JP5343089B2 - インデノフルオレンジオン誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Description

本発明は、新規なインデノフルオレンジオン誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「エレクトロルミネッセンス」を「ＥＬ」と略記することがある）は、電界を印可することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。

有機ＥＬ素子の積層構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送性発光層の二層型、又は正孔輸送（注入）層、発光層、電子輸送（注入）層の３層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では、注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。

従来、有機ＥＬ素子に用いられる正孔輸送材料としては、芳香族ジアミン誘導体や芳香族縮合環ジアミン誘導体が知られていた。
しかしながら、それらの芳香族ジアミン誘導体を正孔輸送材料に用いた有機ＥＬ素子で十分な発光輝度を得るには、印加電圧を高くする必要があるため、素子寿命の低下や消費電力が大きくなる等の問題を生じていた。

上記問題の解決方法として、有機ＥＬ素子の正孔注入層にルイス酸等の電子受容性化合物をドープする、あるいは単独で用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。しかしながら、特許文献１〜４で用いられている電子受容性化合物は、有機ＥＬ素子の製造工程において取扱い上、不安定であったり、あるいは有機ＥＬ素子駆動時において、耐熱性等の安定性が不足し、寿命が低下したりする等の問題があった。
また、特許文献３、４等に例示されている電子受容性化合物であるテトラフルオロテトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱＦ₄）は、分子量が小さく、また、フッ素で置換されていることにより昇華性が高い。従って、有機ＥＬ素子を真空蒸着で作製する際に装置内に拡散し、装置や素子を汚染する恐れがあった（例えば、特許文献５参照）。
特開２００３−０３１３６５号公報 特開２００１−２９７８８３号公報 特表２００４−５１４２５７号公報 ＵＳ２００５／０２５５３３４Ａ１ 特開２００８−２４４４３０号公報

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬ素子の構成材料として、耐熱性に優れ、適度な温度で基板上に蒸着させることができるインデノフルオレンジオン誘導体、及びこれを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供することを目的とする。また、駆動電圧が低く寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。

本発明者らは種々の材料骨格について鋭意研究した結果、インデノフルオレンジオンの骨格に着目した。インデノフルオレンジオンは、１分子中に２つのキノン部位（例えば、式（Ｉ）中の「＝Ｘ¹，＝Ｘ²」におけるＸ¹、Ｘ²が酸素）を有しており、この２つのキノン部位をジシアノメチレン基やシアノイミノ基等に変換することでフルオレノン誘導体よりも電子受容性が大きく高まる。また、フルオレノン誘導体は分子量が小さいか、又はキノン部位が一つしかないために昇華温度が低くなり、製膜時に蒸着した際に装置を汚染する恐れがあった。これに対し、インデノフルオレンジオンの誘導体は芳香環あるいは複素環が５個以上連結しており、耐熱性に優れると共に、適度な蒸着温度を保持し、蒸着による有機ＥＬ素子の作製が可能である。また、分子内の２個のキノン部位をジシアノメチレン基やシアノイミノ基等に変換することで、結晶化を低減することも可能である。
さらに、末端の環に特定の置換基を導入することで、電子受容性をより高めたり、結晶性をさらに低減させたりすることが可能である。
そして、これらの特徴を有するインデノフルオレンジオン誘導体を有機ＥＬ素子用材料として、有機ＥＬ素子、特に正孔注入層に適した場合、駆動電圧の低電圧化や長寿命化を実現できることを見出した。

すなわち、本発明は下記の通りである。
（１）下記式（Ｉ）で表されるインデノフルオレンジオン誘導体。

上記式（Ｉ）中Ａｒ¹は、核炭素数６〜２４の縮合環、あるいは核原子数６〜２４の複素環である。ａｒ¹及びａｒ²は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、下記式（ｉ）もしくは（ii）である。

上記式中、Ｘ¹及びＸ²は互いに同一でも異なっていてもよく、下記（ａ）〜（ｇ）に示す二価の基のいずれかである。

上記式中、Ｒ²¹〜Ｒ²⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、又は、置換もしくは無置換の複素環基であり、Ｒ²²とＲ²³は互いに結合して環を形成してもよい。

式（Ｉ）中のＲ¹〜Ｒ⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換又は無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリーロキシ基、置換もしくは無置換のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、又は、シアノ基である。Ｒ¹とＲ²およびＲ³とＲ⁴は互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。Ｙ¹〜Ｙ⁴は互いに同一でも異なっていてもよく、−Ｎ＝、−ＣＨ＝、又は、−Ｃ（Ｒ⁵）＝であり、Ｒ⁵は前記Ｒ¹〜Ｒ⁴と同義である。Ｒ¹〜Ｒ⁵のうち互いに隣接するものは互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。
ただし、式（Ｉ）において下記式（iii）、（iv）、（ｖ）で表されるものは除く。

上記式（iii）、（iv）、（ｖ）中、Ｘ¹及びＸ²は式（Ｉ）におけるＸ¹及びＸ²と同義であり、Ｒ¹〜Ｒ⁴およびＲ⁸〜Ｒ¹⁷は式（Ｉ）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同義であり、Ｙ⁵〜Ｙ¹⁴は式（Ｉ）におけるＹ¹〜Ｙ⁴と同義である。

（２）式（Ｉ）で表されるインデノフルオレンジオン誘導体を、少なくとも１種含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
（３）陽極及び陰極と、これらの間に形成されてなる有機薄膜層とを有し、前記有機薄膜層が、上記有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。

本発明によれば、有機ＥＬ素子の構成材料として、耐熱性に優れ、適度な温度で基板上に蒸着させることができるインデノフルオレンジオン誘導体、及びこれを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を提供することができる。また、駆動電圧が低く、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。

本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す概略断面図である。

［インデノフルオレンジオン誘導体］
本発明のインデノフルオレンジオン誘導体は、下記式（Ｉ）で表される。

上記式（Ｉ）中、Ａｒ¹は、核炭素数６〜２４の縮合環又は核原子数６〜２４の複素環、好ましくは核炭素数６〜１４の縮合環又は核原子数６〜１４の複素環である。縮合環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、９，９−ジメチルフルオレン環、９，９−ジオクチルフルオレン環等が挙げられる。複素環としては、ピラジン環、ピリジン環、キノキサリン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラン環、ベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、フェナントロリン環、ナフチリジン環等が挙げられる。前記縮合環および複素環は、以下に記載するＲ¹〜Ｒ⁴が表す置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリーロキシ基、置換もしくは無置換のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、又は、シアノ基で置換されていてもよい。
なお、本発明において、「核炭素」とは、飽和環、不飽和環又は芳香環を構成する炭素原子を意味し、「核原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環及び芳香環を含む）を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。

式（Ｉ）中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリーロキシ基、置換もしくは無置換のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、又は、シアノ基である。Ｒ¹とＲ²およびＲ³とＲ⁴は互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。

アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、オクチル基等が挙げられる。
シクロアルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基（二重結合の位置異性体を含む）、ブテニル基（二重結合の位置異性体を含む）、ペンテニル基（二重結合の位置異性体を含む）等があげられる。
（置換）アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フルオロフェニル基、トリフルオロメチルフェニル基、（トリフルオロメチル）フルオロフェニル基、トリフルオロフェニル基、ビス（トリフルオロメチル）フェニル基、（トリフルオロメチル）ジフルオロフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基、トリフルオロメトキシフルオロフェニル基等が挙げられる。
複素環基としては、ピリジン、ピラジン、フラン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、チオフェン等の残基が挙げられる。

