有机电致发光元件用材料以及有机电致发光元件.pdf

本发明涉及以下式(I)所示的有机电致发光元件用材料。式中，X1为下述(a)～(e)所示的二价基团中的任一种，Y1～Y4分别表示碳原子或氮原子，R1～R4分别表示氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R1与R2、以及R3与R4分别键合形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环。

1、  下式(I)表示的有机电致发光元件用材料，

式中，X¹为下述(a)～(e)所示的二价基团中的任一种，Y¹～Y⁴分别表示碳原子或氮原子，R¹～R⁴分别表示氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R¹与R²、以及R³与R⁴可以分别键合形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环，

式中，R⁵～R⁷分别为氢、氟代烷基、烷基、芳基或杂环基，R⁶与R⁷也可形成环。

2、  根据权利要求1所述的有机电致发光元件用材料，其为空穴注入材料。

3、  根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件用材料，其为下式(II)所示的化合物，

式中，X²为下述(a)或(b)所示的二价基团，R⁸～R¹⁷分别为氢、烷基、芳基、杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，


4、  根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件用材料，其为下式(III)所示的化合物，

式中，X²为下述(a)或(b)所示的二价基团，R¹⁸～R²¹分别为氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R¹⁸与R¹⁹、以及R²⁰与R²¹可以分别形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环，


5、  根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件用材料，其在乙腈溶液中的还原电位为-1.0V(vsFc⁺/Fc；此处，Fc表示二茂铁)以上。

6、  一种有机电致发光元件，
其具有阳极、阴极、以及处于所述阳极和阴极之间的含发光层的一层或多层的有机薄膜层，
所述有机薄膜层的至少一层含有权利要求1或2所述的有机电致发光元件用材料。

7、  根据权利按要求6所述的有机电致发光元件，其中，
所述有机薄膜层为从阳极侧依次包括空穴输送层、发光层以及电子输送层的层叠体。

8、  根据权利要求7所述的有机电致发光元件，其中，
所述空穴输送层含有所述有机电致发光元件用材料。

9、  根据权利要求6所述的有机电致发光元件，其中，
所述有机薄膜层为从阳极侧依次包括空穴注入层、空穴输送层、发光层以及电子输送层的层叠体，
所述空穴注入层含有所述有机电致发光元件用材料。

10、  根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其中，
所述空穴输送层还含有下式(IV)所示的苯二胺化合物，

式中，R²²～R²⁷为氢、卤原子、三氟甲基、烷基、芳基或杂环，R²²～R²⁷也可与所键合的苯基一起形成萘骨架、咔唑骨架或芴骨架，n为1或2。

11、  根据权利要求9所述的有机电致发光元件，其中，
所述空穴注入层还含有下式(IV)所示的苯二胺化合物，

式中，R²²～R²⁷为氢、卤原子、三氟甲基、烷基、芳基或杂环，R²²～R²⁷也可与所键合的苯基一起形成萘骨架、咔唑骨架或芴骨架，n为1或2。

有机电致发光元件用材料以及有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件用材料以及使用了该有机电致发光元件用材料的有机电致发光元件。
背景技术
有机电致发光元件(以下，有时将“电致发光”简单记为“EL”)是利用下述原理的自发光元件，所述原理为通过施加电场而利用从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子的复合能量来使荧光性物质发光的原理。
作为有机EL元件的层叠结构，熟知的有：空穴输送(注入)层、电子输送性发光层的2层型，或空穴输送(注入)层、发光层、电子输送(注入)层的3层型等。在此类层叠型结构元件中，为了提高注入的空穴与电子的复合效率，正在努力研究元件结构及形成方法。
以往，作为使用于有机EL元件的空穴输送材料，已知有：在专利文献1中记载的芳香族二胺衍生物、或专利文献2中记载的芳香族稠环二胺衍生物。
但是，将这些芳香族二胺衍生物使用于空穴输送材料而成的有机EL元件要想得到充分的发光亮度，需要提高施加电压，因此，产生元件寿命降低或消耗电力增大等问题。
作为这些问题的解决方法，提出了在有机EL元件的空穴注入层中掺入路易斯酸等受电子性化合物的方法(专利文献3～9等)。但是，在专利文献3～6中使用的受电子性化合物存在下述问题：在有机EL元件的制造工序中操作上不稳定，或者在有机EL元件驱动时，耐热性等稳定性不足，寿命下降等。
另外，对于作为在专利文献3、4等中例示的受电子性化合物的四氟四氰基喹啉二甲烷而言，其分子量小，被氟取代后升华性高，当用真空蒸镀制作有机EL元件时，可能会在装置内扩散，污染装置或元件。
本发明人等对受电子性化合物进行了深入研究，结果着眼于芴酮衍生物。已知芴酮衍生物用作电子照片感光体的电子输送材料(参照专利文献10、11)。
但是，为了电子照片感光体的课题即改善电子照片感光体与粘接树脂的相溶性、或对溶剂的溶解性而导入硫醚基等，因而可能存在下述的问题：担心由于作为有机EL元件所必要的蒸镀工序或元件驱动时的焦耳热等硫醚部发生分解等、或即使作为电子照片感光体是足够的但应用于有机EL元件中时受电子性差等。
【专利文献1】美国专利4720432号说明书
【专利文献2】美国专利5061569号说明书
【专利文献3】日本特开2003-031365号公报
【专利文献4】日本特开2001-297883号公报
【专利文献5】日本特开2000-196140号公报
【专利文献6】日本特开平11-251067号公报
【专利文献7】日本特开平4-297076号公报
【专利文献8】日本特表2004-514257号公报
【专利文献9】US2005/0255334A1
【专利文献10】日本特开2005-121887号公报
【专利文献11】日本专利第3670481号
本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种适合作为有机EL元件的构成材料特别适合作为空穴注入材料的受电子性材料。
发明内容
本发明人等对有机EL元件用材料、特别是作为空穴注入层用材料的芴酮衍生物进行了研究，结果发现通过使芴酮衍生物的醌部位形成二氰基亚甲基结构或氰基亚氨基结构等规定的结构并进一步提高受电子性，可形成适用于有机EL元件的受电子性材料。
另外，在使用了这些化合物的有机EL元件中，发现实现了驱动电压的低电压化或长寿命化。
根据本发明，提供以下的有机EL元件用材料等。
1.以下式(I)表示的有机电致发光元件用材料。

(式中，X¹为下述(a)～(e)所示的二价基团中的任一种，Y¹～Y⁴分别表示碳原子或氮原子，R¹～R⁴分别表示氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R¹与R²、以及R³与R⁴可以分别键合形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环。)

(式中，R⁵～R⁷分别为氢、氟代烷基、烷基、芳基或杂环基，R⁶与R⁷也可形成环。)
2.根据1记载的有机电致发光元件用材料，其为空穴注入材料。
3.根据1或2记载的有机电致发光元件用材料，其为下式(II)表示的化合物，

(式中，X²为下述(a)或(b)所示的二价基团，R⁸～R¹⁷分别为氢、烷基、芳基、杂环、卤原子、氟代烷基或氰基。)

