JP5262081B2

JP5262081B2 - 電子輸送材料およびこれを用いた有機電界発光素子

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Publication number: JP5262081B2
Application number: JP2007300695A
Authority: JP
Inventors: 洋平小野; 博山田; 明子影山; 内田　　学
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Current assignee: JNC Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2027-11-20
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Description

本発明は、２，４’−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。）等に関する。

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素子が注目され、活発な研究がなされている。有機ＥＬ素子の実用化を促進するには、素子の駆動電圧の低減、長寿命化が不可欠な要素であり、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きた。特に、青色素子の駆動電圧低下、長寿命化は必須である。特許文献１（特開２００５−３１７２９７号公報）には、２，４’−ビピリジン化合物を有機ＥＬ素子に使用した例が開示されているが、この文献に具体的に記載されている誘導体は、ガラス転移温度（以下、Ｔｇと略記する。）が低いと予想され、素子を連続的に駆動した時の安定性に欠けると予想される。また、実施例として電子輸送層に用いた例は化合物ｂ−７のみである。また、特許文献２（ＵＳ２００６−０１８６７９７）にも、２，４’−ビピリジル基で置換されたフルオレン誘導体を有機ＥＬ素子に試用した例が開示されている。しかしながら、実用的な値と判断できる実測値は同公報には記載されていない。特許文献３（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。他に、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１（Proceedings of the 10^th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence）、特許文献４（特開２００２−１５８０９３号公報）、および特許文献５（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Ｔｇが低く、実用的ではなかった。特許文献３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。
特開２００５−３１７２９７号公報米国特許出願公開第２００６／０１８６７９７号明細書特開２００３−１２３９８３号公報特開２００２−１５８０９３号公報特表平１１−５１４１４３号公報 Proceedings of the 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明は、有機ＥＬ素子の駆動電圧の低減、長寿命化等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。

本発明者らは鋭意検討した結果、２，４’−ビピリジル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、高輝度で長寿命、かつ低電圧で駆動できる有機ＥＬ素子が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
上記の課題は以下に示す各項によって解決される。

［１］下記の式（１）で表される化合物。

式中、Ｇはｎ価の連結基であり、ｎは２〜４の整数であり；
Ｒ^１〜Ｒ^４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、Ｒ^５〜Ｒ^８は独立して水素または１価の基であるが、Ｒ^１〜Ｒ^４の１つはＧに結合する遊離原子価であり；そして、ｎ個の２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。

［２］Ｒ^１〜Ｒ^４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、Ｒ^５〜Ｒ⁸が水素である、前記［１］項に記載の化合物。

［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；Ｒ^９〜Ｒ^１２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、Ｒ^１３〜Ｒ^１６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、Ｇ^１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２４）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。

［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の定義は前記［３］項に記載の式（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Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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、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Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−４）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、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Ｇ^１が下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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。

式中、Ｒは独立して水素、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、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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。

［１０］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）で表される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。

式中、Ｇ^１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^１Ｂ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。

［１１］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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、Ｇ^１Ｂが下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［１０］項に記載の化合物。

式中、Ｒは独立して水素、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、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルであり；式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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。

［１２］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂ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［１０］項に記載の化合物。

［１３］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［１０］項に記載の化合物。

式中、Ｇ^１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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。

［１４］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の定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［１５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［１４］項に記載の化合物。

［１６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−４）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［１４］に記載の化合物。

［１７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［１４］項に記載の化合物。

［１８］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［１４］項に記載の化合物。

［１９］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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［１４］項に記載の化合物。

［２０］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）で表される基の群から選択される１つである、前記［１４］項に記載の化合物。

式中、Ｇ^１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^１Ｂ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。

［２１］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［２０］項に記載の化合物。

［２２］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［２０］項に記載の化合物。

［２３］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［２０］項に記載の化合物。

［２４］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の定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［２５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［２４］項に記載の化合物。

［２６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−４）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、前記［２４］項に記載の化合物。

［２７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［２４］項に記載の化合物。

［２８］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［２４］項に記載の化合物。

［２９］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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［２４］項に記載の化合物。

［３０］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）で表される基の群から選択される１つである、前記［２４］項に記載の化合物。

式中、Ｇ^１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^１Ｂ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。

［３１］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［３０］項に記載の化合物。

［３２］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［３０］項に記載の化合物。

［３３］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［３０］項に記載の化合物。

［３４］下記の式（２−４）で表される、前記［３］項に記載の化合物。

式中、Ｇの定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［３５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［３４］項に記載の化合物。

［３６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−４）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［３４］項に記載の化合物。

［３７］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中、Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［３４］項に記載の化合物。

［３８］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［３４］項に記載の化合物。

［３９］Ｇが前記の式（Ｇ２）で表される連結基であり、式（Ｇ２）中、Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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［３４］項に記載の化合物。

