JP4618414B2 - 有機材料および有機電界発光素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機材料および有機電界発光素子に関する。

近年、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイが、例えばコンピュータやテレビジョンの画面表示用として盛んに研究、開発されている。最も代表的な表示装置であるブラウン管（ＣＲＴ）は、輝度が高く、色再現性が良いため、現在ディスプレイとして最も多く使われているが、嵩高く、重く、また消費電力も高いという問題がある。

また、軽量で高効率のフラットパネルディスプレイとして、アクティブマトリックス駆動などの液晶ディスプレイが商品化されている。しかしながら、液晶ディスプレイは、視野角が狭く、また、自発光でないため周囲が暗い環境下ではバックライトの消費電力が大きいことや、今後実用化が期待されている高精細度の高速ビデオ信号に対して十分な応答性能を有しない等の問題点がある。特に、大画面サイズのディスプレイを製造することは困難であり、そのコストが高い等の課題もある。

そこで、これらの諸課題を解決する可能性のあるフラットパネルディスプレイとして、最近、有機材料を用いた有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）が注目されている。即ち、発光材料として有機化合物を用いることにより、自発光で、応答速度が高速であり、視野角依存性の無いフラットパネルディスプレイの実現が期待されている。

一般的な有機電界発光素子の構成は、透光性の陽極と金属材料からなる陰極との間に、電流を流すことによって発光する有機材料を含む有機層を狭持してなる。この有機電界発光素子の歴史的背景としては、まず、有機層を正孔輸送性材料からなる薄膜と電子輸送性材料からなる薄膜との２層構造とし、この有機層を挟む状態で設けられた陽極および陰極から、有機層中にそれぞれ注入された正孔（ホール）と電子とが再結合することにより発光する素子構造が開発された（例えば、下記非特許文献１参照）。

その後、有機層が、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料の３層構造からなる有機電界発光素子が開発され（例えば、下記非特許文献２参照）、さらに電子輸送材料中に発光材料を含ませた素子構造などが開発された（例えば、下記非特許文献３参照）。これらの研究により、有機電界発光素子において、低電圧で、高輝度の発光の可能性が検証され、近年、研究開発が非常に活発に行われている。

図１は、このような有機電界発光素子の一構成例を示す断面図である。この図に示す有機電界発光素子１は、例えばガラス等からなる透明な基板２上に設けられており、基板２上に設けられたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：透明電極）からなる陽極３、陽極３上に設けられた有機層４、および有機層４上に設けられた陰極５により構成されている。有機層４は、陽極３側から、正孔注入層４ａ、正孔輸送層４ｂおよび電子輸送性の発光層４ｃを順次積層させた構成を有している。この有機電界発光素子１では、陰極５から注入された電子と陽極３から注入された正孔とが発光層４ｃにて再結合し、この再結合の際に生じる光が陽極３を介して基板２側から取り出される。

有機電界発光素子１としては、このような構成を有するものの他に、基板側から順に、陰極、有機層、陽極を順次積層した構成のものや、上方に位置する電極（陰極または陽極としての上部電極）を透明材料で構成することによって、基板と反対側の上部電極側から光を取り出すようにした、いわゆる上面発光型の有機電界発光素子もある。

特に、基板上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を設けてなるアクティブマトリックス型の表示装置においては、ＴＦＴが形成された基板上に上面発光型の有機電界発光素子を設けた、いわゆるＴＡＣ（Top Emitting Adoptive Current drive ）構造とすることが、発光部の開口率を向上させる上で有利になる。

そして、このような構成の有機電界発光素子における有機材料については様々な検討がなされており、特に緑色発色材料についてはスチリルアレンもしくはアントラセン誘導体について改良が進められてきた（例えば、下記非特許文献４参照）。

また、青色から緑色の有機材料として、フルオランテン構造を有する有機材料の報告がなされている。その代表的な誘導体としてはアミノ基やアリール基を有するフルオランテン（例えば、下記特許文献１〜４）、さらにはベンゾフルオランテン構造を置換基として有する化合物（例えば、下記特許文献５、６）が示されている。またさらに、無置換のビフルオランテンの化合物については、有機電界発光素子用の有機材料として適用した報告例はないものの、その合成および分光学的な研究が既に知られている（例えば、下記非特許文献５参照）。

Applied Physics Letters（米）１９８７年，第５１巻，１２号，ｐ．９１３−９１５ Japanese Journal of Applied Physics，１９８８年，第２７巻，２号，ｐ．２６９−２７１ Journal of Applied Physics（米）１９８９年，第６５巻，９号，ｐ．３６１０〜３６１６ Materials Science and Engineering: R: Reports Volume 39, Issues 5-6 , Pages 143-222, 2002 Journal of the American Chemical Society（米）１９６８年，第９０巻，３号，ｐ．５６６〜５６９ 特開平１０−１２５４６７号公報 特開平１０−１８９２４８号公報 特開２００２−４３０５８号公報 特開２００３−８１９２４号公報 特開２００１−２５７０７４号公報 特開２００２−６９０４４号公報

ところで、上述した有機電界発光素子は自発光素子であるため、この有機電界発光素子を用いて表示装置を構成する場合、有機電界発光素子の長寿命化および信頼性の確保が最も重要な課題の一つである。このため、上述したように、有機電界発光素子を構成する有機材料に関する研究が取り進められているものの、発光効率や発光寿命においては実用性に達するものは未だになく、素子物性に優れた更なる改良が求められている。

そこで本発明は、有機電界発光素子の有機層を構成する有機材料としての耐久性に優れた有機材料を提供すること、およびこの有機材料を用いることにより発光寿命の向上が図られた有機電界発光素子を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明の有機材料は、有機電界発光素子用の有機材料であり、下記一般式（１）示したフルオランテンを二量化したビフルオランテン構造を有し、前記一般式（１）で示される分子内に下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基を少なくとも一つ含有するものである。

