芳香族杂环衍生物、有机电致发光元件用材料以及有机电致发光元件的制造方法与工艺

本发明涉及有机电致发光元件、可用于该有机电致发光元件中的芳香族杂环衍生物、以及含有该芳香族杂环衍生物的有机电致发光元件用材料。

背景技术：
按照其发光原理，有机电致发光元件（以下，有时称之为有机EL元件）可以分为荧光型与磷光型这两类。对有机EL元件施加电压，注入来自阳极的空穴与来自阴极的电子，它们在发光层中再次结合形成激子。依据电子自旋统计法，单线态激子与三重态激子以25%：75%的比例生成。荧光型因为使用了单线态激子来发光，故其内部量子效率以25%为极限。最近，使用了荧光材料的荧光型元件，其长寿命化技术有所发展，虽然正在应用于移动电话或电视等全彩显示屏中，但存在着需要比磷光型元件更高效率化的课题。针对此，已公开的与荧光型元件的高效率化技术相关的有，通过2个三重态激子的碰撞融合生成单重激子这种现象，即TTF（Triplet-TripletFusion）现象，基于该现象，提取来自三重态激子的发光的技术。在可以有效地引发TTF现象的阻挡层中，要求一种因需增大三重态能量而为宽禁带，同时，作为传输电子的层，还具有高电子耐性的化合物。从这样的观点出发，优选烃环构成的化合物。专利文献1公开了一种有机EL元件，其在与荧光发光层邻接的电子传输层中使用的化合物，具有芘骨架或者蒽骨架，进一步地具有选自咔唑基、二苯并呋喃基或者二苯并噻吩基的取代基。此外，专利文献2中，公开了一种有机EL元件，其为了有效地引发TTF现象，在阻挡层中使用了荧蒽衍生物。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/001817号专利文献2：国际公开第2010/134350号

技术实现要素：
发明要解决的课题本发明的目的在于提供高效发光、并且能用更低电压驱动的有机EL元件，可用于该有机EL元件中的芳香族杂环衍生物，以及含有该芳香族杂环衍生物的有机EL元件用材料。解决课题的手段[1]一种有机电致发光元件，按顺序设置有阳极、发光层、电子传输区、以及阴极，所述电子传输区含有下述通式（1）所表示的芳香族杂环衍生物。【化1】（所述通式（1）中，X1-X3表示氮原子或者CR1。只是，X1-X3中，至少一个为氮原子。R1分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的的原子数5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳氧基。所述通式（1）中，A在下述通式（2）中表示。）【化2】(HAr)a——L1——(2)（所述通式（2）中，HAr在下述通式（3）中表示。所述通式（2）中，a为1以上5以下的整数。a为1时，L1为单键或者2价的连接基团。a在2以上5以下时，L1为三价以上六价以下的连接基团，HAr与其相同或者不同。所述连接基团，为取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的的原子数5～30的杂环基、或者，2个、或者3个这些基团相互结合后的基团的任一项衍生的二价以上六价以下的残基。另外，这些相互结合的基团，可以相互相同或者不同。）【化3】（所述通式（3）中，X11-X18分别独立地为氮原子、CR13、或者与L1以单键相结合的碳原子。所述通式（3）中，Y1为氧原子、硫原子，SiR11R12、或者分别与R11以及L1以单键相结合的硅原子。但是，与L1相结合的是，X11-X18，以及R11-R12中碳原子，以及Y1中的硅原子的任一项。R11以及R12，与所述通式（1）中的R1同义。R11以及R12相同或者不同。R13分别独立地为、氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的的原子数5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳氧基。多个R13可以相互相同或者不同。此外，相邻的R13可以相互结合成环。所述通式（1）中，Ar1以及Ar2分别独立地由，所述通式（2）表示，或者是取代或者无取代的形成环的的碳原子数6～30的芳基、或者，取代或者无取代的形成环的的原子数5～30的杂环基。）[2]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（3）中的X13或者X16为与L1以单键结合的碳原子。[3]上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（3）中的X11或者X18为与L1以单键相结合的碳原子。一种有机电致发光元件，其特征在于，[4]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（2）中的a为1以上3以下的整数。[5]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（2）中的a为1或者2。