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
フルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロアダマンチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
フルオロアルコキシ基としては、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、２，２，２−トリフルオロエトキシ基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン‐２−イルオキシ基等が挙げられる。
（置換）アリールオキシ基の例としては、フェニルオキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基、４−トリフルオロフェニルオキシ基等が挙げられる。
（置換）アラルキルオキシ基の例としては、ベンジルオキシ基、ペンタフルオロベンジルオキシ基、４−トリフルオロメチルベンジルオキシ基等が挙げられる。
（置換）アミノ基の例としては、アミノ基、モノもしくはジメチルアミノ基、モノもしくはジエチルアミノ基、モノもしくはジフェニルアミノ基等が挙げられる。

また、Ｒ¹〜Ｒ⁴の任意の置換基の例としては、上記で挙げたハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アリール基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基および複素環基が挙げられる。
尚、以下、特筆しない限り“置換もしくは無置換”というときの任意の置換基の例としては、上記で挙げたハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アリール基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基および複素環基が挙げられる。

既述のようにＲ¹とＲ²およびＲ³とＲ⁴は互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。環の例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ピラジン環、ピリジン環、フラン環等が挙げられる。
さらに、Ｒ¹〜Ｒ⁴の少なくとも一つは、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基、又は、フッ素、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基から選ばれる少なくとも１種の基を有するアリール基もしくは複素環基であることが好ましい。これらを置換基にすることで電子受容性を高めたり、適度な昇華温度を得られたり、あるいは結晶化を抑制したりすることができる。

式（Ｉ）中のａｒ¹及びａｒ²は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、下記式（ｉ）もしくは（ii）である。

上記式中、Ｘ¹及びＸ²は互いに同一でも異なっていてもよく、下記（ａ）〜（ｇ）に示す二価の基のいずれかである。特に（ａ）〜（ｃ）であれば、耐熱性に優れる、あるいは合成のし易さなどの点から好ましい。

上記式中、Ｒ²¹〜Ｒ²⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基又は置換もしくは無置換の複素環基であり、Ｒ²²とＲ²³は互いに結合して環を形成してもよい。フルオロアルキル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基および複素環基の具体例としては、Ｒ¹〜Ｒ⁴に関して例示した基が挙げられる。

式（Ｉ）中、Ｙ¹〜Ｙ⁴は互いに同一でも異なっていてもよく、−Ｎ＝、−ＣＨ＝、または−Ｃ（Ｒ⁵）＝であり、Ｒ⁵は前記Ｒ¹〜Ｒ⁴と同義である。Ｒ¹〜Ｒ⁵のうち互いに隣接するものは互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。
また、Ｙ¹〜Ｙ⁴のうち少なくとも１つは窒素原子であることが好ましい（後述のＹ²¹〜Ｙ²⁶及びＹ³¹〜Ｙ³⁸についても同様）。少なくとも１つは窒素原子であることで、電子受容性を高めたり、耐熱性を高めたり、あるいは結晶化を抑制したりすることができる。

なお、式（Ｉ）において下記式（iii）、（iv）、（ｖ）で表される化合物は除くものとする。

上記式（iii）、（iv）、（ｖ）中、Ｘ¹及びＸ²は式（Ｉ）におけるＸ¹及びＸ²と同義であり、Ｒ¹〜Ｒ⁴およびＲ⁸〜Ｒ¹⁷は式（Ｉ）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同義であり、Ｙ⁵〜Ｙ¹⁴は式（Ｉ）におけるＹ¹〜Ｙ⁴と同義である。

式（Ｉ）のインデノフルオレンジオン誘導体は、下記式（Ｉ−Ａ）あるいは(Ｉ−Ｂ)で表されることが好ましい。下記式（Ｉ−Ａ）中のＡｒ¹等の各符号は、式（Ｉ）と同義である。下記式（Ｉ−Ｂ）中のＡｒ²は式（Ｉ）におけるＡｒ¹と同義であり、Ｘ³及びＸ⁴は式（Ｉ）におけるＸ¹及びＸ²と同義であり、Ｙ⁵〜Ｙ⁸は式（Ｉ）におけるＹ¹〜Ｙ⁴と同義であり、Ｒ¹〜Ｒ⁴は式（Ｉ）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同義である。

さらに好ましくは、式（Ｉ）のインデノフルオレンジオン誘導体は下記式（II）〜（VII）で表される。

上記式中、Ｘ¹及びＸ²、Ｒ¹〜Ｒ⁴は式（Ｉ）におけるＸ¹及びＸ²、Ｒ¹〜Ｒ⁴と同義であり、Ｙ²¹〜Ｙ²⁶及びＹ³¹〜Ｙ³⁸は式（Ｉ）におけるＹ¹〜Ｙ⁴と同義である。

特に好ましい式（Ｉ）インデノフルオレンジオン誘導体は下記式（Ｉ−ａ）〜（Ｉ−ｌ）で表される。なお、下記式（Ｉ−ｂ）、（Ｉ−ｄ）、（Ｉ−ｆ）、（Ｉ−ｈ）、（Ｉ−ｊ）、及び（Ｉ-ｌ）は、２つのシアノイミノ基のシアノ基の立体配置により、複数の異性体を含む。本発明の材料は特定の異性体に限定されるものではない。

上記式中、Ｒ³¹〜Ｒ⁵²は式（Ｉ）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同義である。Ｒ³¹〜Ｒ⁵²のうち互いに隣接するものは互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。特に、Ｒ³¹〜Ｒ⁵²の少なくとも一つが、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基、又は、フッ素、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基から選ばれる基を少なくとも１種有するアリール基もしくは複素環基であることが好ましい。

本発明のインデノフルオレンジオン誘導体は、上記の各式の構造を有することで、電子受容性を有し、また、耐熱性に優れ、昇華温度が約２００℃以上を有し、昇華精製も可能であるため高純度化が可能となる。また、有機ＥＬ素子に使用することで素子の駆動電圧を低下させることができ、また、寿命を向上させることができる。さらに、素子の製造時において、昇華温度が約２００℃以上を有することから、蒸着用成膜装置内部に飛散することがないため、成膜装置又は有機ＥＬ素子を汚染することもない。従って、有機ＥＬ素子用材料、特に正孔注入材料として好適である。

以下に本発明のインデノフルオレンジオン誘導体の具体例を示すが、これらに限られるものではない。

本発明のインデノフルオレンジオン誘導体は、例えば、Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｂｅｒｉｃｈｔｅ（１９５６年）８９巻２７９９頁、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（２００１年）６６巻７６６６頁、あるいは特許３０９８３３０号に記載の合成法を参考に、下記のスキーム１によりインデノフルオレンジオン誘導体（Ｉ）を合成する。さらに、これらの誘導体を下記のスキーム２に示すような方法（合成条件等、詳細はＬｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．（１９８６）１４２頁等を参照できる）で、各々の対応するジシアノメチレン体やシアノイミノ体（ＩＩ）を合成することができる。それらの反応により得られた結晶を、さらに昇華精製することで不純物を低減し、有機ＥＬ素子材料に用いた際に素子の寿命等で良好な性能を与えることができる。

（構造式の各記号は上記式（Ｉ）等と同様である。）

［有機エレクトロルミネッセンス素子用材料］
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、既述の本発明のインデノフルオレンジオン誘導体を少なくとも１種含んでなり、好ましくはアセトニトリル溶液中での還元電位が−１．０Ｖ（ｖｓＦｃ⁺／Ｆｃ）以上であり、より好ましくは、−０．８Ｖ以上（ｖｓＦｃ⁺／Ｆｃ）である。
尚、Ｆｃはフェロセンを意味する。

還元電位が−１．０Ｖ以上の化合物を使用することにより、電子受容性がより大きくなる。電子受容性が大きくなることにより、ＩＴＯや他のＩＴＯよりも低仕事関数の材料を用いた陽極との電子授受がされやすくなったり、また、正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位と電子受容性化合物のＬＵＭＯ準位が近くなることで正孔をより注入しやすくなったりする。