ただし、ビフルオランテン構造は一般式（１）中において、一方のフルオランテンのＡ ¹ 〜Ａ ⁴ ，Ａ ¹⁵ 〜Ａ ²⁰ のうちのいずれか１ヶ所と、他方のフルオランテンのＡ ⁵ 〜Ａ ¹⁴ のうちのいずれか１ヶ所との間に結合を有する。二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、炭素数２０以下の置換あるいは未置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、またはシリル基である。また、二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰のうち少なくとも一つは下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基である。

ただし、一般式（２）中のＡｒ^aおよびＡｒ^bは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。一般式（３）中のＡｒ^c は、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリーレン基であり、Ａｒ^d、Ａｒ^eは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。

また、カルボニル基は、アルデヒド基、ケトン基およびカルボキシル基を含む。そして、アルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基を含む。

尚、上述した置換基を有しても良い基、すなわち、カルボニル基、カルボニルエステル基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシル基、アリール基、および複素環基に対する置換基としては、ハロゲン、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボニルエステル基、環状アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、複素環基、シアノ基、ニトロ基、またはシリル基を挙げることができる。そして特に、一般式（２）中、Ａｒ^aおよびＡｒ^bのアリール基に対する置換基としては、上述した置換基の他に、さらに置換または無置換のアミノ基が選択可能である。

また、本発明は、このような有機材料を用いた有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）でもある。有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に有機層を狭持してなり、この有機層が二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に一般式（２）で示される置換基を有する一般式（１）で示しされる有機材料を用いて構成されている。さらに詳しくは、有機層が、二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に一般式（２）で示される置換基を有する一般式（１）で示しされる有機材料を用いて構成された正孔輸送層や発光層を備えている。尚、発光層における、二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に一般式（２）で示される置換基を有する一般式（１）で示しされる有機材料の含有率は、３０体積％以下であることが好ましい。

以上のような構成の本発明の有機材料は、上記フルオランテン構造を分子内に有するため、熱的な物性が良好であり、外部からの力や熱的な耐久性に優れており、電圧による変動力にも安定性を有している。特に、フルオランテンを二量化させてビフルオランテンとしたことによる分子量の増加効果によって、結晶化が生じ難くなる。また、この有機材料は、芳香族アミン化合物の形態となっていることから、良好な正孔輸送性が得られる。さらに、フルオランテン特有の高い蛍光性に基づく緑色の電界発光が得られる。

したがって、このような有機材料を用いて有機層を構成した本発明の有機電界発光素子は、長時間駆動において有機層の耐久性が優れたものになる。また、特に有機層のうちの正孔輸送層にこの有機材料を用いることにより、正孔輸送層における正孔輸送性が向上し発光効率の向上が図られる。そして、この有機材料を有機層のうちの発光層に用いた場合には、緑色の発光領域において優れた発光特性を示すものともなる。

以上説明したように、本発明の有機材料を有機電界発光素子の有機層に用いることにより、有機層の耐久性の向上を図ることができるため、有機電界発光素子における発光寿命の向上を図ることが可能になる。そして特に、有機層を構成する発光層に、この有機材料を用いることにより、緑色の発光領域において発光効率の向上を図ることが可能になる。この結果、この有機電界発光素子と共に、赤色発光素子および青色発光素子を１組にして画素を構成することにより、色再現性の高いフルカラー表示が可能になる。

以下、本発明の有機材料および有機電界発光素子の構成をさらに詳しく説明する。

＜有機材料＞
上述した一般式（１）、一般式（２）および一般式（３）で示される本発明の有機材料は、有機電界発光素子の有機層に用いられる芳香族アミン系のビフルオランテン化合物である。ビフルオランテン化合物は、各々のフルオランテンの結合位置において複数の異性体が存在するが、本発明の有機材料はその構造異性体を全て包含する。すなわち、本発明の有機材料は、ビフルオランテンの分子対称性を鑑みた、以下の１５通りの組み合わせの置換様式の異性体を全て含む。

ａ）１、１’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ³部位とＡ⁶部位での結合
ｂ）２、２’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ⁴部位とＡ⁵部位での結合
ｃ）３、３’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ¹⁴部位とＡ¹⁵部位での結合
ｄ）７、７’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ²部位とＡ⁷部位での結合
ｅ）８、８’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ¹部位とＡ⁸部位での結合
ｆ）１、２’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ³部位とＡ⁵部位での結合
ｇ）１、３’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ³部位とＡ¹³部位での結合
ｈ）１、７’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ³部位とＡ⁷部位での結合
ｉ）１、８’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ³部位とＡ⁸部位での結合
ｊ）２、３’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ⁴部位とＡ¹³部位での結合
ｋ）２、７’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ⁴部位とＡ⁷部位での結合
ｌ）２、８’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ⁴部位とＡ⁸部位での結合
ｍ）３、７’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ¹⁵部位とＡ⁷部位での結合
ｎ）３、８’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ¹⁵部位とＡ⁸部位での結合
ｏ）７、８’−ビフルオランテン；一般式（１）のＡ²部位とＡ⁸部位での結合

以下に、本発明の有機材料の具体的な一例を説明する。

本発明の有機材料であるビフルオランテン化合物としては、下記表１の構造式（１）〜（１２）に示すように、例えば上記ｃ）３，３’−ビフルオランテンの各置換部位を、上記一般式（２）の１つであるジフェニルアミンで置換した芳香族アミン系のビフルオランテン化合物を例示できる。

