(57)【要約】      （修正有）【課題】長寿命で高い発光効率を有する有機発光素子を提供すること。【解決手段】ＥS1（Ａ）＞ＥS1（Ｂ）＞ＥS1（Ｃ）を満たす第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子。ＥS1（Ａ）、ＥS1（Ｂ）、ＥS1（Ｃ）は、それぞれ第１有機化合物、第２有機化合物、第３有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位である。第２有機化合物と第３有機化合物は遅延蛍光材料である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記条件（ａ）を満たす第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子であって、
前記第２有機化合物および前記第３有機化合物は、互いに構造が異なる遅延蛍光材料である、有機発光素子。
条件（ａ）  ＥS1（Ａ）＞ＥS1（Ｂ）＞ＥS1（Ｃ）
（上式において、ＥS1（Ａ）は前記第１有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｂ）は前記第２有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｃ）は前記第３有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。）
【請求項２】
陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に、前記有機混合層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第２有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、請求項１または２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第３有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記第３有機化合物の含有量よりも多い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記第１有機化合物の含有量よりも多い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記有機混合層の４５重量％以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記有機混合層における前記第３有機化合物の含有量が前記有機混合層の１０重量％以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記有機混合層が金属元素を含まない、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記有機混合層が、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物のみで構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記第２有機化合物と前記第３有機化合物が、いずれもジシアノベンゼン構造を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
下記条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子であって、
前記第６有機化合物および前記第７有機化合物は、互いに構造が異なる遅延蛍光材料である、有機発光素子。
条件（ｂ）    ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｅ） または  ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｆ）
条件（ｃ）    ＥS1（Ｅ）＞ＥS1（Ｆ）＞ＥS1（Ｇ）
（上式において、ＥS1（Ｄ）は前記第５有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｅ）は前記第６有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｆ）は前記第７有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｇ）は前記第８有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。）
【請求項１３】
陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に前記有機混合層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記第６有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、請求項１２または１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第７有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記第７有機化合物の含有量よりも多い、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記第５有機化合物の含有量よりも多い、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記有機混合層における前記第５有機化合物の含有量が前記第７有機化合物の含有量よりも多い、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記有機混合層における前記第５有機化合物の含有量、前記第６有機化合物の含有量および前記第７有機化合物の含有量が、いずれも前記第８有機化合物の含有量よりも多い、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記有機混合層の４５重量％以上である、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２１】
前記有機混合層における前記第７有機化合物の含有量が前記有機混合層の２５重量％以下である、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２２】
前記有機混合層が金属元素を含まない、請求項１２〜２１のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２３】
前記有機混合層が、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物のみで構成される、請求項１２〜２２のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２４】
前記第６有機化合物と前記第７有機化合物が、いずれもジシアノベンゼン構造を含む、請求項１２〜２３のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２５】
前記有機混合層が発光層である、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【請求項２６】
前記有機混合層が発光層とは別の層として形成されている、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延蛍光材料を用いた有機発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの有機発光素子の発光効率を高める研究が盛んに行われている。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、ホール輸送材料、ホスト材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、発光効率を高める研究が種々なされてきている。その中には、遅延蛍光材料を利用した有機発光素子に関する研究も見受けられる。
【０００３】
遅延蛍光材料は、励起状態において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じた後、その励起一重項状態から基底状態へ戻る際に蛍光を放射する化合物である。こうした経路による蛍光は、基底状態から直接生じた励起一重項状態からの蛍光（通常の蛍光）よりも遅れて観測されるため、遅延蛍光と称されている。ここで、例えば、発光性化合物をキャリアの注入により励起した場合、励起一重項状態と励起三重項状態の発生確率は統計的に２５％：７５％であるため、直接生じた励起一重項状態からの蛍光のみでは、発光効率の向上に限界がある。一方、遅延蛍光材料では、励起一重項状態のみならず、励起三重項状態も上記の逆項間交差を介した経路により蛍光発光に利用することができるため、通常の遅延蛍光材料に比べて高い発光効率が得られることになる。
【０００４】
こうした遅延蛍光材料として、カルバゾリル基等のヘテロアリール基またはジフェニルアミノ基と少なくとも２つのシアノ基を有するベンゼン誘導体が提案され、そのベンゼン誘導体を発光層に用いた有機ＥＬ素子で高い発光効率が得られたことが確認されている（特許文献１参照）。
また、非特許文献１では、下記式で表されるカルバゾリルジシアノベンゼン誘導体（４ＣｚＴＰＮ）が熱活性型遅延蛍光材料であること、また、このカルバゾリルジシアノベンゼン誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子で、高い内部ＥＬ量子効率を達成したことが報告されている。