4.根据1或2记载的有机电致发光元件用材料，其为下式(III)表示的化合物，

(式中，X²为下述(a)或(b)所示的二价基团，R¹⁸～R²¹分别为氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R¹⁸与R¹⁹、以及R²⁰与R²¹可以分别键合形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环。)

5.根据1～4中任一项记载的有机电致发光元件用材料，其在乙腈溶液中的还原电位为-1.0V(vsFc⁺/Fc；此处，Fc表示二茂铁)以上。
6.一种有机电致发光元件，
其具有阳极、阴极、以及处于所述阳极和阴极之间的含发光层的一层或多层的有机薄膜层，
所述有机薄膜层的至少一层含有1～5中任一项所记载的有机电致发光元件用材料。
7.根据6记载的有机电致发光元件，其中，
所述有机薄膜层为从阳极侧依次包括空穴输送层、发光层以及电子输送层的层叠体。
8.根据7记载的有机电致发光元件，其中，
所述空穴输送层含有1～5中任一项记载的有机电致发光元件用材料。
9.根据6记载的有机电致发光元件，其中，
所述有机薄膜层为从阳极侧依次包括空穴注入层、空穴输送层、发光层以及电子输送层的层叠体，
所述空穴注入层含有1～5中任一项记载的有机电致发光元件用材料。
10.根据8或9记载的有机电致发光元件，其中，
含有所述有机电致发光元件用材料的空穴输送层或空穴注入层还含有下式(IV)所示的苯二胺化合物，

(式中，R²²～R²⁷为氢、卤原子、三氟甲基、烷基、芳基或杂环，R²²～R²⁷也可与所键合的苯基一起形成萘骨架、咔唑骨架或芴骨架，n为1或2。)
根据本发明，可提供新的有机EL元件用材料。另外，可提供能以低电压驱动且寿命长的有机EL元件。
附图说明
图1是表示本发明的有机EL元件的一实施方式的简略截面图。
具体实施方式
首先，对本发明的有机EL元件用材料进行说明。
本发明的有机EL元件用材料是以下式(I)表示的化合物。

(式中，X¹为下述(a)～(e)所示的二价基团中的任一种，Y¹～Y⁴分别表示碳原子或氮原子，R¹～R⁴分别表示氢、烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，另外，R¹与R²、以及R³与R⁴可以分别键合形成取代或未取代的芳香环、或者取代或未取代的杂环。)

(式中，R⁵～R⁷分别为氢、氟代烷基、烷基、芳基或杂环基，R⁶与R⁷也可形成环。)
通过在有机EL元件中使用式(I)的化合物能够降低元件的驱动电压并延长寿命。
式(I)中，作为R¹～R⁴所示的烷基，例如有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基等。
其中，优选甲基、叔丁基。
作为R¹～R⁴所示的芳基，例如有苯基、萘基等。
作为取代基，可以举出氟原子等卤原子、三氟甲基、氰基等。对于芳基，可以键合有多个取代基，此时取代基可以分别相同也可以不同。
其中，优选4-三氟甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基-3-氟苯基、3-三氟甲基-4-氟苯基、4-氟苯基、2，4-二氟苯基、2，3，4-三氟苯基。
作为R¹～R⁴所示的杂环，优选例如吡啶环、吡嗪环、呋喃环、噻吩环、咪唑环、苯并咪唑等。
其中，优选吡嗪环、呋喃环、噻吩环。
作为取代基，可以举出氟原子等卤原子、三氟甲基、氰基、苯基等。对于杂环，可以键合有多个取代基，此时取代基可以分别相同也可以不用。
作为R¹～R⁴所示的卤原子优选氟原子。
作为R¹～R⁴所示的氟代烷基，优选例如三氟甲基。
另外，R¹与R²、以及R³与R⁴可分别键合形成芳香环或杂环。芳香环或杂环也可以被取代。例如有下述(f)、(g)、(h)等之类的苯环、吡嗪环、吡啶环。

其中，R^a～Rⁱ为氢、卤基、氰基、烷基、取代或未取代的芳基、杂环基、氟代烷基、烷氧基、取代或未取代的芳氧基。各取代基的具体例与式(I)的R¹相同。取代或未取代的芳氧基的芳基以及取代基也与式(I)的取代或未取代的芳基相同。
其中，优选以下的结构。

在上述2价的取代基(d)以及(e)中，R⁵～R⁷所示的氟代烷基、烷基、芳基或杂环基的具体例与上述R¹～R⁴相同。
R⁶与R⁷形成环时，X¹优选下式所示的取代基。

(式中，R⁵¹’、R⁵²’分别为甲基、乙基、丙基、叔丁基)
式(I)的化合物优选下式(II)所示的化合物。

式中，X²为下述(a)或(b)所示的二价基团，R⁸～R¹⁷分别为氢、烷基、芳基、杂环、卤原子、氟代烷基或氰基，

另外，X²优选随着升华温度的降低化合物的纯度提高及耐热性优良的(b)。
式(II)中，R⁸～R¹⁷所示的烷基、芳基、杂环、卤原子以及氟代烷基的具体例与上述R¹～R⁴相同。
另外，式(I)的化合物中，优选下式(III)所示的化合物。

(式中、X²与上述式(II)相同，R¹⁸～R²¹与上述式(I)的R¹～R⁴相同。)
本发明的有机EL元件用材料优选：在乙腈溶液中的还原电位为-1.0(vsFc⁺/Fc；其中，Fc表示二茂铁)以上(更优选为-0.8.以上)。通过使用还原电位为-1.0V以上的化合物，受电子性进一步变强。
以下表示本发明的有机EL元件用材料的优选例。







上述式(I)所示的有机EL元件用材料通过例如下述的方案1或方案2来合成。合成条件等可详细参照Liebigs Ann.Chem.(1986)142页等。经升华精制回收目的物。
方案1

方案2

本发明的有机EL元件用材料优选使用作有机EL元件的空穴注入材料。具体而言，优选使用作有机EL元件的空穴输送区域(阳极-发光层间)的层的材料。由此，可降低驱动电压延长寿命。
接着，对本发明的有机EL元件进行说明。
本发明的有机EL元件在阳极与阴极之间具有包括发光层的一层或多层的有机薄膜层。并且，形成有机薄膜层的至少一层包括本发明的有机EL元件用材料。
图1是表示本发明的有机EL元件的一实施方式的简略截面图。
有机EL元件1中，在基板(未图示)上依次层叠阳极10、空穴注入层20、空穴输送层30、发光层40、电子输送层50和阴极60。在该元件中，有机薄膜层为包括空穴注入层20、空穴输送层30、发光层40和电子输送层50的层叠结构。在形成这些有机薄膜层的层中，至少一层含有本发明的有机EL元件用材料。由此，可以降低有机EL元件的驱动电压，另外，可以实现长寿命化。
另外，相对于形成含有本发明的有机EL元件用材料的有机薄膜层的层，该材料的含量优选为1～100摩尔％。
在本发明的有机EL元件中，位于阳极10和发光层40之间的区域(空穴输送带区域)的层、具体而言即空穴注入层20或空穴输送层30，优选含有本发明的有机EL元件用材料。另外，如本实施方式，在具有空穴注入层20和空穴输送层30这二者的元件中，优选位于阳极侧的空穴注入层20含有上述材料。
另外，将本发明的有机EL元件用材料用于空穴输送带区域的层中时，可以由本发明的化合物单独形成空穴注入层或空穴输送层，也可以与其他的材料混合使用。
例如，将本发明的有机EL元件用材料与芳香族胺衍生物混合、形成空穴注入层或空穴输送层的情况下，优选式(IV)所示的苯二胺化合物。

