JP5355171B2 - 有機電界発光素子 - Google Patents

Description

本発明は電気エネルギーを光に変換して発光する有機電界発光素子および新規なヘテロ環縮環型有機化合物に関する。

有機電界発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう）は、低電圧駆動で高輝度の発光が得られることから活発に研究開発が行われている。有機電界発光素子は、一対の電極間に有機層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが有機層において再結合し、生成した励起子のエネルギーを発光に利用するものである。

近年、燐光発光材料を用いることにより、素子の高効率化が進んでいる。燐光発光材料としてイリジウム錯体や白金錯体などを用いた燐光発光素子に関する発明が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、高効率と高耐久性を両立する素子の開発には至っていない。

また、特許文献３には、下記式（Ａ）で表される骨格をドーパントとして含む化合物を含有する有機電界発光素子に関する発明が開示されている。

さらに、特許文献４には、下記一般式（Ｂ）で表される、縮合部に窒素原子を有するヘテロ環骨格を含む化合物を含有する有機電界発光素子に関する発明が開示されている。

式中、Ｘは炭素原子もしくは窒素原子を表す。Ｚ₁ならびにＺ₂は、それぞれ独立に含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
しかしながら、特許文献３及び４にはピラゾロイミダゾール骨格を複数有する化合物については開示されていない。
また、実用的な有機電界発光素子の開発には外部量子効率と駆動耐久性とが共に優れた有機電界発光素子とすることが大きな課題であり、さらなる改良が求められている。

米国特許第６３０３２３８号明細書 国際公開第００／５７６７６号パンフレット 特開２００１−１６０４８８号公報 特開２００１−３５７９７７号公報

本発明の目的は、発光効率が高く、かつ耐久性が高い有機電界発光素子の提供にある。さらに、その有機電界発光素子を提供するために好適なピラゾロイミダゾール骨格を複数有する化合物を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、ピラゾロイミダゾール骨格を複数有する化合物を有機層に含有する有機電界発光素子が、上記課題を解決することを見出した。すなわち、本発明は下記の手段により達成された。

〔１〕
陰極と陽極の間に少なくとも一種の発光材料を含有する発光層を含む、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、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を有機層に含有することを特徴とする有機電界発光素子。

（一般式（Ｉ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
〔２〕
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表されることを特徴とする〔１〕に記載の有機電界発光素子。

（一般式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Ｑはベンゼン環または芳香族ヘテロ環を表す。）
〔３〕
前記一般式（ＩＩ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されることを特徴とする〔２〕に記載の有機電界発光素子。

（一般式（ＩＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
〔４〕
前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、ｎが２〜６の整数を表すことを特徴とする〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔５〕
前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ｌがベンゼン環からなる連結基を表すことを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔６〕
前記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＶ）で表されることを特徴とする〔３〕に記載の有機電界発光素子。

（一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
〔７〕
前記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を前記発光層に含有することを特徴とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔８〕
前記発光材料の少なくとも一つが燐光材料であることを特徴とする〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の有機電界発光素子。
〔９〕
前記発光材料の少なくとも一つが白金錯体またはイリジウム錯体であることを特徴とする〔８〕に記載の有機電界発光素子。
〔１０〕
前記白金錯体が三座または四座配位子の白金錯体であることを特徴とする〔９〕に記載の有機電界発光素子。
〔１１〕
前記白金錯体が下記一般式（Ｃ−１）で表されることを特徴とする〔１０〕に記載の有機電界発光素子。

（式中、Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４はそれぞれ独立にＰｔに配位する配位子を表す。Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基を表す。）

〔１２〕
下記一般式（ＩＶ）で表される化合物。

（一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）

本発明の有機電界発光素子は、高い外部量子効率を有し、かつ耐久性に優れる。また、本発明の化合物は、高い外部量子効率を有し、かつ耐久性に優れた有機電界発光素子を提供し得る。

本発明の有機電界発光素子は、陰極と陽極の間に少なくとも一種の発光材料を含有する発光層を含む、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、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を有機層に含有する。

（一般式（Ｉ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は各々独立して水素原子または置換基を表す。）

すなわち、本発明の有機電界発光素子は、有機層として、少なくとも一つの発光層を有する。また発光層以外の有機層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、励起子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、保護層などが適宜配置されていてもよく、それぞれ他の層の機能を兼ね備えていても良い。また各層は複数の層から構成されていても良い。

本発明の有機電界発光素子は、励起一重項からの発光（蛍光）を利用するものでも励起三重項からの発光（燐光）を利用するものでもよいが、発光効率の観点から、燐光を利用するものの方が好ましい。

本発明の有機電界発光素子の発光層は少なくとも一種の発光材料と、少なくとも一種のホスト材料から構成されていることが好ましい。ここで、ホスト材料とは、発光層を構成する材料のうち、発光材料以外のものであり、発光材料を分散して層中に保持する機能、陽極や正孔輸送層等から正孔を受け取る機能、陰極や電子輸送層等から電子を受け取る機能、正孔及び／または電子を輸送する機能、正孔と電子の再結合の場を提供する機能、再結合により生成した励起子のエネルギーを発光材料に移動させる機能、及び正孔及び／または電子を発光材料に輸送する機能のうち少なくとも一種の機能を有する材料を意味する。

