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JPWO2011046182A1 - 含フルオレン芳香族化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

含フルオレン芳香族化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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圭 吉田
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和樹 西村
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光則 伊藤
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祐一郎 河村
俊成 荻原
俊成 荻原
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俊裕 岩隈
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Abstract

下記一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物。（式（１）中、Ｎｒ１は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜５の単環の含窒素芳香族環、または環形成炭素数２〜９の二環性の含窒素芳香族環を表し、Ａｒは、芳香族環などを表し、Ｆｌ１、Ｆｌ２はフルオレニル基を表し、Ｃｚ１、Ｃｚ２はカルバゾリル基を表す。ただし、前記一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物のうち、以下の式（２）で示される化合物は除く。）

Description

本発明は、含フルオレン芳香族化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそ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、電界を印加することより、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。低電圧駆動の積層型有機ＥＬ素子が報告されて以来、有機材料を構成材料とする有機ＥＬ素子に関する研究が盛んに行われている（例えば、特許文献１〜８）。この積層型素子では、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムを発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機ＥＬ素子の素子構造としては、正孔輸送（注入）層、電子輸送発光層の２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。
有機ＥＬ素子の発光材料としてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体等のキレート錯体、クマリン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体等の発光材料が知られており、それらからは青色から赤色までの可視領域の発光が得られることが報告されており、カラー表示素子の実現が期待されている。
また、近年、有機ＥＬ素子の発光層に蛍光材料の他に、燐光材料を利用することも提案されている。このように有機ＥＬ素子の発光層において有機燐光材料の励起状態の一重項状態と三重項状態とを利用し、高い発光効率が達成されている。有機ＥＬ素子内で電子と正孔が再結合する際にはスピン多重度の違いから一重項励起子と三重項励起子とが１：３の割合で生成すると考えられているので、燐光材料を用いれば蛍光材料のみを使った素子に比べて３〜４倍の発光効率の達成が考えられる。
一方、発光層を形成するにあたっては、上述の発光材料をドーパントとして、ホスト材料にドーピングするドーピング法が知られている。
ドーピング法で形成した発光層では、ホスト材料に注入された電荷から効率よく励起子を生成することができる。そして、生成された励起子の励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから高効率の発光を得ることができる。
そして、近年では有機エレクトロルミネッセンス素子の性能向上を果たすべく、ドーピング法に関してもさらなる研究が行われており、好適なホスト材料の探索が続いている。
このような、ホスト材料が記載された発明として、例えば、特許文献１〜６が挙げられる。特許文献１には、カルバゾール骨格とベンズイミダゾール環を同一分子内に含む化合物が記載されており、青色蛍光発光材料ホストとしてのデータが開示されている。特許文献２には、カルバゾール骨格と１，２，４−トリアゾール環を同一分子内に含む化合物が記載されており、青色〜青緑色の蛍光発光材料ホストとしてのデータが開示されている。特許文献３には、カルバゾール骨格とイミダゾピリジン環を同一分子内に含む化合物が記載されており、青色蛍光発光材料ホストとしてのデータが開示されている。特許文献４には、カルバゾール骨格とフルオレン骨格及び含窒素芳香族環であるイミダゾピリジン環を同一分子内に有する化合物が記載されており、青色蛍光発光材料ホストとしてのデータが開示されている。特許文献５には、カルバゾール骨格と含窒素芳香族環を同一分子内に含む化合物が記載されており、青色〜青緑色の燐光材料とともに用いるホスト材料としてのデータが開示されている。特許文献６には、カルバゾール骨格とフルオレン骨格及び含窒素芳香族環であるフェナンスロリン環を同一分子内に有する化合物が記載されており、緑色の燐光材料ホストとしてのデータが開示されている。
また、特許文献７〜８には、前述の特許文献１〜６に記載の化合物と同様の骨格を含有する化合物が記載されている。特許文献７には、カルバゾール骨格とピリジン環を同一分子内に含む化合物が記載されており、前記化合物が正孔輸送材料としての機能するデータが開示されている。特許文献８には、フルオレン骨格及び含窒素芳香族環であるピリジン環を同一分子内に有する化合物が記載されており、これ発光層に用いることが記載されている。
特開２００１−２４７８５８ 特開２０００−６８０５９ 特開２００１−１９２６５３ ＵＳ２００４−１５７０８４ ＷＯ２００３／０８０７６０ ＷＯ２００４／０２６８７０ 特開２０００−１６９４４８ 特開２００７−２６１９６９
前述の特許文献１〜４には、各文献に記載の化合物が蛍光材料ホストとして機能する際のデータは開示されているものの、緑色の燐光材料のホストとして機能するか否かは記載されていない。また、特許文献５および特許文献６には、燐光材料のホストとして機能する化合物が記載されているが、これを用いた有機ＥＬ素子は発光効率および駆動電圧が十分なものではなかった。また、特許文献７〜８に記載の化合物についても、燐光材料ホストとして機能するか否かは記載されていない。
また、通常、燐光発光性の有機ＥＬ素子では、励起された３重項エネルギーを用いた発光であり、通常の蛍光型有機ＥＬ素子に比べて、発光層と電子輸送層との電子親和力の差や正孔輸送層と発光層とのイオン化ポテンシャルの差が大きくなるため、キャリアの注入が阻害され、高電圧化を招く場合が多い。
そこで、本発明は、発光効率が高く、長寿命であり、省消費電力化に必要な低電圧での駆動が可能な有機ＥＬ素子及びそれを実現する有機ＥＬ素子用材料として用いることのできる含フルオレン芳香族化合物を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、カルバゾール骨格と含窒素ヘテロ芳香族環を組み合わせた材料を用いることにより、電子輸送層と発光層との電子親和力の差を小さくでき、さらに同一分子内にフルオレン骨格を導入することにより、キャリア（特に電子）輸送能を高め、燐光発光性有機ＥＬ素子が顕著に低電圧化することを見出した。つまり、下記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格、含窒素へテロ芳香族環、フルオレン骨格を同一分子内に有する芳香族化合物、及びそれを有機ＥＬ素子用材料として用いた省消費電力化に必要な低電圧での駆動が可能な有機ＥＬ素子が提供できる。
すなわち、本発明は、カルバゾール骨格、含窒素へテロ芳香族環、フルオレン骨格を同一分子内に有することを特徴とし、下記一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物である。
（式中、Ｎｒ１は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜５の単環の含窒素芳香族環、または環形成炭素数２〜９の二環性の含窒素芳香族環を表し、
Ａｒは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜４０の芳香族環を表し、
Ｆｌ１、Ｆｌ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、
ｐは、Ｎｒ１に直接結合する−（Ｌ４−Ｆｌ１）の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｐが２以上の場合、Ｌ４は同一または異なっていても良く、Ｆｌ１は同一または異なっていても良く、
ｑは、Ａｒに直接結合する−（Ｌ７−Ｆｌ２）の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｑが２以上の場合、Ｌ７は同一または異なっていても良く、Ｆｌ２は同一または異なっていても良く、ｐ＋ｑは１以上であり、
Ｃｚ１、Ｃｚ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表し、
ｍは、Ｎｒ１に直接結合する−（Ｌ２−Ｃｚ１）の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｍが２以上の場合、Ｌ２は同一または異なっていても良く、Ｃｚ１は同一または異なっていても良く、
ｎは、Ａｒに直接結合する−（Ｌ５−Ｃｚ２）の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、Ｌ５は同一または異なっていても良く、Ｃｚ２は同一または異なっていても良く、ｍ＋ｎは１以上であり、
Ｙ１、Ｙ２は互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換又は無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｘは、Ｎｒ１に直接結合する−（Ｌ３−Ｙ１）の置換数を表す１〜３の整数であり、
ｘが２以上の場合、Ｌ３は同一または異なっていても良く、Ｙ１は同一または異なっていても良く、
ｙは、Ａｒに直接結合する−（Ｌ６−Ｙ２）の置換数を表す１〜３の整数であり、
ｙが２以上の場合、Ｌ６は同一または異なっていても良く、Ｙ２は同一または異なっていても良く、
ｍ＋ｐ＋ｘは（選択されるＮｒ１が置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、ｎ＋ｑ＋ｙは（選択されるＡｒが置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、
Ｌ１〜Ｌ７は、互いに独立して、単結合または、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族環、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０の複素芳香族環を表す。ｋは、１〜３の整数を表す。