【０００５】
【化１】
2020096178.tif 000002
【０００６】
一方、遅延蛍光材料を発光材料として用いるのではなく、アシストドーパントとして発光層に用いることも提案されている（特許文献２参照）。ここでは、ホスト材料と蛍光発光材料の他に、ホスト材料と蛍光発光材料の中間の最低励起一重項エネルギー準位を有する遅延蛍光材料を発光層に添加することにより、発光効率を改善することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−４３５４１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７９８０９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H. Uoyama, et al., Nature 492, 234 (2012)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、特許文献１、特許文献２および非特許文献１には、遅延蛍光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子において、高い発光効率が得られたことが報告されている。しかしながら、本発明者らが、特許文献１や特許文献２の記載にしたがって有機エレクトロルミネッセンス素子を作製したところ、十分な寿命を確保することが難しいことが判明した。具体的には、寿命を改善しようとして発光層における遅延蛍光材料の濃度を上げると発光量子収率が低くなってしまうため、寿命と発光効率を両立させることが困難であった。また、駆動電圧も高いため、実用化を図るためには駆動電圧を下げる必要もある。特に赤色発光体である蛍光材料や遅延蛍光材料を用いた有機発光素子において、これらの課題の解決を図る研究はいまだ十分になされていない。
このような状況下において、本発明者らは、遅延蛍光材料を用いた有機発光素子において、長い寿命と高い発光効率を両立することを目的として鋭意検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、特定の条件を満たす複数の遅延蛍光材料を発光層に添加することにより、良好な寿命と発光効率を実現できることを見出した。また、このような複数の遅延蛍光材料を含む層を発光層に隣接する層として形成することによっても、良好な寿命と発光効率を実現できることを見出した。本発明は、こうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に、以下の構成を有する。
【００１１】
［１］  下記条件（ａ）を満たす第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子であって、
前記第２有機化合物および前記第３有機化合物は、互いに構造が異なる遅延蛍光材料である、有機発光素子。
条件（ａ）  ＥS1（Ａ）＞ＥS1（Ｂ）＞ＥS1（Ｃ）
（上式において、ＥS1（Ａ）は前記第１有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｂ）は前記第２有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｃ）は前記第３有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。）
［２］  陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に前記有機混合層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子である、［１］に記載の有機発光素子。
［３］  前記第２有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、［１］または［２］に記載の有機発光素子。
［４］  前記第３有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［５］  前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記第３有機化合物の含有量よりも多い、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［６］  前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記第１有機化合物の含有量よりも多い、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［７］  前記有機混合層における前記第２有機化合物の含有量が前記有機混合層の４５重量％以上である、［１］〜［６］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［８］  前記有機混合層における前記第３有機化合物の含有量が前記有機混合層の１０重量％以下である、［１］〜［７］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［９］  前記有機混合層が金属元素を含まない、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１０］  前記有機混合層が、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物のみで構成される、［１］〜［９］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１１］  前記第２有機化合物と前記第３有機化合物が、いずれもジシアノベンゼン構造を含む、［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【００１２】
［１２］  下記条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子であって、
前記第６有機化合物および前記第７有機化合物は、互いに構造が異なる遅延蛍光材料である、有機発光素子。
条件（ｂ）    ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｅ） または  ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｆ）
条件（ｃ）    ＥS1（Ｅ）＞ＥS1（Ｆ）＞ＥS1（Ｇ）
（上式において、ＥS1（Ｄ）は前記第５有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｅ）は前記第６有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｆ）は前記第７有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｇ）は前記第８有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。）
［１３］  陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に前記有機混合層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子である、［１２］に記載の有機発光素子。
［１４］  前記第６有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、［１２］または［１３］に記載の有機発光素子。
［１５］  前記第７有機化合物は、最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態とのエネルギーの差ΔＥstが０．３ｅＶ以下である、［１２］〜［１４］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１６］  前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記第７有機化合物の含有量よりも多い、［１２］〜［１５］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１７］  前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記第５有機化合物の含有量よりも多い、［１２］〜［１６］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１８］  前記有機混合層における前記第５有機化合物の含有量が前記第７有機化合物の含有量よりも多い、［１２］〜［１７］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［１９］前記有機混合層における前記第５有機化合物の含有量、前記第６有機化合物の含有量および前記第７有機化合物の含有量が、いずれも前記第８有機化合物の含有量よりも多い、［１２］〜［１８］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２０］  前記有機混合層における前記第６有機化合物の含有量が前記有機混合層の４５重量％以上である、［１２］〜［１９］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２１］  前記有機混合層における前記第７有機化合物の含有量が前記有機混合層の２５重量％以下である、［１２］〜［２０］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２２］  前記有機混合層が金属元素を含まない、［１２］〜［２１］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２３］  前記有機混合層が、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物のみで構成される、［１２］〜［２２］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２４］  前記第６有機化合物と前記第７有機化合物が、いずれもジシアノベンゼン構造を含む、［１２］〜［２３］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２５］  前記有機混合層が発光層である、［１］〜［２４］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
