度値（０．２７、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は７．１％であった。
また本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約５２０時間である。
なお本実施例及び以下の実施例で用いた化合物の構造を次に示す。
実施例２
化合物（１−４）の代わりに化合物（１−４）と化合物ｃを重量比１：１で混合したものを用いた以外は、実施例１と同様にして素子作製評価した。その結果、色度値（０．２８、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は１２．１％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間は約６２０時間である。
実施例３
化合物（１−４）の代わりに化合物（１−４）と化合物ｄを重量比１：１で混合したものを用いた以外は、実施例１と同様に素子作製評価した。その結果、色度値（０．２８、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は９．１％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約７８０時間である。
実施例４
化合物ａの代わりに化合物ｅを用い、実施例１と同様に素子作製評価した。その結果、色度値（０．１７、０．２６）の青色発光が得られ、素子の外部量子効率は９．５％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約４００時間である。
化合物（１−４）の代わりに化合物（１−４）と化合物ｃを重量比１：１で混合したものを用いた以外は、実施例１と同様にして素子作製評価した。その結果、色度値（０．２８、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は１２．１％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間は約６２０時間である。
実施例３
化合物（１−４）の代わりに化合物（１−４）と化合物ｄを重量比１：１で混合したものを用いた以外は、実施例１と同様に素子作製評価した。その結果、色度値（０．２８、０．６２）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は９．１％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約７８０時間である。
実施例４
化合物ａの代わりに化合物ｅを用い、実施例１と同様に素子作製評価した。その結果、色度値（０．１７、０．２６）の青色発光が得られ、素子の外部量子効率は９．５％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約４００時間である。
実施例５
α−ＮＰＤの代わりに化合物（１−５）を用い、化合物（１−４）の代わりにＣＢＰ（４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル）を用いた以外は実施例１と同様に素子作成評価した。その結果、色度値（０．２７、０．６１）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は１３．２％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約２８０時間であった。
実施例６
洗浄したＩＴＯガラス基板上に、ホール輸送層のＢａｙｔｒｏｎ Ｐ（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）／バイエル社製、商品名）をスピンコートした後、１００℃で１時間真空乾燥した（膜厚約１００ｎｍが形成）。ポリマー（１−１１）４０ｍｇ、化合物ａ １ｍｇ、化合物ｄ ６ｍｇ、をクロロフォルム３．８ｇに溶解し、上記の基板上にスピンコートし（膜厚約５０〜７０ｎｍ）、１００℃で３０分真空乾燥する。この基板上に電子輸送材料ｄを約３６ｎｍ、さらにＬｉＦを膜厚約１ｎｍを順に１０−３〜１０−４Ｐａの真空中で、基板温度室温の条件下蒸着する。この上にパターニングしたマスク（発光面積が５ｎｍ×４ｎｍとなるマスク）を設置し、アルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して素子を作製する。
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧を作成した素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１（それぞれ商品名）を用いて測定した。
その結果、色度値（０．２６、０．６０）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は７．１％であった。
また本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約１２０時間である。
α−ＮＰＤの代わりに化合物（１−５）を用い、化合物（１−４）の代わりにＣＢＰ（４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル）を用いた以外は実施例１と同様に素子作成評価した。その結果、色度値（０．２７、０．６１）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は１３．２％であった。
本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約２８０時間であった。
実施例６
洗浄したＩＴＯガラス基板上に、ホール輸送層のＢａｙｔｒｏｎ Ｐ（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ溶液（ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸ドープ体）／バイエル社製、商品名）をスピンコートした後、１００℃で１時間真空乾燥した（膜厚約１００ｎｍが形成）。ポリマー（１−１１）４０ｍｇ、化合物ａ １ｍｇ、化合物ｄ ６ｍｇ、をクロロフォルム３．８ｇに溶解し、上記の基板上にスピンコートし（膜厚約５０〜７０ｎｍ）、１００℃で３０分真空乾燥する。この基板上に電子輸送材料ｄを約３６ｎｍ、さらにＬｉＦを膜厚約１ｎｍを順に１０−３〜１０−４Ｐａの真空中で、基板温度室温の条件下蒸着する。この上にパターニングしたマスク（発光面積が５ｎｍ×４ｎｍとなるマスク）を設置し、アルミニウムを膜厚約２００ｎｍ蒸着して素子を作製する。
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００型を用いて、直流定電圧を作成した素子に印加し発光させ、その輝度をトプコン社の輝度計ＢＭ−８、発光波長を浜松フォトニクス社製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１（それぞれ商品名）を用いて測定した。
その結果、色度値（０．２６、０．６０）の緑色発光が得られ、素子の外部量子効率は７．１％であった。
また本素子の素子耐久性評価を初期輝度２０００ｃｄ／ｍ２、電流値一定にて行うと輝度半減時間約１２０時間である。
同様に、他の本発明の化合物を用いても、高効率発光素子を作製することができる。
Claims (9)
- 一対の電極間に、発光層を含む少なくとも一層の有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層に一般式（２）で表される化合物の少なくとも１種を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
一般式（２）
Ｌ−（Ｔ）ｎ
（式中、Ｌは単結合、あるいは２価以上の連結基を表し、Ｔは一般式（１）で表される構造のＲ１〜Ｒ１６のいずれかから原子を脱離して得られる基、又はＲ１〜Ｒ１６のいずれか１つを除いて得られる基を表す。ｎは２以上の整数を表し、複数のＴは互いに独立であり、互いに同じでも異なっていてもよい。）
一般式（１）
- 前記Ｌが、単結合、又はＣ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ及びＧｅからなる群より選ばれる少なくとも１つの原子を含有して形成される連結基であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
- 前記Ｌが、単結合、２価以上の芳香環、２価以上の芳香族複素環、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
- 前記Ｌが、単結合、２価以上のベンゼン、２価以上のナフタレン、２価以上のビフェニル、２価以上のテルフェニル、２価以上のトリフェニレン、２価以上のフェナンスレン、２価以上のトリアゾール、２価以上のピリジン、２価以上のピリミジン、炭素原子、窒素原子、又はケイ素原子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層に、三重項発光材料を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記一般式（２）で表される化合物の少なくとも１種が発光層に含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 前記発光層中に、さらに電子注入輸送化合物を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機電界発光素子。
- 電子注入輸送性化合物が金属錯体であることを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子。
- 電子注入輸送性化合物が、窒素原子を少なくとも２つ含むヘテロ環化合物であることを特徴とする請求項７又は８記載の有機電界発光素子。
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