ただし、一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物のうち、下記式（２）の化合物は除く。）
本発明では、前記含フルオレン芳香族化合物が、前記一般式（１）において、Nr1が置換もしくは無置換であるピロール環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、インダゾール環、ベンズイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、イミダゾピリジン環から選ばれる含窒素芳香族環であることが好ましい。
また、本発明では、前記一般式（１）において、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３）または下記一般式（４）であることが好ましい。
前記一般式（３）中、Ｒａ、Ｒｂは互いに独立して、
水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｆ、ｇは互いに独立して、１〜４の整数を表す。
前記一般式（４）中、Ｒａ’、Ｒｂ’、Ｒｃ’は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｆ’は１〜４の整数を表し、ｇ’は１〜３の整数を表し、ｈ’は１〜５の整数を表す。
本発明では、前記式（１）において、ｋが１であり、ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＝６以下であることが好ましい。
また、Ｙ１、Ｙ２が互いに独立して、水素原子またはフェニル基を表すことが好ましい。
さらに、ｋが１であり、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６が互いに独立して、単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基であり、Ｌ４、Ｌ７が互いに独立して単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基であることが好ましい。また、これらの基に水素原子が結合している場合、それらは重水素原子であっても良い。
また、ｍ＋ｎが１または２であり、ｐ＋ｑが１または２であることが好ましい。
また、Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜６であるベンゼン環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、チオフェン環から選ばれる単環性芳香族環が好ましく、特に、ベンゼン環が好ましい。
本発明では、前記一般式（１）において、Ｆｌ１、Ｆｌ２が互いに独立して、下記一般式（５）であることが好ましい。
前記一般式（５）中、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１１は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表す。
本発明では、前記一般式（５）において、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、炭素数１〜１０の直鎖状のアルキル基またはフェニル基を表すことが好ましい。
さらに、Ｙ３、Ｙ４が同時にメチル基を表すことが好ましい。
本発明では、前記一般式（１）において、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３ａ）または下記一般式（４ａ）で表されることが好ましい。

さらに、本発明では、前記一般式（１）において、Ｎｒ１がピリミジン環を表すことが好ましい。
また、前記含フルオレン芳香族化合物は有機エレクトロルミネッセンス素子用材料であることが好ましい。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも一層が、前記含フルオレン芳香族化合物を含有することを特徴とする。
さらに本発明では、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記発光層が、前記含フルオレン芳香族化合物をホスト材料として含有することが好ましい。
さらに、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、燐光材料を含有することが好ましい。
また、前記発光層がホスト材料と燐光材料を含有し、該燐光材料がイリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）または白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体であることがより好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を含有することが好ましい。
また、前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が前記含フルオレン芳香族化合物を含有することが好ましい。
さらに、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントが添加されてなることが好ましい。
本発明によれば、前記式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物を有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として用いるので、発光効率が高く、長寿命で、低電圧駆動が可能な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。さらに、この有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、有機太陽電池、有機半導体レーザー、有機物を用いるセンサー、有機ＴＦＴ用の有機電子素子用材料としても有効である。
本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
以下、本発明について具体的に説明する。本発明の含フルオレン芳香族化合物は、とりわけ有機EL素子用材料として好適に用いることができ、本発明の有機EL素子はこの含フルオレン芳香族化合物を用いるものである。
（有機ＥＬ素子の構成）
まず、有機ＥＬ素子の素子構成について説明する。
有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（３）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（５）陽極／有機半導体層／発光層／陰極
（６）陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極
（７）陽極／有機半導体層／発光層／付着改善層／陰極
（８）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（９）陽極／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１０）陽極／無機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１１）陽極／有機半導体層／絶縁層／発光層／絶縁層／陰極
（１２）陽極／絶縁層／正孔注入・輸送層／発光層／絶縁層／陰極
（１３）陽極／絶縁層／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
などの構造を挙げることができる。
上記の中で（８）の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
図１に、本発明の実施形態における有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。
有機ＥＬ素子１は、透明な基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された有機薄膜層１０と、を有する。
有機薄膜層１０は、ホスト材料としての燐光ホスト及び燐光材料としての燐光ドーパントを含む燐光発光層５を有するが、燐光発光層５と陽極３との間に正孔注入・輸送層６等、燐光発光層５と陰極４との間に電子注入・輸送層７等を備えていてもよい。
また、燐光発光層５の陽極３側に電子障壁層を、燐光発光層５の陰極４側に正孔障壁層を、それぞれ設けてもよい。
これにより、電子や正孔を燐光発光層５に閉じ込めて、燐光発光層５における励起子の生成確率を高めることができる。
なお、本明細書において、蛍光ホスト及び燐光ホストの用語は、蛍光ドーパントと組み合わされたときには蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたときには燐光ホストと称するものであり、分子構造のみから一義的に蛍光ホストや燐光ホストに限定的に区分されるものではない。
言い換えると、本明細書において、蛍光ホストとは、蛍光ドーパントを含有する蛍光発光層を構成する材料を意味し、蛍光発光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
同様に燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を構成する材料を意味し、燐光材料のホストにしか利用できないものを意味しているわけではない。
また、本明細書中で「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層及び電子輸送層のうちの少なくともいずれか一方」を意味する。
（透明性基板）
本発明の有機ＥＬ素子は、透光性の基板上に作製する。ここでいう透光性基板は有機ＥＬ素子を支持する基板であり、４００nm〜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、石英等を原料として用いてなるものを挙げられる。
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原料として用いてなるものを挙げることができる。
（陽極及び陰極）
有機ＥＬ素子の陽極は、正孔を正孔注入層、正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。
陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。
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。
本実施形態のように、発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の可視領域の光の透過率を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１０nm〜２００ｎｍの範囲で選択される。
陰極としては、電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する目的で、仕事関数の小さい材料が好ましい。
陰極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が使用できる。
陰極も、陽極と同様に、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。また、陰極側から、発光を取り出す態様を採用することもできる。
（発光層）
有機ＥＬ素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。