［４０］Ｇが下記の式（Ｇ３−１）〜（Ｇ３−３）で表される基の群から選択される１つである、前記［３４］項に記載の化合物。

式中、Ｇ^１Ａは独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^１Ｂ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。

［４１］Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［４０］項に記載の化合物。

［４２］Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であり；Ｇ^１Ａが前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂが前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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［４０］項に記載の化合物。

［４３］Ｇが下記の式（Ｇ３−４）で表される連結基である、前記［４０］項に記載の化合物。

［４４］下記の式（２−５）で表される、前記［３］項に記載の化合物。

式中、Ｇの定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［４５］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［４４］項に記載の化合物。

［４６］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［４４］項に記載の化合物。

［４７］下記の式（２−６）で表される、前記［３］項に記載の化合物。

式中、Ｇの定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［４８］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［４７］項に記載の化合物。

［４９］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［４７］項に記載の化合物。

［５０］下記の式（２−７）で表される、前記［３］項に記載の化合物。

式中、Ｇの定義は前記［３］項に記載の式（２）におけるＧと同じである。

［５１］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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［５０］項に記載の化合物。

［５２］Ｇが前記の式（Ｇ１）で表される連結基であり、式（Ｇ１）中Ｇ^１が前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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［５０］項に記載の化合物。

［５３］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；Ｒ^１７〜Ｒ^２０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；Ｒ^２１〜Ｒ^２４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；Ｒ^２５〜Ｒ^２８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、Ｇ^１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^２Ａ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、Ｇ^２Ｂはホウ素、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。

［５４］Ｇが式（Ｇ５）で表される連結基であり、式（Ｇ５）においてＧ^１が同一である、前記[５３]に記載の化合物。

［５５］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；Ｒ^２９〜Ｒ^３２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；Ｒ^３３〜Ｒ^３６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；Ｒ^３７〜Ｒ^４０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；Ｒ^４１〜Ｒ^４４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、Ｇ^１は独立して、前記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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；Ｇ^３Ａ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；Ｇ^３Ｂは炭素、ケイ素、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。

［５６］Ｇが式（Ｇ７）で表される連結基であり、式（Ｇ７）においてＧ^１が同一である、前記[５５]項に記載の化合物。

［５７］Ｇが下記の式（５）で表される基である、前記[３]項に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４５は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。

［５８］Ｇが前記の式（５）で表される基である、前記[４]項に記載の化合物。

［５９］Ｇが前記の式（５）で表される基である、前記[１４]項に記載の化合物。

［６０］Ｇが下記の式（６）で表される前記［３］項に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４６〜Ｒ^４９は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。

［６１］Ｇが前記の式（６）で表される基である、前記［４］項に記載の化合物。

［６２］Ｇが前記の式（６）で表される基である、前記［１４］項に記載の化合物。

［６３］Ｇが下記の式（７）で表される基である、前記［３］項に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５０およびＲ^５１は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。

［６４］Ｇが前記の式（７）で表される基である、前記［４］項に記載の化合物。

［６５］Ｇが前記の式（７）で表される基である、前記［１４］項に記載の化合物。

［６６］Ｇが下記の式（８）で表される基である、前記［３］項に記載の化合物。

［６７］Ｇが前記の式（８）で表される基である、前記［４］項に記載の化合物。

［６８］Ｇが前記の式（８）で表される基である、前記［１４］項に記載の化合物。

［６９］Ｇが下記の式（９）で表される基である、前記［３］項に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５2は独立してフェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
［７０］Ｇが前記の式（９）で表される基である、前記［４］項に記載の化合物。

［７１］Ｇが前記の式（９）で表される基である、前記［１４］項に記載の化合物。

［７２］前記［１］〜［７１］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。

［７３］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であって、該電子輸送層が、前記［１］〜［７１］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。

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という特徴を持つ。本発明の化合物は有機ＥＬ素子における電荷輸送材料として適している。本発明の化合物を有機ＥＬ素子の電子輸送層に用いることで、低い駆動電圧、長い寿命を有する有機ＥＬ素子を得ることができる。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成できる。

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、２，４’−ビピリジル基を有する化合物である。

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２，４’−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。

本明細書中、Ｒ¹〜Ｒ⁸と２，４’−ビピリジル核で形成される基のことを２，４’−ビピリジル基と称する。２，４’−ビピリジル基におけるＲ¹〜Ｒ^４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。Ｒ^５〜Ｒ^８は独立して水素または１価の基である。ｎ個の２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。なお、前記の連結基Ｇにおける「ｎ個の遊離原子価」および、２，４’−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２，４’−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、「２，４’−ビピリジル基におけるＲ¹〜Ｒ^４の１つはＧに結合する遊離原子価であり」という表記は、２，４’−ビピリジル基におけるＲ¹〜Ｒ^４のどれか１つが連結基Ｇの遊離原子価を持つ原子の任意の位置に結合している状態を表すものである。