このうち、構造式（５）〜構造式（１２）に示すように、ビフルオランテンの２箇所の置換部位、特に一般式（１）に示す２つの各フルオランテンの少なくとも１箇所ずつが、上記一般式（２）の１つであるジフェニルアミンで置換された構成が、より一般的に合成可能な構造として例示される。尚、容易に合成可能な構造としては、各フルオランテンの７〜１０の置換部位（すなわち一般式（１）におけるＡ¹、Ａ²、Ａ¹⁹、およびＡ²⁰のうちの１つと、Ａ⁷〜Ａ¹⁰のうちの１つ）が一般式（２）で示される置換基で置換された構造が例示される。

また、特に一般式（１）において一般式（２）で示される置換基で置換されている部位以外（以降、他の部位と記す）は、上述したように無置換であっても他の置換基で置換されていても良い。例えば、構造式（９）のように他の部位が分岐鎖状アルキル基で置換された化合物、構造式（１０）のように他の部位が環状アルキル基で置換された化合物、さらに構造式（１１）および構造式（１２）のように他の部位がアリール基で置換された化合物を例示できる。

さらに、下記表２の構造式（１３）〜（２０）に示すように、３，３’−ビフルオランテンの各置換部位を置換する上記一般式（２）で示される置換基は、炭素原子数３０以下の芳香族アミノ基であれば、ジフェニルアミンに限定されることはない。また、これらの一般式（２）で示される芳香族アミノ基の置換部位は、表１を用いて説明したと同様である。

そして、本発明の有機材料は、これらの構造式（１３）〜（２０）における他の部位の１箇所以上が、上述した一般式（２）で説明した置換基で置換されていている構造も含む。また、構造式（１６）に示すように、一般式（２）で示される芳香族アミノ基が、上述したようにさらに他の置換基（この例では分岐鎖状アルキル基）で置換されていても良い。

以上説明したフルオランテン化合物における置換状態は、３，３’−ビフルオランテン化合物だけではなく、上記ａ）〜ｏ）の全ての結合状態のビフルオランテンに適用される。例えば、下記表３の構造式（２１）〜（２６）に示すように、２，２’−ビフルオランテンの各置換部位を上記一般式（２）で示される置換基で置換した化合物や、下記表３の構造式（２７）〜（２９）に示すように、８，８’−ビフルオランテンの各置換部位を上記一般式（２）で示される置換基で置換した化合物においても、上述した置換状態が適用される。

そして、構造式（２２）に示すように、フルオランテン化合物に対する一般式（２）の芳香族アミノ基の置換部位は各フルオランテンで同一の位置で無くても良い。また、構造式（２３）に示すように、一方のフルオランテンのみに２つ以上の芳香族アミノ基が置換されていても良い。さらに、構造式（２４）に示すように、各フルオランテンに対する一般式（２）の芳香族アミノ基の置換数が異なっていても良い。また、構造式（２６）に示すように、一般式（２）の芳香族アミノ基がさらに他の置換基（この例では直鎖状アルキル基）で置換されていても良い。

またさらに、下記表４の構造式（３０）〜（３５）に示すように、一般式（２）の芳香族アミノ基が、さらに芳香族アミノ基で置換されていても良い。

以上においては、ビフルオランテンの各置換部位を、上記一般式（２）で示される芳香族アミンで置換したビフルオランテン化合物を例示したが、この他にも本発明の有機材料であるビフルオランテン化合物としては、下記表５の構造式（３６）〜（４０）および下記表６の構造式（４１）〜（４４）に示すように、ビフルオランテンの各置換部位を、上記一般式（３）で示される置換基で置換した構造が例示される。

尚、ビフルオランテンの各置換部位を、上記一般式（３）で示される置換基で置換した化合物においても、上述した一般式（２）の置換状態が適用される。

以上で一例を示した本発明の有機材料は、種々の方法によって合成が可能であり、例えば次のａ）〜ｃ）の方法が例示される。
ａ）ハロゲン化されたフルオランテンを、マグネシウムを用いたグリニヤー反応によってカップリングさせる合成方法。
ｂ）ハロゲン化されたフルオランテンを、銅触媒存在下でウルマン反応によってカップリングさせる方法。
ｃ）ボロン酸、もしくはボロン酸エステル化されたフルオランテンとハロゲン化されたフルオランテンとを、パラジウムに代表される遷移金属触媒によってカップリングさせる（いわゆる鈴木カップリング反応）によって合成させる方法。

尚、本発明のビフルオランテン化合物からなる有機材料は、有機電界発光素子の有機層を構成する材料として用いられるものであり、有機電界発光素子の製造プロセスに供する前に純度を高めておくことが好ましく、該純度が９５％以上、より好ましくは９９％以上とするのがよい。かかる高純度の有機化合物を得る方法としては有機化合物の合成後の精製である再結晶法、再沈殿法、もしくはシリカやアルミナを用いたカラム精製のほかに、昇華精製やゾーンメルト法による公知の高純度化方法を用いることができる。

また、これらの精製方法を繰り返し行うことや異なる精製法を組み合わせて行うことで本発明における有機材料中の未反応物、反応副生成物、触媒残渣、もしくは残存溶媒などの混合物を低減させ、よりデバイス特性の優れた有機電界発光素子を得ることが可能となる。

さらに本化合物は、光や酸素といった外因から以下に掲げるａ）〜ｃ）の保管方法をとることによって、その酸化、分解からの劣化反応を抑制し、特にこの有機材料を用いて構成される有機電界発光素子において、より優れた発光特性をもたらすことだけでなく、製造装置の負荷の軽減などに効果を発揮する。
ａ）有機材料を合成した後、速やかに冷所に静置させる。その保管温度は−１００℃から１００℃の範囲が好ましく、より好ましくは−５０℃から５０℃の温度範囲で保管させる。
ｂ）有機材料を合成した後、速やかに遮光性を有する容器に保管する。
ｃ）有機材料を合成した後、合成した有機材料を窒素、二酸化炭素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で保管する。