［有機エレクトロルミネッセンス素子］
続いて、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極及び陰極と、これらの間に形成されてなる有機薄膜層とを有し、当該有機薄膜層には、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が含有されてなる。

図１に、本発明の有機ＥＬ素子の一実施形態を示す概略断面図を示す。
有機ＥＬ素子１では、基板（図示せず）上に陽極１０、正孔注入層２０、正孔輸送層３０、発光層４０、電子輸送層５０、陰極６０がこの順に積層されている。この素子において、有機薄膜層（「有機層」ともいう）は正孔注入層２０、正孔輸送層３０、発光層４０及び電子輸送層５０からなる積層構造となっている。このような構成の場合、少なくとも正孔注入層２０が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有することが好ましい。これにより、有機ＥＬ素子の駆動電圧をより低くでき、また、長寿命化を達成できる。
尚、正孔注入層以外の他の有機層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有していてもよい。この場合、後述する各層を構成する材料と混合して使用してもよい。

正孔注入層における本発明の有機ＥＬ素子用材料の含有量は、１〜１００モル％であることが好ましく、３〜１００モル％であることがより好ましい。

尚、本発明の有機ＥＬ素子用材料は、上記実施形態の構成以外の素子にも使用できる。例えば、以下に示す（１）〜（１５）の構成を有する素子にて、素子を形成する発光層等の各有機層の材料として使用してもよい。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／付着改善層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極（図１）
（７）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（８）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
（９）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（１０）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／無機半導体層／絶縁層／正孔輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／絶縁層／陰極
（１４）陽極／絶縁層／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
（１５）陽極／絶縁層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／絶縁層／陰極

これらの中では、（４）、（６）、（７）、（８）、（１２）、（１３）及び（１５）の構成が好ましく用いられる。
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各部材について説明する。

（基板）
本発明の有機ＥＬ素子は透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性の基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が５０％以上で、平滑な基板が好ましい。
具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
尚、光取り出し方向の反対側に支持基板が位置する場合には透光性は不要である。

（陽極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔輸送層又は発光層に正孔を注入する役割を担うものである。陽極側に透明性を必要とする場合は、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛合金（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅等が適用できる。また、透明性を必要としない、反射型電極とする場合には、これらの金属の他に、アルミ、モリブデン、クロム、ニッケル等の金属や合金を使用することもできる。
特に、仕事関数の低い（例えば、５．０ｅＶ以下）陽極と、本発明の有機ＥＬ素子用材料を用いた正孔注入層を組み合わせて用いても、電子授受が可能であり、良好な注入性を示す。
これら材料は単独で用いることもできるが、これら材料同士の合金や、その他の元素を添加した材料も適宜選択して用いることができる。

陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。

（発光層）
有機ＥＬ素子の発光層は下記（１）〜（３）の機能を併せ持つものである。
（１） 注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層等より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層等より電子を注入することができる機能
（２） 輸送機能；注入した電荷（電子と正孔）を電界の力で移動させる機能
（３） 発光機能；電子と正孔とが再結合し、これを発光につなげる機能
正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動することが好ましい。

この発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等の公知の方法を適用することができる。発光層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、ＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
また、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、発光層を形成することができる。

発光層に使用できる発光材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン及び蛍光色素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

発光層に使用できるホスト材料の具体例としては、下記（ｉ）〜（ｉｘ）で表される化合物が挙げられる。

下記式（ｉ）で表される非対称アントラセン。

（上記式中、Ａｒ⁰⁰¹は置換もしくは無置換の核炭素数１０〜５０の縮合芳香族基である。Ａｒ⁰⁰²は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。Ｘ⁰⁰¹〜Ｘ⁰⁰³は、それぞれ独立に置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基である。ａ、ｂ及びｃは、それぞれ０〜４の整数である。ｎは１〜３の整数である。また、ｎが２以上の場合は、［ ］内のアントラセン骨格は、同じでも異なっていてもよい。）

下記式（ｉｉ）で表される非対称モノアントラセン誘導体。

（上記式中、Ａｒ⁰⁰³及びＡｒ⁰⁰⁴は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基であり、ｍ及びｎは、それぞれ１〜４の整数である。ただし、ｍ＝ｎ＝１でかつＡｒ⁰⁰³とＡｒ⁰⁰⁴のベンゼン環への結合位置が左右対称型の場合には、Ａｒ⁰⁰³とＡｒ⁰⁰⁴は同一ではなく、ｍ又はｎが２〜４の整数の場合にはｍとｎは異なる整数である。Ｒ⁰⁰¹〜Ｒ⁰¹⁰は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基である。）

下記式（iii）で表される非対称ピレン誘導体。

（上記式中、Ａｒ⁰⁰⁵及びＡｒ⁰⁰⁶は、それぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族基である。Ｌ⁰⁰¹及びＬ⁰⁰²は、それぞれ置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基又は置換もしくは無置換のジベンゾシロリレン基である。ｍは０〜２の整数、ｎは１〜４の整数、ｓは０〜２の整数、ｔは０〜４の整数である。また、Ｌ⁰⁰¹又はＡｒ⁰⁰⁵は、ピレンの１〜５位のいずれかに結合し、Ｌ⁰⁰²又はＡｒ⁰⁰⁶は、ピレンの６〜１０位のいずれかに結合する。

下記式（iv）で表される非対称アントラセン誘導体。

（上記式中、Ａ⁰⁰¹及びＡ⁰⁰²は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜２０の縮合芳香族環基である。Ａｒ⁰⁰⁷及びＡｒ⁰⁰⁸は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基である。Ｒ⁰¹¹〜Ｒ⁰²⁰は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０の芳香族環基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６〜５０のアラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜５０のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又はヒドロキシ基である。Ａｒ⁰⁰⁷、Ａｒ⁰⁰⁸、Ｒ⁰¹⁹及びＲ⁰²⁰は、それぞれ複数であってもよく、隣接するもの同士で飽和もしくは不飽和の環状構造を形成していてもよい。ただし、式（ｉｖ）において、中心のアントラセンの９位及び１０位に、該アントラセン上に示すＸ−Ｙ軸に対して対称型となる基が結合する場合はない。）

下記式（ｖ）で表されるアントラセン誘導体。

（上記式中、Ｒ⁰²¹〜Ｒ⁰³⁰は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，置換してもよいアリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アルケニル基，アリールアミノ基又は置換してもよい複素環式基を示し、ａ及びｂは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ⁰²¹同士又はＲ⁰²²同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、また、Ｒ⁰²¹同士又はＲ⁰²²同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ⁰²³とＲ⁰²⁴，Ｒ⁰²⁵とＲ⁰²⁶，Ｒ⁰²⁷とＲ⁰²⁸，Ｒ⁰²⁹とＲ⁰³⁰がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ⁰⁰³は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）

下記式（ｖｉ）で表されるアントラセン誘導体。

（上記式中、Ｒ⁰³¹〜Ｒ⁰⁴⁰は、それぞれ独立に水素原子，アルキル基，シクロアルキル基，アリール基，アルコキシル基，アリーロキシ基，アルキルアミノ基，アリールアミノ基又は置換してもよい複数環式基を示し、ｃ，ｄ，ｅ及びｆは、それぞれ１〜５の整数を示し、それらが２以上の場合、Ｒ⁰³¹同士，Ｒ⁰³²同士，Ｒ⁰³⁶同士又はＲ⁰³⁷同士は、それぞれにおいて、同一でも異なっていてもよく、またＲ⁰³¹同士，Ｒ⁰³²同士，Ｒ⁰³³同士又はＲ⁰³⁷同士が結合して環を形成していてもよいし、Ｒ⁰³³とＲ⁰³⁴，Ｒ⁰³⁹とＲ⁰⁴⁰がたがいに結合して環を形成していてもよい。Ｌ⁰⁰⁴は単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｎ（Ｒ）−（Ｒはアルキル基又は置換してもよいアリール基である）、アルキレン基又はアリーレン基を示す。）