(式中，R²²～R²⁷为氢、卤原子、三氟甲基、烷基、芳基或杂环，R²²～R²⁷也可与所键合的苯基一起形成萘骨架、咔唑骨架或芴骨架，n为1或2。)
若含有苯二胺化合物，则也存在可以改良单独使用本发明的化合物时的膜质的匀质性、耐热性或电荷注入性的情况。
在式(IV)中，作为R²²～R²⁷的卤原子，优选氟原子。
作为R²²～R²⁷的烷基，优选例如甲基、异丙基、叔丁基、环己基。
作为R²²～R²⁷的芳基，优选例如苯基、萘基、芴基。另外，它们也可以被甲基等取代。
作为R²²～R²⁷的杂环，优选例如吡啶环、吡嗪环。
另外，R²²～R²⁷也可以含有所键合的苯基而形成萘骨架、咔唑骨架或芴骨架。另外，它们也可以被甲基等取代。
相对于空穴输送层或空穴注入层的式(V)的化合物的含量优选为0.1～98mol％。
以下示出式(IV)的化合物的优选例。


另外，本发明的有机EL元件的构成并不限于上述实施方式，也可具有例如以下所示的(1)～(15)的构成。
(1)阳极/发光层/阴极
(2)阳极/空穴输送层/发光层/阴极
(3)阳极/发光层/电子输送层/阴极
(4)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极
(5)阳极/空穴输送层/发光层/付着改善层/阴极
(6)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极(图1)
(7)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
(8)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
(9)阳极/绝缘层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极
(10)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/绝缘层/阴极
(11)阳极/无机半导体层/绝缘层/空穴输送层/发光层/绝缘层/阴极
(12)阳极/绝缘层/空穴输送层/发光层/电子输送层/绝缘层/阴极
(13)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/绝缘层/阴极
(14)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
(15)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/绝缘层/阴极
其中，通常优选使用(4)、(6)、(7)、(8)、(12)、(13)以及(15)的构成。
以下对构成本发明的有机EL元件的各部材进行说明。
(透光性基板)
在透光性的基板上制作本发明的有机EL元件。在此，所谓透光性基板为支撑有机EL元件的基板，优选400～700nm的可见光区域的光的透过率为50％以上且平滑的基板。
具体而言，可以列举玻璃板、聚合物板等。作为玻璃板，特别可以列举钠钙玻璃、含钡和锶的玻璃、铅玻璃、硅酸铝玻璃、硅酸硼玻璃、硅酸钡硼玻璃、石英等。作为聚合物板，可以列举聚碳酸酯、丙烯酸类、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物、聚砜等。
另外，当支撑基板位于光发出方向的相反侧时，不需要透过性。
(阳极)
当有机薄膜EL元件的阳极担当将空穴注入到空穴输送层或发光层中的作用，并且阴极侧不需要透明性时，可以应用氧化铟锡合金(ITO)、氧化锡(NESA)、氧化铟锌合金(IZO)、金、银、铂、铜等。另外，当不需要透明性并且为反射型电极时，除了使用上述金属之外，还使用铝、钼、铬、镍等金属或合金。
可以单独使用这些材料，也可以适宜选择添加了这些材料之间的合金、或其它元素的材料使用。
当来自发光层的发光从阳极发出时，对阳极的发光的透射率优选大于10％以上。另外，阳极的片阻抗优选为数百Ω/□以下。阳极的膜厚根据材料而异，但通常从10nm～1μm、优选从10～200nm的范围内选择。
(发光层)
有机EL元件的发光层兼具以下(1)～(3)的功能。
(1)注入功能：在施加电场时可以从阳极或空穴注入层注入空穴，可以从阴极或电子注入层注入电子的功能；
(2)输送功能：借助电场的力使注入的电荷(电子和空穴)移动的功能；
(3)发光功能；提供电子与空穴的复合场所，从而引起发光的功能。
空穴的注入容易度和电子的注入容易度可以不同，而且用空穴和电子的迁移度表示的输送能力还可以大小不同，优选利用其中之一表示电荷的移动。
作为可使用于发光层中的发光材料或掺杂材料，例如、蒽、萘、菲、芘、并四苯、晕苯、荧光素、苝、酞苝、萘并苝、紫环酮(perinone)、二苯代酚酞、萘并紫环酮、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯、香豆素、噁二唑、醛连氮、二苯并噁唑啉、联苯乙烯、吡嗪、环戊二烯、喹啉金属络合物、氨基喹啉金属络合物、苯并喹啉金属络合物、亚胺、二苯乙烯、乙烯基蒽、二氨基咔唑、吡喃、噻喃、多甲川、份菁、咪唑螯合化8-羟基喹啉酮(oxinoid)化合物、喹吖啶酮、红荧烯及荧光色素，但并不限于这些。
作为可使用于光层中的主体材料，优选下述(i)～(ix)所示的化合物。
以下式(i)所示的非对称蒽。

(式中，Ar是取代或未取代的环碳原子数为10～50的稠合芳基。
Ar’是取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基。
X是取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、羧基、卤原子、氰基、硝基、羟基。
a、b以及c分别为0～4的整数。
n为1～3的整数。另外，当n为2以上时，[]内可以相同也可以不同。)
以下式(ii)表示的非对称单蒽衍生物。

(式中，Ar¹以及Ar²分别独立地为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香环基，m以及n分别为1～4的整数。其中，当m＝n＝1且Ar¹和Ar²在苯环上的键合位置为左右对称型时，Ar¹与Ar²不相同，当m或n为2～4的整数时，m与n是不相同的整数。
R³¹～R⁴⁰分别独立地为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香环基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、取代或未取代的甲硅烷基、羧基、卤原子、氰基、硝基、羟基。)
以下式(iii)表示的非对称芘衍生物。

(式中，Ar³以及Ar⁴分别为取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳基。
L¹以及L²分别为取代或未取代的亚苯基、取代或未取代的亚萘基、取代或未取代的亚芴基或取代或未取代的亚二苯并硅杂环戊二烯基(dibenzosilolylene)。
m是0～2的整数，n是1～4的整数，s是0～2的整数，t是0～4的整数。
另外，L¹和Ar³键合于芘的1～5位中的任意位置，而L²和Ar⁴键合于芘的6～10位中任意位置。
其中，当n+t为偶数时，Ar³、Ar⁴、L¹、L²满足下述(1)或(2)。
(1)Ar³≠Ar⁴和/或L¹≠L²(其中，≠表示的是不同结构的基团。)
(2)Ar³＝Ar⁴且L¹＝L²时，
(2-1)m≠s和/或n≠t，或者
(2-2)m＝s且n＝t时，
当(2-2-1)L¹和L²、或芘分别键合于Ar³和Ar⁴上的不同键合位置，或者当(2-2-2)L¹以及L²、或芘键合于Ar³以及Ar⁴上的相同键合位置时，L¹以及L²或Ar³以及Ar⁴的芘中的取代位置不处于1位和6位、或者2位和7位。)
以下式(IV)所示的非对称蒽衍生物。