以上説明した本発明の有機材料は、フルオランテン構造を分子内に有するため、熱的な物性が良好であり、外部からの力や熱的な耐久性に優れており、電圧による変動力にも安定性を有している。特に、フルオランテンを二量化させてビフルオランテンとしたこによる分子量の増加効果によって、結晶化が生じ難くなる。また、この有機材料は、芳香族アミン化合物の形態となっていることから、良好な正孔輸送性が得られる。さらに、フルオランテン特有の高い蛍光性に基づく緑色の電界発光が得られる。

したがって、このような構造の有機材料を、次に説明する有機電界発光素子の有機層に用いることにより、有機層の耐久性の向上を図り有機電界発光素子における発光寿命の向上を図ることが可能になると共に、特に緑色から緑色の発光領域にわたる発光効率の向上を図ることが可能になる。

また、このビフルオランテンに、上述したように炭素数を規定した適切な置換基を導入することによって、発光効率と発光寿命の向上をさらに図ることが可能になる。

また、本発明に基づくビフルオランテン化合物からなる有機材料は、電子輸送性能と正孔輸送性能の両方を持つ。このため、以下に詳しく説明するように、有機電界発光素子の有機層のうち、電子輸送層を兼ねた発光層としても、或いは正孔輸送層と兼ねた発光層としても用いることが可能である。そして上述したように特に正孔輸送性が良好であるため、正孔輸送層を構成する材料として好適に用いることができる。また、本発明に基づくビフルオランテン化合物を発光層として、電子輸送層と正孔輸送層とで挟み込んだ構成とすることも可能である。

＜有機電界発光素子＞
次に、上述した有機材料を用いた有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）の構成を、図２に基づいて詳細に説明する。

図２に示す有機電界発光素子１１は、基板１２上に陽極１３、有機層１４、および陰極１５をこの順に積層してなり、基板１２と反対側から光を取り出す上面発光型の素子として構成されている。

ここで、基板１２は、その一主面側に有機電界発光素子１１が配列形成される支持体であって、公知のものであって良く、例えば、石英、ガラス、金属箔、もしくは樹脂製のフィルムやシートなどが用いられるこの中でも石英やガラスが好ましく、樹脂製の場合には、その材質としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に代表されるメタクリル樹脂類、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ)などのポリエステル類、もしくはポリカーボネート樹脂などが挙げられるが、透水性や透ガス性を抑える積層構造、表面処理を行うことが必要である。

この基板１２上に設けられる陽極１３には、効率良く正孔を注入するために電極材料の真空準位からの仕事関数が大きいもの、例えばクロム（Ｃｒ）、モリブテン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）とアンチモン（Ｓｂ）との合金、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とアルミニウム（Ａｌ）との合金、さらにはこれらの金属や合金の酸化物等が、単独または混在させた状態で用いられる。この陽極１３は例えばスパッタリング法等により作製することができる。

そして、この有機電界発光素子１１を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合には、陽極１３は画素毎にパターニングされ、基板１２に設けられた駆動用の薄膜トランジスタに接続された状態で設けられている。また、この陽極１３の上には、ここでの図示を省略したが絶縁膜が設けられ、この絶縁膜の開口部から、各画素の陽極１３の表面が露出されるように構成されていることとする。

そして、この陽極１３上に設けられた有機層１４が、本発明に特有の有機材料を用いて構成された層となる。この有機層１４は、例えば陽極１３側から順に、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、および電子輸送層１４ｄの４層を積層してなるものである。

そして、本発明の有機電界発光素子１１においては、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、および電子輸送層１４ｄの少なくとも一層が、上述した有機材料を用いて構成されているのである。特に、発光層１４ｃが、上述した有機材料を用いて構成されることが好ましい。

ここで、正孔注入層１４ａおよび正孔輸送層１４ｂは、それぞれ発光層１４ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。このような正孔注入層１４ａ、もしくは正孔輸送層１４ｂの材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、あるいはこれらの誘導体、またはポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物あるいはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマーあるいはポリマーを用いることができる。

具体的には、α−ナフチルフェニルフェニレンジアミン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

そして、発光層１４ｃは、陽極１３と陰極１５による電圧印加時に、陽極１３と陰極１５のそれぞれから正孔および電子が注入され、さらにこれらが再結合する領域である。このような発光層１４ｃは、発光効率が高い材料、例えば、低分子蛍光色素，蛍光性の高分子，金属錯体等の有機材料から構成されている。具体的には、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、クリセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、あるいはこれらの誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体ジトルイルビニルビフェニルが挙げられる。

そして、この発光層１４ｃには、一般式（１）を用いて説明した上述の有機材料がゲスト材料（もしくはドーパント材料）として添加されることとする。この際の有機材料の添加量は、３０体積％以下であることとする。

また、電子輸送層１４ｄは、陰極１５から注入される電子を発光層１４ｃに輸送するためのものである。電子輸送層１４ｄの材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、またはこれらの誘導体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（略称Ａｌｑ3 ）、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、またはこれらの誘導体が挙げられる。

これらの各層は、例えば真空蒸着法や、スピンコート法などの方法によって形成することができる。特に、発光層１４ｃの形成においては、発光層１４ｃでの発光スペクトルの制御を目的として、発光層１４ｃを形成する際に微量の蛍光分子の共蒸着を行っても良い。この場合、例えば蛍光分子として、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、ナフタセン誘導体、ベリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素等の有機物質を微量含む有機薄膜により発光層１４ｃを形成するようにしてもよい。

尚、有機層１４は、このような層構造に限定されることはなく、少なくとも発光層１４ｃと共に、陽極１３と発光層１４ｃとの間に、正孔輸送層１４ａまたは正孔注入層１４ｂを有する構成であれば、必要に応じた積層構造を選択することができる。

また、発光層１４ｃは、正孔輸送性の発光層や電子輸送性の発光層として有機電界発光素子１１に設けられていても良い。さらに、以上の有機層１４を構成する各層、例えば正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、および電子輸送層１４ｄは、それぞれが複数層からなる積層構造であっても良い。