下記式（vii）で表されるスピロフルオレン誘導体。

（上記式中、Ａ⁰⁰⁵〜Ａ⁰⁰⁸は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のビフェニリル基又は置換もしくは無置換のナフチル基である。）

下記式（viii）で表される縮合環含有化合物。

（上記式中、Ａ⁰¹¹〜Ａ⁰¹³はそれぞれ置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリーレン基である。Ａ⁰¹⁴〜Ａ⁰¹⁶はそれぞれ水素原子、又は置換もしくは無置換の核炭素数６〜５０のアリール基である。Ｒ⁰⁴¹〜Ｒ⁰⁴³は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、炭素数５〜１８のアリールオキシ基、炭素数７〜１８のアラルキルオキシ基、炭素数５〜１６のアリールアミノ基、ニトロ基、シアノ基、炭素数１〜６のエステル基又はハロゲン原子を示し、Ａ⁰¹¹〜Ａ⁰¹⁶のうち少なくとも１つは３環以上の縮合芳香族環を有する基である。）

下記式（ix）で表されるフルオレン化合物。

（上記式中、Ｒ⁰⁵¹及びＲ⁰⁵²は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基，置換あるいは無置換の複素環基、置換アミノ基、シアノ基又はハロゲン原子を表わす。異なるフルオレン基に結合するＲ⁰⁵¹同士、Ｒ⁰⁵²同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ⁰⁵¹及びＲ⁰⁵²は、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ⁰⁵³及びＲ⁰⁵⁴は、水素原子、置換あるいは無置換のアルキル基、置換あるいは無置換のアラルキル基、置換あるいは無置換のアリール基又は置換あるいは無置換の複素環基を表わし、異なるフルオレン基に結合するＲ⁰⁵³同士、Ｒ⁰⁵⁴同士は、同じであっても異なっていてもよく、同じフルオレン基に結合するＲ⁰⁵³及びＲ⁰⁵⁴は、同じであっても異なっていてもよい。Ａｒ⁰¹¹及びＡｒ⁰¹²は、ベンゼン環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の縮合多環芳香族基又はベンゼン環と複素環の合計が３個以上の置換あるいは無置換の炭素でフルオレン基に結合する縮合多環複素環基を表わし、Ａｒ⁰¹¹及びＡｒ⁰¹²は、同じであっても異なっていてもよい。ｎは、１乃至１０の整数を表す。）

以上のホスト材料の中でも、好ましくはアントラセン誘導体、さらに好ましくはモノアントラセン誘導体、特に好ましくは非対称アントラセンである。

また、発光材料としては、りん光発光性の化合物を用いることもできる。りん光発光性の化合物を使用する場合、ホスト材料はカルバゾール環を含む化合物が好ましい。ドーパントとしては三重項励起子から発光することのできる化合物であり、三重項励起子から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。

カルバゾール環を含む化合物からなるりん光発光に好適なホストは、その励起状態からりん光発光性化合物へエネルギー移動が起こる結果、りん光発光性化合物を発光させる機能を有する化合物である。ホスト化合物としては励起子エネルギーをりん光発光性化合物にエネルギー移動できる化合物ならば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。カルバゾール環以外に任意の複素環等を有していても良い。

このようなホスト化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、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、フタロシアニン誘導体、８−キノリノー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ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）誘導体、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、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。ホスト化合物は単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。
具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。

りん光発光性のドーパントは三重項励起子から発光することのできる化合物である。三重項励起子から発光する限り特に限定されないが、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＲｅからなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体であることが好ましく、ポルフィリン金属錯体又はオルトメタル化金属錯体が好ましい。ポルフィリン金属錯体としては、ポルフィリン白金錯体が好ましい。りん光発光性化合物は単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても良い。

オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては種々のものがあるが、好ましい配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７、８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有しても良い。特に、フッ素化物、トリフルオロメチル基を導入したものが、青色系ドーパントとしては好ましい。さらに補助配位子としてアセチルアセトナート、ピクリン酸等の上記配位子以外の配位子を有していても良い。

りん光発光性のドーパントの発光層における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．１〜７０質量％であり、１〜３０質量％が好ましい。りん光発光性化合物の含有量が０．１質量％以上であることで、発光が微弱となるのを防ぎ、その含有効果が十分に発揮させることができる。７０質量％以下とすることで、濃度消光と言われる現象を抑え、素子性能が低下を防ぐことができる。

発光層は、必要に応じて正孔輸送材、電子輸送材、ポリマーバインダーを含有しても良い。
発光層の膜厚は、５〜５０ｎｍであることが好ましく、７〜５０ｎｍであることがより好ましく、１０〜５０ｎｍであることが最も好ましい。５ｎｍ以上とすることで発光層形成が容易となり、色度の調整がしやすくなる。５０ｎｍ以下とすることで駆動電圧が上昇するのを防ぐことができる。

本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により発光層に本発明の化合物以外の他の公知の発光材料を含有させてもよく、また、本発明の化合物を含む発光層に、他の公知の発光材料を含む発光層を積層してもよい。

（正孔輸送層、正孔注入層）
正孔輸送層は発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔輸送層としてはより低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば１０⁴〜１０⁶Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^-4ｃｍ²／Ｖ・秒であれば好ましい。

正孔輸送層の材料の具体例として、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることができる。

正孔注入層は、さらに正孔の注入を助けるために設けられる層である。正孔注入層の材料としては本発明の有機ＥＬ用材料単独でもよいし、他の材料と混合して用いてもよい。他の材料としては正孔輸送層と同様の材料を使用することができる。他に、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物を用いることもできる。

また、２個の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＤ）、またトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等を挙げることができる。
さらに、芳香族ジメチリディン系化合物の他、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入層の材料として使用することができる。

正孔注入層又は正孔輸送層は、例えば、上述した化合物を真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜化することにより形成することができる。正孔注入層、正孔輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は１ｎｍ〜５μｍである。
正孔注入、輸送層は正孔輸送帯域に本発明の化合物を含有していれば、上述した材料の一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、又は前記正孔注入、輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入、輸送層を積層したものであってもよい。

尚、有機半導体層も正孔輸送層の一部であるが、これは発光層への正孔注入又は電子注入を助ける層であって、１０^-10Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適である。このような有機半導体層の材料としては、含チオフェンオリゴマーや特開平８−１９３１９１号公報に開示してある含アリールアミンオリゴマー等の導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマー等の導電性デンドリマー等を用いることができる。

（電子注入層・輸送層）
電子注入層・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい。

電子輸送層は数ｎｍ〜数μｍの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、１０⁴〜１０⁶Ｖ／ｃｍの電界印加時に電子移動度が少なくとも１０^-5ｃｍ²／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子注入層に用いられる材料としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体やオキサジアゾール誘導体が好適である。上記８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウムを電子注入材料として用いることができる。

一方、オキサジアゾール誘導体としては、以下の式で表される電子伝達化合物が挙げられる。

（上記式中、Ａｒ³⁰¹、Ａｒ³⁰²、Ａｒ³⁰³、Ａｒ³⁰⁵、Ａｒ³⁰⁶、及びＡｒ³⁰⁹はそれぞれ置換もしくは無置換のアリール基を示す。またＡｒ³⁰⁴、Ａｒ³⁰⁷、Ａｒ³⁰⁸はそれぞれ置換もしくは無置換のアリーレン基を示す。）

ここでアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基等が挙げられる。また、アリーレン基としてはフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基等が挙げられる。また、置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。この電子伝達化合物は薄膜形成性のものが好ましい。