［２６］  前記有機混合層が発光層とは別の層として形成されている、［１］〜［２４］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高い発光効率と長い寿命を有する有機発光素子を提供することができる。また、駆動電圧を抑えた有機発光素子を提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて1Ｈであってもよいし、一部または全部が2Ｈ（デューテリウムＤ）であってもよい。
【００１６】
＜有機発光素子の第１態様＞
本発明の第１態様の有機発光素子は、第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子である。第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物は、下記条件（ａ）を満たす。
条件（ａ）  ＥS1（Ａ）＞ＥS1（Ｂ）＞ＥS1（Ｃ）
条件（ａ）において、ＥS1（Ａ）は第１有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｂ）は第２有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｃ）は第３有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。以下の説明では、第１態様の有機発光素子を「第１有機発光素子」ということがある。
第２有機化合物は遅延蛍光材料である。また、第３有機化合物は、第２有機化合物とは構造が異なる遅延蛍光材料である。本発明における「遅延蛍光材料」とは、励起状態において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じ、その励起一重項状態から基底状態へ戻る際に蛍光（遅延蛍光）を放射する有機化合物である。本発明では、蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製ストリークカメラシステム等）により発光寿命を測定したとき、発光寿命が１００ｎｓ（ナノ秒）以上の蛍光が観測されるものを遅延蛍光材料と言う。
第２有機化合物は、最低励起一重項エネルギー準位と７７Ｋの最低励起三重項エネルギー準位の差ΔＥSTが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
第３有機化合物は、最低励起一重項エネルギー準位と７７Ｋの最低励起三重項エネルギー準位の差ΔＥSTが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
ΔＥSTが小さければ、熱エネルギーの吸収によって励起一重項状態から励起三重項状態に逆項間交差しやすいため、熱活性化型の遅延蛍光材料として機能する。熱活性化型の遅延蛍光材料は、デバイスが発する熱を吸収して励起三重項状態から励起一重項へ比較的容易に逆項間交差し、その励起三重項エネルギーを効率よく発光に寄与させることができる。
【００１７】
［最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥT1）の差ΔＥSTの測定］
本願における、化合物の最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥT1）の差ΔＥSTは、その化合物について測定した蛍光スペクトルおよび燐光スペクトルから最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥT1）を以下の方法で算出し、ΔＥST＝ＥS1−ＥT1を計算することにより求めた値である。
（１）最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）
測定対象化合物の薄膜もしくはトルエン溶液（濃度１０-5ｍｏｌ／Ｌ）を調製して試料とする。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とする。この発光スペクトルの短波側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥS1とする。
換算式：ＥS1［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
後述の実施例における発光スペクトルの測定は、励起光源にＬＥＤ光源（Thorlabs社製、M300L4）を用いて検出器（浜松ホトニクス社製、PMA-12マルチチャンネル分光器 C10027-01）により行った。
（２）最低励起三重項エネルギー準位（ＥT1）
最低励起一重項エネルギー準位（ＥS1）の測定で用いたのと同じ試料を、液体窒素によって７７［Ｋ］に冷却し、励起光（３００ｎｍ）を燐光測定用試料に照射し、検出器を用いて燐光を測定する。励起光照射後から１００ミリ秒以降の発光を燐光スペクトルとする。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥT1とする。
換算式：ＥT1［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
【００１８】
（第１有機化合物）
第１有機化合物は、第２有機化合物および第３有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが大きい有機化合物であり、キャリアの輸送を担うホスト材料としての機能や第３有機化合物のエネルギーを該化合物中に閉じ込める機能を有する。これにより、第３有機化合物は、分子内でホールと電子とが再結合することによって生じたエネルギー、および、第１有機化合物および第２有機化合物から受け取ったエネルギーを効率よく発光に変換することができ、発光効率が高い有機発光素子を実現することができる。
第１有機化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。また、本発明の好ましい態様では、第１有機化合物は遅延蛍光を放射しない化合物の中から選択する。以下に、第１有機化合物として用いることができる好ましい化合物を挙げる。
【００１９】
【化２】
2020096178.tif 000003
【００２０】
【化３】
2020096178.tif 000004
【００２１】
【化４】
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【００２２】
【化５】
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【００２３】
【化６】
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【００２４】
【化７】
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【００２５】
【化８】
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【００２６】
【化９】
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【００２７】
（第２有機化合物および第３有機化合物）
第２有機化合物は、第１有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さくて、第３有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが大きい遅延蛍光材料である。第２有機化合物は、何らかの条件下で遅延蛍光を放射しうる化合物であればよく、本発明の第１有機発光素子において第２有機化合物に由来する遅延蛍光を放射することは必須とされない。本発明の第１有機発光素子において、第２有機化合物は、励起一重項状態の第１有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移する。また、第２有機化合物は、励起三重項状態の第１有機化合物からエネルギーを受け取って励起三重項状態に遷移してもよい。第２有機化合物はΔＥSTが小さいことから、励起三重項状態の第２有機化合物は励起一重項状態の第２有機化合物へ逆項間交差しやすい。これらの経路により生じた励起一重項状態の第２有機化合物は、第３有機化合物へエネルギーを与えて第３有機化合物を励起一重項状態に遷移させる。