そして、このような有機層１４を構成する有機化合物は、電場が印加されることによって蛍光やリン光が発光する化合物を用いることのほかに、電子、若しくは正孔（ホール）の輸送能を有する化合物が適宜用いられることとする。

次に、このような構成の有機層１４上に設けられる陰極１５は、例えば、有機層１４側から順に第１層１５ａ、第２層１５ｂを積層させた２層構造で構成されている。

第１層１５ａは、仕事関数が小さく、かつ光透過性の良好な材料を用いて構成される。このような材料としては、例えばリチウム（Ｌｉ）の酸化物である酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）や、セシウム（Ｃｓ）の酸化物である酸化セシウム（Ｃｓ₂Ｏ）、さらにはこれらの酸化物の混合物を用いることができる。また、第１層１５ａは、このような材料に限定されることはなく、例えば、カルシウム（Ｃａ），バリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属、リチウム，セシウム等のアルカリ金属、さらにはインジウム（Ｉｎ），マグネシウム（Ｍｇ）等の仕事関数の小さい金属、さらにはこれらの金属の酸化物等を、単体でまたはこれらの金属および酸化物の混合物や合金として安定性を高めて使用しても良い。

第２層１５ｂは、例えば、ＭｇＡｇなどの光透過性を有する層を用いた薄膜により構成されている。この第２層１５ｂは、さらに、アルミキノリン錯体、スチリルアミン誘導体、フタロシアニン誘導体等の有機材料を含有した混合層であっても良い。この場合には、さらに第３層としてＭｇＡｇのような光透過性を有する層を別途有していてもよい。

以上の陰極１５を構成する各層は、真空蒸着法、スパッタリング法、更にはプラズマＣＶＤ法などの手法によって形成することができる。また、この有機電界発光素子１１を用いて構成される表示装置の駆動方式がアクティブマトリックス方式である場合、陰極１５は、有機層１４とここでの図示を省略した上述の絶縁膜とによって、陽極１３と絶縁された状態で基板１２上にベタ膜状に形成され、各画素の共通電極として用いられる。

なお、陰極１５は上記のような積層構造に限定されることはない。この積層構造は電極各層の機能分離（例えば電子注入を促進させる無機層と電極を司る無機層との機能分離）を行った際に必要なものである。したがって、第２層１５ｂのみで構成したり、第１層１５ａを形成した後にＩＴＯなどの透明電極を形成したりすることも可能であり、作製されるデバイスの構造に応じて最適な組み合わせ、積層構造を取れば良いことは言うまでもない。

そして上記した構成の有機電界発光素子１１に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子は介しない範囲内であれば特に制限はないが、有機電界発光素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。

なお、図１に示した有機電解発光素子においては、陽極１３にＩＴＯ等よりなる透明電極を用いることにより上下の両サイドから光を取り出す構成であっても良い。

また、この有機電界発光素子１１が、キャビティ構造となっている場合、有機層１４と、透明材料あるいは半透明材料からなる電極層との合計膜厚は、発光波長によって規定され、多重干渉の計算から導かれた値に設定されることになる。そして、ＴＦＴが形成された基板上に上面発光型の有機電界発光素子を設けた、いわゆるＴＡＣ（Top Emitting Adoptive Current drive）構造では、このキャビティ構造を積極的に用いることにより、外部への光取り出し効率の改善や発光スペクトルの制御を行うことが可能である。

以上説明した構成の有機電界発光素子１１によれば、一般式（１）を用いて説明したビフルオランテン化合物を用いて有機層１４を構成した。これにより、有機層１４の耐久性および安定性の向上を図ることが可能になると共に、フルオランテン特有の高い蛍光性に基づく電界発光が得られる。この結果、有機電界発光素子１１における発光寿命の向上を図ることが可能になると共に、特に緑色の発光領域において発光効率の向上を図ることが可能になる。

そして、このような本発明の有機電界発光素子と共に、赤色発光素子および青色発光素子を１組にして画素を構成することにより、色再現性の高いフルカラー表示が可能になる。

尚、以上の実施形態においては、本発明の有機材料を発光層（電子輸送性発光層、正孔輸送性発光層、および両電荷輸送性発光層を含む）の構成材料として用いることのみを説明した。しかしながら、本発明の有機材料が、上述したように耐久性に優れておりまた、電子輸送性および正孔輸送性を有していることからすれば、この有機材料を、発光層以外の層、例えば電子輸送層や正孔輸送層さらには正孔注入層等を構成する材料として用いることもでき、これによってこれらの層における耐久性の向上を図ることが可能になる。

さらに、本発明の有機材料が、芳香族アミン化合物の形態となっていることにより良好な正孔輸送性が得られることからすれば、この有機材料を用いて正孔輸送層を構成することにより、正孔輸送層の正孔輸送性が向上する。これにより、発光層への正孔の注入量を増加させて発光効率の向上を図ることが可能になる。尚、この有機材料を用いて正孔輸送層を構成する場合には、該アミノビフルオランテンを単独で使用できるほかに、必要に応じて他の正孔輸送材料、例えば、α−ナフチルフェニルフェニレンジアミン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）と適宜の比率で混合させてもよい。このことによって、正孔移動を調整することができる。

また、本発明の有機電界発光素子は、上面発光型、これを用いたＴＡＣ構造への適用に限定されるものではなく、陽極と陰極との間に少なくとも発光層を有する有機層を狭持してなる構成に広く適用可能である。したがって、基板側から順に、陰極、有機層、陽極を順次積層した構成のものや、基板側に位置する電極（陰極または陽極としての下部電極）を透明材料で構成することによって、基板と反対側の上部電極側から光を取り出すようにした、いわゆる透過型の有機電界発光素子にも適用可能である。このような構成であっても、一般式（１）および一般式（２）を用いて説明した有機材料を有機層に用いることにより、同様の効果を得ることが可能である。