すなわち、
（１）注入機能；電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層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；電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能、
がある。
ただし、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。
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、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、特開昭５７−５１７８１号公報に開示されているように、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。
さらに、発光層の膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは７ｎｍ〜５０ｎｍ、最も好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となる恐れがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇する恐れがある。
本発明の有機ＥＬ素子は陰極と陽極との間に、１層または複数層からなる有機薄膜層を備え、該有機薄膜層は、少なくとも１つの発光層を有し、該有機薄膜層の少なくとも１層が、燐光材料少なくとも１種と、後述の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を少なくとも１種含む。また、発光層の少なくとも１つが本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料と、燐光材料少なくとも１種とを含むことが好ましい。
（有機エレクトロルミネッセンス素子用材料）
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料は、下記式（１）で表される。
前記一般式（１）中、Ｎｒ１は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜５の単環の含窒素芳香族環、または環形成炭素数２〜９の二環性の含窒素芳香族環を表し、
Ａｒは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜４０の芳香族環を表し、
Ｆｌ１、Ｆｌ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、
ｐは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ4−Ｆｌ１)の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｐが２以上の場合、Ｌ４は同一または異なっていても良く、Ｆｌ１は同一または異なっていても良く、
ｑは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ7−Ｆｌ2)の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｑが２以上の場合、Ｌ７は同一または異なっていても良く、Ｆｌ２は同一または異なっていても良く、ｐ＋ｑは１以上であり、
Ｃｚ１、Ｃｚ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表し、
ｍは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ2−Ｃｚ１)の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｍが２以上の場合、Ｌ２は同一または異なっていても良く、Ｃｚ１は同一または異なっていても良く、
ｎは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ5−Ｃｚ２)の置換数を表す０〜３の整数であり、
ｎが２以上の場合、Ｌ５は同一または異なっていても良く、Ｃｚ２は同一または異なっていても良く、ｍ＋ｎは１以上であり、
Ｙ１、Ｙ２は互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換又は無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｘは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ３−Ｙ１)の置換数を表す１〜３の整数であり、
ｘが２以上の場合、Ｌ３は同一または異なっていても良く、Ｙ１は同一または異なっていても良く、
ｙは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ６−Ｙ２)の置換数を表す１〜３の整数であり、
ｙが２以上の場合、Ｌ６は同一または異なっていても良く、Ｙ２は同一または異なっていても良く、
ｍ＋ｐ＋ｘは（選択されるＮｒ１が置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、ｎ＋ｑ＋ｙは（選択されるＡｒが置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、
Ｌ１〜Ｌ７は、互いに独立して、単結合または、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族環、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０の複素芳香族環を表す。ｋは、１〜３の整数を表す。
ただし、一般式（１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材のうち、下記式（２）の化合物は除く。
前記一般式（１）において、Ｎｒ１が置換もしくは無置換であるピロール環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、インダゾール環、ベンズイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、イミダゾピリジン環から選ばれる含窒素芳香族環を表すことが好ましい。また、これらの環に水素原子が結合している場合、それらは重水素原子であっても良い。
さらには、置換もしくは無置換であるピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環が好ましく、特に、置換もしくは無置換であるピリミジン環が好ましい。
前記一般式（１）において、Ｎｒ１がイミダゾピリジン環のとき、Ｆｌ２におけるＹ３及びＹ４が同時にフェニル基を表す場合は除かれることがある。
また、前記一般式（１）において、Ｎｒ１がイミダゾピリジン環のとき、Ｌ７は単結合である場合は除かれることがある。
また、一般式（１）において、Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜６であるベンゼン環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、チオフェン環などの単環性芳香族環が好ましく、特に、ベンゼン環が好ましい。また、これらの環に水素原子が結合している場合、それらは重水素原子であっても良い。
また、前記一般式（１）において、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３）または下記一般式（４）で表されること好ましい。
式中、Ｒａ、Ｒｂは互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｆ、ｇは互いに独立して、１〜４の整数を表す。
式中、Ｒａ’、Ｒｂ’、Ｒｃ’は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
ｆ’は１〜４の整数を表し、ｇ’は１〜３の整数を表し、ｈ’は１〜５の整数を表す。
さらには、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３ａ）または下記一般式（４ａ）で表されるものが好ましい。
前記一般式（１）において、ｋが１であり、ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＝６以下であることが好ましく、さらには、ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑは４以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、ｍ＋ｎが１または２であり、ｐ＋ｑがまたは２である。尚、ｍはNr１に直接結合する−（Ｌ２−Ｃｚ１）の置換数を表す。ｎ，ｐ，ｑについても同様に置換数を表す。
また、前記一般式（１）において、Ｙ１、Ｙ２は互いに独立して、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基であることが好ましく、特に、水素原子もしくはフェニル基を表すことが好ましい。
また、前記一般式（１）において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６が互いに独立して、単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基であり、Ｌ４、Ｌ７が互いに独立して単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基であることが好ましい。また、これらの基に水素原子が結合している場合、それらは重水素原子であっても良い。
また、一般式（１）において、Fｌ1、Fｌ2が互いに独立して、一般式（５）で表されるものが好ましい。
前記式（５）中、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１１は互いに独立して、
水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表す。
さらには、前記一般式（５）において、Ｙ３、Ｙ４が互いに独立して、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、フェニル基を表し、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１１が水素原子を表すものが好ましく、さらに好ましくは、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、炭素数１〜１０の直鎖状のアルキル基またはフェニル基を表すことが好ましい。中でも、特に、Ｙ３、Ｙ４がメチル基で表されるものが好ましい。
前記一般式（１）および（３）〜（５）におけるＮｒ１、Ａｒ、Ｙ１、Ｙ２、Ｆｌ１、Ｆｌ２、Ｃｚ１、Ｃｚ２、Ｌ１〜Ｌ７が、１つ又は複数の置換基を有する場合、前記置換基は、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、シアノ基、ハロゲン原子、または環形成炭素数６〜２２のアリール基であることが好ましい。
前記炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−ペンチルヘキシル基、１−ブチルペンチル基、１−ヘプチルオクチル基、３−メチルペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、３，５−テトラメチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