第３有機化合物は、第１有機化合物および第２有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さい遅延蛍光材料である。第３有機化合物は、何らかの条件下で遅延蛍光を放射しうる化合物であればよく、本発明の第１有機発光素子では第３有機化合物に由来する遅延蛍光を放射する。第３有機化合物からの発光は通常は遅延蛍光を含む。本発明の第１有機発光素子からの発光の最大成分は第３有機化合物からの発光である。第３有機化合物は、励起一重項状態の第１有機化合物および第２有機化合物と、励起三重項状態から逆項間交差して励起一重項状態になった第２有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移する。また、第３有機化合物はΔＥSTが小さいことから、励起三重項状態の第３有機化合物が励起一重項状態の第３有機化合物へ逆項間交差しやすい。これらの経路により生じた励起一重項状態は、その後基底状態に戻るときに蛍光を放射する。第３有機化合物として用いる遅延蛍光材料としては、第１有機化合物および第２有機化合物からエネルギーを受け取って発光し得るものであれば特に限定されない。本発明の好ましい態様では、第２有機化合物の発光波長領域と第３有機化合物の吸収波長領域との間に重なりがあるように、各化合物を選択して組み合わせる。特に、第２有機化合物の発光スペクトルの長波長側のエッジと、第３有機化合物の吸収スペクトルの短波長側のエッジが重なっていることが好ましい。
【００２８】
第２有機化合物および第３有機化合物には、公知の遅延蛍光材料を用いることができる。また、知られていない遅延蛍光材料であっても、用いることが可能である。
好ましい遅延蛍光材料として、ＷＯ２０１３／１５４０６４号公報の段落０００８〜００４８および００９５〜０１３３、ＷＯ２０１３／０１１９５４号公報の段落０００７〜００４７および００７３〜００８５、ＷＯ２０１３／０１１９５５号公報の段落０００７〜００３３および００５９〜００６６、ＷＯ２０１３／０８１０８８号公報の段落０００８〜００７１および０１１８〜０１３３、特開２０１３−２５６４９０号公報の段落０００９〜００４６および００９３〜０１３４、特開２０１３−１１６９７５号公報の段落０００８〜００２０および００３８〜００４０、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報の段落０００７〜００３２および００７９〜００８４、ＷＯ２０１３／１６１４３７号公報の段落０００８〜００５４および０１０１〜０１２１、特開２０１４−９３５２号公報の段落０００７〜００４１および００６０〜００６９、特開２０１４−９２２４号公報の段落０００８〜００４８および００６７〜００７６、特開２０１７−１１９６６３号公報の段落００１３〜００２５、特開２０１７−１１９６６４号公報の段落００１３〜００２６、特開２０１７−２２２６２３号公報の段落００１２〜００２５、特開２０１７−２２６８３８号公報の段落００１０〜００５０、特開２０１８−１００４１１号公報の段落００１２〜００４３、ＷＯ２０１８／０４７８５３号公報の段落００１６〜００４４に記載される一般式に包含される化合物、特に例示化合物であって、遅延蛍光を放射するものを挙げることができる。また、特開２０１３−２５３１２１号公報、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報、ＷＯ２０１４／０３４５３５号公報、ＷＯ２０１４／１１５７４３号公報、ＷＯ２０１４／１２２８９５号公報、ＷＯ２０１４／１２６２００号公報、ＷＯ２０１４／１３６７５８号公報、ＷＯ２０１４／１３３１２１号公報、ＷＯ２０１４／１３６８６０号公報、ＷＯ２０１４／１９６５８５号公報、ＷＯ２０１４／１８９１２２号公報、ＷＯ２０１４／１６８１０１号公報、ＷＯ２０１５／００８５８０号公報、ＷＯ２０１４／２０３８４０号公報、ＷＯ２０１５／００２２１３号公報、ＷＯ２０１５／０１６２００号公報、ＷＯ２０１５／０１９７２５号公報、ＷＯ２０１５／０７２４７０号公報、ＷＯ２０１５／１０８０４９号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８２号公報、ＷＯ２０１５／０７２５３７号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８３号公報、特開２０１５−１２９２４０号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１４号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１５号公報、ＷＯ２０１５／１３３５０１号公報、ＷＯ２０１５／１３６８８０号公報、ＷＯ２０１５／１３７２４４号公報、ＷＯ２０１５／１３７２０２号公報、ＷＯ２０１５／１３７１３６号公報、ＷＯ２０１５／１４６５４１号公報、ＷＯ２０１５／１５９５４１号公報に記載される発光材料であって、遅延蛍光を放射するものを好ましく採用することができる。なお、この段落に記載される上記の公報は、本明細書の一部としてここに引用している。
【００２９】
下記一般式（１）で表され、遅延蛍光を放射する化合物を、本発明の遅延蛍光材料として好ましく用いることができる。本発明の好ましい実施態様では、第２有機化合物と第３有機化合物として、ともに一般式（１）で表される化合物を採用することができる。
【化１０】
2020096178.tif 000011
【００３０】
一般式（１）において、Ｘ1〜Ｘ5はＮまたはＣ−Ｒを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｘ1〜Ｘ5のうちの２つ以上がＣ−Ｒを表すとき、それらのＣ−Ｒは互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、Ｘ1〜Ｘ5のうちの少なくとも１つはＣ−Ｄ（ここでいうＤはドナー性基を表す）である。Ｘ1〜Ｘ5のすべてがＣ−Ｒであるとき、Ｚはアクセプター性基を表し、Ｘ1〜Ｘ5の少なくとも１つがＮであるとき、Ｚは水素原子または置換基を表す。
一般式（１）で表される化合物の中で特に好ましい化合物は、下記一般式（２）で表される化合物である。
【化１１】
2020096178.tif 000012
【００３１】
一般式（２）において、Ｘ1〜Ｘ5はＮまたはＣ−Ｒを表す。Ｒは水素原子または置換基を表す。Ｘ1〜Ｘ5のうちの２つ以上がＣ−Ｒを表すとき、それらのＣ−Ｒは互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、Ｘ1〜Ｘ5のうちの少なくとも１つはＣ−Ｄ（ここでいうＤはドナー性基を表す）である。
【００３２】
一般式（１）のＺが表す置換基の説明と好ましい範囲については、後述の一般式（７）の置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。一般式（１）のＺが表すアクセプター性基は、Ｚが結合している環に対して電子を供与する性質を有する基であり、例えばハメットのσｐ値が正の基の中から選択することができる。一般式（１）および一般式（２）のＤが表すドナー性基は、Ｄが結合している環に対して電子を吸引する性質を有する基であり、例えばハメットのσｐ値が負の基の中から選択することができる。以下において、アクセプター性基をＡと称することがある。
ここで、「ハメットのσｐ値」は、Ｌ．Ｐ．ハメットにより提唱されたものであり、パラ置換ベンゼン誘導体の反応速度または平衡に及ぼす置換基の影響を定量化したものである。具体的には、パラ置換ベンゼン誘導体における置換基と反応速度定数または平衡定数の間に成立する下記式：
log（ｋ／ｋ0） ＝ ρσｐ
または
log（Ｋ／Ｋ0） ＝ ρσｐ
における置換基に特有な定数（σｐ）である。上式において、ｋは置換基を持たないベンゼン誘導体の速度定数、ｋ0は置換基で置換されたベンゼン誘導体の速度定数、Ｋは置換基を持たないベンゼン誘導体の平衡定数、Ｋ0は置換基で置換されたベンゼン誘導体の平衡定数、ρは反応の種類と条件によって決まる反応定数を表す。本発明における「ハメットのσｐ値」に関する説明と各置換基の数値については、Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165-195(1991)のσｐ値に関する記載を参照することができる。
【００３３】
一般式（１）および一般式（２）において、Ｘ1〜Ｘ5はＮまたはＣ−Ｒを表すが、少なくとも１つはＣ−Ｄである。Ｘ1〜Ｘ5のうちＮの数は、０〜４つであり、例えば、Ｘ1とＸ3とＸ5、Ｘ1とＸ3、Ｘ1とＸ4、Ｘ2とＸ3、Ｘ1とＸ5、Ｘ2とＸ4、Ｘ1だけ、Ｘ2だけ、Ｘ3だけがＮである場合を例示することができる。Ｘ1〜Ｘ5のうちＣ−Ｄの数は１〜５つであり、２〜５つであることが好ましい。例えば、Ｘ1とＸ2とＸ3とＸ4とＸ5、Ｘ1とＸ2とＸ4とＸ5、Ｘ1とＸ2とＸ3とＸ4、Ｘ1とＸ3とＸ4とＸ5、Ｘ1とＸ3とＸ5、Ｘ1とＸ2とＸ5、Ｘ1とＸ2とＸ4、Ｘ1とＸ3とＸ4、Ｘ1とＸ3、Ｘ1とＸ4、Ｘ2とＸ3、Ｘ1とＸ5、Ｘ2とＸ4、Ｘ1だけ、Ｘ2だけ、Ｘ3だけがＣ−Ｄである場合を例示することができる。Ｘ1〜Ｘ5のうちの少なくとも１つはＣ−Ａであってもよい。ここでいうＡはアクセプター性基を表す。Ｘ1〜Ｘ5のうちＣ−Ａの数は０〜２であることが好ましく、０または１であることがより好ましい。Ｃ−ＡのＡとして好ましくはシアノ基を挙げることができる。また、Ｘ1〜Ｘ5は各々独立にＣ−ＤまたはＣ−Ａであってもよい。
Ｘ1〜Ｘ5のうちの隣り合う２つがＣ−Ｒを表すとき、２つのＲは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。互いに結合して形成する環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は２環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環、フラン環、チオフェン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノリン環などを挙げることができる。例えばトリフェニレンのように多数の環が縮合した環を形成してもよい。