さらに、本発明の有機電界発光素子とは、一対の電極（陽極と陰極）、およびその電極間に有機層が挟持されることによって形成される素子であれば良い。このため、一対の電極および有機層のみで構成されたものに限定されることはなく、本発明の効果を損なわない範囲で他の構成要素（例えば、無機化合物層や無機成分）が共存することを排除するものではない。

本発明の有機材料の合成例、およびこの有機材料を用いた本発明の有機電界発光素子の実施例について具体的に説明する。尚ここでは先ず、本発明の有機材料の合成例１〜合成例３を説明し、次いでこれらの有機材料を用いた有機電界発光素子および比較例の有機電界発光素子の作製手順、さらにはこれらの評価結果を説明する。

＜有機材料の合成例１＞
表１の構造式（１）で示した８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテンを次の手順で合成した。

先ず、下記反応式（１）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた１００ｍｌの三口フラスコを窒素で十分に置換した後に、３−ヨードフルオランテン（３３ｇ、１００ｍｍｏｌ）、３−ヨード−８−ニトロフルオランテン（３７ｇ、１００ｍｍｏｌ）、および銅粉末（１．３ｇ）を加え、溶媒としてニトロベンゼン５ｍｌを加え、反応は２００℃で８時間行った。反応終了後にトルエンで反応物を抽出し、水で十分に洗浄した。トルエン層側を硫酸ナトリウムで乾燥させた後に濃縮しトルエン／酢酸エチルの混合溶媒にてシリカカラムを通し、化合物（Ｃ1）を収率４５％で得た。

続いて、下記反応式（２）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた５００ｍｌの三口フラスコを窒素で十分に置換した後、上記で合成した化合物（Ｃ１）（１７ｇ、４０ｍｍｏｌ）を入れ、９５％エタノール１００ｍｌを注いだ。５０℃に加熱し、８０ｍｇのパラジウム・活性炭（Ｐｄ／Ｃ）を加え、攪拌を開始した。続いて、４０ｍｌヒドラジンを滴下し、エタノールの還流温度で６時間反応させた。反応終了後にエタノールをエバポレートし、トルエンで反応物を抽出し、水で十分に洗浄した。トルエン層側を硫酸ナトリウムで乾燥させた後に濃縮し、アセトンで十分に洗浄を行い、トルエン／酢酸エチルの混合溶媒にてシリカカラムを通し、化合物（Ｃ２）を収率８３％で得た。

続いて、下記反応式（３）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた５００ｍｌの三口フラスコを窒素で十分に置換した後に、上記で合成した化合物（Ｃ２）（４．０ｇ、１０ｍｍｏｌ）、ブロモベンゼン（３．３ｇ、２１ｍｍｏｌ）を順次加え、１００ｍＬのトルエンを注ぎいれた。攪拌しながら、酢酸パラジウム（１２０ｍｇ、０．５ｍｍｏｌ）、トリ（ｔ−ブチル）フォスフィン（４２０ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）、およびｔ−ブトキシナトリウム（２．４ｇ、２５ｍｍｏｌ）を添加し、昇温を開始し還流温度で８時間反応させた。反応終了後に室温まで冷却し、有機層を分離させ、水で５回洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。この溶液を濃縮させた後にヘキサン／トルエン混合溶媒にてシリカカラムを通し、黄色固体３．１ｇ（収率５１％）を得た。

得られた固体を¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭＲ、およびＦＤ−ＭＳにて測した結果，目的物である８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテン［構造式（１）］であることを確認した。

＜有機材料の合成例２＞
表１の構造式（５）で示した８，８’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−３，３’-ビフルオランテンを次の手順で合成した。

先ず、下記反応式（４）を参照し、合成例１で示した反応式（１）において３−ヨードフルオレンを加えずに、８−ニトロ−３−ヨードフルオランテンのみでカップリング反応させた以外は合成例１に示される同条件で行い化合物（Ｃ３）を収率７８％で得た。

また、その後のニトロ基のアミノ化反応およびそれに続くジフェニルアミノ化反応も合成例１と同様に行い、黄色固体５．１ｇを得た。

得られた固体を¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭＲ、およびＦＤ−ＭＳにて測定した結果、目的物である８，８’−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−３，３’−ビフルオランテン［構造式（５）］であることを確認した。

＜有機材料の合成例３＞
表１の構造式（２８）で示した３，３’―ビス（Ｎ−２−ナフチルーＮ−フェニルアミノ）−８，８’―ビフルオランテンを次の手順で合成した。

先ず、下記反応式（５）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた１０００ｍｌの三口フラスコを窒素で十分に置換した後に、溶媒として５００ｍｌのＤＭＦを注ぎ、続いて、１−ブロモ−５−ヒドロキシナフタレン（１１ｇ、５０ｍｍｏｌ）、３，３’−ジブロモ−４，４’―ビフェニルジボロン酸（４２ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、トリシクロヘキシルフォスフィン（以後、Ｐ（Ｃｙ）₃とする。）（１４ｇ、５０ｍｍｏｌ）、１，８−ジアザビシクロ[５．４．０]ウンデセン（以後、ＤＢＵとする。）（６０ｍｌ）、およびビスジベンジリデンアセトンパラジウム（以後、Ｐｄ₂（ｄｂａ）₃とする。）（７．１ｇ、１２．５ｍｍｏｌ）を順次溶媒に投入した。反応溶液の温度を１５０℃まで昇温させ、還流させながら４８時間行った。反応終了後、１０％塩酸にて２回洗浄を行った。続いて水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後に濃縮しヘキサン／トルエンの混合溶媒にてシリカカラムを通し、化合物（Ｃ４）の白色固体１３ｇ（収率６５％）を得た。