上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。

（Ｍｅはメチル基、ｔ−Ｂｕはｔ−ブチル基を示す。）

さらに、電子注入層及び電子輸送層に用いられる材料として、下記式（Ａ）〜（Ｆ）で表されるものも用いることができる。

含窒素複素環誘導体

（上記式（Ａ）及び（Ｂ）中、Ａ³¹¹〜Ａ³¹³は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。Ａｒ³¹¹は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基であり、Ａｒ³¹¹’は、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ³¹²は、水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基である。ただし、Ａｒ³¹¹及びＡｒ³¹²のいずれか一方は、置換もしくは無置換の核炭素数１０〜６０の縮合環基、又は置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のモノヘテロ縮合環基である。
Ｌ³¹¹、Ｌ³¹²及びＬ³¹³は、それぞれ、単結合、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリーレン基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリーレン基、又は置換もしくは無置換のフルオレニレン基である。
Ｒ及びＲ³¹¹は、それぞれ水素原子、置換もしくは無置換の核炭素数６〜６０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数３〜６０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、ｎは０〜５の整数であり、ｎが２以上の場合、複数のＲは同一でも異なっていてもよく、また、隣接するＲ基同士で結合して、炭素環式脂肪族環又は炭素環式芳香族環を形成していてもよい。）

含窒素複素環誘導体
ＨＡｒ−Ｌ³¹⁴−Ａｒ³²¹−Ａｒ³²² （Ｃ）
（上記式中、ＨＡｒは、置換基を有していてもよい炭素数３〜４０の含窒素複素環であり、Ｌ³¹⁴は、単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリーレン基、置換基を有していてもよい原子数３〜６０のヘテロアリーレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、Ａｒ³²¹は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ³²²は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基又は置換基を有していてもよい原子数３〜６０のヘテロアリール基である。）

シラシクロペンタジエン誘導体

（上記式中、Ｘ³⁰¹及びＹ³⁰¹は、それぞれ炭素数１〜６の飽和若しくは不飽和の炭化水素基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ヒドロキシ基、置換若しくは無置換のアリール基、置換若しくは無置換のヘテロ環又はＸとＹが結合して飽和又は不飽和の環を形成した構造であり、Ｒ³⁰¹〜Ｒ³⁰⁴は、それぞれ、水素、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルコキシ基、アミノ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、スルフィニル基、スルフォニル基、スルファニル基、シリル基、カルバモイル基、アリール基、ヘテロ環基、アルケニル基、アルキニル基、ニトロ基、ホルミル基、ニトロソ基、ホルミルオキシ基、イソシアノ基、シアネート基、イソシアネート基、チオシアネート基、イソチオシアネート基又はシアノ基である。これらの基は置換されていてもよい。また、隣接した基が置換若しくは無置換の縮合環を形成してもよい。）

ボラン誘導体

（上記式中、Ｒ³²¹〜Ｒ³²⁸及びＺ³²²は、それぞれ、水素原子、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、置換ボリル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｘ³⁰²、Ｙ³⁰²及びＺ³²¹は、それぞれ、飽和もしくは不飽和の炭化水素基、芳香族炭化水素基、ヘテロ環基、置換アミノ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Ｚ³²¹とＺ³²²は相互に結合して縮合環を形成してもよく、ｎは１〜３の整数を示し、ｎ又は（３−ｎ）が２以上の場合、Ｒ³²¹〜Ｒ³²⁸、Ｘ³⁰²、Ｙ³⁰²、Ｚ³²²及びＺ³²¹は同一でも異なってもよい。

ガリウム錯体

（上記式中、Ｑ³⁰¹及びＱ³⁰²は、それぞれ、下記式（Ｋ）で示される配位子を表し、Ｌ³¹⁵は、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、−ＯＲ（Ｒは、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基である。）又は−Ｏ−Ｇａ−Ｑ³⁰³（Ｑ³⁰⁴）（Ｑ³⁰³及びＱ³⁰⁴は、Ｑ³⁰¹及びＱ³⁰²と同じ）で示される配位子を表す。）

（上記式中、環Ａ³⁰¹及びＡ³⁰²は、それぞれ置換基を有してよい互いに縮合した６員アリール環構造である。）

この金属錯体は、ｎ型半導体としての性質が強く、電子注入能力が大きい。さらには、錯体形成時の生成エネルギーも低いために、形成した金属錯体の金属と配位子との結合性も強固になり、発光材料としての蛍光量子効率も大きい。

式（Ｋ）の配位子を形成する環Ａ³⁰¹及びＡ³⁰²の置換基の具体的な例を挙げると、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素のハロゲン原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ステアリル基、トリクロロメチル基等の置換もしくは無置換のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、３−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、３−フルオロフェニル基、３−トリクロロメチルフェニル基、３−トリフルオロメチルフェニル基、３−ニトロフェニル基等の置換もしくは無置換のアリール基、メトキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、トリクロロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ペンタフルオロプロポキシ基、２，２，３，３−テトラフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロポキシ基、６−（パーフルオロエチル）ヘキシルオキシ基等の置換もしくは無置換のアルコキシ基、フェノキシ基、ｐ−ニトロフェノキシ基、ｐ−ｔ−ブチルフェノキシ基、３−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェニル基、３−トリフルオロメチルフェノキシ基等の置換もしくは無置換のアリールオキシ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等の置換もしくは無置換のアルキルチオ基、フェニルチオ基、ｐ−ニトロフェニルチオ基、ｐ−ｔ−ブチルフェニルチオ基、３−フルオロフェニルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基、３−トリフルオロメチルフェニルチオ基等の置換もしくは無置換のアリールチオ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、メチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等のモノ又はジ置換アミノ基、ビス（アセトキシメチル）アミノ基、ビス（アセトキシエチル）アミノ基、ビス（アセトキシプロピル）アミノ基、ビス（アセトキシブチル）アミノ基等のアシルアミノ基、水酸基、シロキシ基、アシル基、カルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジメチルカルバモイル基、エチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、プロイピルカルバモイル基、ブチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等の置換もしくは無置換のカルバモイル基、カルボン酸基、スルフォン酸基、イミド基、シクロペンタン基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ピリジニル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、インドリニル基、キノリニル基、アクリジニル基、ピロリジニル基、ジオキサニル基、ピペリジニル基、モルフォリジニル基、ピペラジニル基、カルバゾリル基、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基等の複素環基等がある。また、以上の置換基同士が結合してさらなる６員アリール環もしくは複素環を形成してもよい。

有機ＥＬ素子の好ましい形態では、電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、還元性ドーパントを含有する。ここで、還元性ドーパントとは、電子輸送性化合物を還元できる物質と定義される。従って、一定の還元性を有するものであれば、様々なものが用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物又は希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、希土類金属の炭酸塩、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体、希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好適に使用することができる。

また、好ましい還元性ドーパントとしては、Ｌｉ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）及びＣｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属や、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０〜２．５ｅＶ）、及びＢａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）からなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
これらのうち、より好ましい還元性ドーパントは、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、さらに好ましくは、Ｒｂ又はＣｓであり、最も好ましいのは、Ｃｓである。

これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子注入域への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性ドーパントとして、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂあるいはＣｓとＮａとＫとの組み合わせであることが好ましい。
Ｃｓを組み合わせて含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子注入域への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。

本発明においては陰極と有機層との間に絶縁体や半導体で構成される電子注入層をさらに設けてもよい。これにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。

このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲナイド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。

具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ₂Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ₂Ｓ、Ｎａ₂Ｓｅ及びＮａＯが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、及びＣａＳｅが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ，ＬｉＣｌ、ＫＣｌ及びＮａＣｌ等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂、ＳｒＦ₂、ＭｇＦ₂及びＢｅＦ₂といったフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。

電子輸送層を構成する半導体としては、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎの少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、電子輸送層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子輸送層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。
尚、このような無機化合物としては、上述したアルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。

（陰極）
陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。
この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。

ここで発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は１０％より大きくすることが好ましい。また陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍである。