【００３４】
一般式（１）および一般式（２）におけるドナー性基Ｄは、例えば下記の一般式（３）で表される基であることが好ましい。
【化１２】
2020096178.tif 000013
【００３５】
一般式（３）において、Ｒ11とＲ12は、各々独立に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ルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Ｒ11とＲ12は互いに結合して環状構造を形成してもよい。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｌのアリーレン基またはヘテロアリーレン基に導入しうる置換基は、一般式（１）や一般式（２）で表される基であってもよいし、後述する一般式（３）〜（６）で表される基であってもよい。これらの（１）〜（６）で表される基はＬに導入可能な置換基の最大数まで導入されていてもよい。また、一般式（１）〜（６）で表される基が複数個導入されている場合は、それらの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。＊は、一般式（１）または一般式（２）における環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。
ここでいう「アルキル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルキル基の炭素数は、例えば１以上、２以上、４以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルキル基の具体例として、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、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、イソヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ｎ−ノニル基、イソノニル基、ｎ−デカニル基、イソデカニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。置換基たるアルキル基は、さらにアリール基で置換されていてもよい。
「アルケニル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルケニル基の炭素数は、例えば２以上、４以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルケニル基の具体例として、エテニル基、ｎ−プロペニル基、イソプロペニル基、ｎ−ブテニル基、イソブテニル基、ｎ−ペンテニル基、イソペンテニル基、ｎ−ヘキセニル基、イソヘキセニル基、２−エチルヘキセニル基を挙げることができる。置換基たるアルケニル基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
「アリール基」および「ヘテロアリール基」は、単環であってもよいし、２つ以上の環が縮合した縮合環であってもよい。縮合環である場合、縮合している環の数は２〜６であることが好ましく、例えば２〜４の中から選択することができる。環の具体例として、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、キノリン環、ピラジン環、キノキサリン環、ナフチリジン環を挙げることができる。アリーレン基またはヘテロアリーレン基の具体例として、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基を挙げることができる。
置換基は、水素原子に置換しうる１価の基を意味しており、縮合するものを含む概念ではない。置換基の説明と好ましい範囲については、後述の一般式（７）の置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。
【００３６】
一般式（３）で表される化合物は、下記一般式（４）〜（６）のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
【化１３】
2020096178.tif 000014
【００３７】
一般式（４）〜（６）において、Ｒ51〜Ｒ60、Ｒ61〜Ｒ68、Ｒ71〜Ｒ78は、各々独立に水素原子または置換基を表す。ここでいう置換基の説明と好ましい範囲については、後述の一般式（７）における置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。Ｒ51〜Ｒ60、Ｒ61〜Ｒ68、Ｒ71〜Ｒ78は、各々独立に上記一般式（４）〜（６）のいずれかで表される基であることも好ましい。一般式（４）〜（６）における置換基の数は特に制限されない。すべてが無置換（すなわち水素原子）である場合も好ましい。また、一般式（４）〜（６）のそれぞれにおいて置換基が２つ以上ある場合、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。一般式（４）〜（６）に置換基が存在している場合、その置換基は一般式（４）であればＲ52〜Ｒ59のいずれかであることが好ましく、一般式（５）であればＲ62〜Ｒ67のいずれかであることが好ましく、一般式（６）であればＲ72〜Ｒ77のいずれかであることが好ましい。
【００３８】
一般式（４）〜（６）において、Ｒ51とＲ52、Ｒ52とＲ53、Ｒ53とＲ54、Ｒ54とＲ55、Ｒ55とＲ56、Ｒ56とＲ57、Ｒ57とＲ58、Ｒ58とＲ59、Ｒ59とＲ60、Ｒ61とＲ62、Ｒ62とＲ63、Ｒ63とＲ64、Ｒ65とＲ66、Ｒ66とＲ67、Ｒ67とＲ68、Ｒ71とＲ72、Ｒ72とＲ73、Ｒ73とＲ74、Ｒ75とＲ76、Ｒ76とＲ77、Ｒ77とＲ78は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。環状構造の説明と好ましい例については、上記の一般式（１）および一般式（２）のＸ1〜Ｘ5における環状構造の説明と好ましい例を参照することができる。
【００３９】
一般式（６）においてＸは連結鎖長が１原子である２価の酸素原子、硫黄原子、置換もしくは無置換の窒素原子、置換もしくは無置換の炭素原子、置換もしくは無置換のケイ素原子、カルボニル基、あるいは、結合鎖長が２原子である２価の置換もしくは無置換のエチレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のｏ−アリーレン基、または置換もしくは無置換のｏ−ヘテロアリーレン基を表す。置換基の具体例と好ましい範囲については、上記の一般式（１）および一般式（２）における置換基の記載を参照することができる。
【００４０】
一般式（４）〜（６）において、Ｌ12〜Ｌ14は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｌ12〜Ｌ14が表すアリーレン基またはヘテロアリーレン基の説明と好ましい範囲については、Ｌが表すアリーレン基またはヘテロアリーレン基の説明と好ましい範囲を参照することができる。Ｌ12〜Ｌ14は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましい。ここでいうアリーレン基やヘテロアリーレン基の置換基は、一般式（１）〜（６）で表される基であってもよい。一般式（１）〜（６）で表される基はＬ11〜Ｌ14に導入可能な置換基の最大数まで導入されていてもよい。また、一般式（１）〜（６）で表される基が複数個導入されている場合は、それらの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。＊は、一般式（１）または一般式（２）における環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。
【００４１】
本発明では、下記一般式（７）で表され、遅延蛍光を放射する化合物を、遅延蛍光材料として特に好ましく用いることができる。本発明の好ましい実施態様では、第２有機化合物と第３有機化合物として、ともに一般式（７）で表される化合物を採用することができる。なかでも、第２有機化合物と第３有機化合物がいずれもジシアノベンゼン構造を含む化合物であることが好ましい。
【化１４】
2020096178.tif 000015
【００４２】
一般式（７）において、Ｒ1〜Ｒ5の０〜４つはシアノ基を表し、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つは置換アミノ基を表し、残りのＲ1〜Ｒ5は水素原子、またはシアノ基と置換アミノ基以外の置換基を表す。
ここでいう置換アミノ基は、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基であることが好ましく、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を構成する２つのアリール基は互いに連結していてもよい。連結は、単結合でなされていてよいし（その場合はカルバゾ−ル環が形成される）、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ6）−、−Ｃ（Ｒ7）（Ｒ8）−、−Ｓｉ（Ｒ9）（Ｒ10）−などの連結基でなされていてもよい。ここで、Ｒ6〜Ｒ10は水素原子または置換基を表し、Ｒ7とＲ8、Ｒ9とＲ10は、それぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。