次に、下記反応式（６）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた５００ｍｌの三口フラスコを窒素で十分に置換した後に、溶媒として１００ｍｌのクロロホルムを注ぎ、続いて、化合物（Ｃ４）（９ｇ、２０ｍｍｏｌ）、およびピリジンを５ｍｌ加えた。氷冷で０℃に冷却しながら、１２ｇのトリフルオロメタン無水スルホン酸をゆっくりと滴下させた。全量滴下後から０℃で３時間反応させ、さらに室温で２時間反応させた。反応終了後水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後に濃縮し、トルエン溶媒にてシリカカラムを通し、化合物（Ｃ５）の白色固体１１ｇ（収率８０％）を得た。

続いて、下記反応式（７）を参照し、メカニカルスターラーを装着させた３００ｍｌの三口フラスコをアルゴンで十分に置換した後に、溶媒として１００ｍｌのＴＨＦを注ぎ、続いて、化合物（Ｃ５）（７ｇ、１０ｍｍｏｌ）、２−ナフチルフェニルアミン（５ｇ、２２ｍｍｏｌ）を加え、さらに触媒として酢酸パラジウム（９０ｍｇ、０．４ｍｍｏｌ）、ＢＩＮＡＰ（３７０ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）、および炭酸セシウム（７．２ｇ、２２ｍｍｏｌ）を加えて、ゆっくりと７０℃まで昇温させた。反応は７０℃で３０時間行った。反応終了後水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後に濃縮し、トルエン／酢酸エチル混合溶媒にてシリカカラムを通し、固体化合物１２ｇ（収率８１％）を得た。

得られた固体化合物を¹Ｈ−ＮＭＲ、¹³Ｃ−ＮＭＲ、およびＦＤ−ＭＳにて測定した結果、目的物である３，３’―ビス（Ｎ−２−ナフチルーＮ−フェニルアミノ）−８，８’―ビフルオランテン［表１構造式（２８）］であることを確認した。

＜実施例１＞
合成例１によって得られた８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテン［表１の構造式（１）］を用い、以下のように有機電界発光素子（図２参照）を作製した。

先ず、３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板１２上に、陽極１３としてクロム（Ｃｒ）よりなる膜（膜厚約１００ｎｍ）を形成し、さらに二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）を蒸着させることにより、２ｍｍ×２ｍｍの発光領域以外に絶縁膜でマスクした有機電界発光素子用のセルを作製した。

次に、真空蒸着法により、有機層１４の正孔注入層１４ａとして、下記構造式（３１）に示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡよりなる膜を３０ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。ただし、ｍ−ＭＴＤＡＴＡは、4,4',4”−トリス（フェニル−ｍ−トリルアミノ）トリフェニルアミンである。

次いで、正孔輸送層１４ｂとして、下記構造式（３２）に示されるα−ＮＰＤよりなる膜を３０ｎｍの膜厚（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／ｓｅｃ）で形成した。ただし、α−ＮＰＤは、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル[１，１’-ビフェニル]−４，４’―ジアミンである。

このようにして形成された正孔注入層１４ａおよび正孔輸送層１４ｂ上に、発光層１４ｃとして、上記合成例１によって得られた８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテン［表１の構造式（１）］を２０ｎｍの膜厚で蒸着した。

次いで、電子輸送層１４ｄとして、下記構造式（３３）に示すＡｌｑ3（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を２０ｎｍの膜厚で蒸着した。

以上のようにして、正孔注入層１４ａ、正孔輸送層１４ｂ、発光層１４ｃ、および電子輸送層１４ｄを順次積層してなる有機層１４を形成した後、陰極１５の第１層１５ａとして、Ｌｉ₂Ｏよりなる膜を真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓｅｃ．）の膜厚で形成した。

最後に、真空蒸着法により、第２層１５ａ上に陰極１５の第２層１５ｂとして膜厚１０ｎｍのＭｇＡｇ膜を形成した。

こうして作製した有機電界発光素子を直流電圧駆動したところ、下記表７に示すように、緑色の発色を確認し、発光輝度は駆動電圧５Ｖで３４０ｃｄ／ｍ²であった。また、この発光素子を初期輝度３００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したところ、発光寿命（輝度の半減寿命）は９００時間であった。

＜実施例２，３＞
実施例１記載の発光層１４ｃの有機材料として、上記表７に記載した各構造式の化合物をした使用したほかは、実施例１と全く同様に有機電界発光素子を作製し、同様の評価を行った。尚、表７には、評価結果も合わせて示した。

＜比較例１＞
実施例１記載の正孔輸送層１４ｂの有機材料として、下記構造式（３４）に示す３−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノフルオランテン（特開平１０−１２５４６７号公報参照）を使用した他は、実施例１と全く同様に有機電界発光素子を作製し同じく評価を行った。その結果を合わせて上記表７に示した。

以上の表７に示した結果から、本発明の有機材料を用いて有機層１４における発光層１４ｃが構成された実施例１〜３の有機電界発光素子は、構造式（３４）の化合物を用いて有機層１４における発光層１４ｃが構成された比較例１の有機電界発光素子と比較して、定電圧（５Ｖ）駆動での発光輝度の向上が図られ、発光寿命も大幅に向上していることが確認された。

＜実施例４＞
実施例１記載の発光層１４ｃとして、下記構造式（３５）に示される９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）を蒸着し、膜厚５０ｎｍの膜を形成した。その際、ＡＤＮには合成例１で製造された８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテン［表１の構造式（１）］を相対膜厚比（すなわち体積比）８体積％でドーピングして発光層１４ｃとした。