Ｒ^１〜Ｒ^８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。Ｒ^５〜Ｒ^８は水素が好ましい。

２，４’−ビピリジル基は、Ｒ^１、Ｒ^２またはＲ^３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Ｒ^１〜Ｒ^４は水素であることが好ましい。

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易いことである。２つめは、分子量が極端に大きくならず比較的昇華性が高くなると考えられ、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。

＜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。

Ｒ^９〜Ｒ^１２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、Ｒ^９、Ｒ^１０またはＲ^１１がＧに結合することが好ましい。Ｒ^１３〜Ｒ^１６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、Ｒ^１３、Ｒ^１４またはＲ^１５がＧに結合することが好ましい。２つの２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。また、ｎ＝２の場合、Ｇはパラターフェニレンの持つエネルギーギャップより小さくなる事が好ましい。その理由は、π共役系が拡がる事で隣接分子間の電荷移動が容易になると考えられ、駆動電圧の低下に繋がることが期待されるからである。

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、Ｇ^１は同一でもよく、異なっていてもよい。

Ｇ^１は独立して、下記の式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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−２１）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。

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。炭素数１〜８の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、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルである。

式（Ａ−１）〜（Ａ−２１）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、ｍ−テルフェニル−２’−イル及びｍ−テルフェニル−５’−イルである。

＜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。

Ｒ^１７〜Ｒ^２０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、Ｒ^１７、Ｒ^１８またはＲ^１９がＧに結合することが好ましい。Ｒ^２１〜Ｒ^２４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、Ｒ^２１、Ｒ^２２またはＲ^２３がＧに結合することが好ましい。Ｒ^２５〜Ｒ^２８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、Ｒ^２５、Ｒ^２６またはＲ^２７がＧに結合することが好ましい。３つの２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。

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、Ｇ^１は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。

Ｇ^１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。

Ｇ^２Ａ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、Ｇ^２Ｂはホウ素、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。

＜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。

Ｒ^２９〜Ｒ^３２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、Ｒ^２９、Ｒ^３０またはＲ^３１がＧに結合することが好ましい。Ｒ^３３〜Ｒ^３６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、Ｒ^３３、Ｒ^３４またはＲ^３５がＧに結合することが好ましい。Ｒ^３７〜Ｒ^４０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、Ｒ^３７、Ｒ^３８またはＲ^３９がＧに結合することが好ましい。Ｒ^４１〜Ｒ^４４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、Ｒ^４１、Ｒ^４２またはＲ^４３がＧに結合することが好ましい。４つの２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。

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、Ｇ^１は同一でもよく、異なっていてもよいが、同一である方が好ましい。

Ｇ^３Ａ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、Ｇ^３Ｂ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。Ｇ^３Ｂ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つであることが好ましい。

＜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）〜（２−７）で表される。

式（２−１）〜（２−７）においては、式（２−１）、（２−２）および（２−３）が好ましく、式（２−１）および（２−２）がより好ましい。式（２−１）〜（２−７）においては、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。

式（２−１）〜（２−７）において、Ｇが式（Ｇ１）であるとき、Ｇ^１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−４）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−１０）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。Ｃ群の中では下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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。

Ｒは独立して水素、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、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルである。式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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、ｍ−テルフェニル−２’−イル及びｍ−テルフェニル−５’−イルである。

式（２−１）〜（２−４）において、Ｇが式（Ｇ２）であるとき、Ｇ^１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−４）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−６）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。

式（２−１）〜（２−４）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）で表される連結基であることが好ましい。

Ｇ^１Ａ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、Ｇ^１Ｂ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。

式（２−１）〜（２−４）において、Ｇが式（Ｇ３−１）で表される連結基であるとき、Ｇ^１Ｂは下記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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、ｔ−ブチル、へキシル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルである。式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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、ｍ−テルフェニル−２’−イル及びｍ−テルフェニル−５’−イルである。

式（２−１）〜（２−４）において、Ｇが式（Ｇ３−２）で表される連結基であるとき、Ｇ^１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）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、Ｇ^１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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。

式（２−１）〜（２−４）において、Ｇが式（Ｇ３−３）で表される連結基であるとき、Ｇ^１Ａは前記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂは前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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。

式（２−１）〜（２−４）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。

Ｇ^１Ｂ１は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−５）で表される２価の基の群から選択される１つであり、Ｇ^１Ｂ２は前記の式（Ｄ−１）〜（Ｄ−１２）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。

＜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。なお、下記の具体例において、Ｍｅはメチルを示し、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチルを示す。

＜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）〜（２−１−６６）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−１４）、式（２−１−２２）〜（２−１−３１）および式（２−１−６６）である。より好ましい化合物は式（２−１−１）〜（２−１−２）、（２−１−９）〜（２−１−１０）、（２−１−２２）、（２−１−２８）、（２−１−２９）および（２−１−６６）である。