前記炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチルプロピルシリル基、ジメチルブチルシリル基、ジメチルターシャリーブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基等が挙げられる。
前記炭素数６〜３０のアリールシリル基としては、例えば、フェニルジメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルターシャリーブチルシリル基、トリフェニルシリル基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
前記環形成炭素数６〜３０のアリール基としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基等が挙げられる。
前記環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基としては、ピロリル基、ピラジニル基、ピリジニル基、インドリル基、イソインドリル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、カルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、チエニル基等が挙げられる。
前記環形成炭素数６〜３０の芳香族環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、ビフェニル環、ターフェニル環、クォーターフェニル環等が挙げられる。
前記環形成炭素数２〜３０の複素芳香族環としては、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、インドール環、キノリン環、アクリジン環、ピロリジン環、ジオキサン環、ピペリジン環、モルフォリン環、ピペラジン環、カルバゾール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラン環、ジベンゾフラン環等が挙げられる。
前記一般式（1）で表される本発明の含フルオレン芳香族化合物としては、例えば、次の化合物が具体例として挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子において、前記発光層が、前記含フルオレン芳香族化合物をホスト材料として含有するのが好ましい。また、前記発光層が、ホスト材料と燐光材料からなり、該ホスト材料が前記含フルオレン芳香族化合物であると好ましい。
また、前記含フルオレン芳香族化合物は、燐光材料と共に用いるホスト材料または燐光材料と共に用いる電子輸送材料であっても良く、励起三重項エネルギーが２．２ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であると好ましく、２．４ｅＶ以上３．２ｅＶ以下であるとより好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は、電子輸送層を有し、該電子輸送層が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有していても好ましい。
また、本発明の有機ＥＬ素子が電子輸送層及び正孔障壁層のうち少なくともいずれか一方を有し、該電子輸送層及び正孔障壁層のうち少なくともいずれか一方が、本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有しても好ましい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、正孔輸送層（正孔注入層）を有し、該正孔輸送層（正孔注入層）が本発明の有機ＥＬ素子用材料を含有しても好ましい。
（燐光材料）
本発明において、前記燐光材料は、金属錯体を含有し、前記金属錯体は、Ｉｒ，Ｐｔ，Ｏｓ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｒｅ及びＲｕから選択される金属原子と、配位子と、を有することが好ましい。特に、前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。
燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、Ｉｒ，Ｏｓ及びＰｔから選ばれる金属原子を含有する化合物であると好ましく、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であるとさらに好ましく、中でもイリジウム錯体及び白金錯体がより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が最も好ましい。
好ましい金属錯体の具体例を、以下に示す。
本発明では、前記発光層に含まれる前記燐光材料のうち少なくとも１種は、発光波長の極大値が４５０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下であることが好ましい。
このような発光波長の燐光材料（燐光ドーパント）を、本発明で用いる特定のホスト材料にドープして発光層を構成することにより、高効率な有機ＥＬ素子とできる。
（還元性ドーパント）
本発明の有機ＥＬ素子は、陰極と有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを有することも好ましい。
このような構成によれば、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。
還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれた少なくとも一種類が挙げられる。
アルカリ金属としては、Ｎａ（仕事関数：２．３６ｅＶ）、Ｋ（仕事関数：２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（仕事関数：２．１６ｅＶ）、Ｃｓ（仕事関数：１．９５ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはＫ、Ｒｂ、Ｃｓ、さらに好ましくはＲｂ又はＣｓであり、最も好ましくはＣｓである。
アルカリ土類金属としては、Ｃａ（仕事関数：２．９ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数：２．０ｅＶ〜２．５ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数：２．５２ｅＶ）等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ等が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下のものが特に好ましい。
以上の金属のうち好ましい金属は、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可能である。
アルカリ金属化合物としては、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等のアルカリ酸化物、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、ＮａＦが好ましい。
アルカリ土類金属化合物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ及びこれらを混合したＢａxＳｒ1-xＯ（０＜ｘ＜１）、ＢａxＣａ1-xＯ（０＜ｘ＜１）等が挙げられ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯが好ましい。
希土類金属化合物としては、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＳｃＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ｃｅ2Ｏ3、ＧｄＦ3、ＴｂＦ3等が挙げられ、ＹｂＦ3、ＳｃＦ3、ＴｂＦ3が好ましい。
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも一つ含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、βージケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
還元性ドーパントの添加形態としては、界面領域に層状又は島状に形成すると好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により還元性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する発光材料や電子注入材料である有機物を同時に蒸着させ、有機物中に還元ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で有機物：還元性ドーパント＝１００：１〜１：１００、好ましくは５：１〜１：５である。
還元性ドーパントを層状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは層の厚み０．１ｎｍ〜１５ｎｍで形成する。
還元性ドーパントを島状に形成する場合は、界面の有機層である発光材料や電子注入材料を島状に形成した後に、還元ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは島の厚み０．０５ｎｍ〜１ｎｍで形成する。
また、本発明の有機ＥＬ素子における、主成分と還元性ドーパントの割合としては、モル比で主成分：還元性ドーパント＝５：１〜１：５であると好ましく、２：１〜１：２であるとさらに好ましい。
（電子注入層および電子輸送層）
電子注入層又は電子輸送層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きい。電子注入層はエネルギーレベルの急な変化を緩和する等、エネルギーレベルを調整するために設ける。
本発明の有機ＥＬ素子は、発光層と陰極との間に電子注入層を有し、前記電子注入層は、含窒素環誘導体を主成分として含有することが好ましい。ここで、電子注入層は電子輸送層として機能する層であってもよい。
なお、「主成分として」とは、電子注入層が５０質量％以上の含窒素環誘導体を含有していることを意味する。
電子注入層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を１個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。また、含窒素環誘導体としては、含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素６員環もしくは５員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式（Ａ）で表される含窒素環金属キレート錯体が好ましい。
一般式（Ａ）におけるＲ２〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、オキシ基、アミノ基、炭素数１〜４０の炭化水素基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。また、置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アラルキルアミノ基が挙げられる。