(式中、A¹以及A²分别独立地为取代或未取代的环碳原子数为10～20的稠合芳香环基。
Ar⁵以及Ar⁶分别独立地为氢原子、或取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香环基。
R⁴¹～R⁵⁰分别独立地为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～50的芳香环基、取代或未取代的环原子数5～50的芳香族杂环基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～50的芳烷基、取代或未取代的环原子数为5～50的芳氧基、取代或未取代的环原子数5～50的芳硫基、取代或未取代的碳原子数为1～50的烷氧羰基、取代或未取代的甲硅烷基、羧基、卤原子、氰基、硝基或羟基。
Ar⁵、Ar⁶、R⁴⁹以及R⁵⁰即可以分别为多个，也可以在相邻基团之间形成饱和或不饱和的环状结构。
其中，在式(IV)中，在中心蒽的9位以及10位上不键合相对于该蒽上所示的X-Y轴成对称型的基团。)
下式(v)所示的蒽衍生物。

(式中、R⁵¹～R⁶⁰分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、可以被取代的芳基，烷氧基，芳氧基，烷基氨基，链烯基，芳基氨基或可以被取代的杂环基团，a和b分别表示1～5的整数，但其为2以上时，R⁵¹之间或R⁵²之间可以分别相同也可以不同，而且R⁵¹之间或R⁵²之间也可键合形成环，R⁵³与R⁵⁴、R⁵⁵与R⁵⁶、R⁵⁷与R⁵⁸、R⁵⁹与R⁶⁰可相互键合形成环。L³表示单键、-O-、-S-、-N(R)-(R是烷基或可以被取代的芳基)、亚烷基或亚芳基。)
以下式(vi)所示的蒽衍生物。

(式中、R⁶¹～R⁷⁰分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基氨基、芳基氨基或可以被取代的杂环基团，c、d、e以及f分别表示1～5的整数，但其为2以上时，R⁶¹之间、R⁶²之间、R⁶⁶之间或R⁶⁷之间可以分别相同也可以分别不同，而且R⁶¹之间、R⁶²之间、R⁶⁶之间或R⁶⁷之间也可相互键合形成环，R⁶³与R⁶⁴、R⁶⁸与R⁶⁹也可以相互键合形成环。L⁴表示单键、-O-、-S-，-N(R)-(R是烷基或可以被取代的芳基)、亚烷基或亚芳基。)
以下式(vii)所示的螺芴衍生物。

(式中、A⁵～A⁸分别独立地为取代或未取代的联苯基或者取代或未取代的萘基。)
以下式(viii)所示的含有稠环的化合物。

(式中，A⁹～A¹⁴与上述相同，R⁷¹～R⁷³分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～6的环烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为5～18的芳氧基、碳原子数为7～18的芳烷氧基、碳原子数为5～16的芳基氨基、硝基、氰基、碳原子数1～6的酯基或卤原子，A⁹～A¹⁴中的至少一个是具有三环以上稠合芳香环的基团。)
以下式(ix)所示的芴化合物。

(式中、R⁷⁴以及R⁷⁵表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、取代氨基、氰基或卤原子。键合于不同的芴基的R⁷⁴之间、R⁷⁴之间可以相同也可以不同，键合于相同的芴基的R⁷⁴以及R⁷⁵可以相同也可以不同。R⁷⁶以及R⁷⁷表示氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳烷基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂环基，键合于不同的芴基的R⁷⁶之间、R⁷⁷之间可以相同也可以不同，键合于相同的芴基的R⁷⁶以及R⁷⁷可以相同也可以不同。Ar⁷以及Ar⁸表示共计有三个以上苯环的取代或未取代的稠合多环芳基团，或者苯环与杂环共计有三个以上的取代或未取代的用碳原子键合于芴基的稠合多环杂环基，Ar⁷以及Ar⁸可以相同也可以不同。n表示1～10的整数。)
以上的主体材料中，优选蒽衍生物，更优选单蒽衍生物，特别优选非对称蒽。
另外，作为发光材料，可以使用磷光发光性的化合物。当使用磷光发光性的化合物时，主体材料优选含有咔唑环的化合物。作为掺杂剂是可以由三重态激子发光的化合物，只要是由三重态激子发光就没有特别限制，但是优选其中含有从Ir、Ru、Pd、Pt、Os和Re中选出的至少一种金属的金属络合物，其中优选卟啉金属络合物或者原金属(オルトメタル)化金属络合物。
适于由含有咔唑环的化合物构成的磷光发光的主体，是具有以下功能的化合物，所述功能为由该激发态引起磷光发光性化合物能量移动，结果使磷光发光性化合物发光。作为主体化合物只要是在磷光发光性化合物中可以使激子能量产生能量移动的化合物即可，没有特别的限制，可以根据目的来进行适宜选择。在咔唑环以外可以具有任意的杂环等。
作为这种主体化合物的具体实例，可以举出咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基链烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、氨基取代的查耳酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、1，2-二苯乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系化合物、卟啉化合物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺衍生物、亚芴基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘二萘嵌苯衍生物等杂环四羧酸酐、酞菁衍生物、8-喹啉酚衍生物的金属络合物或金属酞菁、以苯并噁唑或苯并噻唑作为配体的金属络合物为代表的各种金属络合物的多硅烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)衍生物、苯胺系共聚物、噻吩低聚物、聚噻吩等导电性高分子低聚物、聚噻吩衍生物、聚亚苯衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚芴衍生物等高分子化合物等。主体化合物可以单独使用或者两种以上并用。
作为具体实例可以举出下列化合物。