[6]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（2）中的a为1，所述通式（2）中的L1，为连接基团，作为连接基团，有取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的2价残基，或者，取代或者无取代的形成环原子数为5～30的杂环基的2价残基。[7]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（2）中的a为2，所述通式（2）中的L1，为连接基团，作为连接基团，有取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的三价残基，或者，取代或者无取代的形成环原子数为5～30的杂环基的三价残基。[8]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（3）中Y1为氧原子或者硫原子。[9]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（3）中Y1为氧原子或者硫原子，X11至X18中的一个为与L1以单键相结合的碳原子，除此之外，为CR13。[10]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（1）中X1至X3的任一个或者任两个为氮原子。[11]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述通式（2）中的L1，为苯、联二苯、三联苯、萘以及菲的任一项衍生的二价或者三价的残基。[12]一种有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输区包含阻挡层，所述阻挡层，含有所述通式（1）所表示的芳香族杂环衍生物。[13]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述阻挡层与所述阴极之间，至少具备电子注入层以及电子传输层的任一方，所述电子注入层以及所述电子传输层的至少任一方，含有供电子性掺杂材料以及有机金属络合物的至少一方。[14]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述供电子性掺杂材料为选自碱金属、碱土类金属、稀土类金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土类金属的氧化物、碱土类金属的卤化物、稀土类金属的氧化物以及稀土类金属的卤化物所成群中的1种或者2种以上，所述有机金属络合物，其特征在于，为选自含碱金属的有机金属络合物、含碱土类金属的有机金属络合物以及含稀土类金属的有机金属络合物形成的群中选择的1种或者2种以上。[15]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述发光层与所述含有芳香族杂环衍生物的所述电子传输区相接。[16]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述发光层含有下述式（20D）所表示的蒽衍生物。【化4】（所述通式（20D）中，Ar11以及Ar12分别独立地为，取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的单环基、取代或者无取代的形成环的原子数为10～30的稠环基、或者所述单环基与所述稠环基组合构成的基团。所述通式（20D）中，R101-R108分别独立地为，氢原子、卤素原子、氰基取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的单环基、取代或者无取代的形成环的原子数为10～30的稠环基、、所述单环基与所述稠环基组合构成的基团、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为3～30的环烷基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为8～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的碳原子数7～30的芳烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数6～30的芳氧基、或着取代或者无取代的甲硅烷基。）[17]一种有机电致发光元件，其特征在于，上述本发明的有机电致发光元件中，所述发光层含有主峰波长在500nm以下的荧光发光性掺杂材料。[18]下述通式（4）所表示的芳香族杂环衍生物。【化5】（所述通式（4）中，X1-X3为氮原子或者CR1。只是，X1-X3的至少一个为氮原子。R1分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳氧基。所述通式（4）中，A在下述通式（5）中表示。）【化6】(HAr)a——L1——(5)（所述通式（5）中，HAr在下述通式（6）中表示。所述通式（5）中，a为1以上5以下的整数。