置換アミノ基はＲ1〜Ｒ5のいずれであってもよく、例えばＲ1とＲ2、Ｒ1とＲ3、Ｒ1とＲ4、Ｒ1とＲ5、Ｒ2とＲ3、Ｒ2とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ3、Ｒ1とＲ2とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ5、Ｒ1とＲ3とＲ4、Ｒ1とＲ3とＲ5、Ｒ2とＲ3とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ3とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ3とＲ5、Ｒ1とＲ2とＲ4とＲ5、Ｒ1とＲ2とＲ3とＲ4とＲ5を置換アミノ基とすること等ができる。シアノ基もＲ1〜Ｒ5のいずれであってもよく、例えばＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ1とＲ2、Ｒ1とＲ3、Ｒ1とＲ4、Ｒ1とＲ5、Ｒ2とＲ3、Ｒ2とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ3、Ｒ1とＲ2とＲ4、Ｒ1とＲ2とＲ5、Ｒ1とＲ3とＲ4、Ｒ1とＲ3とＲ5、Ｒ2とＲ3とＲ4をシアノ基とすること等ができる。
シアノ基でも置換アミノ基でもないＲ1〜Ｒ5は、水素原子または置換基を表す。ここでいう置換基の例として、ヒドロキシル基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基（例えば炭素数１〜４０）、アルコキシ基（例えば炭素数１〜４０）、アルキルチオ基（例えば炭素数１〜４０）、アリール基（例えば炭素数６〜３０）、アリールオキシ基（例えば炭素数６〜３０）、アリールチオ基（例えば炭素数６〜３０）、ヘテロアリール基（例えば環骨格構成原子数５〜３０）、ヘテロアリールオキシ基（例えば環骨格構成原子数５〜３０）、ヘテロアリールチオ基（例えば環骨格構成原子数５〜３０）、アシル基（例えば炭素数１〜４０）、アルケニル基（例えば炭素数１〜４０）、アルキニル基（例えば炭素数１〜４０）、アルコキシカルボニル基（例えば炭素数１〜４０）、アリールオキシカルボニル基（例えば炭素数１〜４０）、ヘテロアリールオキシカルボニル基（例えば炭素数１〜４０）、シリル基（例えば炭素数１〜４０のトリアルキルシリル基）、ニトロ基、ここに列挙した基がさらにここに列挙した１以上の基で置換された基からなる置換基群Ａを挙げることができる。上記ジアリールアミノ基のアリール基が置換されているときの置換基の好ましい例としても、上記の置換基群Ａの置換基を挙げることができ、さらにシアノ基と置換アミノ基も挙げることができる。
一般式（７）に包含される化合物群と化合物の具体例については、本明細書の一部としてここに引用するＷＯ２０１３／１５４０６４号公報の段落０００８〜００４８、ＷＯ２０１５／０８０１８３号公報の段落０００９〜００３０、ＷＯ２０１５／１２９７１５号公報の段落０００６〜００１９、特開２０１７−１１９６６３号公報の段落００１３〜００２５、特開２０１７−１１９６６４号公報の段落００１３〜００２６を参照することができる。なかでも特に下記の化合物を好ましい化合物の具体例として挙げることができる。下記構造式において、Ｍｅはメチル基、ｔ−Ｂｕはtert−ブチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。Ｒは特に記載がない限り、水素原子または置換基を表し、置換基はメチル基、tert−ブチル基、フェニル基またはカルバゾリル基である。
【化１５】
2020096178.tif 000016
【００４３】
【化１６】
2020096178.tif 000017
【００４４】
【化１７】
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【００４５】
【化１８】
2020096178.tif 000019
【００４６】
【化１９】
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【００４７】
【化２０】
2020096178.tif 000021
【００４８】
【化２１】
2020096178.tif 000022
【００４９】
また、化合物として以下の化合物であることも好ましい。
【化２２】
2020096178.tif 000023
【００５０】
上記の化合物を含む遅延蛍光材料の具体例を、下に表として掲載する。表では、上記一般式（７）のＲ1〜Ｒ5を特定する形で各化合物を規定している。
【００５１】
表の中で参照しているＤ１〜Ｄ１４７、Ｐ１〜Ｐ２２の構造は以下の通りである。＊は結合位置を表す。
【化２３】
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【００５２】
【化２４】
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【００５３】
【表１】
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【００５４】
また、下記一般式（８）で表され、遅延蛍光を放射する化合物も、本発明の遅延蛍光材料として特に好ましく用いることができる。本発明の好ましい実施態様では、第２有機化合物と第３有機化合物として、ともに一般式（８）で表される化合物を採用することができる。
【化２５】
2020096178.tif 000420
【００５５】
一般式（８）において、Ｙ1、Ｙ2およびＹ3は、いずれか２つが窒素原子で残りの１つがメチン基を表すか、または、Ｙ1、Ｙ2およびＹ3のすべてが窒素原子を表す。Ｚ1およびＺ2は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ11〜Ｒ18は、各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ11〜Ｒ18の少なくとも１つは、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、または置換もしくは無置換のカルバゾリル基であることが好ましい。前記アリールアミノ基を構成するベンゼン環、前記カルバゾリル基を構成するベンゼン環は、それぞれＲ11〜Ｒ18と一緒になって単結合または連結基を形成してもよい。また、一般式（８）で表される化合物は分子中にカルバゾール構造を少なくとも２つ含む。Ｚ1、Ｚ2が採りうる置換基の例としては、上記の置換基群Ａの置換基を挙げることができる。また、Ｒ11〜Ｒ18、上記アリールアミノ基、カルバゾリル基が採りうる置換基の具体例については、上記の置換基群Ａの置換基、シアノ基、置換アリールアミノ基、置換アルキルアミノ基を挙げることができる。なお、Ｒ11とＲ12、Ｒ12とＲ13、Ｒ13とＲ14、Ｒ15とＲ16、Ｒ16とＲ17、Ｒ17とＲ18は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
一般式（８）で表される化合物の中でも、特に一般式（９）で表される化合物が有用である。
【化２６】
2020096178.tif 000421
【００５６】
一般式（９）において、Ｙ1、Ｙ2およびＹ3は、いずれか２つが窒素原子で残りの１つがメチン基を表すか、または、Ｙ1、Ｙ2およびＹ3のすべてが窒素原子を表す。Ｚ2は、水素原子または置換基を表す。Ｒ11〜Ｒ18およびＲ21〜Ｒ28は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ11〜Ｒ18の少なくとも１つ、および／または、Ｒ21〜Ｒ28の少なくとも１つは、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、または置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表すことが好ましい。前記アリールアミノ基を構成するベンゼン環、前記カルバゾリル基を構成するベンゼン環は、それぞれＲ11〜Ｒ18またはＲ21〜Ｒ28と一緒になって単結合または連結基を形成してもよい。Ｚ2が採りうる置換基の例としては、上記の置換基群Ａの置換基を挙げることができる。また、Ｒ11〜Ｒ18、Ｒ21〜Ｒ28、上記アリールアミノ基、カルバゾリル基が採りうる置換基の具体例については、上記の置換基群Ａの置換基、シアノ基、置換アリールアミノ基、置換アルキルアミノ基を挙げることができる。なお、Ｒ11とＲ12、Ｒ12とＲ13、Ｒ13とＲ14、Ｒ15とＲ16、Ｒ16とＲ17、Ｒ17とＲ18、Ｒ21とＲ22、Ｒ22とＲ23、Ｒ23とＲ24、Ｒ25とＲ26、Ｒ26とＲ27、Ｒ27とＲ28は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
一般式（９）に包含される化合物群と化合物の具体例については、本明細書の一部としてここに引用するＷＯ２０１３／０８１０８８号公報の段落００２０〜００６２や、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ，９８，０８３３０２（２０１１）に記載の化合物を参照することができる。なかでも好ましい化合物の具体例として、特に下記の化合物を挙げることができる。
【化２７】
2020096178.tif 000422
【００５７】
下記の化合物も遅延蛍光材料として用いることができる。
【化２８】
2020096178.tif 000423
【００５８】
【化２９】
2020096178.tif 000424
【００５９】
【化３０】
2020096178.tif 000425
【００６０】
【化３１】