アルコキシカルボニル基は−ＣＯＯＹ’と表され、Ｙ’の例としては前記アルキル基と同様のものが挙げられる。アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−ＮＱ１Ｑ２と表される。Ｑ１及びＱ２の具体例としては、それぞれ独立に、前記アルキル基、前記アラルキル基で説明したものと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。Ｑ１及びＱ２の一方は水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−ＮＡｒ１Ａｒ２と表され、Ａｒ１及びＡｒ２の具体例としては、それぞれ独立に前記非縮合アリール基及び縮合アリール基で説明した基と同様である。Ａｒ１及びＡｒ２の一方は水素原子であってもよい。
Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）であり、Ｉｎであると好ましい。
上記式（Ａ）のＬは、下記式（Ａ’）又は（Ａ”）で表される基である。
前記式（Ａ’）中、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。また、前記式（Ａ”）中、Ｒ１３〜Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１〜４０の炭化水素基であり、互いに隣接する基が環状構造を形成していてもよい。
前記式（Ａ’）及び式（Ａ”）のＲ８〜Ｒ１２及びＲ１３〜Ｒ２７が示す炭素数１〜４０の炭化水素基としては、前記式（Ａ）中のＲ２〜Ｒ７の具体例と同様のものが挙げられる。
また、Ｒ８〜Ｒ１２及びＲ１３〜Ｒ２７の互いに隣接する基が環状構造を形成した場合の２価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−２，２’−ジイル基、ジフェニルエタン−３，３’−ジイル基、ジフェニルプロパン−４，４’−ジイル基等が挙げられる。
一方、本発明では、電子輸送層として、前記一般式（１）および（３）〜（５）に示された芳香族化合物を含有することが好ましい
電子注入層又は電子輸送層に用いられる電子伝達性化合物としては、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環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）アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
前記式中、Ａｒ１７、Ａｒ１８、Ａｒ１９、Ａｒ２１、Ａｒ２２及びＡｒ２５は、それぞれ置換基を有するもしくは有さないアリール基を示し、Ａｒ１７とＡｒ１８、Ａｒ１９とＡｒ２１、Ａｒ２２とＡｒ２５は、たがいに同一でも異なっていてもよい。Ａｒ２０、Ａｒ２３及びＡｒ２４は、それぞれ置換基を有するもしくは有さないアリーレン基を示し、Ａｒ２３とＡｒ２４は、たがいに同一でも異なっていてもよい。
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、ピレニレン基などが挙げられる。そして、これらへの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。
これらの電子伝達性化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。そして、これら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。
電子伝達性化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の一般式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体でない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式（Ａ）に示す骨格を含有する５員環もしくは６員環や、下記式（Ｂ）に示す構造のものが挙げられる。
前記式（Ｂ）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。
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、５員環もしくは６員環からなる含窒素芳香多環族を有する有機化合物である。さらには、このような複数窒素原子を有する含窒素芳香多環族の場合は、上記式（Ａ）と（Ｂ）もしくは上記式（Ａ）と下記式（Ｃ）を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香多環有機化合物が好ましい。
前記の含窒素芳香多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の一般式で表される含窒素複素環基から選択される。
前記各式中、Ｒは、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルキル基、または炭素数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以上の整数であるとき、複数のＲは互いに同一又は異なっていてもよい。
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
ＨＡｒ−Ｌ１−Ａｒ１−Ａｒ２
前記式中、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、Ｌ１は単結合、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリーレン基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリーレン基であり、Ａｒ１は置換基を有していてもよい炭素数６〜４０の２価の芳香族炭化水素基であり、Ａｒ２は置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基又は置換基を有していてもよい炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
ＨＡｒは、例えば、下記の群から選択される。
Ｌ１は、例えば、下記の群から選択される。
Ａｒ１は、例えば、下記のアリールアントラニル基から選択される。
前記式中、Ｒ１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数６〜４０のアリールオキシ基、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基、または炭素数３〜４０のヘテロアリール基であり、Ａｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数６〜４０のアリール基または炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
また、Ｒ１〜Ｒ８は、いずれも水素原子である含窒素複素環誘導体であってもよい。
Ａｒ２は、例えば、下記の群から選択される。
電子伝達性化合物としての含窒素芳香多環有機化合物には、この他、下記の化合物（特開平９−３４４８号公報参照）も好適に用いられる。
前記式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の脂肪族基、置換もしくは未無置換の脂肪族式環基、置換もしくは無置換の炭素環式芳香族環基、置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｘ１、Ｘ２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはジシアノメチレン基を表す。
また、電子伝達性化合物として、下記の化合物（特開２０００−１７３７７４号公報参照）も好適に用いられる。
前記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は互いに同一のまたは異なる基であって、下記式で表わされるアリール基である。
前記式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は互いに同一のまたは異なる基であって、水素原子、或いはそれらの少なくとも１つが飽和もしくは不飽和アルコキシル基、アルキル基、アミノ基、またはアルキルアミノ基である。
さらに、電子伝達性化合物は、該含窒素複素環基または含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
また、電子輸送層は、下記式（２０１）〜（２０３）で表される含窒素複素環誘導体の少なくともいずれか１つを含有することが好ましい。
前記式（２０１）〜（２０３）中、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基で、
ｎは０〜４の整数であり、
Ｒ１は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基。または炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基であり、
Ｌは、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ピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基、または置換基を有していてもよいフルオレニレン基であり、
Ａｒ１は、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ピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、Ａｒ２は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
Ａｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基、または−Ａｒ１−Ａｒ２で表される基（Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ前記と同じ）である。
なお、前記式（２０１）〜（２０３）において、Ｒは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数６〜６０のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、または置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルコキシ基である。
なお、電子注入層又は電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは、１ｎｍ〜１００ｎｍである。