a为1时，L1为二价的连接基团。a在2以上5以下时，L1为三价以上六价以下的连接基团，HAr相同或者不同。所述连接基团为，取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基，或者，2个、或者3个这些基团相互结合后的基团的任一项衍生的二价以上六价以下的残基。另外，这些相互结合的基团，可以相互相同或者不同。）【化7】（所述通式（6）中，Y1为氧原子、或者硫原子。所述通式（6）中，X11以及X18为氮原子或者CR13。所述通式（6）中，X12-X17中的一个是与L1以单键相结合的碳原子，其他的为氮原子或者CR13。R13分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳氧基。多个R13相互相同或者不同。此外，相邻的R13可以相互结合形成环。所述通式（4）中、Ar1以及Ar2分别独立地在所述通式（5）中表示，或是取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、或者、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基。）[19]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（6）中的X13或者X16是与L1以单键相结合的碳原子[20]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（5）中的a为1以上3以下的整数。[21]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（5）中的a为1或者2。[22]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（5）中的a为1，所述通式（5）中的L1为连接基团，作为连接基团有，取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的二价残基、或者，取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基的二价残基。[23]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（5）中的a为2，所述通式（5）中的L1为连接基团。作为连接基团有，取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的三价残基、或者、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基的三价残基。[24]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（6）中的Y1为氧原子。[25]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（6）中的Y1为氧原子，所述通式（6）中的X11以及X18为CR13，所述通式（6）中的X12-X17中的一个为与L1以单键相结合的碳原子，其他的为CR13。[26]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（4）中的X1-X3中，任意的2个或者3个为氮原子。[27]一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，上述本发明的芳香族杂环衍生物中，所述通式（5）中的L1为，苯、联二苯、三联苯、萘以及菲的任一项衍生的二价或者三价的残基。[28]一种有机电致发光元件用材料，含有上述的本发明的芳香族杂环衍生物。根据本发明，可以提供高效发光、并且能以更低电压驱动的有机EL元件，可用于该有机EL元件中的芳香族杂环衍生物，以及含有该芳香族杂环衍生物的有机EL元件用材料。附图说明【图1】是本发明的第1实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图2】是本发明的各层的能隙关系的示意图。【图3】是基于本发明的各层的能隙关系所产生的作用的示意图。【图4】是满足基质材料的亲和势（Ah）>掺杂材料的亲和势（Ad）时的能带图。【图5】是Ah<Ad时，其差值小于0.2eV时的能带图。【图6】是Ah<Ad时，其差值大于0.2eV时的能带图。【图7】是满足Ah<Ad的掺杂材料与满足Ah>Ad的掺杂材料共存时的能带图。【图8】是本发明的第二实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图9】是本发明的第三实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图10】是本发明的第四实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图11】是本发明的第五实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图12】是本发明的第六实施方式涉及的一例有机EL元件的示意图。