2020096178.tif 000426
【００６１】
本発明の第３有機化合物として用いることができる化合物の最大発光波長は特に制限されない。このため、可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）に最大発光波長を有する遅延蛍光材料や赤外領域（７８０ｎｍ〜１ｍｍ）に最大発光波長を有する遅延蛍光材料などを適宜選択して使用することが可能である。例えば、３８０〜７８０ｎｍの領域内における最大発光波長が５００〜７８０ｎｍの範囲内にある遅延蛍光材料を選択して用いたりすることができる。例えば、最大発光波長が５００〜５７０ｎｍの緑色範囲内にある遅延蛍光材料を選択したり、最大発光波長が６５０〜７８０ｎｍの赤色範囲内にある遅延蛍光材料を選択したりしてもよい。最大発光波長が５００〜７８０ｎｍの範囲内にある遅延蛍光材料の具体例として、以下の化合物を挙げることができる。なお、本発明の有機混合層は４００〜４９０ｎｍに最大発光波長を有する発光材料を含まないように構成してもよい。
【化３２】
2020096178.tif 000427
【００６２】
本発明の第２有機化合物として用いる遅延蛍光材料と第３有機化合物として用いる遅延蛍光材料は、条件（ａ）を満たすように選択して組み合わせる。本発明の好ましい一態様として、第２有機化合物と第３有機化合物を同じ基本骨格を有する遅延蛍光材料の中から選択して組み合わせる態様を挙げることができる。例えば、上記一般式（１）で表される遅延蛍光材料の中から第２有機化合物と第３有機化合物を選択して用いることができる。また、上記一般式（２）で表される遅延蛍光材料の中から第２有機化合物と第３有機化合物を選択して用いることができる。
【００６３】
（第４有機化合物）
第１有機発光素子は、さらに第１有機化合物〜第３有機化合物以外の有機化合物を有機混合層に含んでいてもよい。有機混合層がさらに含んでもよい有機化合物として、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さい発光材料（以下、「第４有機化合物」という）を挙げることができる。こうした第４有機化合物は、励起一重項状態の第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物と、励起三重項状態から逆項間交差して励起一重項状態になった第２有機化合物および第３有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移し、その後基底状態に戻るときに光を放射することができる。第４有機化合物として用いる発光体としては、このように第１有機化合物〜第３有機化合物からエネルギーを受け取って発光し得るものであれば特に限定されず、発光は蛍光であっても、遅延蛍光であっても、りん光であっても構わない。中でも、第４有機化合物として用いる発光材料は、最低励起一重項エネルギー準位から基底エネルギー準位に戻るときに蛍光を放射するものであることが好ましい。第４有機化合物は、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さい発光体であれば２種以上を用いてもよい。例えば、発光色が異なる２種以上の第４有機化合物を併用することにより、所望の色を発光させることが可能になる。
第４有機化合物としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、クリセン誘導体、ルブレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、スチルベン誘導体、フルオレン誘導体、アントリル誘導体、ピロメテン誘導体、ターフェニル誘導体、ターフェニレン誘導体、フルオランテン誘導体、アミン誘導体、キナクリドン誘導体、オキサジアゾール誘導体、マロノニトリル誘導体、ピラン誘導体、カルバゾール誘導体、ジュロリジン誘導体、チアゾール誘導体、金属（Al,Zn）を有する誘導体や、これらの母体化合物（誘導体に変換する前の化合物）等を挙げることができる。すなわち、ここで例示した誘導体の環骨格は、置換基を有してもよいし、置換基を有していなくてもよい。また、第４有機化合物は、２種類以上の環骨格を含んでいてもよい。発光材料の具体例については、下記の（第８有機化合物）の欄に挙げた「第８有機化合物として用いることができる好ましい化合物」も参照することができる。
【００６４】
（有機混合層）
本発明の有機発光素子の有機混合層は、条件（ａ）を満たす第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む。有機混合層は、第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物以外に、電荷やエネルギーの授受を行う化合物や金属元素を含まない構成にすることができる。また、有機混合層は、第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物の３化合物のみから構成することもできる。さらに有機混合層は、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子のみから構成される化合物だけで構成することもできる。あるいは、有機混合層は、炭素原子、水素原子および窒素原子からなる群より選択される原子のみから構成される化合物だけで構成することもできる。
【００６５】
有機混合層に含まれる第１有機化合物の含有量は、有機混合層の１重量％以上とすることが好ましく、例えば１０重量％以上、２０重量％以上、３０重量％以上、５０重量％以上、８０重量％以上とすることができる。また、有機混合層の９９重量％以下とすることが好ましく、例えば９０重量％以下、場合によっては７０重量％以下、５０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下とすることもできる。
有機混合層に含まれる第２有機化合物の含有量は、有機混合層の１重量％以上とすることが好ましく、１０重量％以上とすることがより好ましく、１５重量％以上とすることがさらに好ましく、２０重量％以上とすることがさらにより好ましい。また、２５重量％以上、４５重量％以上、５０重量％以上とすることができる。また、有機混合層の９５重量％以下とすることが好ましく、例えば８０重量％以下、６０重量％以下とすることができ、場合によっては５０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下とすることもできる。
有機混合層に含まれる第３有機化合物の含有量は、有機混合層の０．０１重量％以上とすることが好ましく、例えば０．１重量％以上、１重量％以上とすることができる。また、有機混合層の３０重量％以下とすることが好ましく、例えば２０重量％以下、１０重量％以下、５重量％以下とすることができる。
第３有機化合物の濃度消光速度定数の傾きをパラメータとして有機混合層を規定することが可能である。また、第２有機化合物の濃度消光速度定数の傾きをパラメータとして有機混合層を規定することも可能である。
【００６６】
有機混合層における第２有機化合物の含有量は第３有機化合物の含有量よりも多いことが好ましい。また、有機混合層における第１有機化合物の含有量は前記第３有機化合物の含有量よりも多いことが好ましい。有機混合層における第２有機化合物の含有量は第１有機化合物の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよいし、同じであってもよい。
例えば、有機混合層内の組成を、第１有機化合物を１０〜７０重量％、第２有機化合物を１０〜８０重量％、第３有機化合物を０．１〜３０重量％としてもよい。また有機混合層内の組成を、第１有機化合物を２０〜４５重量％、第２有機化合物を５０〜７５重量％、第３有機化合物を５〜２０重量％としてもよい。
【００６７】
有機混合層の第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物の種類と含有率は、特定の条件を満たすものであることが好ましい。例えば、有機混合層に含まれる第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物の合計重量を１００重量％とし、第２有機化合物の含有率をＡ重量％、第３有機化合物の含有率をＢ重量％としたとき、本発明では下記の条件を満たすようにＡとＢを決定することが好ましい。なお、以下に記載される光励起に用いる励起光の波長は３００ｎｍ以上であることが好ましく、例えば３３７ｎｍを採用することができる。測定誤差を少なくするために、十分な吸光度の膜厚で測定することが好ましく、例えば膜厚は５０ｎｍとすることができる。
（１）第２有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第２有機化合物の含有率＝Ａ重量％）の光励起による発光量子収率φPL2（Ａ）と、第３有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第３有機化合物の含有率＝Ａ重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（Ａ）が、以下の関係式を満たす。
φPL2（Ａ）  ＞  φPL3（Ａ）
（２）第３有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第３有機化合物の含有率＝Ｂ重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（Ｂ）と、第３有機化合物の単独膜の光励起による発光量子収率φPL3（100）が、以下の関係式を満たす。
φPL3（Ｂ）  ＞  Ｘ％
φPL3（100） ＜  Ｘ％