＜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）〜（２−２−５１）で示される。これらの中で好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−１１）、（２−２−２２）〜（２−２−３０）である。より好ましい化合物は式（２−２−１）〜（２−２−２）、（２−２−９）〜（２−２−１０）、（２−２−２２）、（２−２−２７）および（２−２−２８）である。

＜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）〜（２−３−６０）で示される。

＜式（２−４）で表される化合物の具体例＞
式（２−４）で表される化合物の具体例は下記の式（２−４−１）〜（２−４−１０）で示される。

＜式（２−５）で表される化合物の具体例＞
式（２−５）で表される化合物の具体例は下記の式（２−５−１）〜（２−５−６）で示される。

＜式（２−６）で表される化合物の具体例＞
式（２−６）で表される化合物の具体例は下記の式（２−６−１）〜（２−６−６）で示される。

＜式（２−７）で表される化合物の具体例＞
式（２−７）で表される化合物の具体例は下記の式（２−７−１）〜（２−７−６）で示される。

＜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。

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。

＜化合物の合成法＞
本発明の化合物は既知の方法、例えば鈴木カップリング反応や根岸カップリング反応を利用して合成することができる。式（２）で表される化合物を、鈴木カップリング反応または根岸カップリング反応で合成するスキームを以下に例示する。

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。

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り、Ｘは塩素、臭素、ヨウ素、またはトリフラートである。

スキーム１には、２箇所をボロン酸またはボロン酸エステルにしたＧに、パラジウム触媒と塩基の存在下、反応性基を有する２，４’−ビピリジンを２段階に反応させる方法、および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、２，４’−ビピリジンのボロン酸を２段階に反応させる方法を示した。Ｇに同一の２，４’−ビピリジル基を導入する場合、上のプロセスではＧの２倍モルの反応性基を有する２，４’−ビピリジンを一度に反応させてもよいし、下のプロセスではＧの２倍モルの２，４’−ビピリジンのボロン酸を一度に反応させてもよい。

スキーム２には、２箇所を亜鉛錯体にしたＧに、パラジウム触媒の存在下、反応性基を有する２，４’−ビピリジンを２段階に反応させる方法、および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、２，４’−ビピリジンの亜鉛錯体を２段階に反応させる方法を示した。Ｇに同一の２，４’−ビピリジル基を導入する場合、上のプロセスではＧの２倍モルの反応性基を有する２，４’−ビピリジンを一度に反応させてもよいし、下のプロセスではＧの２倍モルの２，４’−ビピリジンの亜鉛錯体を一度に反応させてもよい。

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−Ｇ^１−Ｇ^１−である場合には、それぞれ単体のＧ^１に上記のカップリング反応を用いて２，４’−ビピリジル基を連結した後、既知のカップリング反応でＧ^１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。

また、Ｇ^１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２，４’−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。

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、本発明はこれら例示した合成法によって制限されることはない。

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（ＰＰｈ_３）_４、ＰｄＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_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。

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（ＰＰｈ_３）_４、ＰｄＣｌ_２（ＰＰｈ_３）_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）、ビス（トリｔ−ブチルホスフィノ）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）、（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。

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いう。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等である。

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。

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。

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。
以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する。

合成例１：式（２−２−１）の化合物の合成
＜５−ブロモ−２，４’−ビピリジンの合成＞
４−ピリジンボロン酸５ｇ、２，５−ジブロモピリジン１０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４２．８ｇ、炭酸ナトリウム８．７ｇ、トルエン１２５ｍｌ、エタノール４０ｍｌ、および純水４０ｍｌを２００ｍｌのフラスコに入れ、還流温度で１８時間半攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して有機層を抽出した。有機層を濃縮し、濃縮物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／酢酸エチル）にて精製し、次いでトルエンから再結晶して、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン３ｇを得た。

＜９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−５−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１．６８ｇ、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン２ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４１．３５ｇ、リン酸三カリウム３．３１ｇ、ジオキサン７５ｍｌ、および純水１５ｍｌをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で２日間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して、固形物を濾別した。得られた固体をトルエンで洗浄後、クロロホルム／酢酸エチル混合溶媒から再結晶して、９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）アントラセン２３０ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 7.4-7.5(ｍ,4H)、7.7-7.8(ｍ,4H)、7.9-8.0(ｍ,4H)、8.1-8.2(ｍ,6H)、8.8(d,4H)、8.9(ｄ,2H)．

合成例２：式（２−２−２）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１．５リットルのトルエンを加え、室温まで冷却した。有機層を濾別し、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。この溶液を濃縮し、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。

＜９，１０−ジブロモ−２−フェニルアントラセンの合成＞
２−フェニルアントラセン３．３２ｇを、窒素雰囲気下のフラスコ中で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。有機層を分離し、水層からクロロホルムで抽出し、これら有機層を濃縮した。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。

＜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、室温まで冷却後濾別し、濾液をエバポレータにより濃縮した。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／ヘプタン混合溶媒から再結晶し、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。