本発明の化合物は、有機層のうちいずれの層に含有されていてもよく、また複数の層に含有されていても良いが、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層に含有されていることが好ましく、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層に含有されていることがより好ましく、発光層に含有されていることがさらに好ましく、発光層にホスト材料として含有されていることが最も好ましい。発光層にホスト材料として含有される場合、発光層における本発明の化合物の含有率は、５０〜９９．９質量％であることが好ましく、６０〜９９質量％であることがより好ましい。また正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層に含有される場合、各層における本発明の化合物の含有率は、７０〜１００％であることが好ましく、８５〜１００％であることがより好ましく、９９〜１００％であることが最も好ましい。また、電子輸送層を２層以上有する場合、１層が本発明の化合物を含有していればよい。

一般式（Ｉ）で表される化合物について説明する。

（一般式（Ｉ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）

ｎは２以上の整数を表す。好ましくは２〜６であり、より好ましくは２〜４であり、さらに好ましくは２〜３であり、特に好ましくは２である。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４で表される置換基としては下記置換基群Ａとして挙げたものが各々独立に適用できる。
一般式（Ｉ）で表される化合物を有機層に含有することにより、効率、駆動耐久性において優れた有機電界発光素子とすることができる。

（置換基群Ａ）
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、イソプロピル、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。）、ヘテロ環オキシ基（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。）、ヘテロ環チオ基（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（芳香族ヘテロ環基も包含し、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、リン原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子であり、具体的にはピリジル、ピラジニル、ピリミジル、ピリダジニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、キノリル、フリル、チエニル、セレノフェニル、テルロフェニル、ピペリジル、ピペリジノ、モルホリノ、ピロリジル、ピロリジノ、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、カルバゾリル基、アゼピニル基、シロリ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。）、シリルオキシ基（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オキシ、トリフェニルシリルオキシなどが挙げられる。）、ホスホリル基（例えばジフェニルホスホリル基、ジメチルホスホリル基などが挙げられる。）が挙げられる。これらの置換基は更に置換されてもよく、更なる置換基としては、以上に説明した置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
本発明において、上記アルキル基等の置換基の「炭素数」とは、アルキル基等の置換基が他の置換基によって置換されてもよい場合も含み、当該他の置換基の炭素数も包含する意味で用いる。

Ｒ^１、Ｒ^２として好ましくは、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、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、ヘテロ環基、シリル基であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基、ヘテロ環基、シリル基であり、より好ましくはアルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基であり、さらに好ましくはアルキル基、フルオロ基である。

Ｒ^３、Ｒ^４として好ましくは、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、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、ヘテロ環基、シリル基、Ｒ^３、Ｒ^４とが結合して芳香環または芳香族ヘテロ環を形成する基であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基、ヘテロ環基、シリル基であり、さらに好ましくはアルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基、Ｒ^３、Ｒ^４とが結合して芳香環または芳香族ヘテロ環を形成する基であり、よりさらに好ましくは、アルキル基、Ｒ^３、Ｒ^４とが結合して芳香環または芳香族ヘテロ環を形成する基であり、特に好ましくはＲ^３、Ｒ^４とが結合してベンゼン環を形成する基である。

Ｌはｎ価の連結基を表す。
Ｌが表す連結基としてはＣ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐからなる連結基が好ましい。

より好ましくは芳香環を有する連結基であり、さらに好ましくは芳香環からなる連結基、芳香環とＮからなる連結基、芳香環とＯからなる連結基、芳香環とＳからなる連結基、芳香環とＳｉからなる連結基であり、さらに好ましくは、以下に記載した連結基である。Ｒは上記の置換基群Ａから選ばれる任意の基を表す。また下記連結基は置換基を有していてもよく、置換基としては上記の置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。

上記の中でも、Ｌが置換または無置換のベンゼン環のみを構成要素とする連結基を表すことが特に好ましい。
連結基Ｌがベンゼン環の場合、高い三重項エネルギーを維持する観点から、ｍ−位での連結が好ましい。

Ｌは置換基を有していてもよく、置換基としては、以上に説明した置換基群Ａから選択される基を挙げることができる。
Ｌにおける置換基として好ましくは、水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、シアノ基であり、さらに好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アリール基、シアノ基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、シアノ基であり、最も好ましくは水素原子である。

一般式（Ｉ）で表される化合物は、電荷輸送性および素子の駆動耐久性の観点から、薄膜のイオン化ポテンシャルや電子親和力のコントロール、π電子系の広がりなどを考慮すると、より好ましくは一般式（ＩＩ）で表される化合物である。次に一般式（ＩＩ）で表される化合物について説明する。

（一般式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１およびＲ^２は水素原子または置換基を表す。Ｑはベンゼン環または芳香族ヘテロ環を表す。）

ｎ、Ｌ、Ｒ^１、及びＲ^２は一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。

Ｑはベンゼン環または芳香族ヘテロ環を表す。
Ｑで表される芳香族ヘテロ環としては、含窒素へテロ五員環、含窒素へテロ六員環、含酸素へテロ五員環、含硫黄へテロ五員環などが上げられ、具体的にはピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、セレノフェン環、テルロフェン環などが挙げられる。電荷輸送性および素子の駆動耐久性の観点から、芳香環母核の安定性、薄膜のイオン化ポテンシャルや電子親和力のコントロール、π電子系の広がりなどを考慮すると、Ｑとして好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、１，２，４−トリアゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、チアゾール環、１，３，４−オキサジアゾール環、１，３，４−チアジアゾール環であり、より好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、１，３，５−トリアジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、チオフェン環であり、より好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環であり、特に好ましくは、ベンゼン環である。