【图13】是瞬态EL波形的测定系统的示意图。【图14A】是来自TTF的发光强度比的测定方法的示意图，是显示EL元件的发光强度时间变化的图表。【图14B】是来自TTF的发光强度比的测定方法的示意图，是显示光强度的平方根的倒数的时间变化的图表。符号说明1，2，3，4，5…有机EL元件10…阳极20，22，24…发光层30，32…阻挡层40…电子注入层41…电子传输层50…阴极60…空穴传输带区域70…电子传输区具体实施方式（芳香族杂环衍生物）本发明的芳香族杂环衍生物在下述通式（4）中表示。【化8】（所述通式（4）中，X1-X3为氮原子或者CR1。只是，X1-X3中，至少其中任一个为氮原子。R1分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳氧基。所述通式（4）中，A在下述通式（5）中表示。）【化9】(HAr)a——L1——(5)（所述通式（5）中，HAr在下述通式（6）中表示。所述通式（5）中，a为1以上5以下的整数。a为1时，L1为二价的连接基团。a在2以上5以下时，L1为三价以上六价以下的连接基团，HAr相同或者不同。所述连接基团为，取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基、或者、2个或3个这些基团相互结合后的基团的任一项衍生的二价以上六价以下的残基。另外，这些相互结合的基团，可以相互相同或者不同。）【化10】（所述通式（6）中，Y1为氧原子、或者硫原子。所述通式（6）中，X11以及X18为氮原子或者CR13。所述通式（6）中，X12-X17中的一个是L1以单键相结合的碳原子，其他的为氮原子或者CR13。R13分别独立地为氢原子、卤素原子、氰基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基、取代或者无取代的碳原子数2～30的烯基、取代或者无取代的碳原子数2～30的炔基、取代或者无取代的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基甲硅烷基、取代或者无取代的碳原子数1～30的烷氧基、取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳烷基、或者取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳氧基。多个R13相互相同或者不同。此外，相邻的R13可以相互结合形成环。所述通式（4）中，Ar1以及Ar2分别独立地在所述通式（5）中表示，或者为取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、或者、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基。）所述通式（6）中，X13或者X16优选为与L1以单键相结合的碳原子。所述通式（5）中，a为1以上5以下的整数，优选1以上3以下，特别优选1或者2。a为1时，L1为二价的连接基团，所述通式（5）在下述通式（5-1）中表示。a在2以上5以下时，L1为三价以上六价以下的连接基团。a为2时，L1为三价的连接基团，所述通式（5）在下述通式（5-2）中表示。这时，HAr相同或者不同。【化11】所述连接基团是，取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基，或者2个或3个这些基团相互结合后的基团的任一项衍生的二价或三价残基。所述通式（5），（5-1），（5-2）的L1中，这些相互以2个或者3个结合而成的基团是，2个或者3个所述形成环的碳原子数为6～30的芳基以及形成环的原子数5～30的杂环基所衍生的二价或者三价的残基相互以单键结合成的基团。这些连接基团中，相互结合的基团，彼此相同或者不同。所述通式（5），（5-1），（5-2）中，L1优选取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基、取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基。进一步地，所述通式（5），（5-1），（5-2）中，作为L1优选苯、联二苯、三联苯、萘以及菲的任一项所衍生的二价或者三价的残基。所述通式（5）中，a为1，并且，L1更优选取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的二价残基，或者，取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基的二价残基。此外，所述通式（5）中，a为2，并且，L1是连接基团，作为连接基团，更优选取代或者无取代的形成环的碳原子数为6～30的芳基的三价残基，或者，取代或者无取代的形成环的原子数为5～30的杂环基的三价残基。所述通式（6）中，X13或者X16优选与L1以单键相结合的碳原子。