＜９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−５−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５．０６ｇ、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン５．１０ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）２２８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン２１０ｍｇ、リン酸三カリウム１２．７ｇ、キシレン１５ｍｌをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で２７時間攪拌した。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、純水で洗浄した。減圧濃縮して得られた粗生成物をクロロベンゼンから再結晶することで、９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−２−フェニルアントラセン１．２７ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 7.35 (t, 1H), 7.4-7.5 (ｍ, 4H), 7.55 (ｄ, 2H), 7.7-7.75(m, 3H), 7.8 (ｄ, 1H), 7.9(ｓ, 1H), 8.0 (ｔ, 2H), 8.1 (ｄ, 4H), 8.15(ｍ, 2H) , 8.85 (ｍ, 4H) , 8.95 (ｔ, 2H)．

合成例３：式（２−１−２）の化合物の合成
＜６−ブロモ−２，４’−ビピリジンの合成＞
４−ピリジンボロン酸１５．０ｇ、２，６−ジブロモピリジン２９．０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）４３．５ｇ、炭酸ナトリウム２６ｇ、エチレングリコールメチルエーテル４００ｍｌおよび水８０ｍｌをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で２７時間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却して有機層を抽出した。有機層を濃縮し、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／酢酸エチル）にて精製し、次いでトルエン／ヘプタン混合溶媒から再結晶して、６−ブロモ−２，４’−ビピリジン１０ｇを得た。

＜９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−６−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３．０ｇ、６−ブロモ−２，４’−ビピリジン３．３ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）１０８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン５０ｍｇおよびリン酸三カリウム３．８ｇの入ったフラスコへ、トルエン６ｍｌ、エタノール３ｍｌおよび水３ｍｌを加え、アルゴン雰囲気下、還流温度で５時間半攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、クロロベンゼンと水を加え、分液ロートで分液した。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。更にテトラヒドロフラン／酢酸エチル混合溶媒から再結晶し、９，１０−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）−２−フェニルアントラセン８３０ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 7.3 (t, 1H), 7.4 (ｍ, 4H), 7.5 (d, 2H), 7.6-7.7(m, 5H), 7.8 (t, 1H), 7.9(m, 1H), 8.0 (ｍ, 6H), 8.1 (ｍ, 2H), 8.7(d, 4H)．

合成例４：式（２−１−２８）の化合物の合成
＜２，７−ジヒドロキシトリフェニレンの合成＞
１，２−ビス（３−メトキシフェニル）ベンゼン２ｇをフラスコに入れ、窒素雰囲気下、１００ｍｌのジクロロメタンに溶解させた。この溶液に塩化鉄（III）３．２５ｇを加え、室温で５６時間半攪拌した。メタノールを加え反応を終了させた後、水で洗浄した。有機層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／ヘプタン）により精製した後、トルエン／ヘプタン混合溶媒から再結晶し、２，７−ジメトキシトリフェニレン１．４ｇを得た。得られた２，７−ジメトキシトリフェニレンを含むジクロロメタン溶液に三臭化ホウ素を加える事で、２，７−ジヒドロキシトリフェニレンを得た。

＜２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）トリフェニレンの合成＞
窒素雰囲気下、２，７−ジヒドロキシトリフェニレン８．７ｇの入ったフラスコに脱水ピリジン１００ｍｌを加えた。この溶液を氷水で冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物２５ｇを滴下した。滴下終了後、室温で１８時間攪拌した後、水を加え反応を終了した。反応液を分液ロートに移し、酢酸エチル５００ｍｌで抽出した。有機層を減圧下濃縮し、濃縮物を水１００ｍｌ、メタノール１００ｍｌで洗浄した後、酢酸エチルから再結晶し、２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）トリフェニレン６．９ｇを得た。

＜２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）トリフェニレンの合成＞
２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）トリフェニレン６．３ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン６．７ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）４１４ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン４８５ｍｇ、酢酸カリウム３．５ｇ、およびエチレングリコールジメチルエーテル５０ｍｌ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、反応液にトルエンを加え、室温まで冷却後濾別し、濾液を減圧下濃縮した。濃縮物をエタノールで洗浄し、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）トリフェニレン３．１ｇを得た。

＜２，７−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）トリフェニレンの合成＞
２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）トリフェニレン２．０ｇ、６−ブロモ−２，４'−ビピリジン２．２ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４２９１ｍｇ、炭酸ナトリウム１．８ｇおよびトルエン２０ｍｌ、エタノール７ｍｌ、水７ｍｌをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で４時間半攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却した後、固形物を吸引濾過にて濾別した。この固形物を水、メタノールで洗浄した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから再結晶し、２，７−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）トリフェニレン１．３ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 7.8 (ｍ, 2H), 7.85(d, 2H), 8.0 (t, 2H), 8.05 (ｄ, 2H), 8.15(ｄ, 4H), 8.45 (d, 2H), 8.8-8.9(ｍ, 8H), 9.5 (s, 2H)．