Ｑは置換基を有していてもよく、Ｑの置換基としては前記置換基群Ａから選択される置換基が挙げられる。Ｑが置換基を複数有している場合は、それらの置換基は互いに同一でも異なっていてもよい。

Ｑで表されるベンゼン環または芳香族ヘテロ環はさらに他の環と縮合環を形成してもよく、縮合する環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、1,2,4-トリアゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、テルロフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられ、電荷輸送性および素子の駆動耐久性の観点から、芳香環母核の安定性、薄膜のイオン化ポテンシャルや電子親和力のコントロール、π電子系の広がりなどを考慮すると、好ましくはベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チオフェン環であり、より好ましくは、ベンゼン環、ピラジン環、イミダゾール環であり、さらに好ましくはベンゼン環、ピリジン環である。
上記の置換基および縮合環は、さらに置換基を有していてもよく、さらに他の環と縮合していてもよい。

一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ）で表される化合物は、電荷輸送性および素子の駆動耐久性の観点から、芳香環母核の安定性、薄膜のイオン化ポテンシャルや電子親和力のコントロール、π電子系の広がりなどを考慮すると、好ましくは一般式（ＩＩＩ）で表される化合物である。次に一般式（ＩＩＩ）で表される化合物について説明する。

（一般式（ＩＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）

ｎ、Ｌ、Ｒ^１、及びＲ^２は一般式（Ｉ）におけるそれらと同義であり、また好ましい範囲も同様である。

Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４は各々独立して水素原子または置換基を表す。
Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４で表される置換基としては、前記置換基群Ａとして挙げたものが各々独立に適用できる。
Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４として好ましくは、水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アリール基、芳香族ヘテロ環基、シアノ基であり、さらに好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、アリール基、シアノ基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、フッ化アルキル基、シアノ基であり、最も好ましくは水素原子である。

一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される化合物は、電荷輸送性および素子の駆動耐久性の観点から、薄膜のイオン化ポテンシャルや電子親和力のコントロール、π電子系の広がりなどを考慮すると、好ましくは一般式（ＩＶ）で表される化合物である。次に一般式（ＩＶ）で表される化合物について説明する。

（一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）

Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６は各々独立して水素原子または置換基を表す。Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６で表される置換基としては各々独立に前記置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。
Ｒ^４０５、Ｒ^４０６、Ｒ^４１１、Ｒ^４１２の好ましい範囲は、一般式（Ｉ）のＲ^１、及びＲ^２における好ましい範囲と同様である。
Ｒ^４０１〜Ｒ^４０４及びＲ^４０７〜Ｒ^４１０の好ましい範囲は、一般式（ＩＩＩ）のＲ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４における好ましい範囲と同様である。
Ｒ^４１３〜Ｒ^４１６として好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、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、ヘテロ環基、シリル基であり、より好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基、ヘテロ環基、シリル基であり、よりさらに好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、フルオロ基、シアノ基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基、フルオロ基であり、最も好ましくは水素原子である。

本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物は低分子量化合物であっても良いし、残基がポリマー主鎖に接続された高分子量化合物（好ましくは質量平均分子量１０００〜５００００００、より好ましくは５０００〜２００００００、更に好ましくは１００００〜１００００００）もしくは、本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物の構造を主鎖に持つ高分子量化合物（好ましくは質量平均分子量１０００〜５００００００、より好ましくは５０００〜２００００００、更に好ましくは１００００〜１００００００）であっても良い。高分子量化合物の場合はホモポリマーであっても良いし、他のポリマーとの共重合体であっても良く、共重合体である場合はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても良い。更に共重合体の場合、発光機能を有する化合物および／または電荷輸送機能を有する化合物をポリマー内に有しても良い。

＜一般式（ＩＶ）で表される化合物＞
本発明は、一般式（ＩＶ）で表される化合物にも関する。

（一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）

本発明の一般式（ＩＶ）で表される化合物は有機電界発光素子に好適に用いられる。一般式（ＩＶ）で表される化合物を、例えば、蛍光素子ホスト材料用途、燐光素子ホスト材料用途、正孔輸送層用途、電子輸送層用途に用いることにより、効率、駆動耐久性において優れた有機電界発光素子とすることができる。

以下に、本発明における一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物は、種々の公知の合成法を組み合わせて合成することが可能である。例えばHeterocycles, Vol6. No.7, 1977, 979-981、Monatshefte fur Chemie 114,1983, 425-432に記載の方法でピラゾロベンゾイミダゾール環を形成することができるが、所望の連結基にPd触媒、Cu触媒を用いるカップリングを用いるなどして連結してから閉環するか、縮環骨格を構築してから連結基に連結する方法のどちらでも合成可能である。

素子の耐久性を勘案すると、本発明の化合物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、８０℃以上３００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１００℃以上３００℃以下であり、より好ましくは１２０℃以上３００℃以下であり、さらに好ましくは１３０℃以上３００℃以下であり、特に好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。

ここで、Ｔｇは示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、示差熱分析（ＤＴＡ）などの熱測定や、Ｘ線回折（ＸＲＤ）、偏光顕微鏡観察などにより確認できる。

本発明の素子が燐光を利用する発光素子である場合には、本発明の化合物の最低励起三重項エネルギー（Ｔ_１エネルギー）は６０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２５１．４０ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下が好ましく、６５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２７２．３５ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下がより好ましく、６８ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８４．９２ｋＪ／ｍｏｌ）以上、９５ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３９８．０５ｋＪ／ｍｏｌ）以下がさらに好ましい。