（絶縁層）
有機ＥＬは超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層（絶縁層）を挿入することが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては例えば酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、弗化セシウム、炭酸セシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。これらは混合物や積層物として用いてもよい。

（有機ＥＬ素子の作製例）
以上例示した材料により陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層等を形成し、さらに陰極を形成することにより有機ＥＬ素子を作製することができる。また陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機ＥＬ素子を作製することもできる。

以下、透光性基板上に陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極が順次設けられた構成の有機ＥＬ素子の作製例を記載する。

まず適当な透光性基板上に陽極材料からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成して陽極を作製する。

次に、この陽極上に正孔注入層及び正孔輸送層を設ける。これらの形成は、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法により行うことができるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。
真空蒸着法により正孔注入層及び正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物、目的とする正孔注入層及び正孔輸送層の結晶構造や再結合構造等により異なるが、一般に蒸着源温度５０〜４５０℃、真空度１０^-7〜１０^-3ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選択することが好ましい。

次に、正孔輸送層上に発光層を設ける。発光層の形成も、所望の有機発光材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング、スピンコート法、キャスト法等の方法により有機発光材料を薄膜化することにより形成できるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その蒸着条件は使用する化合物により異なるが、一般的に正孔輸送層と同じような条件範囲の中から選択することができる。

次にこの発光層上に電子輸送層を設ける。正孔輸送層、発光層と同様、均質な膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ましい。蒸着条件は正孔輸送層、発光層と同様の条件範囲から選択することができる。

最後に陰極を積層して有機ＥＬ素子を得ることができる。
陰極は金属から構成されるもので、蒸着法、スパッタリングを用いることができる。しかし下地の有機物層を製膜時の損傷から守るためには真空蒸着法が好ましい。
これまで記載してきた有機ＥＬ素子の作製は一回の真空引きで一貫して陽極から陰極まで作製することが好ましい。

有機ＥＬ素子は電極間に電圧を印加することによって発光する。有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合、陽極を＋、陰極を−の極性にして、５〜４０Ｖの電圧を印加すると発光が観測できる。尚、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れず、発光は全く生じない。また、交流電圧を印加した場合には陽極が＋、陰極が−の極性になった時のみ均一な発光が観測される。印加する交流の波形は任意でよい。

以下、本発明を、実施例をもとに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例に限定されない。

各実施例で合成又は使用した化合物の構造を以下に示す。

実施例１［式（Ａ−１）で示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］
（１）（中間体Ａ）の合成
以下の合成スキームに従い（中間体Ａ）を合成した。

１，５−ジヨード−２，４−ジメチルベンゼン５．０ｇを４−ブロモフェニルボロン酸５．８ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．６５ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム４４ｍｌ、及びトルエン４０ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノールで洗浄して、さらにシリカゲルカラム（展開溶媒：塩化メチレン）で精製し、白色固体を４．５ｇ得た。得られた白色固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４１６にピークが確認された。

次にこの白色固体４．５ｇを過マンガン酸カリウム１３．０ｇ、ピリジン１５ｍｌ及び水２５ｍｌと混合し、１００℃で８時間加熱攪拌を行った。その後、熱時ろ過を行い、固形分を除いた後で、ろ液に１Ｎ 塩酸を滴下し中和した。析出した白色固体をろ過し、希塩酸、イオン交換水で洗浄後、乾燥し白色固体２．７ｇを得た。
次にこの白色固体を濃硫酸２０ｍｌに加え、７０℃で１２時間、加熱攪拌を行った。その後、放冷した反応液を氷水に注ぎ、橙色固体をろ過し、イオン交換水で洗浄後、乾燥し、２．３ｇを得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４４０にピークが確認された。
最後に、この得られたジブロモ体２．３ｇを、４−トリフルオロメチルフェニルボロン酸３．０ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２４ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム２５ｍｌ、及びトルエン１１０ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノール、さらにトルエンで洗浄し、橙色固体（中間体Ａ）を２．１ｇ得た。
得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝５７０にピークが確認された。

（２）式（Ａ−１）で示される化合物の合成

合成した（中間体Ａ）１．５ｇ、マロノニトリル０．４１ｇ、ピリジン５０ｍｌを加え、８０℃で８時間、加熱撹拌を行った。放冷後、固体をろ過し、水、メタノール、トルエンで洗浄後、減圧乾燥した。その後、昇華精製（昇華温度３５０℃）を行い、紫色結晶１．５ｇを得た。この化合物のＩＲを測定した結果、１７３０ｃｍ^-1にあるカルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２２ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。また、マススペクトル測定ではＭ／Ｚ＝６６６にピークが確認された。
この化合物をアセトニトリル中に溶解させ、支持電解質として過塩素酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＰ）、参照電極に銀−塩化銀電極を用い、サイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。掃引速度０．１Ｖ／ｓで（Ａ−１）の還元電位は−０．４Ｖであった。
標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）を同様に測定し、第一酸化電位は０．５Ｖであり、そのフェロセンの酸化電位を基準とした場合、化合物（Ａ−１）の還元電位は−０．８Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例２［式（Ａ−２）で示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］

実施例１で合成した（中間体Ａ）２．０ｇを塩化メチレン１００ｍｌに撹拌、溶解した。フラスコ内をアルゴン雰囲気にして、食塩−氷浴で溶液温度を−１０℃以下に冷却した。その溶液に四塩化チタン２．７ｇを加え、その後、ビストリメチルシリルカルボジイミド８．２ｇと塩化メチレン４０ｍｌの混合液を滴下した。滴下終了後、１時間、冷却を継続した後、４時間、室温で撹拌し、さらに２時間、還流撹拌した。析出した赤紫色固体をろ過し、メタノールで洗浄した。
さらに本化合物の昇華精製（昇華温度３２０℃）を行い、１．２ｇを得た。この化合物のＩＲを測定し、カルボニル基の吸収が消失し、新たに２１８０ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝６１８にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、化合物（Ａ−２）の還元電位は−０．９５Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例３［式（Ａ−５）で示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］

（１）中間体Ｂの合成
実施例１の（中間体Ａ）の合成において、４−トリフルオロメチルフェニルボロン酸３．０ｇの代わりに、３，５−ビストリフルオロメチルフェニルボロン酸４．０ｇを用いた以外は同様な操作を行い、中間体Ｂを２．９ｇ得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝７０６にピークが確認された。
（２）（Ａ−５）の合成
実施例１の（Ａ−１）の合成において、（中間体Ａ）１．５ｇを（中間体Ｂ）１．８ｇに変更した以外は同様に反応を行い、得られた個体を昇華精製（昇華温度３４０℃）を行い、暗紫色結晶１．５ｇを得た。

この化合物のＩＲを測定し、カルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２０ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝８０２にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、化合物（Ａ−５）の還元電位は−０．８８Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例４［式（Ａ−４９）示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］
（１）中間体Ｃの合成
以下のスキームにて合成を行った。

アルゴン雰囲気下、フラスコに１，５−ジブロモ−２，７−ジメチルナフタレン１７ｇ、ビスピナコラートジボロン３５ｇ、Ｐｄ（ｄｐｐｆ）Ｃｌ₂ ２．８ｇ、酢酸カリウム２２ｇ及びＤＭＦ４００ｍｌを加え、８０℃にて６５時間加熱攪拌を行った。冷却後、析出物をろ過し、水、トルエンで洗浄後、乾燥した。

次に、アルゴン雰囲気下、フラスコに得られたボロンエステル体１５ｇ、ブロモヨードベンゼン２７ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）１．９ｇ、炭酸ナトリウム２６ｇ、水１２０ｍｌ及びＤＭＥ４２０ｍｌを加え、７８℃にて６６５時間加熱攪拌を行った。冷却後、析出物をろ過し、水、メタノールで洗浄後、トルエンで再結晶を行った。