合成例５：式（２−１−２９）の化合物の合成
＜２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−９−フェニルカルバゾールの合成＞
窒素雰囲気下、２，７−ジヒドロキシ−９−フェニルカルバゾール９．６ｇの入ったフラスコに脱水ピリジン１００ｍｌを加えた。この溶液を氷水で冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物２５ｇを滴下した。滴下終了後、室温で１８時間攪拌した後、水を加え反応を終了した。反応液を分液ロートに移し、酢酸エチルで抽出した。有機層を減圧下濃縮し、濃縮物を水、メタノールで洗浄した後、酢酸エチル／メタノール混合溶媒から再結晶し、２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−９−フェニルカルバゾール１４．６ｇを得た。

＜２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−フェニルカルバゾールの合成＞
２，７−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−９−フェニルカルバゾール１２．０ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン１１．２ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）７４８ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン８９７ｍｇ、酢酸カリウム６．５ｇおよびエチレングリコールジメチルエーテル１００ｍｌをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で１時間攪拌した。加熱終了後、反応液をエバポレータにより濃縮し、濃縮物にトルエン１００ｍｌを加えた。この溶液を吸引濾過にて濾別し、濾液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン）により精製した。更にジクロロメタン／ヘプタン混合溶媒から再結晶し、２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−フェニルカルバゾール６．１ｇを得た。

＜２，７−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）−９−フェニルカルバゾールの合成＞
２，７−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−フェニルカルバゾール２．５ｇ、６−ブロモ−２，４’−ビピリジン２．６ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４３４７ｍｇ、炭酸ナトリウム２．１ｇ、トルエン３０ｍｌ、エタノール１０ｍｌおよび水１０ｍｌをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下、還流温度で６時間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、析出物を吸引濾過にて濾別した。析出物を水、メタノールで洗浄後、アニソールから再結晶し、２，７−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）−９−フェニルカルバゾール１．３ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 7.55 (t, 1H), 7.7-7.8 (m, 6H), 7.8-7.9 (m, 4H), 8.0(d, 4H), 8.1 (d, 2H), 8.2(s, 2H), 8.3 (d, 2H), 8.75 (d, 4H)．

合成例６：式（２−１−６６）の化合物の合成
＜１，４−ジメトキシ−２，３−ジフェニルナフタレンの合成＞
２，３−ジブロモ−１，４−ジメトキシナフタレン１１．０ｇ、フェニルボロン酸１１．６ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）５８２ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン２６８ｍｇおよびリン酸三カリウム２０．３ｇの入ったフラスコへ、トルエン１００ｍｌを加え、アルゴン雰囲気下、還流温度で２時間半攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、セライトで濾過し、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／ヘプタン）にて精製、１，４−ジメトキシ−２，３−ジフェニルナフタレン１１．０ｇを得た。

＜１，４−ジヒドロキシ−２，３−ジフェニルナフタレンの合成＞
窒素雰囲気下、１，４−ジメトキシ−２，３−ジフェニルナフタレン１１．０ｇを含む、ジクロロメタン溶液１００ｍｌを入れたフラスコを塩氷浴バスで冷却した。次いでこの温度で、１Ｍの三臭化ホウ素のジクロロメタン溶液を１時間半掛けて滴下した。滴下終了後、室温で４時間半攪拌した後、氷水で冷却し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加え反応を終了した。ここで得られた懸濁液に酢酸エチル８００ｍｌを加え、沈殿物を溶解した後、分液ロートで分液した。有機層を濃縮し、得られた沈殿物を濾別する事で１，４−ジヒドロキシ−２，３−ジフェニルナフタレン７．４ｇを得た。

＜１，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−２，３−ジフェニルナフタレンの合成＞
窒素雰囲気下、１，４−ジメトキシ−２，３−ジフェニルナフタレン７．０ｇの入ったフラスコに脱水ピリジン９０ｍｌを加えた。この溶液を氷水で冷却し、トリフルオロメタンスルホン酸無水物１５ｇを滴下した。滴下終了後、室温で６時間攪拌した後、水を加え反応を終了した。反応液を分液ロートに移し、酢酸エチルで抽出した。有機層を減圧下濃縮し、濃縮物をカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン／ヘプタン）により精製し、１，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−２，３−ジフェニルナフタレン３．８ｇを得た。

＜１，４−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２，３−ジフェニルナフタレンの合成＞
１，４−ビス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）−２，３−ジフェニルナフタレン３．５ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン４．６ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）８４０ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン９８４ｍｇ、酢酸カリウム１．８ｇおよびエチレングリコールジメチルエーテル２０ｍｌをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、還流温度で２４時間攪拌した。加熱終了後室温まで冷却し、水を加え分液ロートに移し、トルエンで抽出した。有機層を減圧下濃縮し、濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（移動層：トルエン／酢酸エチル）により精製し、１，４−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２，３−ジフェニルナフタレン１．０ｇを得た。