ここで、Ｔ_１エネルギーは、材料の薄膜の燐光発光スペクトルを測定し、その短波長端から求めることができる。例えば、洗浄した石英ガラス基板上に、材料を真空蒸着法により約５０ｎｍの膜厚に成膜し、薄膜の燐光発光スペクトルを液体窒素温度下でＦ−７０００日立分光蛍光光度計（日立ハイテクノロジーズ）を用いて測定する。得られた発光スペクトルの短波長側の立ち上がり波長をエネルギー単位に換算することによりＴ_１エネルギーを求めることができる。

次に本発明の化合物を含有する有機電界発光素子について説明する。

［有機電界発光素子］
有機電界発光素子の素子構成、基板、陰極及び陽極については、例えば、特開２００８−２７０７３６号公報に詳述されており、該公報に記載の事項を本発明に適用することができる。

（発光層）
＜発光材料＞
発光材料（蛍光材料、燐光材料）についての説明は、特開２００８−２７０７３６号公報に詳述されており、その記載事項を適用することができる。
燐光発光材料としては、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むイリジウム錯体、白金錯体、またはレニウム錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、３座以上の多座配位子を含むイリジウム錯体、白金錯体、またはレニウム錯体が特に好ましい。白金錯体が三座または四座の配位子の白金錯体であることが最も好ましい。

上記白金錯体として好ましくは、下記一般式（Ｃ−１）で表される白金錯体である。

（式中、Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４はそれぞれ独立にＰｔに配位する配位子を表す。Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基を表す。）

一般式（Ｃ−１）について説明する。Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４はそれぞれ独立にＰｔに配位する配位子を表す。この時、Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４とＰｔの結合は、共有結合、イオン結合、配位結合などいずれであっても良い。Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４中のＰｔに結合する原子としては、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子が好ましく、Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４中のＰｔに結合する原子の内、少なくとも一つが炭素原子であることが好ましく、二つが炭素原子であることがより好ましい。

炭素原子でＰｔに結合するＱ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４としては、アニオン性の配位子でも中性の配位子でもよく、アニオン性の配位子としてはビニル配位子、芳香族炭化水素環配位子（例えばベンゼン配位子、ナフタレン配位子、アントラセン配位子、フェナントレン配位子など）、ヘテロ環配位子（例えばフラン配位子、チオフェン配位子、ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、チアゾール配位子、オキサゾール配位子、ピロール配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子および、それらを含む縮環体（例えばキノリン配位子、ベンゾチアゾール配位子など））が挙げられる。中性の配位子としてはカルベン配位子が挙げられる。

窒素原子でＰｔに結合するＱ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としては含窒素芳香族ヘテロ環配位子（ピリジン配位子、ピラジン配位子、ピリミジン配位子、ピリダジン配位子、トリアジン配位子、イミダゾール配位子、ピラゾール配位子、トリアゾール配位子、オキサゾール配位子、チアゾール配位子およびそれらを含む縮環体（例えばキノリン配位子、ベンゾイミダゾール配位子など））、アミン配位子、ニトリル配位子、イミン配位子が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アミノ配位子、イミノ配位子、含窒素芳香族ヘテロ環配位子（ピロール配位子、イミダゾール配位子、トリアゾール配位子およびそれらを含む縮環体（例えはインドール配位子、ベンゾイミダゾール配位子など））が挙げられる。

酸素原子でＰｔに結合するＱ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはエーテル配位子、ケトン配位子、エステル配位子、アミド配位子、含酸素ヘテロ環配位子（フラン配位子、オキサゾール配位子およびそれらを含む縮環体（ベンゾオキサゾール配位子など））が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アルコキシ配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ配位子、アシルオキシ配位子、シリルオキシ配位子などが挙げられる。
硫黄原子でＰｔに結合するＱ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはチオエーテル配位子、チオケトン配位子、チオエステル配位子、チオアミド配位子、含硫黄ヘテロ環配位子（チオフェン配位子、チアゾール配位子およびそれらを含む縮環体（ベンゾチアゾール配位子など））が挙げられる。アニオン性の配位子としては、アルキルメルカプト配位子、アリールメルカプト配位子、ヘテロアリールメルカプト配位子などが挙げられる。

リン原子でＰｔに結合するＱ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４としては、中性の配位子でもアニオン性の配位子でもよく、中性の配位子としてはホスフィン配位子、リン酸エステル配位子、亜リン酸エステル配位子、含リンヘテロ環配位子（ホスフィニン配位子など）が挙げられ、アニオン性の配位子としては、ホスフィノ配位子、ホスフィニル配位子、ホスホリル配位子などが挙げられる。
Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４で表される基は、置換基を有していてもよく、置換基としては前記置換基群Ａとして挙げたものが適宜適用できる。また置換基同士が連結していても良い（Ｑ^３とＱ^４が連結した場合、環状四座配位子のＰｔ錯体になる）。

Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４で表される基として好ましくは、炭素原子でＰｔに結合する芳香族炭化水素環配位子、炭素原子でＰｔに結合する芳香族ヘテロ環配位子、窒素原子でＰｔに結合する含窒素芳香族ヘテロ環配位子、アシルオキシ配位子、アルキルオキシ配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ配位子、シリルオキシ配位子であり、より好ましくは、炭素原子でＰｔに結合する芳香族炭化水素環配位子、炭素原子でＰｔに結合する芳香族ヘテロ環配位子、窒素原子でＰｔに結合する含窒素芳香族ヘテロ環配位子、アシルオキシ配位子、アリールオキシ配位子であり、さらに好ましくは炭素原子でＰｔに結合する芳香族炭化水素環配位子、炭素原子でＰｔに結合する芳香族ヘテロ環配位子、窒素原子でＰｔに結合する含窒素芳香族ヘテロ環配位子、アシルオキシ配位子である。

Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３は、単結合または二価の連結基を表す。Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３で表される二価の連結基としては、アルキレン基（メチレン、エチレン、プロピレンなど）、アリーレン基（フェニレン、ナフタレンジイル）、ヘテロアリーレン基（ピリジンジイル、チオフェンジイルなど）、イミノ基（−ＮＲ−）（フェニルイミノ基など）、オキシ基（−Ｏ−）、チオ基（−Ｓ−）、ホスフィニデン基（−ＰＲ−）（フェニルホスフィニデン基など）、シリレン基（−ＳｉＲＲ’−）（ジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基など）、またはこれらを組み合わせたものが挙げられる。これらの連結基は、さらに置換基を有していてもよい。

Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３として好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、イミノ基、オキシ基、チオ基、シリレン基であり、より好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基、イミノ基であり、さらに好ましくは単結合、アルキレン基、アリーレン基であり、さらに好ましくは、単結合、メチレン基、フェニレン基であり、さらに好ましくは単結合、ジ置換のメチレン基であり、さらに好ましくは単結合、ジメチルメチレン基、ジエチルメチレン基、ジイソブチルメチレン基、ジベンジルメチレン基、エチルメチルメチレン基、メチルプロピルメチレン基、イソブチルメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基、シクロペンタンジイル基、フルオレンジイル基、フルオロメチルメチレン基であり、特に好ましくは単結合、ジメチルメチレン基、ジフェニルメチレン基、シクロヘキサンジイル基である。

一般式（Ｃ−１）で表される白金錯体のうち、より好ましくは下記一般式（Ｃ−２）で表される白金錯体である。

（式中、Ｌ^１は単結合または二価の連結基を表す。Ａ^１〜Ａ^６は、それぞれ独立にＣ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｘ^１およびＸ^２はそれぞれ独立にＣまたはＮを表す。Ｚ^１およびＺ^２はそれぞれ独立に式中のＸ−Ｃと共に形成される５または６員の芳香環または芳香族ヘテロ環を表す。）

一般式（Ｃ−２）について説明する。Ｌ^１は前記一般式（Ｃ−１）中のそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ａ^１〜Ａ^６はそれぞれ独立にＣ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｒで表される置換基としては、前記置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。

Ａ^１〜Ａ^６として好ましくはＣ−Ｒであり、Ｒ同士が互いに連結して環を形成していても良い。Ａ^１〜Ａ^６がＣ−Ｒである場合に、Ａ^２、Ａ^５のＲとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基であり、特に好ましく水素原子、フッ素基であり、Ａ^１、Ａ^３、Ａ^４、Ａ^６のＲとして好ましくは水素原子、アルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基であり、特に好ましく水素原子である。Ｘ^１およびＸ^２はＣまたはＮを表す。Ｚ^１は式中のＸ^１−Ｃと共に形成される５または６員の芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。Ｚ^２は式中のＸ^２−Ｃと共に形成される５または６員の芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。Ｚ^１およびＺ^２で表される芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、フェナントレン環、ペリレン環、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、フェナントリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環、シンノリン環、アクリジン環、フタラジン環、キナゾリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、プテリジン環、ピロール環、ピラゾール環、トリアゾール環、インドール環、カルバゾール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、イミダゾピリジン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、フラン環、ベンゾフラン環、ホスホール環、ホスフィニン環、シロール環などが挙げられる。Ｚ^１およびＺ^２は置換基を有していてもよく、置換基としては前記置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。また、Ｚ^１およびＺ^２は他の環と縮合環を形成していても良い。

Ｚ^１およびＺ^２として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、インドール環、チオフェン環であり、より好ましくはベンゼン環、ピラゾール環、ピリジン環である。

一般式（Ｃ−２）で表される白金錯体のうち、より好ましい態様の一つは下記一般式（Ｃ−３）で表される白金錯体である。

（式中、Ａ^１〜Ａ^１３は、それぞれ独立に、Ｃ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｌ^１は単結合または二価の連結基を表す。）

一般式（Ｃ−３）について説明する。Ｌ^１、Ａ^１〜Ａ^６は一般式（Ｃ−２）のそれと同義であり、また好ましい範囲も同様である。Ａ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０は、それぞれ独立に、Ｃ−ＲまたはＮを表し、好ましくはＡ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０の内少なくとも一つがＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｒで表される置換基としては、前記置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。Ａ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０がＣ−Ｒである場合に、Ｒとして好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、芳香族へテロ環基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルオキシ基、シアノ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、ジアルキルアミノ基、シアノ基、フッ素原子、更に好ましくは、アルキル基、トリフルオロメチル基、フッ素原子である。また可能な場合は置換基同士が連結して、縮環構造を形成してもよい。