所述通式（6）中，Y1优选氧原子。另外，所述通式（6）中，优选Y1为氧原子，X11以及X18为CR13，X12-X17中的一个为L1以单键相结合的碳原子，其他的为CR13。所述通式（4）中的X1-X3中，优选任意的2个或者3个为氮原子。以下，对所述通式（4）～（6）以及（5-1）～（5-2）中的Ar1，Ar2，L1，R1，R11～R13进行说明。作为所述通式（4）～（6）以及（5-1）～（5-2）中的形成环的碳原子数为6～30的芳基，举例有，苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、苯并蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、四苯基、芘基、1-屈基、2-屈基、3-屈基、4-屈基、5-屈基、6-屈基、苯并[c]菲基、苯并[g]屈基、1-9，10-苯并菲基、2-9，10-苯并菲基、3-9，10-苯并菲基、4-9，10-苯并菲基、1-芴基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、9-芴基、苯并芴基、二苯并芴基、2-联二苯基、3-联二苯基、4-联二苯基、邻-三联苯基、间-三联苯-4-基、间-三联苯-3-基、间-三联苯-2-基、对-三联苯-4-基、对-三联苯-3-基、对-三联苯-2-基、间-四苯基、3-荧蒽基、4-荧蒽基、8-荧蒽基、9-荧蒽基、苯并荧蒽基、邻-甲苯基、间-甲苯基、对-甲苯基、2，3-二甲苯基、3，4-二甲苯基、2，5-二甲苯基、2，4，6-三甲苯基、邻-异丙苯基、间-异丙苯基、对-异丙苯基、对-叔丁苯基、对-（2-苯丙基）苯基、4’-甲基联二苯基、4”-叔丁基-对-三联苯-4基、9，9-二甲基-1-芴基、9，9-二甲基2-芴基、9，9-二甲基-3-芴基、9，9-二甲基-4-芴基、9，9-联二苯-1-芴基、9，9-联二苯-2-芴基、9，9-联二苯-3-芴基、9，9-联二苯-4-芴基。作为所述通式（4）～（6）以及（5-1）～（5-2）中的芳基，优选形成环的碳原子数为6～20，更优选6～12。上述芳基中优选苯基、联二苯基、萘基、菲基、三联苯基、芴基、9，10-苯并菲基。对于1-芴基、2-芴基、3-芴基以及4-芴基，优选9位上的碳原子，被所述通式（4）中的取代或者无取代的碳原子数1～30的烷基所置换。作为所述通式（4）～（6）以及（5-1）～（5-2）中的形成环的原子数5～30的杂环基，举例有，吡咯基、吡嗪基、吡啶基、吲哚基、异吲哚基、咪唑基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩恶嗪基、噁唑基、恶二唑基、呋吖基、噻嗯基、苯并噻吩基以及吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、吲哚环、喹啉环、吖啶环、吡咯烷环、二噁烷环、氮杂环己烷环、吗啉环、哌嚓环、咔唑环、呋喃环、噻吩环、噁唑环、噁二唑环、苯并噁唑环、噻唑环、噻二唑环、苯并噻唑环、三唑环、咪唑环、苯并咪唑环、吡喃环、二苯并呋喃形成环的的基团。进一步具体地有，1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、6-嘧啶基、1，2，3-三嗪-4-基、1，2，4-三嗪-3-基、1，3，5-三嗪-2-基、1-咪唑基、2-咪唑基、1-吡唑基、1-吲哚嗪基、2-吲哚嗪基、3-吲哚嗪基、5-吲哚嗪基、6-吲哚嗪基、7-吲哚嗪基、8-吲哚嗪基、2-咪唑并吡啶基、3-咪唑并吡啶基、5-咪唑并吡啶基、6-咪唑并吡啶基、7-咪唑并吡啶基、8-咪唑并吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、氮杂咔唑基-3-基、氮杂咔唑基-4-基、氮杂咔唑基-5-基、氮杂咔唑基-6-基、氮杂咔唑基-7-基、氮杂咔唑基-8-基、氮杂咔唑基-9-基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲罗啉-2-基、1，7-菲罗啉-3-基、1，7-菲罗啉-4-基、1，7-菲罗啉-5-基、1，7-菲罗啉-6-基、1，7-菲罗啉-8-基、1，7-菲罗啉-9-基、1，7-菲罗啉-10-基、1，8-菲罗啉-2-基、1，8-菲罗啉-3-基、1，8-菲罗啉-4-基、1，8-菲罗啉-5-基、1，8-菲罗啉-6-基、1，8-菲罗啉-7-基、1，8-菲罗啉-9-基、1，8-菲罗啉-10-基、1，9-菲罗啉-2-基、1，9-菲罗啉-3-基、1，9-菲罗啉-4-基、1，9-菲罗啉-5-基、1，9-菲罗啉-6-基、1，9-菲罗啉-7-基、1，9-菲罗啉-8-基、1，9-菲罗啉-10-基、1，10-菲罗啉-2-基、1，10-菲罗啉-3-基、1，10-菲罗啉-4-基、1，10-菲罗啉-5-基、2，9-菲罗啉-1-基、2，9-菲罗啉-3-基、2，9-菲罗啉-4-基、2，9-菲罗啉-5-基、2，9-菲罗啉-6-基、2，9-菲罗啉-7-基、2，9-菲罗啉-8-基、2，9-菲