磷光发光性的掺杂物为可以由三重态激子发光的化合物，只要能够由三重态激子发光就没有特别限制，则优选含有选自Ir、Ru、Pd、Pt、Os和Re中的至少一种金属的金属络合物。优选为卟啉金属络合物或原金属化金属络合物。作为卟啉金属络合物，优选卟啉铂络合物。磷光发光性化合物可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为形成原金属化金属络合物的配体可以为各种，但作为优选的配体，可以列举：2-苯基吡啶衍生物、7，8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻嗯基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。这些衍生物可以根据需要具有取代基。特别是引入有氟化合物、三氟甲基的化合物，优选作为蓝色系掺杂物。另外可以具有乙酰丙酮化物、苦味酸等除了上述配体以外的配体作为辅助配体。
作为磷光发光性的掺杂物在发光层中的含量，没有特别的限制，可以根据目的来进行适宜选择，例如为0.1～70质量％，优选为1～30质量％。当磷光发光性化合物的含量不足0.1质量％时，发光微弱，不能充分地发挥其含有效果，当超过70质量％时，被称为浓度消光的现象变显著，元件性能降低。
发光层根据需要可以含有空穴传输材料、电子传输材料、聚合物粘合剂。
发光层的膜厚优选为5～50nm，更优选为7～50nm，最优选为10～50nm。不足5nm时难以形成发光层，可能色度的调整变难，超过50nm时可能驱动电压会上升。
(空穴输送层：空穴注入层)
空穴输送层是有助于空穴在发光层中的注入，输送到发光区域的层，空穴迁移率大，离子化能量通常小到5.5eV以下。作为这种空穴输送层，优选在更低的电场强度下能将空穴输送到发光层的材料，更优选空穴的迁移率，例如当施加10⁴～10⁵V/cm电场时至少达到10^-4m²/V·秒的材料。
如上所述，将本发明的有机EL元件用材料使用于空穴输送带域时，既可以单独用本发明的化合物形成空穴输送层，也可以与其他材料混合形成空穴输送层。另外，混合时，优选以上述式(IV)所示的苯二胺化合物。
但是，作为混合物，并不限定于式(IV)的化合物，除此之外，也可以在光导材料中作为空穴的电荷输送材料而惯用的那些材料，以及在EL元件的空穴输送层中使用的公知的材料中任意选择使用。
另外，在空穴输送带域以外的层含有本发明的材料时，下述的混合材料可单独形成空穴输送层。
作为混合材料的具体例，例如、三唑衍生物(参照美国专利3112197号说明书等)、噁二唑衍生物(参照美国专利3189447号说明书等)、咪唑衍生物(参照日本特公昭37-16096号公报等)、多芳基链烷衍生物(参照美国专利3615402号说明书、美国专利第3820989号说明书、美国专利第3542544号说明书、日本特公昭45-555号公报、日本特公昭51-10983号公报、特开昭51-93224号公报、日本特公昭55-17105号公报、日本特公昭56-4148号公报、日本特公昭55-108667号公报、日本特公昭55-156953号公报、日本特公昭56-36656号公报等)、吡唑啉衍生物以及吡唑啉酮衍生物(参照美国专利第3180729号说明书、美国专利第4278746号说明书、日本特开昭55-88064号公报、日本特开昭55-88065号公报、日本特开昭49-105537号公报、日本特开昭55-51086号公报、日本特开昭56-80051号公报、日本特开昭56-88141号公报、日本特开昭57-45545号公报、日本特开昭54-112637号公报、日本特开昭55-74546号公报等)、苯二胺衍生物(参照美国专利第3615404号说明书、日本特公昭51-10105号公报、日本特公昭46-3712号公报、日本特公昭47-25336号公报、特开昭54-53435号公报、日本特公昭54-110536号公报、日本特公昭54-119925号公报等)、芳基胺衍生物(参照美国专利第3567450号说明书、美国专利第3180703号说明书、美国专利第3240597号说明书、美国专利第3658520号说明书、美国专利第4232103号说明书、美国专利第4175961号说明书、美国专利第4012376号说明书、日本特公昭49-35702号公报、日本特公昭39-27577号公报、日本特开昭55-144250号公报、日本特开昭56-119132号公报、日本特开昭56-22437号公报、西德专利第1110518号说明书等参照)、氨基取代的查尔酮衍生物(美国专利第3526501号说明书等)、噁唑衍生物(美国专利第3257203号说明书等中公开的化合物)、苯乙烯蒽衍生物(日本特开昭56-46234号公报等参照)、芴酮衍生物(日本特开昭54-110837号公报等参照)、腙衍生物(参照美国专利第3717462号说明书、日本特开昭54-59143号公报、日本特开昭55-52063号公报、日本特开昭55-52064号公报、日本特开昭55-46760号公报、日本特开昭55-85495号公报、日本特开昭57-11350号公报、日本特开昭57-148749号公报、日本特开平2-311591号公报等)、二苯乙烯衍生物(参照日本特开昭61-210363号公报、日本特开昭第61-228451号公报、日本特开昭61-14642号公报、日本特开昭61-72255号公报、日本特开昭62-47646号公报、日本特开昭62-36674号公报、日本特开昭62-10652号公报、日本特开昭62-30255号公报、日本特开昭60-93455号公报、日本特开昭60-94462号公报、日本特开昭60-174749号公报、日本特开昭60-175052号公报等)、硅氮衍生物(美国专利第4950950号说明书)、聚硅烷系(日本特开平2-204996号公报)、苯胺系共聚合体(日本特开平2-282263号公报)、日本特开平1-211399号公报中公开的导电性高分子低聚物(特别是噻吩低聚物)等。
除了空穴输送层之外，为了有助于空穴的注入还优选通过另外的方式设置空穴注入层。作为空穴注入层的材料，可单独使用本发明的有机EL用材料，也可与其它的材料混合。作为其它的材料，可使用与空穴输送层同样的材料，除了上述式(V)例示的化合物之外，可用卟啉化合物(日本特开昭63-2956965号公报等中公开的化合物)、芳香族叔胺化合物以及苯乙烯胺化合物(参照美国专利第4127412号说明书、日本特开昭53-27033号公报、日本特开昭54-58445号公报、日本特开昭54-149634号公报、日本特开昭54-64299号公报、日本特开昭55-79450号公报、日本特开昭55-144250号公报、日本特开昭56-119132号公报、日本特开昭61-295558号公报、日本特开昭61-98353号公报、日本特开昭63-295695号公报等)，特别优选使用芳香族叔胺化合物。
另外，在美国专利第5061569号中记载的在分子内具有两个稠合芳香环的，例如4，4’-双(N-(1-萘)-N-苯氨基)联苯，或在日本特开平4-308688号公报中记载的三苯基胺单元连接成3个星爆(star burst)型的4，4’，4”-三(N-(3-甲基苯)-N-苯氨基)三苯胺等。
另外，除了芳香族二亚甲基系化合物之外，也可以使用p型Si、p型SiC等无机化合物作为空穴注入层的材料。
作为空穴注入层、空穴输送层的膜厚没有特别的限定，通常为5nm～5μm。空穴注入、输送层若在空穴输送带域中含有本发明的化合物，则可以通过由上述材料的一种或二种以上构成的一层来构成，或者可以是将由不同的化合物构成的多种空穴注入层以及空穴输送层层叠而成的层。
另外，有机半导体层为空穴输送层中的一种，其是有助于向发光层空穴注入或电子注入的层，优选具有10^-10S/cm以上的导电率的物质。作为这样的有机半导体层的材料，可以使用含噻吩低聚物或日本特开平8-193191号公报中公开的含芳胺低聚物等导电性低聚物、含芳胺树枝状低聚物(デンドリマ)等导电性树枝状高分子等。
(电子注入层：电子输送层)
电子注入以及电子输送层是有助于电子向发光层的注入并输送至发光区域的层，电子迁移率大，而且附着改善层是在此电子注入层中特别是由与阴极附着良好的材料组成的层。
电子注入层以及电子输送层可以在数nm～数μm的膜厚中适当选择，但特别是膜厚厚时，为了避免电压上升，优选在施加10⁴～10⁶./cm的电场时电子迁移率即使变少也至少在10^-5cm²/Vs以上。
作为使用于电子注入层以及电子输送层中的材料，以8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物以及噁二唑衍生物最为适用。作为上述8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物的具体实例，可以使用含有喔星(一般是指8-喹啉酚或8-羟基喹啉)的螯合物的金属螯合类喔星化合物，例如可以使用三(8-喹啉酚)铝作为电子注入材料。
另一方面，作为噁二唑衍生物可以举出以下通式表示的电子传导化合物。