好ましくはＡ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０のうち少なくとも一つがＮ原子を表し、Ｎ原子の数は１〜２が好ましく、１がさらに好ましい。
Ｎ原子の位置は、Ａ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０のいずれでもよいが、Ａ^８またはＡ^９がＮ原子であることが好ましく、Ａ^８がＮ原子であることがより好ましい。
２つの炭素原子、Ａ^７、Ａ^８、Ａ^９およびＡ^１０から形成される６員環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環が挙げられ、より好ましくは、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環であり、特に好ましくはピリジン環である。

Ａ^１１、Ａ^１２およびＡ^１３は、それぞれ独立に、Ｃ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｒで表される置換基としては、前記置換基群Ａとして挙げたものが適用できる。Ａ^１１、Ａ^１２およびＡ^１３がＣ−Ｒである場合に、Ｒとして好ましくは水素原子、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、芳香族へテロ環基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、アルキルオキシ基、シアノ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、アリール基、ジアルキルアミノ基、シアノ基、フッ素原子、更に好ましくは、アルキル基、トリフルオロメチル基、フッ素原子である。また可能な場合は置換基同士が連結して、縮環構造を形成してもよい。

一般式（Ｃ−２）で表される白金錯体のうち、より好ましい態様の一つは下記一般式（Ｃ−４）で表される白金錯体である。

（一般式（Ｃ−４）中、Ａ^１〜Ａ^６、Ａ^１４〜Ａ^２１はそれぞれ独立にＣ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｌ^１は単結合または二価の連結基を表す。）

一般式（Ｃ−４）について説明する。
Ａ^１〜Ａ^６、Ａ^１４〜Ａ^１７はそれぞれ独立にＣ−ＲまたはＮを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ａ^１〜Ａ^６およびＬ^１は、前記一般式（Ｃ−２）におけるＡ^１〜Ａ^６およびＬ^１と同義であり、好ましい範囲も同様である。

Ａ^１４〜Ａ^２１としては、Ａ^１４〜Ａ^１７とＡ^１８〜Ａ^２１のそれぞれにおいて、Ｎ（窒素原子）の数は、０〜２が好ましく、０〜１がより好ましい。Ｎであるのは、Ａ^１５〜Ａ^１７とＡ^１９〜Ａ^２１から選ばれるのが好ましく、Ａ^１５、Ａ^１６、Ａ^１９、Ａ^２０から選ばれるのがより好ましく、Ａ^１５、Ａ^１９から選ばれるのが特に好ましい。
Ａ^１４〜Ａ^２１がＣ−Ｒを表す場合に、Ａ^１５、Ａ^１９のＲとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ポリフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましく水素原子、ポリフルオロアルキル基、シアノ基である。Ａ^１４、Ａ^１６、Ａ^１８、Ａ^２０の表すＲとして好ましくは水素原子、アルキル基、ポリフルオロアルキル基、アリール基、アミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、フッ素基、シアノ基であり、より好ましくは水素原子、ポリフルオロアルキル基、フッ素基、シアノ基であり、特に好ましく水素原子、フッ素基である。Ａ^１４、Ａ^１８の表すＲとして好ましくは水素原子、フッ素基であり、より好ましくは水素原子である。Ａ^１４〜Ａ^１６、Ａ^１８〜Ａ^２０のいずれかがＣ−Ｒを表す場合に、Ｒ同士が互いに連結して環を形成していても良い。

発光材料の具体例としては例えば特願２００８−２９８２８２の〔０１０７〕から〔０１０８〕に記載のもの、および特願２００８−３１０２２０の〔０１０９〕から〔０１１０〕に記載の化合物が適用できる。

発光層中の発光材料は、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜５０質量％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、３ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。

＜ホスト材料＞
本発明に用いられるホスト材料としては、本発明の化合物の他、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、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、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、カーボン膜、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−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、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体およびそれらの誘導体（置換基や縮環を有していてもよい）等を挙げることができる。

本発明における発光層において、前記ホスト材料（一般式（Ｉ）で表される化合物も含む）の三重項最低励起エネルギー（Ｔ_１エネルギー）が、前記燐光発光材料のＴ_１エネルギーより高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。

また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。

−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６５〕〜〔０１６７〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ （ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ（ＢＡｌｑと略記する））等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ（ＢＣＰと略記する））等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の一種又は二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。

＜保護層＞
本発明において、有機ＥＬ素子全体は、保護層によって保護されていてもよい。
保護層については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１６９〕〜〔０１７０〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

＜基板＞
本発明で使用する基板としては、有機層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。
＜陽極＞
陽極は、通常、有機層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
＜陰極＞
陰極は、通常、有機層に電子を注入する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。

基板、陽極、陰極については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔００７０〕〜〔００８９〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

＜封止容器＞
本発明の素子は、封止容器を用いて素子全体を封止してもよい。
封止容器については、特開２００８−２７０７３６号公報の段落番号〔０１７１〕に記載の事項を本発明に適用することができる。

（駆動）
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書等に記載の駆動方法を適用することができる。

本発明の発光素子は、種々の公知の工夫により、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、基板表面形状を加工する（例えば微細な凹凸パターンを形成する）、基板・ＩＴＯ層・有機層の屈折率を制御する、基板・ＩＴＯ層・有機層の膜厚を制御すること等により、光の取り出し効率を向上させ、外部量子効率を向上させることが可能である。

本発明の発光素子は、陽極側から発光を取り出す、いわゆるトップエミッション方式であっても良い。

本発明の有機ＥＬ素子は、発光効率を向上させるため、複数の発光層の間に電荷発生層が設けた構成をとることができる。
前記電荷発生層は、電界印加時に電荷（正孔及び電子）を発生する機能を有すると共に、発生した電荷を電荷発生層と隣接する層に注入させる機能を有する層である。