罗啉-10-基、2，8-菲罗啉-1-基、2，8-菲罗啉-3-基、2，8-菲罗啉-4-基、2，8-菲罗啉-5-基、2，8-菲罗啉-6-基、2，8-菲罗啉-7-基、2，8-菲罗啉-9-基、2，8-菲罗啉-10-基、2，7-菲罗啉-1-基、2，7-菲罗啉-3-基、2，7-菲罗啉-4-基、2，7-菲罗啉-5-基、2，7-菲罗啉-6-基、2，7-菲罗啉-8-基、2，7-菲罗啉-9-基、2，7-菲罗啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩恶嗪基、2-吩恶嗪基、3-吩恶嗪基、4-吩恶嗪基、10-吩恶嗪基、2-恶唑基、4-恶唑基、5-恶唑基、2-恶二唑基、5-恶二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-叔丁基吡咯-4-基、3-（2-苯丙基）吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-叔丁基-1-吲哚基、4-叔丁基-1-吲哚基、2-叔丁基-3-吲哚基、4-叔丁基-3-吲哚基、1-二苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、3-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、1-二苯并噻吩基、2-二苯并噻吩基、3-二苯并噻吩基、4-二苯并噻吩基、1-硅杂芴基、2-硅杂芴基、3-硅杂芴基、4-硅杂芴基、1-锗杂芴基、2-锗杂芴基、3-锗杂芴基、4-锗杂芴基。所述通式（4）～（6）以及（5-1）～（5-2）中的形成杂环基的成环原子数优选5～20，进一步优选5～14。上述杂环基中，优选1-二苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、3-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、1-二苯并噻吩基、2-二苯并噻吩基、3-二苯并噻吩基、4-二苯并噻吩基、2-吡啶基、2-咪唑并吡啶基、3-咪唑并吡啶基、5-咪唑并吡啶基、6-咪唑并吡啶基、7-咪唑并吡啶基、8-咪唑并吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-咪唑基、2-咪唑基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、菲咯啉基、三嗪环、或者苯并咪唑环所形成的基团。作为所述通式（4）以及（6）中的碳原子数1～30的烷基，可以是直链、含支链或者环状的任一项。作为直链或者含支链的烷基，举例有例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、新戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1-戊基己基、1-丁基戊基、1-庚基辛基、3-甲基戊基、羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、2-羟基异丁基、1，2-二羟基乙基、1，3-二羟基异丙基、2，3-二羟基叔丁基、1，2，3-三羟基丙基、氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯异丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯异丙基、2，3-二氯叔丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴异丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴异丙基、2，3-二溴叔丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘异丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二碘异丙基、2，3-二碘叔丁基、1，2，3-三碘丙基、氨基甲基、1-氨基乙基、2-氨基乙基、2-氨基异丁基、1，2-二氨基乙基、1，3-二氨基异丙基、2，3-二氨基叔丁基、1，2，3-三氨基丙基、氰基甲基、1-氰基乙基、2-氰基乙基、2-氰基异丁基、1，2-二氰基乙基、1，3-二氰基异丙基、2，3-二氰基叔丁基、1，2，3-三氰基丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、1，2-二硝基乙基、2，3-二硝基叔丁基、1，2，3-三硝基丙基等。。作为环状烷基（环烷基），举例有环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等。所述通式（4）以及（6）中的直链或者含支链的烷基的碳原子数优选1～10、更优选1～6。上述支链或者含支链的烷基优选甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。