(式中、Ar¹¹，Ar¹²，Ar¹³，Ar¹⁵，Ar¹⁶，Ar¹⁹分别表示取代或未取代的芳基，它们可以分别相同，也可以不同。另外，Ar¹⁴、Ar¹⁷、Ar¹⁸表示取代或未取代的亚芳基，它们可以相同也可以不同)
在此，作为芳基，可以举出苯基、联苯基、蒽基、苝基、芘基。另外，作为亚芳基，可以举出亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基、亚苝基、亚芘基等。另外，作为取代基，可以举出碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基或氰基等。这种电子传导性化合物优选形成薄膜性的。
作为上述电子传导性化合物的具体实例，可以举出下述物质。

此外，作为电子注入层以及电子输送层中使用的材料，可以使用下式(A)～(F)所示的物质。

(式(A)以及(B)中，A²¹～A²³分别独立地为氮原子或碳原子。
Ar²¹为取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、或取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基，Ar²²为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基或它们的2价基团。其中，Ar²¹以及Ar²²中的任一种均为取代或未取代的环碳原子数为10～60的稠环基、或取代或未取代的环碳原子数为3～60的单杂稠环基或它们的2价基团。
Ar²³为取代或未取代的碳原子数为6～60的亚芳基、或取代或未取代的碳原子数为3～60的杂亚芳基。
L¹¹、L¹²以及L¹³分别独立地为单键、取代或未取代的环碳原子数为6～60的亚芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的亚杂芳基、或取代或未取代的亚芴基。
R⁸¹为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基，n为0～5的整数，n为2以上时，多个R⁸¹可以相同也可以不同，另外，邻接的多个R⁸¹基之间可以键合形成碳环式脂肪族环或碳环式芳香环。
R⁸²为氢原子、取代或未取代的环碳原子数为6～60的芳基、取代或未取代的环碳原子数为3～60的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为1～20的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～20的烷氧基、或-L¹¹-Ar²¹-Ar²²。)所示的含氮杂环衍生物。
HAr-L¹⁴-Ar²⁴-Ar²⁵    (C)
(式中、HAr表示也可以具有取代基的碳原子数为3～40的含氮杂环，L¹⁴表示单键、也可具有取代基的碳原子数为6～60的亚芳基、也可具有取代基的碳原子数为3～60的亚杂芳基或也可具有取代基的亚芴基，Ar²⁴为也可具有取代基的碳原子数为6～60的2价芳香族烃基，Ar²⁵为也可具有取代基的碳原子数为6～60的芳基或也可具有取代基的碳原子数为3～60的杂芳基。)所示的含氮杂环衍生物。

(式中，X¹¹以及Y¹¹分别独立地表示碳原子数为1～6的饱和或不饱和烃基、烷氧基、链烯氧基、炔氧基、羟基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基或者X¹¹与Y¹¹键合形成饱和或不饱和环的结构；R⁸⁵～R⁸⁸分别独立地表示氢、卤原子、取代或未取代的碳原子数为1～6的烷基、烷氧基、芳氧基、全氟代烷基、全氟烷氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧羰基、芳氧羰基、偶氮基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧羰氧基、芳氧羰氧基、亚磺酰基、磺酰基、对氨基苯磺酰基、甲硅烷基、氨基甲酰基、芳基、杂环基、链烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酸基、异氰基、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫代氰酸酯基、异硫代氰酸酯基或者氰基或相邻的情况下取代或未取代的环稠合的结构)所示的硅杂环戊二烯衍生物。

(式中，R⁹¹～R⁹⁸以及Z²分别独立地表示氢原子、饱和或不饱和的烃基、芳基、杂环基、取代氨基、取代氧硼基、烷氧基或芳氧基，X¹²、Y¹²以及Z¹分别独立地表示饱和或不饱和的烃基、芳基、杂环基、取代氨基、烷氧基或芳氧基，Z¹与Z²的取代基也可以相互键合形成稠环，n表示1～3的整数，当n为2以上时，Z¹也可以不同。但是不包括n为1，X¹²、Y¹²以及R⁹²为甲基且R⁹⁸为氢原子或取代氧硼基的情况，以及n为3、Z₁为甲基的情况。)所示的硼烷衍生物。

[式中，Q¹以及Q²分别独立地表示下式(G)所示的配体，L¹⁵为卤原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基、-OR’(R’为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂环基。)或-O-Ga-Q³(Q⁴)(Q³以及Q⁴与Q¹以及Q²相同)所示的配体。]