＜１，４−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）−２，３−ジフェニルナフタレンの合成＞
１，４−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−２，３−ジフェニルナフタレン１．０ｇ、６−ブロモ−２，４’−ビピリジン１．１ｇ、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）１４０ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン６４ｍｇおよびリン酸三カリウム１．２ｇの入ったフラスコへ、トルエン６ｍｌ、エタノール３ｍｌおよび水３ｍｌを加え、アルゴン雰囲気下、還流温度で２６時間攪拌した。加熱終了後、反応液を室温まで冷却し、水とトルエンを加え分液ロートで分液した。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。更にトルエンから再結晶し、１，４−ビス（２，４’−ビピリジン−６−イル）−２，３−ジフェニルナフタレン４３０ｍｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ＝ 6.75-7.4 (ｍ, 12H), 7.45 (m, 2H), 7.6-7.95 (m, 10H), 8.7(s, 4H)．

合成例７：式（２−２−３２）の化合物の合成
＜３，６−ジブロモ−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾールの合成＞
３，６−ジブロモ−９Ｈ−カルバゾール１０．００ｇ、１−フルオロナフタレン４．１ｍｌ、炭酸セシウム１２．０６ｇおよびジメチルスルホキシド３００ｍｌをフラスコに入れ、窒素雰囲気下、１４５℃で３６時間攪拌した。加熱終了後、室温まで冷却後反応液を濾別し、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：ヘプタン／トルエン）により精製した後、メタノールで洗浄することで、３，６−ジブロモ−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾール５．５ｇを得た。

＜３，６−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾールの合成＞
３，６−ジブロモ−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾール２．００ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン２．４６ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３０４ｍｇ、トリシクロヘキシルホスフィン３５８ｍｇ、酢酸カリウム１．３０ｇおよび１，４−ジオキサン３０ｍｌをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下還流温度で７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、３，６−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾール８２０ｍｇを得た。

＜３，６−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾールの合成＞
３，６−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾール、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４、リン酸三カリウム、１，４−ジオキサンおよび水をフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下還流温度で攪拌する。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。有機層をエバポレータにより濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィーやシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、３，６−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−９−ナフタレン−１−イル−カルバゾールを得ることが出来る。

合成例８：式（２−２−１９）の化合物の合成
＜５，９−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレンの合成＞
５，９−ビス（トリフルオロメタンスホニルオキシ）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレン１３．１ｇ、ビス（ピナコラート）ジボロン１１．２ｇ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１．２ｇ、トリシクロヘキシルホスフィン１．４ｇ、酢酸カリウム６．５ｇおよび１，４−ジオキサン３００ｍｌをフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下８０℃で４時間半攪拌した。加熱終了後反応液を濃縮した。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、エタノールで洗浄し、５，９−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレン９．８を得た。

＜５，９−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレンの合成＞
５，９−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレン、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン、Ｐｄ（ＰＰｈ_３）_４、リン酸三カリウム、１，４−ジオキサンおよび水をフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下還流温度で攪拌する。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。有機層をエバポレータにより濃縮し、濃縮物を活性アルミナカラムクロマトグラフィーやシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、５，９−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−７，７−ジフェニル−ベンゾ〔ｃ〕フルオレンを得ることが出来る。

合成例９：式（２−２−２２）の化合物の合成
＜１，４−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−ナフタレンの合成＞
１，４−ビス（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラニル）−ナフタレン、５−ブロモ−２，４’−ビピリジン、トリス（ジベンジリデンアセトン）二パラジウム（０）、トリシクロヘキシルホスフィン、リン酸三カリウムおよびトルエンをフラスコに入れて、アルゴン雰囲気下還流温度で攪拌する。加熱終了後反応液を室温まで冷却し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。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やシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、１，４−ビス（２，４’−ビピリジン−５−イル）−ナフタレンを得ることが出来る。

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（以下、ＣｕＰｃと略記する。）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（Ａ）：９−フェニル−１０−〔６−（１，１’；３，１’’）テルフェニル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（Ｂ）：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、化合物（２−２−１）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、ＣｕＰｃ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（Ａ）を入れた蒸着用ボートと化合物（Ｂ）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（Ａ）と化合物（Ｂ）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、約波長４５５ｎｍの青色発光を得た。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は５．４８Ｖで、８０時間経過時の輝度は８６９ｃｄ／ｍ^２だった。

化合物（２−２−１）を化合物（２−２−２９）に替えた以外は実施例１０と同様にして有機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／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は３．８３Ｖで８０時間経過時の輝度は７２４ｃｄ／ｍ^２であった。

（比較例１）
化合物（２−２−１）を化合物（Ｃ）（特許文献２に記載の化合物II−４）に替えた以外は実施例１０と同様にして有機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／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は３．７１Ｖで８０時間経過時の輝度は４９６ｃｄ／ｍ^２であった。