前記電荷発生層を形成する材料は、上記の機能を有する材料であれば何でもよく、単一化合物で形成されていても、複数の化合物で形成されていてもよい。
具体的には、導電性を有するものであっても、ドープされた有機層のように半導電性を有するものであっても、また、電気絶縁性を有するものであってもよく、特開平１１−３２９７４８や、特開２００３−２７２８６０や、特開２００４−３９６１７に記載の材料が挙げられる。
更に具体的には、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの透明導電材料、Ｃ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等などの導電性有機物、Ｃａ、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｍｇ：Ｌｉ合金などの金属材料、正孔伝導性材料、電子伝導性材料、及びそれらを混合させたものを用いてもよい。
前記正孔伝導性材料は、例えば２−ＴＮＡＴＡ、ＮＰＤなどの正孔輸送有機材料にＦ４−ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱ、ＦｅＣｌ_３などの電子求引性を有する酸化剤をドープさせたものや、Ｐ型導電性高分子、Ｐ型半導体などが挙げられ、前記電子伝導性材料は電子輸送有機材料に４．０ｅＶ未満の仕事関数を有する金属もしくは金属化合物をドープしたものや、Ｎ型導電性高分子、Ｎ型半導体が挙げられる。Ｎ型半導体としては、Ｎ型Ｓｉ、Ｎ型ＣｄＳ、Ｎ型ＺｎＳなどが挙げられ、Ｐ型半導体としては、Ｐ型Ｓｉ、Ｐ型ＣｄＴｅ、Ｐ型ＣｕＯなどが挙げられる。
また、前記電荷発生層として、Ｖ_２Ｏ_５などの電気絶縁性材料を用いることもできる。

前記電荷発生層は、単層でも複数積層させたものでもよい。複数積層させた構造としては、透明伝導材料や金属材料などの導電性を有する材料と正孔伝導性材料、または、電子伝導性材料を積層させた構造、上記の正孔伝導性材料と電子伝導性材料を積層させた構造の層などが挙げられる。

前記電荷発生層は、一般に、可視光の透過率が５０％以上になるよう、膜厚・材料を選択することが好ましい。また膜厚は、特に限定されるものではないが、０．５〜２００ｎｍが好ましく、１〜１００ｎｍがより好ましく、３〜５０ｎｍがさらに好ましく、５〜３０ｎｍが特に好ましい。
電荷発生層の形成方法は、特に限定されるものではなく、前述した有機層の形成方法を用いることができる。

電荷発生層は前記二層以上の発光層間に形成するが、電荷発生層の陽極側および陰極側には、隣接する層に電荷を注入する機能を有する材料を含んでいても良い。陽極側に隣接する層への電子の注入性を上げるため、例えば、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ_２Ｏ、ＬｉＣｌ、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＭｇＯ、ＣａＦ_２などの電子注入性化合物を電荷発生層の陽極側に積層させてもよい。
以上で挙げられた内容以外にも、特開２００３−４５６７６号公報、米国特許第６３３７４９２号、同第６１０７７３４号、同第６８７２４７２号等に記載を元にして、電荷発生層の材料を選択することができる。

本発明における有機ＥＬ素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明または半透明電極、発光層、および金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明または半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、２つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長の得るのに最適な値となるよう調整される。第一の態様の場合の計算式は特開平９−１８０８８３号明細書に記載されている。第２の態様の場合の計算式は特開２００４−１２７７９５号明細書に記載されている。

（本発明の用途）
本発明の有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等に好適に利用できる。

有機ＥＬディスプレイをフルカラータイプのものとする方法としては、例えば「月刊ディスプレイ」、２０００年９月号、３３〜３７ページに記載されているように、色の３原色（青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ））に対応する光をそれぞれ発光する有機ＥＬ素子を基板上に配置する３色発光法、白色発光用の有機ＥＬ素子による白色発光をカラーフィルターを通して３原色に分ける白色法、青色発光用の有機ＥＬ素子による青色発光を蛍光色素層を通して赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）に変換する色変換法、などが知られている。
また、上記方法により得られる異なる発光色の有機ＥＬ素子を複数組み合わせて用いることにより、所望の発光色の平面型光源を得ることができる。例えば、青色および黄色の発光素子を組み合わせた白色発光光源、青色、緑色、赤色の発光素子を組み合わせた白色発光光源等である。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜合成例＞

［化合物３の合成］
窒素雰囲気下、化合物１（５０ｇ，０．３０ｍｏｌ）、化合物２（５２．６ｇ，０．３０ｍｏｌ）をエタノール３００ｍＬに溶解させた。炭酸カリウム（４５ｇ，０．３３ｍｏｌ）を加え、１８時間加熱還流した。室温に冷却後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（酢酸エチル）で精製を行い、化合物３を７０．２ｇ（収率９０％）得た。

［化合物５の合成］
窒素雰囲気下、化合物３（６９ｇ，０．２６ｍｏｌ）、化合物４（４３ｇ，０．１３ｍｏｌ）をトルエン８００ｍＬに溶解させた。次いで２−（ジ−ｔ−ブチルホスフィノ）ビフェニル（１２ｇ，０．０４ｍｏｌ）、炭酸ルビジウム（１２０ｇ，０．５２ｍｏｌ）、酢酸パラジウム（２．９ｇ，０．０１ｍｏｌ）を加え、５時間加熱還流した。室温に冷却後、酢酸エチル／水で抽出し、有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、さらにシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝３：１）で精製し、化合物５を６０ｇ（収率７６％）得た。