[式中，环A²⁴以及A²⁵为也可以取代基互相稠合的6员芳基环结构。]
这种金属络合物，作为n型半导体的性质强，电子注入能力大。此外，由于络合物形成时的能量也低，所以形成的金属络合物中金属与配体的键合性也坚固，能使作为发光材料的荧光量子效率变大。
若要列举形成式(G)的配体的环A²⁴以及A²⁵的取代基的具体例子，则可以举出氯、溴、碘、氟等卤原子，甲基、乙基、丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、硬脂酰基、三氯甲基等取代或未取代的烷基，苯基、萘基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-氟代苯基、3-三氯甲基苯基、3-三氟甲基苯基、3-硝基苯基等取代或未取代的芳基，甲氧基、正丁氧基、叔丁氧基、三氯甲氧基、三氟乙氧基、五氟丙氧基、2，2，3，3-四氟丙氧基、1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙氧基、6-(全氟乙基)己氧基等取代或未取代的烷氧基，苯氧基、对硝基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-氟代苯氧基、五氟苯基、3-三氟甲基苯氧基等取代或未取代的芳氧基，甲硫基、乙硫基、叔丁硫基、己硫基、辛硫基、三氟甲硫基等取代或未取代的烷硫基，苯硫基、对硝基苯硫基、对叔丁基苯硫基、3-氟代苯硫基、五氟苯硫基、3-三氟甲基苯硫基等取代或未取代的芳基硫基，氰基、硝基、氨基、甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二丁基氨基、二苯基氨基等一取代或二取代的氨基，双(乙酰氧基甲基)氨基、双(乙酰氧基乙基)氨基、双(乙酰氧基丙基)氨基、双(乙酰氧基丁基)氨基等酰基氨基，羟基、甲硅烷氧基、酰基、氨基甲酰基、甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、乙基氨基甲酰基、二乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、苯基氨基甲酰基等取代或未取代的氨基甲酰基，羧基、磺酸基、亚氨基，环戊基、环己基等环烷基，苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芴基、芘基等芳基，吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三唑基、吲哚满基、喹啉基、吖啶基、吡咯烷基、二噁烷基、哌啶基、吗啉基、哌嗪基、三嗪基、氨基甲酰基、呋喃基、噻吩基、噁唑基、噁二唑基、苯并噁唑基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、咪唑基、苯并咪唑基、呋喃基等杂环基团。而且，以上取代基之间也可以键合形成六元芳环或杂环。
在本发明的优选的方式中，有在输送电子领域或者阴极与有机层的界面区域含有还原性掺杂剂的元件。这里所述的还原性掺杂剂，被定义为能将电子输送性化合物还原的物质。因此，若具有一定的还原性，则可以使用各种物质，例如优选使用从碱金属、碱土类金属、稀土金属、碱金属氧化物、碱金属卤化物、碱土金属氧化物、碱土金属卤化物、稀土金属氧化物或稀土金属卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物和稀土金属的有机金属络合物构成的组中选出的至少一种物质。
更具体而言，作为优选的还原性掺杂剂，特别优选从Li(功函数：2.9eV)、Na(功函数：2.36eV)、K(功函数：2.28e.)、Rb(功函数：2.16eV)以及Cs(功函数：1.95e.)构成的组中选出的至少一种碱金属，以及从Ca(功函数：2.9eV)、Sr(功函数：2.0～2.5eV)和Ba(功函数：2.52eV)构成的组中选出的至少一种碱土类金属等功函数处于2.9eV以下的物质。
这些物质中，更优选的还原性掺杂剂是从K、Rb以及Cs构成的组中选择的至少一种碱金属，尤其优选Rb或Cs，最优选Cs。
这些碱金属还原能力特别高，通过向电子注入区域添加少量就能使有机EL元件中的发光亮度提高、寿命延长。而且，作为功函数处于2.9eV以下的还原性掺杂剂，也优选将这些碱金属中两种以上碱金属组合，特别优选包含Cs的组合，例如Cs与Na、Cs与K、Cs与Rs、或者Cs与Na和K的组合。
通过组合含有Cs，能够有效地发挥还原能力，在电子注入区域添加之后，可以使有机EL元件的发光亮度提高，寿命延长。
本发明中，也可以在阴极与有机层之间设置由绝缘体或半导体构成的电子注入层。此时，能够防止电流的泄露，进一步提高电子注入性。
作为这种绝缘体，优选使用从碱金属硫属元素化合物、碱土类金属硫属元素化合物、碱金属的卤化物、碱土金属卤化物构成的组中选出的至少一种金属化合物。电子注入层若由这些碱金属硫属元素化合物等构成，则从能够进一步提高电子注入性的观点来看优选。
具体而言，作为优选的碱金属硫属元素化合物，例如可以举出Li₂O、LiO、Na₂S、Na₂Se和Na₂O，作为优选的碱土金属硫属元素化合物，例如可以举出CaO、BaO、SrO、BeO、BaS和CaSe。而且作为优选的碱金属的卤化物，例如可以举出LiF、NaF、KF、LiCl、KCl和NaCl等。此外，作为优选的碱土类金属卤化物，例如可以举出CaF₂、BaF₂、SrF₂、MgF₂和BeF₂等氟化物，以及氟化物以外的卤化物。
另外，作为构成电子注入层的半导体，可以举出其中含有Ba、Ca、SR、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb以及Zn中的至少一种元素的氧化物、氮化物以及氧氮化物等一种或两种以上的组合。
另外，作为构成电子注入层的无机化合物，优选微晶或非晶质的绝缘性薄膜。电子注入层若由这些绝缘性薄膜构成，由于能够形成更均匀的薄膜，所以能够减少黑点等像素缺陷。
其中作为这种无机化合物，可以举出上述的碱金属硫属元素化合物、碱土金属硫属元素化合物、碱金属卤化物和碱土金属卤化物。
(阴极)
作为阴极，使用以功函数小(4eV以下)的金属、合金、电导性化合物及其混合物作为电极物质的阴极。作为这种电极物质的具体实例，可以举出钠、钠-钾合金、镁、锂、镁-银合金、铝/氧化铝、铝-锂合金、铟、稀土金属等。
这些阴极能够通过利用蒸镀法和溅射法等方法将这些电极物质形成薄膜的方式制作。
其中当从阴极取出发光层发光的情况下，阴极对发光的透过率优选大于10％。
而且，作为阴极的片阻抗优选处于数百Ω/□以下，膜厚通常为10nm～1微米，优选50～200nm。
(绝缘层)
为了对超薄膜施加电场，有机EL元件容易产生因漏电和冲击而出现的像素缺陷。为了杜绝此缺陷，优选在一对电极之间插入绝缘性薄膜层。
作为绝缘层用材料，例如可以举出氧化铝、氟化锂、氧化锂、氟化铈、氧化铈、氧化镁、氟化镁、氧化钙、氟化钙、氟化铈、碳酸铈、氮化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锗、氮化硅、氮化硼、氧化钼、氧化钌、氧化钒等。
也可使用这些物质的混合物或层叠物。
(有机EL元件的制作例)
采用以上例示的材料，从阳极依次形成必要的层最后形成阳极即可。而且也可以从阴极至阳极，采用与上述顺序相反的顺序制作有机EL元件。
以下，说明依次在透光性基板上设置阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极所构成的有机EL元件的制作实例。
首先，采用蒸镀法或溅射法等方法在适当的透光性基板上形成由阳极材料构成的薄膜，使其膜厚达到1μm以下，优选使膜厚处于10～200nm范围内，制成阳极。
进而在此阳极上设置空穴输送层。空穴输送层的形成，虽然像上述那样可以采用真空蒸镀法、旋涂法、浇铸法、LB法等方法进行，但是从容易得到均匀的薄膜而且难于产生针孔等观点来看，优选采用真空蒸镀法。
采用真空蒸镀法形成空穴输送层的情况下，其蒸镀条件因使用的化合物(空穴输送层材料)、目的空穴输送层的结晶结构、复合结构等而异，一般情况下优选在蒸镀源温度为50～450℃、真空度为10^-7～10^-3Torr、蒸镀速度为0.01～50nm/秒、基板温度为-50～300℃、膜厚为5nm～5μm范围内选择。
其次，在空穴注入层上设置发光层。发光层的形成虽然也能采用所需的有机发光材料，按照真空蒸镀法、溅射法、旋涂法、浇铸法等方法将有机发光材料薄膜化的方式形成，但是从容易得到均质的薄膜，而且难于产生针孔等观点来看优选采用真空蒸镀法形成。采用真空蒸镀法形成发光层的情况下，其蒸镀条件虽然因使用的化合物而异，但是一般可以从与空穴注入层同样的条件范围内选择。
接着在此发光层上设置电子输送层。与空穴输送层、发光层同样，由于必须得到均质的膜，所以优选采用真空蒸镀法形成。蒸镀条件可以在与空穴输送层、发光层同样的条件范围内选择。
最后层叠阴极后形成有机EL元件。
由于阴极是由金属构成的，所以可以采用蒸镀法、溅射法。但是为了防止作为基底的有机物层在制膜时损伤，优选采用真空蒸镀法。
这种有机EL元件的制作，优选采用一次抽真空的情况下从阳极至阴极一气呵成地制作。
其中，本发明的有机EL元件的各层的形成方法没有特别限定。具体而言，可以采用真空蒸镀法、分子射线蒸镀法(MBE法)、或将材料溶解于溶剂而成的溶液的浸涂法、旋涂法、浇铸法、棒涂法、辊涂法等涂布法等公知的方法形成。
本发明的有机EL元件的各有机层的膜厚没有特别的限定，但是一般而言，膜厚过薄容易产生针孔等缺陷，而膜厚过厚就必须施加高电压，从而使效率变差，所以通常优选处于数nm～1μm的范围。
利用有机EL元件对电极间施加电压而发光。对有机EL元件施加直流电压时，若以阳极为+，阴极为-，则一旦施加5～40V的电压，就能观测到发光。在相反极性下施加电压，电流不会流过而完全不发光。此外施加交流电的情况下，仅当阳极为+极性而且阴极为-极性时，才可以观测到均一发光。施加的交流的波形可以任意。
[实施例]
[有机EL元件用材料的合成]
在实施例1-5中，合成下述所示的6种有机EL元件用材料。