また、電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、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ニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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ニ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ニドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ及びＮａ２Ｏが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、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、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等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、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、電子注入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。電子注入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。なお、このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、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。
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、０．１ｎｍ〜１５ｎｍ程度である。また、本発明における電子注入層は、前述の還元性ドーパントを含有していても好ましい。
（正孔注入層および正孔輸送層）
正孔注入層又は正孔輸送層（正孔注入輸送層も含む）には、芳香族アミン化合物、例えば、下記一般式（Ｉ）で表わされる芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
前記一般式（Ｉ）において、Ａｒ１〜Ａｒ４は置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリール基、置換もしくは無置換の核原子数５〜５０のヘテロアリール基、または、それらアリール基とヘテロアリール基を結合させた基を表す。
前記一般式（Ｉ）の化合物の具体例を以下に記すが、これらに限定されるものではない。
また、下記一般式（ＩＩ）の芳香族アミンも正孔注入層又は正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
前記一般式（ＩＩ）において、Ａｒ１〜Ａｒ３の定義は前記一般式（Ｉ）のＡｒ１〜Ａｒ４の定義と同様である。以下に一般式（ＩＩ）の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
なお、本発明は、上記の説明に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は本発明に含まれる。
例えば次のような変更も本発明の好適な変形例である。
本発明では、前記発光層が電荷注入補助材を含有していることも好ましい。
エネルギーギャップが広いホスト材料を用いて発光層を形成した場合、ホスト材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と正孔注入・輸送層等のＩｐとの差が大きくなり、発光層への正孔の注入が困難となり、十分な輝度を得るための駆動電圧が上昇するおそれがある。
このような場合、発光層に、正孔注入・輸送性の電荷注入補助剤を含有させることで、発光層への正孔注入を容易にし、駆動電圧を低下させることができる。
電荷注入補助剤としては、例えば、一般的な正孔注入・輸送材料等が利用できる。
具体例としては、トリアゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールアルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公報、同 ５６−３６６５６号公報等参照）、
ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号明細書等に開示のもの）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭５６−４６２３４号公報等参照）、フルオレノン誘導体（特開昭５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１号公報等参照）、スチルベン誘導体（特開昭６１−２１０３６３号公報、同第６１−２２８４５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−３０２５５号公報、同６０−９３４５５号公報、同６０−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−２１１３９９号公報に開示されている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。
正孔注入性の材料としては上記のものを挙げることができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物（米国特許第４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
また、米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている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（以下ＮＰＤと略記する）、また特開平４−３０８６８８号公報に記載されている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（以下ＭＴＤＡＴＡと略記する）等を挙げることができる。
また、特許公報第３６１４４０５号、３５７１９７７号又は米国特許４，７８０，５３６に記載されているヘキサアザトリフェニレン誘導体等も正孔注入性の材料として好適に用いることができる。
また、ｐ型Ｓｉ、ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料として使用することができる。
本発明の有機ＥＬ素子の各層の形成方法は特に限定されない。従来公知の真空蒸着法、スピンコーティング法等による形成方法を用いることができる。本発明の有機ＥＬ素子に用いる、前記式（１）で表される化合物を含有する有機薄膜層は、真空蒸着法、分子線蒸着法（ＭＢＥ法）あるいは溶媒に解かした溶液のディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は特に制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容になんら制限されるものではない。
合成実施例１（化合物Ｎｏ．１の合成）
２，４，６−トリクロロピリミジン１８．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸２４．４ｇ（２００ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．５６ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン１．３１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ＤＭＥ９３０ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液３１０ｍｌをＡｒガス雰囲気下、１５時間還流温度で攪拌した。溶媒を減圧下で留去し、得られた残渣をジクロロメタンで抽出した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−酢酸エチル）で精製することにより、中間体Ｘ１を白色固体として得た。収量は１８．７ｇ、収率は７０％であった。（参考文献 Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６６ ７１２５−７１２８（２００１））
Ｎ−（３，５−ジブロモフェニル）カルバゾール１２．２ｇ（３０．４ｍｍｏｌ）、９，９−ジメチルフルオレン−２−ボロン酸７．２４ｇ（３０．４ｍｍｏｌ）、２Ｍ 炭酸ナトリウム水溶液３０ｍｌ、トルエン６０ｍｌ、ＤＭＥ３０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ １．７５ｇをＡｒガス雰囲気下、７時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製することにより、中間体Ｘ２を白色固体として得た。収量は９．４ｇ、収率は６０％であった。
中間体Ｘ２ ５．１４ｇ（１０ｍｍｏｌ）を脱水ＴＨＦ１００ｍｌに加え、Ａｒガス雰囲気下、−７０℃で攪拌した。次いで、ｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ ｉｎ ｈｅｘａｎｅ）６．３ｍｌを滴下した。−７０℃で２時間攪拌した後、ホウ酸トリイソプロピル５．６４ｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。−７０℃で１時間攪拌した後、室温で５時間攪拌した。次いで、１Ｎ塩酸３０ｍｌを加えて室温で１時間攪拌した。ＴＨＦを減圧下で留去してからジクロロメタンで抽出し、有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を濃縮して得られた残渣をトルエンで洗浄することにより、中間体Ｘ３を白色固体として得た。収量は３．１ｇ、収率は６５％であった。
中間体Ｘ３ ４．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｘ１２．６６ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２Ｍ 炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌ、トルエン２０ｍｌ、ＤＭＥ２０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．３５ｇをＡｒガス雰囲気下、１６時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製し、さらにトルエンで２回再結晶することにより、目的物（化合物Ｎｏ．１）を白色固体として得た。収量は３．０ｇ、収率は４５％であった。
ＦＤマス分析の結果、分子量６６５に対し、ｍ／ｅ＝６６５であった。
合成実施例２（化合物Ｎｏ．２の合成）
２，４，６−トリクロロピリミジン２５．０ｇ（１３６．３ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１６．６ｇ（１３６．３ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム１．５３ｇ（６．８２ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン３．５８ｇ（１３．６ｍｍｏｌ）、ＤＭＥ１２５０ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液２１１ｍｌをＡｒガス雰囲気下、１６時間還流温度で攪拌した。溶媒を減圧下で留去し、得られた残渣をジクロロメタンで抽出した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−酢酸エチル）で精製することにより、中間体Ｘ４を白色固体として得た。収量は２２．１ｇ、収率は７２％であった。（参考文献 Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．６６ ７１２５−７１２８（２００１））