次に、フラスコに得られたジブロモ体１３ｇ、ピリジン１２０ｍｌを加え、９５℃に加熱した。その後、過マンガン酸カリウムを１０ｇ及びイオン交換水１０ｍｌを加えた。さらに、１０分毎に過マンガン酸カリウム２ｇと水２ｍｌを追加し、この操作を計１３回行った。反応液を熱時ろ過し、ろ液に２Ｎ塩酸を加え、中性とし、析出した白色固体をろ過し、水洗した。

最後に、フラスコに得られたジカルボン酸体１５ｇ、濃硫酸３００ｍｌを加え、８５℃で３時間加熱攪拌を行った。冷却後、反応液を氷水にゆっくり加え、析出した固体をろ過し、イオン交換水で洗浄した。さらに固体を昇華精製し、（中間体−Ｃ）を７ｇ得た。この化合物のＩＲを測定し、カルボニル基の吸収が１７２０ｃｍ^-1に観測された。マススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝８０２にピークが確認された。

（２）（中間体Ｄ）の合成

中間体Ｃ ２．７ｇを、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルボロン酸４．４ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２６ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム２５ｍｌ、及びトルエン１１０ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノール、さらにトルエンで洗浄し、橙色固体（中間体Ａ）を３．０ｇ得た。
得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝７５６にピークが確認された。

（３）（Ａ−４９）の合成
合成した（中間体Ｄ）１．４ｇ、マロノニトリル０．５ｇ、ピリジン５５ｍｌを加え、１１０℃で８時間、加熱撹拌を行った。放冷後、固体をろ過し、水、メタノール、トルエンで洗浄後、減圧乾燥した。その後、昇華精製（昇華温度３６０℃）を行い、暗紫色結晶１．３ｇを得た。この化合物のＩＲを測定した結果、１７２０ｃｍ^-1にあるカルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２０ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。また、マススペクトル測定ではＭ／Ｚ＝８５２にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、化合物（Ａ−４９）の還元電位は−０．６５Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例５［式（Ａ−５５）で示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］
以下のスキームにて合成を行った。

１，５−ジヨード−２，４−ジメチルベンゼン３．０ｇを４−トリフルオロメトキシフェニルボロン酸３．６ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．３９ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム２６ｍｌ、及びトルエン２１ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノールで洗浄して、さらにシリカゲルカラム（展開溶媒：塩化メチレン）で精製し、白色固体を３．７ｇ得た。得られた白色固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４２６にピークが確認された。

次にこの白色固体３．５ｇを過マンガン酸カリウム２．０ｇ、ピリジン１３ｍｌ及び水２５ｍｌと混合し、１００℃で加熱攪拌をいった。その後、約30分毎に過マンガン酸カリウム１．５ｇを追加し、計１８ｇを投入した。反応開始から８時間加熱攪拌後、熱時ろ過を行い、固形分を除いた後で、ろ液に１Ｎ 塩酸を滴下し中和した。析出した白色固体をろ過し、希塩酸、イオン交換水で洗浄後、乾燥し白色固体３．７ｇを得た。

次にこの白色固体を濃硫酸２０ｍｌに加え、５０℃で１２時間、加熱攪拌を行った。その後、放冷した反応液を氷水に注ぎ、橙色固体をろ過し、イオン交換水で洗浄後、乾燥し、３．１ｇを得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４５０にピークが確認された。

最後に、合成したジキノン体１．７ｇ、マロノニトリル１．２５ｇ、ピリジン７６ｍｌを加え、５０℃で８時間、加熱撹拌を行った。放冷後、固体をろ過し、水、メタノール、トルエンで洗浄後、減圧乾燥した。その後、昇華精製（昇華温度２８０℃）を行い、紫色結晶１．５ｇを得た。この化合物のＩＲを測定した結果、１７３０ｃｍ^-1にあるカルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２２ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。また、マススペクトル測定ではＭ／Ｚ＝５４６にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、（Ａ−５５）の還元電位は−０．８８Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例６［式（Ａ−６４）で示されるインデノフルオレンジオン誘導体の合成］
以下のスキームにて合成を行った。

１，５−ジヨード−２，４−ジメチルベンゼン１０ｇを４−トリフルオロメトキシフェニルボロン酸５．７ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）１．２９ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム４３ｍｌ、及びトルエン７０ｍｌと混合し、アルゴン気流下で６時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノールで洗浄して、さらにシリカゲルカラム（展開溶媒：ヘキサン）で精製し、白色固体を３．０ｇ得た。得られた白色固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝３９２にピークが確認された。

次にこの白色固体２．９ｇを４−ブロモフェニルボロン酸１．８ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．３５ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム１７ｍｌ、及びトルエン１９ｍｌと混合し、アルゴン気流下で６時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノールで洗浄して、さらにシリカゲルカラム（展開溶媒：ヘキサン）で精製し、白色固体を１．６ｇ得た。得られた白色固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４２１にピークが確認された。

次にこの白色固体１．６ｇを過マンガン酸カリウム１．０ｇ、ピリジン６ｍｌ及び水１０ｍｌと混合し、１００℃で加熱攪拌をいった。その後、約30分毎に過マンガン酸カリウム１．５ｇを追加し、計１３ｇを投入した。反応開始から８時間加熱攪拌後、熱時ろ過を行い、固形分を除いた後で、ろ液に１Ｎ 塩酸を滴下し中和した。析出した白色固体をろ過し、希塩酸、イオン交換水で洗浄後、乾燥し白色固体１．５ｇを得た。

次にこの白色固体を濃硫酸２０ｍｌに加え、５０℃で１２時間、加熱攪拌を行った。その後、放冷した反応液を氷水に注ぎ、橙色固体をろ過し、イオン交換水で洗浄後、乾燥し、０．９ｇを得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝４４５にピークが確認された。

この得られたジキノン体０．８ｇを、４−フルオロ−３−トリフルオロメチルフェニルボロン酸０．５ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．０８ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム３ｍｌ、及びトルエン４ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノール、さらにトルエンで洗浄し、橙色固体（中間体Ａ）を０．７ｇ得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝５２８にピークが確認された。

最後に、合成したジキノン体０．７ｇ、マロノニトリル０．５ｇ、ピリジン３０ｍｌを加え、５０℃で８時間、加熱撹拌を行った。放冷後、固体をろ過し、水、メタノール、トルエンで洗浄後、減圧乾燥した。その後、昇華精製（昇華温度３２０℃）を行い、紫色結晶１．５ｇを得た。この化合物のＩＲを測定した結果、１７２５ｃｍ^-1にあるカルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２０ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。また、マススペクトル測定ではＭ／Ｚ＝６２４にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、（Ａ−３）の還元電位は−０．８５Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例７［式（Ａ−２３）で示される化合物インデノフルオレンジオン誘導体の合成］
以下のスキームにて合成を行った。

１，５−ジヨード−２，４−ジメチルベンゼン５．０ｇを４−フルオロフェニルボロン酸４．１ｇ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．６５ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム４４ｍｌ、及びトルエン４０ｍｌと混合し、アルゴン気流下で８時間、還流撹拌を行った。冷却後、反応液をろ過し、水、メタノールで洗浄して、さらにシリカゲルカラム（展開溶媒：塩化メチレン）で精製し、白色固体を４．０ｇ得た。得られた白色固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝２９４にピークが確認された。

次にこの白色固体３．４ｇを過マンガン酸カリウム２．０ｇ、ピリジン１３ｍｌ及び水２５ｍｌと混合し、１００℃で加熱攪拌をいった。その後、約30分毎に過マンガン酸カリウム１．５ｇを追加し、計１８ｇを投入した。反応開始から８時間加熱攪拌後、熱時ろ過を行い、固形分を除いた後で、ろ液に１Ｎ 塩酸を滴下し中和した。析出した白色固体をろ過し、希塩酸、イオン交換水で洗浄後、乾燥し白色固体３．１ｇを得た。