实施例1(A-1的合成)
(1)下述中间体(B-1)的合成

在三口烧瓶中加入2，7-二溴-9-芴酮5.0g和4-(三氟甲基)苯基硼酸5.6g、氟化钾5.1g以及三(二亚苄基丙酮)二钯0.37g，用氩气置换。然后，加入三叔丁基膦0.26g以及甲苯40ml，在110℃下加热搅拌6小时。冷却后，将结晶过滤，用水、甲醇洗涤后，用硅胶进行柱精制(氯仿溶剂)，得到黄色固体1.5g。
根据该化合物的质谱测定结果，确认M/Z＝468处有峰。
(2)(A-1)的合成
在三口烧瓶中，加入事先合成的(B-1)2.0g以及二氯甲烷120ml，将烧瓶内用氩气置换，在食盐-冰浴中冷却至5度以下。然后，滴入双(三甲基甲硅烷基)碳化二亚胺10g与二氯甲烷20ml的混合液，冷却直至发热停止，然后在室温下放置4小时，进一步回流搅拌2小时。冷却后，将析出的橙色结晶过滤，用甲醇洗涤，干燥。然后，在220℃下升华精制，得到橙红色结晶1.5g。
测定该化合物的IR，结果在2186cm^-1处观察到氰基的吸收。根据质谱测定结果，确认到M/Z＝492的峰。
将该化合物以0.01摩尔/升的浓度溶解于乙腈中，作为支持电介质，使用过氯酸四丁基铵(TBAP)，参照电极使用银-氯化银电极，由循环伏安法(cyclic voltammetry)测定还原电位。作为标准物质，将作为标准物质的二茂铁(以下记为Fc)的第一氧化电位为基准时的(A-1)的还原电位如表1所示。
实施例2(A-18的合成)
在三口烧瓶中加入预先合成的中间体(B-1)2.0g、丙二腈0.28g、乙醇30ml以及哌啶6滴，在80℃下加热搅拌3小时。将反应液冷却后，将已析出的结晶过滤，用甲醇洗涤后，减压干燥。然后在230℃下进行升华精制，得到紫色结晶1.2g。
测定该化合物的IR，结果观察到2195cm^-1处有氰基的吸收。由质谱测定结果，确认到M/Z＝516的峰。
将所得到的化合物与实施例1同样地测定第一还原电位。将结果示于表1。
实施例3
(1)下述中间体(B-2)的合成

在三口烧瓶中加入2，7-二溴-9-芴酮5.0g、3，5-双(三氟甲基)苯基硼酸7.5g、碳酸钠9.2g、水35g以及四(三苯基膦)钯0.65g，用氩气置换。然后加入P(t-Bu)₃0.26g以及甲苯40ml，在110℃下加热搅拌6小时。冷却后，将结晶过滤，用水、甲醇洗涤后，用硅胶进行柱精制(氯仿溶剂)，得到黄色固体1.3g。根据该化合物的质谱测定结果，确认到M/Z＝604的峰。
(2)(A-9)的合成
在实施例1(2)的(A-1)的合成中，除了将中间体(B-1)2.0g变更为(B-2)2.5g以外，进行同样的操作，得到桃色结晶1.5g。
测定该化合物的IR，结果观测到2192cm^-1处有氰基的吸收。根据质谱测定结果，确认到M/Z＝628的峰。将所得到的化合物与实施例1同样地测定第一还原电位。结果如表1所示。
实施例4(A-24的合成)
在实施例2的(A-18)的合成中，除了将中间体(B-1)2.0g变更为(B-2)2.5g以外，进行同样的操作，得到桃色结晶1.6g。
测定该化合物的IR，结果观测到2220cm^-1处有氰基的吸收。根据质谱测定的结果，确认到M/Z＝652的峰。将所得到的化合物与实施例1同样地测定第一还原电位。将结果示于表1。
实施例5(A-64的合成)
(1)下述中间体(B-3)的合成

在三口烧瓶中加入茚三酮10g、二氨基顺丁烯二腈6.3g以及乙醇60ml，回流搅拌1小时。冷却至室温，将已析出的黄色结晶过滤。然后用硅胶柱进行精制(展开溶剂：二氯甲烷)，得到黄色结晶9.6g。根据该化合物的质谱测定结果，确认到M/Z＝232的峰。
(2)(A-64)的合成
在三口烧瓶中滴加预先合成的中间体(B-3)5.5g、丙二腈1.6g、乙醇160ml以及哌啶10滴，在80℃下加热搅拌6小时。将反应液冷却后，将已析出的结晶过滤，用甲醇洗涤后，减压干燥。然后，在230℃下进行升华精制，得到橙色结晶2.3g。
测定化合物的IR，结果观测到2282、2132cm^-1处有氰基的吸收。根据质谱测定结果，确认到M/Z＝280的峰。将所得到的化合物与实施例1同样地测定第一还原电位。将结果示于表1。
实施例6(A-94的合成)
(1)下述中间体(B-4)的合成

在三口烧瓶中加入茚三酮3.6g、5，6-二氨基-2，3-二氰基吡嗪3.2g以及乙酸100ml，回流搅拌8小时。冷却至室温后，将已析出的黄色结晶过滤。用乙腈、甲醇洗涤后，干燥，得到黄色结晶5.2g。根据该化合物的质谱测定结果，确认到M/Z＝284的峰。
(2)(A-94)的合成
在三口烧瓶中投入预先合成的中间体(B-4)4.0g、丙二腈1.5g以及吡啶100ml，在氮气氛围下、室温下搅拌6小时。将已析出的固体过滤，用稀盐酸、离子交换水、甲醇洗涤，干燥。然后，在280℃下进行升华精制，得到暗红色结晶3.2g。
测定化合物的IR，结果观测到2272、2135cm^-1处有氰基的吸收。根据质谱测定结果，确认到M/Z＝332的峰。将所得到的化合物与实施例1同样地测定第一还原电位。结果如表1所示。
【表1】