２，４−ジクロロ−６−フェニルピリミジン（中間体Ｘ４）６．０ｇ（２６．６ｍｍｏｌ）、９，９−ジメチルフルオレン−２−ボロン酸６．３４ｇ（２６．６ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム０．３０ｇ（１．３３ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン０．７０ｇ（２．６６ｍｍｏｌ）、ＤＭＥ２５０ｍｌ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液４２ｍｌをＡｒガス雰囲気下、８時間還流温度で攪拌した。溶媒を減圧下で留去し、得られた残渣をトルエンで抽出した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製することにより、中間体Ｘ５を白色固体として得た。収量は７．２ｇ、収率は７０％であった。
３，５−ビス−カルバゾリルフェニルボロン酸４．５２ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｘ５ ３．８３ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２Ｍ 炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌ、トルエン２０ｍｌ、ＤＭＥ２０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．３５ｇをＡｒガス雰囲気下、１６時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製し、さらにトルエンで２回再結晶することにより、目的物（化合物Ｎｏ．２）を白色固体として得た。収量は３．０ｇ、収率は４０％であった。
ＦＤマス分析の結果、分子量７５４に対し、ｍ／ｅ＝７５４であった。
合成実施例３（化合物Ｎｏ．３の合成）
３−ブロモベンズアルデヒド１８．５ｇ（１００ｍｍｏｌ）、アセトフェノン１２．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、１Ｎナトリウムメトキシド／メタノール溶液１０ｍｌ、エタノール２００ｍｌをＡｒガス雰囲気下、室温で５時間攪拌した。その後、加熱して還流温度でさらに４時間攪拌した。次いで、ベンズアミジン塩酸塩９．４ｇ（６０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム８．０ｇ（２００ｍｍｏｌ）を添加して、７０℃で５時間攪拌した。反応終了後、析出物を濾別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ジクロロメタン）で精製し、中間体Ｘ６を白色固体として得た。収量は１０．１ｇ、収率は２６％であった。
中間体Ｘ３ ４．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｘ６ ３．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌ、トルエン２０ｍｌ、ＤＭＥ２０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．３５ｇをＡｒガス雰囲気下、１６時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製し、さらにトルエンで２回再結晶することにより、目的物（化合物Ｎｏ．３）を白色固体として得た。収量は３．２ｇ、収率は４３％であった。
ＦＤマス分析の結果、分子量７４１に対し、ｍ／ｅ＝７４１であった。
合成実施例４（化合物Ｎｏ．４の合成）
４−ブロモベンズアルデヒド１８．５ｇ（１００ｍｍｏｌ）、アセトフェノン１２．０ｇ（１００ｍｍｏｌ）、１Ｎナトリウムメトキシド／メタノール溶液１０ｍｌ、エタノール２００ｍｌをＡｒガス雰囲気下、室温で５時間攪拌した。その後、加熱して還流温度でさらに４時間攪拌した。次いで、ベンズアミジン塩酸塩９．４ｇ（６０ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム８．０ｇ（２００ｍｍｏｌ）を添加して、７０℃で５時間攪拌した。反応終了後、析出物を濾別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ジクロロメタン）で精製し、中間体Ｘ７を白色固体として得た。収量は１１．６ｇ、収率は３０％であった。
中間体Ｘ３ ４．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、中間体Ｘ７ ３．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌ、トルエン２０ｍｌ、ＤＭＥ２０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．３５ｇをＡｒガス雰囲気下、１６時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製し、さらにトルエンで２回再結晶することにより、目的物（化合物Ｎｏ．４）を白色固体として得た。収量は２．６ｇ、収率は３５％であった。
ＦＤマス分析の結果、分子量７４１に対し、ｍ／ｅ＝７４１であった。
合成実施例５（化合物Ｎｏ．５の合成）
中間体Ｘ５ ３．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、４−カルバゾリルフェニルボロン酸２．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液１２ｍｌ、トルエン２０ｍｌ、ＤＭＥ２０ｍｌ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４ ０．３５ｇをＡｒガス雰囲気下、２０時間還流温度で攪拌した。反応溶液を室温まで冷却してから、トルエン２００ｍｌ、水１００ｍｌを加えて有機相を分取した。有機相を濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン−トルエン）で精製し、さらにトルエンで２回再結晶することにより、目的物（化合物Ｎｏ．５）を白色固体として得た。収量は２．８ｇ、収率は４７％であった。
ＦＤマス分析の結果、分子量５８９に対し、ｍ／e＝５８９であった。
実施例１（有機ＥＬ素子１の作成）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中での５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した。
このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず、ガラス基板の透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして、化合物Ａを厚さ４０ｎｍで蒸着し、正孔注入層を得た。次いで、この膜上に、化合物Ｂを厚さ２０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を得た。
この正孔輸送層上に、燐光用ホストである化合物Ｎｏ．１と燐光用ドーパントであるＩｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）３とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ｉｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）３の濃度は、２０質量％であった。
続いて、この燐光発光層上に、厚さ３０ｎｍの化合物Ｃ、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
（有機ＥＬ素子の発光性能評価）
以上のように作製した有機ＥＬ素子を直流電流駆動により発光させ、輝度、電流密度を測定し、電流密度１ｍＡ／ｃｍ２における電圧及び発光効率を求めた。さらに初期輝度２０，０００ｃｄ／ｍ２における輝度半減寿命を求めた。結果を表１に示す。
実施例２〜５
実施例１においてホスト化合物Ｎｏ．１を用いる代わりに表１に記載のホスト材料を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。発光性能評価を表１に示す。
比較例１
実施例１においてホスト化合物Ｎｏ．１を用いる代わりにホスト材料としてＷＯ２００３／０８０７６０記載の化合物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製、評価した。発光性能評価を表１に示す。
表１からわかるように、実施例の有機ＥＬ素子は比較例の有機ＥＬ素子に比べ、低電圧で発光させることが可能であり、発光効率が高かった。
実施例６
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのＩＴＯ透明電極付きガラス基板（ジオマティック社製）に、イソプロピルアルコール中での５分間の超音波洗浄を施し、さらに、３０分間のＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄を施した。
このようにして洗浄した透明電極付きガラス基板を、真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず、ガラス基板の透明電極ラインが形成されている側の面上に、透明電極を覆うようにして、化合物Ａを厚さ４０ｎｍで蒸着し、正孔注入層を得た。次いで、この膜上に、化合物Ｂを厚さ２０ｎｍで蒸着し、正孔輸送層を得た。
この正孔輸送層上に、燐光用ホストである化合物Ｄと燐光用ドーパントであるＩｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）３とを厚さ４０ｎｍで共蒸着し、燐光発光層を得た。Ｉｒ（Ｐｈ−ｐｐｙ）３の濃度は、２０質量％であった。
続いて、この燐光発光層上に、厚さ５ｎｍの化合物Ｎｏ．２、厚さ２５ｎｍの化合物Ｃ、厚さ１ｎｍのＬｉＦ、厚さ８０ｎｍの金属Ａｌを順次積層し、陰極を得た。なお、電子注入性電極であるＬｉＦについては、１Å／ｍｉｎの速度で形成した。
この有機ＥＬ素子の発光性能評価を表２に示す。尚、比較例として、表２に記載した比較例１は前述の比較例１と同一である。
表２からわかるように、本発明化合物を電子輸送性化合物として有用であり、実施例の有機ＥＬ素子は比較例の有機ＥＬ素子に比べ、寿命が長かった。
以上、詳細に説明したように、本発明の化合物を有機ＥＬ素子用材料として利用すると、発光効率が高くかつ低電圧での発光が可能な有機ＥＬ素子が得られる。このため、本発明の有機ＥＬ素子は、各種電子機器の光源等として極めて有用である。また、本発明の化合物は有機電子素子用材料としても有効に活用でき、有機太陽電池、有機半導体レーザー、有機物を用いるセンサー、有機ＴＦＴにおいても極めて有用である。
本発明は、発光効率が高く、長寿命であり、省消費電力化に必要な低電圧での駆動が可能な有機ＥＬ素子及びそれを実現する有機ＥＬ素子用材料として利用できる。
１ 有機エレクトロルミネッセンス素子
２ 基板
３ 陽極
４ 陰極
５ 燐光発光層
６ 正孔注入・輸送層
７ 電子注入・輸送層
１０ 有機薄膜層

Claims (22)

  1. 下記一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物。


    （式中、Ｎｒ１は置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜５の単環の含窒素芳香族環、または環形成炭素数２〜９の二環性の含窒素芳香族環を表し、
    Ａｒは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数５〜４０の芳香族環を表し、