［化合物６の合成］
化合物５（６０ｇ，０．１ｍｏｌ）、酸化第二銅（１．６ｇ，０．０２ｍｏｌ）、炭酸カリウム（２８ｇ，０．２ｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに加え、１０時間加熱還流した。４０℃まで冷却し、熱時濾過を行い、濾液を酢酸エチル／水で抽出し、有機層を水、飽和食塩水で順次洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、得られた固体を酢酸エチルから再結晶し、化合物６を１６ｇ（収率３０％）得た。

［化合物７の合成］
化合物６（１６ｇ，３０ｍｍｏｌ）、２Ｎ ＮａＯＨ水溶液（１００ｍＬ）、メタノール（１００ｍＬ）を混合し、１時間加熱還流した。室温まで冷却した後、水にあけ、希塩酸で中和したところ、無色固体が析出した。濾別した固体を少量のメタノールで洗浄、乾燥し、化合物７を１２．５ｇ（収率８８％）得た。

［例示化合物１の合成］
化合物７（１２．５ｇ，０．２６ｍｏｌ）をフラスコに入れ、オイルバスで２００℃に加熱した。１時間加熱して反応を終結させた後、得られた固体をメタノールで洗浄し、例示化合物１を１０．０ｇ（収率９８％）で得た。

＜比較素子Ａ−１の作製＞
ガラス基板上にＩＴＯを１５０ｎｍの厚さに成膜した陽極基板を洗浄し、この上にＮＰＤを膜厚４０ｎｍ蒸着し、この上にＸＩＸ−５とＰｔ１を９０：１０の質量比で膜厚３０ｎｍ蒸着し、この上にＢＡｌｑを膜厚３０ｎｍ蒸着した。この有機薄膜上にパターニングしたマスクを設置して陰極としてフッ化リチウムを膜厚１ｎｍ蒸着し、この上にアルミニウムを膜厚１００ｎｍ蒸着して比較素子Ａ−１を得た。

＜実施例Ａ〜Ｌの素子の作製＞
比較素子Ａ−１のＸＩＸ−５を例示化合物１に変更した以外は比較素子Ａ−１と同様にして本発明の素子Ａ−１を作製した。同様に、比較素子Ａ−１の素子構成を表１〜５の素子構成に変更した以外は比較素子Ａ−１と同様にして実施例Ａ〜Ｌの素子を作製した。なお、表中の素子構成の欄のカッコ内の数値は膜厚（ｎｍ）を表す。また、表中「90%1+10%Pt1(30)」とは「例示化合物１とＰｔ１を９０：１０の質量比で膜厚３０ｎｍ」を意味する。

（有機電界発光素子の性能評価）
（ａ）外部量子効率
東陽テクニカ製ソースメジャーユニット２４００を用いて、直流電圧を各素子に印加し発光させる。その輝度をトプコン社製輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。発光スペクトルと発光波長は浜松ホトニクス製スペクトルアナライザーＰＭＡ−１１を用いて測定した。これらを元に輝度が１００ｃｄ／ｍ^２付近の外部量子効率を輝度換算法により算出した。
（ｂ）駆動耐久性
各素子を輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２になるように直流電圧を印加し、輝度が５００ｃｄ／ｍ^２になるまでの時間を測定した。この輝度半減時間を駆動耐久性評価の指標とし、比較素子Ａ−５を１０とした時の相対値で表した。

実施例で使用した化合物を以下に示した。

Claims (12)

1. 陰極と陽極の間に少なくとも一種の発光材料を含有する発光層を含む、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、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を有機層に含有することを特徴とする有機電界発光素子。
   

   

   （一般式（Ｉ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
2. 前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩ）で表され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。
   

   

   （一般式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１およびＲ^２はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Ｑはベンゼン環または芳香族ヘテロ環を表す。）
3. 前記一般式（ＩＩ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＩＩ）で表されることを特徴とする請求項２に記載の有機電界発光素子。
   

   

   （一般式（ＩＩＩ）中、ｎは２以上の整数を表す。Ｌはｎ価の連結基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３１、Ｒ^３２、Ｒ^３３およびＲ^３４はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
4. 前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、ｎが２〜６の整数を表すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機電界発光素子。
5. 前記一般式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）において、Ｌがベンゼン環からなる連結基を表すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機電界発光素子。
6. 前記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物が、下記一般式（ＩＶ）で表されることを特徴とする請求項３に記載の有機電界発光素子。
   

   

   （一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）
7. 前記一般式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物を前記発光層に含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機電界発光素子。
8. 前記発光材料の少なくとも一つが燐光材料であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機電界発光素子。
9. 前記発光材料の少なくとも一つが白金錯体またはイリジウム錯体であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子。
10. 前記白金錯体が三座または四座配位子の白金錯体であることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
11. 前記白金錯体が下記一般式（Ｃ−１）で表されることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
    

    

    （式中、Ｑ^１、Ｑ^２、Ｑ^３およびＱ^４はそれぞれ独立にＰｔに配位する配位子を表す。Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基を表す。）
12. 下記一般式（ＩＶ）で表される化合物。
    

    

    （一般式（ＩＶ）中、Ｒ^４０１〜Ｒ^４１６はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。）