（比較例２）
化合物（２−２−１）を化合物（Ｄ）（特許文献１の請求範囲に含まれる化合物）に替えた以外は実施例１０と同様にして有機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／ｍ^２を得るための電流密度により、定電流駆動試験を実施しようと試みたが、輝度調整中の輝度低下が著しく、正確な測定が出来なかった。

（比較例３）
化合物（２−２−１）をトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ_３）に替えた以外は実施例１０と同様にして有機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／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は６．３６Ｖで８０時間経過時の輝度は８３０ｃｄ／ｍ^２であった。
以上の結果を表１にまとめた。

スパッタリングにより１８０ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを１５０ｎｍまで研磨した、２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を実施例１０で使用した蒸着装置の基板ホルダーに固定し、ＣｕＰｃを入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＮＰＤを入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ａ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（Ｂ）を入れたモリブデン製蒸着用ボート、化合物（２−２−２）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。

透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０^−４Ｐａまで減圧し、まず、ＣｕＰｃが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚５０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成し、ついで、ＮＰＤが入った蒸着用ボートを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成した。次に、化合物（Ａ）が入った蒸着用ボートと化合物（Ｂ）の入った蒸着用ボートを同時に加熱して膜厚３５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）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（２−２−２）の入った蒸着用ボートを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／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０．００３〜０．１ｎｍ／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０．０１〜１０ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着することにより、陰極を形成し、有機電界発光素子を得た。

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、約波長４５５ｎｍの青色発光を得た。また、初期輝度２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は６．２８Ｖで、８０時間経過時の輝度は１６１２ｃｄ／ｍ^２だった。

化合物（２−２−２）を化合物（２−１−２）に替えた以外は実施例１２と同様にして有機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２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は５．４７Ｖで８０時間経過時の輝度は１７０８ｃｄ／ｍ^２であった。

化合物（２−２−２）を化合物（２−１−２８）に替えた以外は実施例１２と同様にして有機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２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は４．７３Ｖで８０時間経過時の輝度は１５５４ｃｄ／ｍ^２であった。

化合物（２−２−２）を化合物（２−１−６６）に替えた以外は実施例１２と同様にして有機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２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は４．８６Ｖで８０時間経過時の輝度は１６３３ｃｄ／ｍ^２であった。

（比較例４）
化合物（２−２−２）を上記化合物（Ｃ）（特許文献２に記載の化合物II−４）に替えた以外は実施例１２と同様にして有機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２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は４．１４Ｖで８０時間経過時の輝度は１３７５ｃｄ／ｍ^２であった。

（比較例５）
化合物（２−２−２）をトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ_３）に替えた以外は実施例１２と同様にして有機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２０００ｃｄ／ｍ^２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。駆動試験開始電圧は６．５８Ｖで８０時間経過時の輝度は１５６２ｃｄ／ｍ^２であった。
以上の結果を表２にまとめた。

本発明の好ましい態様によれば、駆動電圧、素子寿命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、素子寿命が改善され、より実用的になるので、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。

Claims

下記の式（１）で表される化合物。

式中、Ｇは下記の式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）で表される２価の基の群から選択される１つであり、ｎは２であり；
Ｒ ^１およびＲ ^２のどちらか一方はＧに結合する遊離原子価であり、他方は水素、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、またはシクロヘキシルであり、Ｒ ^３〜Ｒ ^８は独立して水素、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、またはシクロヘキシルであり；そして、２個の２，４’−ビピリジル基は同一でもよく、異なっていてもよい。

式中、Ｒは独立して水素、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、ナフチル、ビフェニリル、またはテルフェニリルであり；式（Ｃ−１）〜（Ｃ−１０）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、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、ｍ−テルフェニル−２’−イル、およびｍ−テルフェニル−５’−イルからなる群から選択される置換基を有していてもよい。
下記の式（２−１）で表される、請求項１に記載の化合物。
下記の式（２−２）で表される、請求項１に記載の化合物。
Ｇが式（５）で表される基である、請求項２に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４５は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが式（５）で表される基である、請求項３に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４５は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが式（６）で表される基である、請求項２に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４６〜Ｒ^４９は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが式（６）で表される基である、請求項３に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^４６〜Ｒ^４９は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが下記の式（７）で表される基である、請求項２に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５０およびＲ^５１は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが下記の式（７）で表される基である、請求項３に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５０およびＲ^５１は独立して水素、メチル、ｔ−ブチル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、２−ビフェニリル、３−ビフェニリル、４−ビフェニリル、ｍ−テルフェニル−２’−イル、またはｍ−テルフェニル−３’−イルである。
Ｇが下記の式（９）で表される基である、請求項２に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５2は独立してフェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
Ｇが下記の式（９）で表される基である、請求項３に記載の化合物。

上記の式中、Ｒ^５2は独立してフェニル、ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
請求項１〜１１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。
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であって、該電子輸送層が、請求項１〜１１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。