所述通式（4）以及（6）中的环烷基中形成环的碳原子数，优选3～10，更优选5～8。上述环烷基中，优选环戊基或环己基。作为烷基被卤素原子取代的卤化烷基，举例有，上述碳原子数1～30的烷基被1个以上的卤素基团取代的基团。具体地，举例有氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟乙基、三氟甲基甲基等。作为所述通式（4）以及（6）中的碳原子数2～30的烯基，可以是直链、含支链或者环状的任一项，举例有，乙烯基、丙烯基、丁烯基、油基、二十碳五烯基、二十二碳六烯基、苯乙烯基、2，2-二苯基乙烯基、1，2，2-三苯基乙烯基、2-苯基-2-丙烯基等。上述烯基中优选乙烯基。所述通式（4）以及（6）中的碳原子数2～30的炔基，可以是直链、含支链或者环状的任一项，举例有，乙炔基、丙炔基、2-苯乙炔基等。上述炔基中优选乙炔基。作为所述通式（4）以及（6）中的碳原子数3～30的烷基甲硅烷基，举例有上述碳原子数1～30的烷基所例示的含烷基的三烷基硅烷基，具体地举例有三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三-正丁基甲硅烷基、三-正辛基甲硅烷基、三异丁基甲硅烷基、二甲基乙基甲硅烷基、二甲基异丙基甲硅烷基、二甲基-正丙基甲硅烷基、二甲基-正丁基甲硅烷基、二甲基-叔丁基甲硅烷基、二乙基异丙基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基等。3个烷基可以分别相同或者不同。作为所述通式（4）以及（6）中的形成环的碳原子数为6～30的芳基甲硅烷基，举例有二烷基芳基甲硅烷基、烷基二芳基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基。二烷基芳基甲硅烷基，举例有，具有2个上述碳原子数1～30的烷基中例示的烷基、具有1个上述形成环的碳原子数为6～30的芳基的二烷基芳基甲硅烷基。二烷基芳基甲硅烷基的碳原子数优选8～30。2个烷基可以分别相同或者不同。烷基二芳基甲硅烷基，举例有，具有1个上述碳原子数1～30的烷基所例示的烷基、具有2个上述形成环的碳原子数为6～30的芳基的烷基二芳基甲硅烷基。二烷基芳基甲硅烷基的碳原子数，优选13～30。2个芳基可以分别相同或者不同。三芳基甲硅烷基，举例有，具有3个上述形成环的碳原子数为6～30的芳基的三芳基甲硅烷基。二烷基芳基甲硅烷基的碳原子数，优选18～30。3个芳基可以分别相同或者不同。所述通式（4）以及（6）中的碳原子数1～30的烷氧基表示为-OY。作为Y，举例有上述碳原子数1～30的烷基。烷氧基，例如有甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基。作为烷氧基经卤原子取代的卤化烷氧基，可举例如，上述碳原子数1～30的烷氧基被1以上的卤素基团取代的卤化烷氧基。所述通式（4）以及（6）中的形成环的碳原子数为6～30的芳烷基表示为-Y-Z。作为Y，举例有与上述碳原子数1～30的烷基相对应的亚烷基。作为Z，举例有上述形成环的碳原子数为6～30的芳基。此芳烷基，优选碳原子数7～30芳烷基（芳基部分为碳原子数6～30、优选6～20、更优选6～12），烷基部分为碳原子数1～30（优选1～20、更优选1～10、进一步优选1～6）。作为该芳烷基，可举例如，苯甲基，2-苯丙烷-2-基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯基异丙基、2-苯基异丙基、苯基叔丁基、α-萘甲基、1-α-萘乙基、2-α-萘乙基、1-α-萘基异丙基、2-α-萘基异丙基、β-萘甲基、1-β-萘乙基、2-β-萘乙基、1-β-萘基异丙基、2-β-萘基异丙基、1-吡咯基甲基、2-（1-吡咯基）乙基、对甲基苯甲基、间甲基苯甲基、邻甲基苯甲基、对氯苯甲基、间氯苯甲基、邻氯苯甲基、对溴苯甲基、间溴苯甲基、邻溴苯甲基、对碘苯甲基、间碘苯甲基、邻碘苯甲基、对羟基苯甲基、间羟基苯甲基、邻羟基苯甲基、对氨基苯甲基、间氨基苯甲基、邻氨基苯甲基、对硝基苯甲基、间硝基苯甲基、邻硝基苯甲基、对氰基苯甲基、间氰基苯甲基、邻氰基苯甲基、1-羟基-2-苯基异丙基、1-氯-2-苯基异丙基等。所述通式（4）以及（6）中的形成环的碳原子数为6～30的芳氧基表示为-OZ。作为Z，举例有上述形成环的碳原子数为6～30芳基或者后述的单环基以及稠环基。作为该芳氧基，举例有苯氧基。作为所述通式（4）以及（6）中的卤素原子，举例有氟、氯、溴、碘等，优选氟原子。本发明中，“形成环的碳”意味着构成饱和环、不饱和环或者芳香环的碳原子。“形成环的原子”意味着构成杂环（包含饱和环、不饱和环以及芳香环）的碳原子以及杂原子。此外，“取代或者无取代的”所指的取代基，举例有上述之类的芳基、杂环基、烷基（直链或者含支链的烷基、环烷基、卤化烷基）、烯基、炔基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷氧基、卤化烷氧基、芳烷基、芳氧基、卤素原子、氰基之外，还可列举羟基、硝基、羧基等。