次にこの白色固体を濃硫酸３０ｍｌに加え、５０℃で１２時間、加熱攪拌を行った。その後、放冷した反応液を氷水に注ぎ、橙色固体をろ過し、イオン交換水で洗浄後、乾燥し、２．８ｇを得た。得られた固体のマススペクトル測定によりＭ／Ｚ＝３１８にピークが確認された。

最後に、合成したジキノン体２．８ｇ、マロノニトリル２．９ｇ、ピリジン１２０ｍｌを加え、５０℃で８時間、加熱撹拌を行った。放冷後、固体をろ過し、水、メタノール、トルエンで洗浄後、減圧乾燥した。その後、昇華精製（昇華温度３００℃）を行い、紫色結晶２．２ｇを得た。この化合物のＩＲを測定した結果、１７２０ｃｍ^-1にあるカルボニル基の吸収が消失し、新たに２２２０ｃｍ^-1にシアノ基の吸収が観測された。また、マススペクトル測定ではＭ／Ｚ＝４１４にピークが確認された。
この化合物を実施例１と同様にしてサイクリック・ボルタンメトリーにより還元電位を測定した。標準物質としてフェロセン（以下Ｆｃとする）の第一酸化電位を基準とした場合、（Ａ−３）の還元電位は−０．８７Ｖ（ｖｓ Ｆｃ⁺／Ｆｃ）であった。

実施例８ ［有機ＥＬ素子］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を５分間行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に前記透明電極を覆うようにして膜厚６０ｎｍで、実施例１で合成した式（Ａ−１）の化合物及び下記式（Ｃ−１）で表される化合物を、２：９８（モル比）の比になるように成膜した。この混合膜は、正孔注入層として機能する。

続けて、この混合膜上に膜厚２０ｎｍで、下記式で示す化合物（ＨＴＭ−１）の層を成膜した。この膜は正孔輸送層として機能する。

さらに、膜厚が４０ｎｍとなるように、下記に示す化合物（ＥＭ１）と、発光分子としての下記のスチリル基を有するアミン化合物（Ｄ１）を、ＥＭ１とＤ１との重量比が４０：２になるように蒸着した。この膜は、発光層として機能する。

この膜上に膜厚１０ｎｍのＡｌｑ膜を成膜した。これは、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるＬｉ（Ｌｉ源：サエスゲッター社製）とＡｌｑを二元蒸着させ、電子注入層（陰極）としてＡｌｑ：Ｌｉ膜（膜厚１０ｎｍ）を形成した。このＡｌｑ：Ｌｉ膜上に金属Ａｌを蒸着させ金属陰極を形成し有機ＥＬ素子を作製した。

電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²における駆動電圧と、初期輝度１０００ｎｉｔ、室温、ＤＣ定電流駆動での発光の半減寿命を測定した結果を下記表１に示す。

実施例９〜１３
実施例８において、正孔注入層に下記表１で示した材料を用い、その膜厚を１０ｎｍとし、正孔輸送層である（ＨＴＭ−１）の膜厚を７０ｎｍとした以外は同様に有機ＥＬ素子を形成し、評価した。結果を下記表１に示す。

実施例１４
実施例８において、化合物（Ａ−１）を（Ａ−２３）に変更した以外は同様に有機ＥＬ素子を形成し、評価した結果を下記表１に示す。

比較例１
実施例８において、正孔注入層を式（Ｃ−１）で示される化合物単独で成膜した以外は、同様に有機ＥＬ素子を形成し、評価した。
結果を下記表１に示す。

本発明のインデノフルオレンジオン誘導体は有機ＥＬ素子用材料として好適である。
本発明の有機ＥＬ素子用材料は、有機ＥＬ素子の構成材料、特に、正孔輸送層、正孔注入層の材料として好適である。
本発明の有機ＥＬ素子は、平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源、携帯電話、ＰＤＡ、カーナビゲーション、車のインパネ等の表示部、照明等に好適に使用できる。

Claims (8)

1. 下記式（Ｉ）で表されるインデノフルオレンジオン誘導体であって、
   

   

   （上記式（Ｉ）中Ａｒ¹は、核炭素数６〜２４の縮合環、あるいは核原子数６〜２４の複素環である。
   ａｒ¹及びａｒ²は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、下記式（ｉ）もしくは（ii）である。
   

   

   上記式中、Ｘ¹及びＸ²は互いに同一でも異なっていてもよく、下記（ａ）〜（ｇ）に示す二価の基のいずれかである。
   

   

   上記式中、Ｒ²¹〜Ｒ²⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基又は置換もしくは無置換の複素環基であり、Ｒ²²とＲ²³は互いに結合して環を形成してもよい。
   Ｒ¹〜Ｒ⁴は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換の複素環基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のフルオロアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のフルオロアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリーロキシ基、置換もしくは無置換のアラルキルオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、又は、シアノ基である。Ｒ¹とＲ²およびＲ³とＲ⁴は互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。
   Ｙ¹〜Ｙ⁴は互いに同一でも異なっていてもよく、−Ｎ＝、−ＣＨ＝、または−Ｃ（Ｒ⁵）＝であり、Ｒ⁵は前記Ｒ¹〜Ｒ⁴と同義である。Ｒ¹〜Ｒ⁵のうち互いに隣接するものは互いに結合して環を構成する飽和もしくは不飽和の２価の基を形成してもよい。
   ただし、式（Ｉ）において下記式（iii）、（iv）、（ｖ）で表されるものは除く。
   

   

   上記式（iii）、（iv）、（ｖ）中、Ｘ¹及びＸ²は式（Ｉ）におけるＸ¹及びＸ²と同義であり、Ｒ¹〜Ｒ⁴およびＲ⁸〜Ｒ¹⁷は式（Ｉ）におけるＲ¹〜Ｒ⁴と同義であり、Ｙ⁵〜Ｙ¹⁴は式（Ｉ）におけるＹ¹〜Ｙ⁴と同義である。）
   前記式（Ｉ）が、下記式（II）〜（VII）のいずれかで表されるインデノフルオレンジオン誘導体。
   

   

   （上記式中、Ｘ ¹ 及びＸ ² 、Ｒ ¹ 〜Ｒ ⁴ は式（Ｉ）におけるＸ ¹ 及びＸ ² 、Ｒ ¹ 〜Ｒ ⁴ と同義であり、Ｙ ²¹ 〜Ｙ ²⁶ 及びＹ ³¹ 〜Ｙ ³⁸ は式（Ｉ）におけるＹ ¹ 〜Ｙ ⁴ と同義である。）
2. 前記式（Ｉ）〜（VII）において、Ｙ¹〜Ｙ⁴、Ｙ²¹〜Ｙ²⁶、Ｙ³¹〜Ｙ³⁸のうち、少なくとも１つが窒素原子である請求項１に記載のインデノフルオレンジオン誘導体。
3. 前記式（Ｉ）〜（VII）において、Ｒ¹〜Ｒ⁴の少なくとも一つが、フッ素原子、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基、又は、フッ素、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、シアノ基から選ばれる基を少なくとも１種有するアリール基もしくは複素環基である請求項１又は２に記載のインデノフルオレンジオン誘導体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の式（Ｉ）で表されるインデノフルオレンジオン誘導体を、少なくとも１種含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
5. アセトニトリル溶液中での還元電位が−１．０Ｖ（ｖｓＦｃ⁺／Ｆｃ；ここで、Ｆｃはフェロセンを示す）以上である請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
6. 正孔注入材料である請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
7. 陽極及び陰極と、これらの間に形成されてなる有機薄膜層とを有し、
   前記有機薄膜層が、請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 前記有機薄膜層が、前記陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順に含む積層体であり、
   前記正孔注入層が請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

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