次いで、電子輸送層１４ｄとして、Ａｌｑ３を２０ｎｍの膜厚で蒸着した。こうして作製した有機電界発光素子を直流電圧駆動したところ、緑色の発色を確認し、発光輝度は駆動電圧５Ｖで１０００ｃｄ／ｍ²であった。また、この有機電界発光素子を初期輝度３００ｃｄ／ｍ²で定電流駆動したところ、発光寿命（輝度の半減寿命）は下記表８に示す通りとなった。

＜実施例５〜７＞
実施例４記載におけるＡＤＮに対する８−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−３，３’―ビフルオランテン［表１の構造式（１）］のドーピング濃度を、上記表８記載の濃度に変更した以外は、実施例４と同様な素子構成として評価を行った。その結果を合わせて上記表８に示した。

以上の表８に示した結果から、本発明の有機材料を発光層１４ｃにドープする場合、ドープ量３０体積％以下の範囲では、発光輝度（発光効率）も高く維持され、かつより優れた発光寿命が得られることが確認できた。

有機電界発光素子の一構成を示す断面図である。 本発明を適用した実施形態における有機電界発光素子の構成を示す断面図である。

符号の説明

１１…有機電界発光素子、１３…陽極、１４…有機層、１５…陰極、１４ｂ…正孔輸送層、１４ｃ…発光層、１４ｄ…電子輸送層

Claims (9)

1. 下記一般式（１）で示されるフルオランテンを二量化したビフルオランテン構造を有し、前記一般式（１）で示される分子内に下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基を少なくとも一つ含有する有機電界発光素子用の有機材料。
   

   

   ただし、前記ビフルオランテン構造は一般式（１）中において、一方のフルオランテンのＡ ¹ 〜Ａ ⁴ ，Ａ ¹⁵ 〜Ａ ²⁰ のうちのいずれか１ヶ所と、他方のフルオランテンのＡ ⁵ 〜Ａ ¹⁴ のうちのいずれか１ヶ所との間に結合を有する。二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、炭素数２０以下の置換あるいは未置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、またはシリル基である。また、二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰のうち少なくとも一つは下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基である。
   

   

   ただし、一般式（２）中のＡｒ^aおよびＡｒ^bは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。一般式（３）中のＡｒ^c は、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリーレン基であり、Ａｒ^d、Ａｒ^eは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。
2. 請求項１記載の有機材料において、
   前記一般式（１）におけるＡ¹〜Ａ⁴およびＡ¹⁵〜Ａ²⁰のうちの少なくとも１つと、Ａ⁵〜Ａ¹⁴のうちの少なくとも１つは、前記一般式（２）または一般式（３）の置換基を示す、有機材料。
3. 請求項１記載の有機材料において、
   前記一般式（１）におけるＡ¹、Ａ²、Ａ¹⁹、およびＡ²⁰のうちの１つと、Ａ⁷〜Ａ¹⁰のうちの１つは、前記一般式（２）または一般式（３）の置換基を示す、有機材料。
4. 陽極と陰極との間に有機層を狭持してなる有機電界発光素子において、
   前記有機層が、下記一般式（１）で示されるフルオランテンを二量化したビフルオランテン構造を有し、前記一般式（１）で示される分子内に下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基を少なくとも一つ含有する有機材料を用いて構成されている有機電界発光素子。
   

   

   ただし、前記ビフルオランテン構造は一般式（１）中において、一方のフルオランテンのＡ ¹ 〜Ａ ⁴ ，Ａ ¹⁵ 〜Ａ ²⁰ のうちのいずれか１ヶ所と、他方のフルオランテンのＡ ⁵ 〜Ａ ¹⁴ のうちのいずれか１ヶ所との間に結合を有する。二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰はそれぞれ独立に、水素、ハロゲン、ヒドロキシル基、炭素数２０以下の置換あるいは未置換のカルボニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のカルボニルエステル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルキル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルケニル基、炭素数２０以下の置換あるいは無置換のアルコキシル基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基、炭素数３０以下の置換あるいは無置換の複素環基、シアノ基、ニトロ基、またはシリル基である。また、二量化に用いられないＡ¹〜Ａ²⁰のうち少なくとも一つは下記一般式（２）または一般式（３）で示される置換基である。
   

   

   ただし、一般式（２）中のＡｒ^aおよびＡｒ^bは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。一般式（３）中のＡｒ^c は、炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリーレン基であり、Ａｒ^d、Ａｒ^eは、それぞれ独立に炭素数３０以下の置換あるいは無置換のアリール基である。
5. 請求項４記載の有機電界発光素子において、
   前記一般式（１）におけるＡ¹〜Ａ⁴およびＡ¹⁵〜Ａ²⁰のうちの少なくとも１つと、Ａ⁵〜Ａ¹⁴のうちの少なくとも１つは、前記一般式（２）または一般式（３）の置換基を示す、有機電界発光素子。
6. 請求項４記載の有機電界発光素子において、
   前記一般式（１）におけるＡ¹、Ａ²、Ａ¹⁹、およびＡ²⁰のうちの１つと、Ａ⁷〜Ａ¹⁰のうちの１つは、前記一般式（２）または一般式（３）の置換基を示す、有機電界発光素子。
7. 請求項４記載の有機電界発光素子において、
   前記有機層が、二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に前記一般式（２）で示される置換基を有する前記一般式（１）で示しされる有機材料を用いて構成された正孔輸送層を備えている、有機電界発光素子。
8. 請求項４記載の有機電界発光素子において、
   前記有機層が、二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に前記一般式（２）で示される置換基を有する前記一般式（１）で示しされる有機材料を用いて構成された発光層を備えている、有機電界発光素子。
9. 請求項８記載の有機電界発光素子において、
   前記発光層に、二量化に用いられないＡ ¹ 〜Ａ ²⁰ のうちの少なくとも１ヶ所に前記一般式（２）で示される置換基を有する前記一般式（１）で示しされる有機材料が３０体積％以下の割合で含まれている、有機電界発光素子。

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