在这里列举的取代基中，优选芳基、杂环基、烷基、卤素原子、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、氰基，进一步地优选对各取代基说明时优选的具体的取代基。此外，这些取代基还可以进一步地被上述取代基取代。本说明书中的“取代或者无取代”中的“无取代”意味着氢原子取代。以下说明的化合物或者其部分结构中，“取代或者无取代”的表述与上述意思相同。本发明中，氢原子包含中子数量不同的同位素，即，氕（protium）、氘（deuterium）、氚（tritium）。作为本发明的所述通式（4）所示的芳香族杂环衍生物的具体的结构，举例有以下结构。但是，本发明并不局限于这些结构的芳香族衍生物。【化12】【化13】【化14】【化15】【化16】【化17】【化18】【化19】【化20】【化21】【化22】【化23】【化24】【化25】【化26】【化27】【化28】【化29】【化30】【化31】【化32】【化33】【化34】【化35】【化36】【化37】【化38】【化39】【化40】【化41】【化42】【化43】【化44】【化45】【化46】【化47】【化48】【化49】【化50】【化51】【化52】【化53】【化54】【化55】【化56】【化57】【化58】【化59】【化60】【化61】【化62】【化63】【化64】【化65】【化66】（有机EL元件用材料）本发明的芳香族杂环衍生物，可作为有机EL元件用材料使用。有机EL元件用材料，可以只含有本发明的芳香族杂环衍生物，也可以含有其他的化合物。包含本发明的芳香族杂环衍生物的有机EL元件用材料，例如可以作为阻挡层用材料之类的电子传输区用材料使用。另外，本发明中，电子传输区意味着电子传输层、电子注入层、阻挡层的任意层或这些层的2个以上组合的层。（有机EL元件）<第1实施方式>本实施方式利用了TTF现象。首先，以下对TTF现象进行说明。由阳极、阴极注入的空穴、电子，在发光层内再结合生成激子。其自旋状态，依据以往的知识，单线态激子为25%，三重态激子为75%的比率。以往公知的荧光元件中，25%的单线态激子返回至基态时发光，剩余的75%的三重态激子没有发光，而是经由热失活过程回到基态。因此以往，荧光元件的内部量子效率的理论界线值为25%。另一方面，对在有机物内部生成的三重态激子的活动进行理论探索。依据S.M.Bachilo（J.Phys.Cem.A，104，7711（2000）），假定五重态等高能级激子立即返回至三重态，三重态激子（以下、记为3A*と）的密度增大，可以与其它的三重态激子碰撞发生如下反应。在这里，1A表示基态，1A*表示最低能级的单线态激子。3A*+3A*→（4/9）1A+（1/9）1A*+（13/9）3A*即，为53A*→41A+1A*，推测之前生成的75%的三重态激子中，1/5（20%）变为单线态激子。因此，贡献为光的单线态激子，起初生成的25%分中加上75%×（1/5）=15%，即变为40%。此时，总发光强度中，来自TTF的发光比率（TTF比率）为15/40，即37.5%。此外，起初生成的75%的三重态激子相互碰撞生成单线态激子（2个三重态激子生成1个单线态激子），起初生成的单线态激子25%分中加上75%×（1/2）=37.5%，即为62.5%，可以说得到了非常高的内部量子效率。此时，TTF比率为37.5/62.5=60%。图1是表示本发明的第1实施方式中的一例的有机EL元件1A的概略结构图。图2是第一实施方式中涉及的有机电致发光元件的发光层以及电子传输区中的三重态能量的关系示意图。另外，本实施方式的三重态能量是最低激发三重态下的能量与基态时的能量差，单线态能量（有时称为能隙。）是最低激发单线态状态下的能量与基态下的能量差。图1所示的有机EL元件1，在阳极10一侧依次设有，空穴传输区60、发光层20、电子传输区70、以及阴极50。本实施方式的有机EL元件1与这些元件相互邻接。本实施方式中的电子传输区70由阻挡层30与电子注入层40构成。优选在阳极10与发光层20之间设置有空穴传输区60。空穴传输区包含空穴注入层以及空穴传输层的至少任一项。另外，本发明中只记载阻挡层时，表示对三重态能量具有障碍功能的层。因此，空穴阻挡层与电荷阻挡层的功能是不同的。发光层包含基质材料以及掺杂材料。作为掺杂材料，优选显示荧光发光的掺杂材料（以下称为荧光发光性掺杂材料）。优选主峰波长在550nm以下的荧光发光性掺杂材料，更优选主峰波长在500nm以下的荧光发光性掺杂材料。主峰波长，是指浓度10-5摩尔/升以上10-6摩尔/升以下的甲苯溶液中测定的发光光谱中发光强度最大的发光光谱的峰的波长。主峰波长550nm，相当于绿色发光的程度，期望该波长区域利用TTF现象提高荧光发光元件的发光效率。此外，期望显示480nm以下的蓝色发光的荧光发光元件提高其发光效率至更高。另外，对于550nm以上的红色发光，内部量子效率高的磷光发光元件已经达到实用水准，所以并不期望荧光元件的发光效率的提高。图2中，由阳极注入的空穴，通过空穴传输区注入至发光层，由阴极注入的电子，通过电子注入层以及阻挡层注入...