    Ｆｌ１、Ｆｌ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、
    ｐは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ4−Ｆｌ１)の置換数を表す０〜３の整数であり、
    ｐが２以上の場合、Ｌ４は同一または異なっていても良く、Ｆｌ１は同一または異なっていても良く、
    ｑは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ7−Ｆｌ2)の置換数を表す０〜３の整数であり、
    ｑが２以上の場合、Ｌ７は同一または異なっていても良く、Ｆｌ２は同一または異なっていても良く、ｐ＋ｑは１以上であり、
    Ｃｚ１、Ｃｚ２は互いに独立して、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表し、
    ｍは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ2−Ｃｚ１)の置換数を表す０〜３の整数であり、
    ｍが２以上の場合、Ｌ２は同一または異なっていても良く、Ｃｚ１は同一または異なっていても良く、
    ｎは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ5−Ｃｚ２)の置換数を表す０〜３の整数であり、
    ｎが２以上の場合、Ｌ５は同一または異なっていても良く、Ｃｚ２は同一または異なっていても良く、ｍ＋ｎは１以上であり、
    Ｙ１、Ｙ２は互いに独立して、水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換又は無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のハロアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
    ｘは、Ｎｒ１に直接結合する−(Ｌ３−Ｙ１)の置換数を表す１〜３の整数であり、
    ｘが２以上の場合、Ｌ３は同一または異なっていても良く、Ｙ１は同一または異なっていても良く、
    ｙは、Ａｒに直接結合する−(Ｌ６−Ｙ２)の置換数を表す１〜３の整数であり、
    ｙが２以上の場合、Ｌ６は同一または異なっていても良く、Ｙ２は同一または異なっていても良く、
    ｍ＋ｐ＋ｘは（選択されるＮｒ１が置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、ｎ＋ｑ＋ｙは（選択されるＡｒが置換可能な置換基数−１）で表される数以下であり、
    Ｌ１〜Ｌ７は、互いに独立して、単結合または、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族環、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜３０の複素芳香族環を表す。ｋは、１〜３の整数を表す。
    ただし、一般式（１）で表される含フルオレン芳香族化合物のうち、下記式（２）の化合物は除く。）
  2. 前記一般式（１）において、Ｎｒ１が置換もしくは無置換であるピロール環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、インダゾール環、ベンズイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キノキサリン環、イミダゾピリジン環から選ばれる含窒素芳香族環を表す請求項１に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  3. 前記一般式（１）において、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３）または下記一般式（４）で表される請求項１または請求項２に記載の含フルオレン芳香族化合物。

    （式中、Ｒａ、Ｒｂは互いに独立して、
    水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
    ｆ、ｇは互いに独立して、１〜４の整数を表す。）

    （式中、Ｒａ’、Ｒｂ’、Ｒｃ’は互いに独立して、
    水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
    ｆ’は１〜４の整数を表し、ｇ’は１〜３の整数を表し、ｈ’は１〜５の整数を表す。）
  4. 前記一般式（１）において、ｋが１であり、ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＝６以下である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  5. 前記一般式（１）において、Ｙ１、Ｙ２が互いに独立して、水素原子またはフェニル基を表す請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  6. 前記一般式（１）において、ｋが１であり、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ６が互いに独立して、単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基、置換もしくは無置換のフルオレニレン基を表し、Ｌ４、Ｌ７が互いに独立して単結合、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ビフェニレン基、置換もしくは無置換のターフェニレン基を表す請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  7. 前記一般式（１）において、ｍ＋ｎが１または２であり、ｐ＋ｑが１または２である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  8. 前記一般式（１）において、Ａｒは、置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜６であるベンゼン環、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、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、チオフェン環から選ばれる単環性芳香族環を表す請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  9. 前記一般式（１）において、Ａｒがベンゼン環を表す請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  10. 前記一般式（１）において、Ｆｌ１、Ｆｌ２が互いに独立して、下記一般式（５）で表される請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。

    （式中、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、
    水素原子、重水素原子、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表し、
    Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８、Ｙ９、Ｙ１０、Ｙ１１は互いに独立して、
    水素原子、重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルコキシ基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルキル基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のハロアルコキシ基、
    炭素数１〜１０の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数６〜３０のアリールシリル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数２〜１０のヘテロアリール基を表す。）
  11. 前記一般式（５）において、Ｙ３、Ｙ４は互いに独立して、炭素数１〜１０の直鎖状のアルキル基またはフェニル基を表す請求項１０に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  12. 前記一般式（５）において、Ｙ３、Ｙ４が同時にメチル基を表す請求項１１に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  13. 前記一般式（１）において、Ｃｚ１、Ｃｚ２が互いに独立して、下記一般式（３ａ）または下記一般式（４ａ）で表される請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。

  14. 前記一般式（１）において、Ｎｒ１がピリミジン環を表す請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  15. 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料である請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物。
  16. 陰極と陽極間に、発光層を含む一層以上の有機薄膜層を有し、前記有機薄膜層のうち少なくとも一層が、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の含フルオレン芳香族化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  17. 前記発光層が、前記含フルオレン芳香族化合物をホスト材料として含有する請求項１６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  18. 前記発光層が、さらに燐光材料を含有する請求項１６または請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  19. 前記発光層がホスト材料と燐光材料を含有し、該燐光材料がイリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）および白金（Ｐｔ）から選択される金属原子のオルトメタル化錯体である請求項１８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20. 前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子注入層を有し、該電子注入層が含窒素環誘導体を含有する請求項１６から請求項１９のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21. 前記有機薄膜層は、前記陰極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、該電子輸送層が前記含フルオレン芳香族化合物を含有する請求項１６から請求項２０のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  22. 前記陰極と前記有機薄膜層との界面領域に還元性ドーパントを添加されてなる請求項１６から請求項２１のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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