上記（１）において、Ａは１５〜７５重量％の範囲内から選択することが好ましく、下限値としては１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、３０重量％以上の態様が挙げられる。上限値としては７５重量％以下、６０重量％以下、５０重量％以下、４０重量％以下の態様が挙げられる。Ｂは、０．０１〜３０重量％の範囲内から選択することが好ましく、下限値としては０．０１重量％以上、０．１重量％以上、０．５重量％以上、１重量％以上、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上の態様が挙げられる。また、上限値としては２０重量％以下、２５重量％以下、３０重量％以下の態様が挙げられる。Ｘは、２０〜１００％、３０〜１００％、４０〜１００％の態様が挙げられ、好ましくは５０〜１００％、６０〜１００％、７０〜１００％、８０〜１００％の態様が挙げられる。φPL3（100）は、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満の態様が挙げられる。
上記（１）と（２）の関係を満たすように、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物の種類と含有率を選択して有機混合層を形成することにより、有機発光素子の寿命を効果的に長くすることができる。そのような第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物の組み合わせとして、例えばｍＣＢＰ、４ＣｚＩＰＮ−Ｍｅ、４ＣｚＴＰＮの組み合わせを挙げることができる。このとき、第３有機化合物の単独膜の光励起による発光量子収率φPL3（100）は８％であり、第３有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（第３有機化合物の含有率＝５重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（5）は５２％である。また、第２有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（第２有機化合物の含有率＝５０重量％）の光励起による発光量子収率φPL2（50）は、第３有機化合物と第１有機化合物の共蒸着膜（第３有機化合物の含有率＝５０重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（50）よりも大きい。上記（１）と（２）の関係を満たすことができる他の組み合わせとして、例えばｍＣＢＰ、４ＣｚＩＰＮ、４ＣｚＴＰＮの組み合わせも挙げることができる。
【００６８】
有機混合層は、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物を共蒸着することにより形成してもよいし、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物を溶解させた溶液を用いて塗布法により形成してもよい。共蒸着により有機混合層を形成するときには、第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物のうちの２つ以上をあらかじめ混合してるつぼ等に入れて蒸着源とし、その蒸着源を用いて共蒸着により有機混合層を形成してもよい。例えば、第２有機化合物および第３有機化合物とあらかじめ混合して１つの蒸着源を作成しておき、その蒸着源と第１有機化合物の蒸着源を用いて共蒸着することにより有機混合層を形成してもよい。
【００６９】
＜有機発光素子の第２態様＞
本発明の第２態様の有機発光素子は、第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物を含む有機混合層を有する有機発光素子である。第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物は、下記条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす。
条件（ｂ）    ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｅ） または  ＥS1（Ｄ）＞ＥS1（Ｆ）
条件（ｃ）    ＥS1（Ｅ）＞ＥS1（Ｆ）＞ＥS1（Ｇ）
ここで、ＥS1（Ｄ）は第５有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｅ）は第６有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｆ）は第７有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表し、ＥS1（Ｇ）は前記第８有機化合物の最低励起一重項エネルギー準位を表す。以下の説明では、第２態様の有機発光素子を「第２有機発光素子」ということがある。
第６有機化合物は遅延蛍光材料である。また、第７有機化合物は、第６有機化合物とは構造が異なる遅延蛍光材料である。「遅延蛍光材料」の定義については、上記の＜有機発光素子の第１態様＞の欄の記載を参照することができる。
第６有機化合物は、最低励起一重項エネルギー準位と７７Ｋの最低励起三重項エネルギー準位の差ΔＥSTが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
第７有機化合物は、最低励起一重項エネルギー準位と７７Ｋの最低励起三重項エネルギー準位の差ΔＥSTが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
ΔＥSTが小さければ、熱エネルギーの吸収によって励起一重項状態から励起三重項状態に逆項間交差しやすいため、熱活性化型の遅延蛍光材料として機能する。熱活性化型の遅延蛍光材料は、デバイスが発する熱を吸収して励起三重項状態から励起一重項へ比較的容易に逆項間交差し、その励起三重項エネルギーを効率よく発光に寄与させることができる。ΔＥSTの測定方法については、上記の＜有機発光素子の第１態様＞の欄の記載を参照することができる。
【００７０】
（第５有機化合物）
第５有機化合物は、第７有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが大きい有機化合物である。第５有機化合物は、第６有機化合物と第７有機化合物の両方よりも最低励起一重項エネルギーが大きい有機化合物であることが好ましい。第５有機化合物は、キャリアの輸送を担うホスト材料としての機能や第８有機化合物のエネルギーを該化合物中に閉じ込める機能を有する。これにより、第８有機化合物は、分子内でホールと電子とが再結合することによって生じたエネルギー、および、第５有機化合物、第６有機化合物および第７有機化合物から受け取ったエネルギーを効率よく発光に変換することができ、発光効率が高い有機発光素子を実現することができる。
第５有機化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。また、本発明の好ましい態様では、第５有機化合物は遅延蛍光を放射しない化合物の中から選択する。第５有機化合物として用いることができる好ましい化合物の例については、上記の（第１有機化合物）の欄に挙げた「第１有機化合物として用いることができる好ましい化合物」の例を参照することができる。
【００７１】
（第６有機化合物および第７有機化合物）
第６有機化合物は、第７有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが大きい遅延蛍光材料である。第６有機化合物は、何らかの条件下で遅延蛍光を放射しうる化合物であればよく、本発明の第２有機発光素子において第６有機化合物に由来する遅延蛍光を放射することは必須とされない。
第６有機化合物は、第５有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが大きくても、小さくても
、同じでもよいが、小さいことが好ましい。それによって、本発明の第２有機発光素子において、第６有機化合物は、励起一重項状態の第５有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移することができる。また、第６有機化合物は、励起三重項状態の第５有機化合物からエネルギーを受け取って励起三重項状態に遷移してもよい。第６有機化合物はΔＥSTが小さいことから、励起三重項状態の第６有機化合物は励起一重項状態の第６有機化合物へ逆項間交差しやすい。これらの経路により生じた励起一重項状態の第６有機化合物は、第７有機化合物へエネルギーを与えて第７有機化合物を励起一重項状態に遷移させる。
第７有機化合物は、第５有機化合物および第６有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さい遅延蛍光材料である。第７有機化合物は、何らかの条件下で遅延蛍光を放射しうる化合物であればよく、本発明の第２有機発光素子において第７有機化合物に由来する遅延蛍光を放射することは必須とされない。第７有機化合物は、励起一重項状態の第５有機化合物および第６有機化合物と、励起三重項状態から逆項間交差して励起一重項状態になった第６有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移する。また、第７有機化合物はΔＥSTが小さいことから、励起三重項状態の第７有機化合物が励起一重項状態の第７有機化合物へ逆項間交差しやすい。これらの経路により生じた励起一重項状態の第７有機化合物は、第８有機化合物へエネルギーを与えて第８有機化合物を励起一重項状態に遷移させる。第８有機化合物の励起一重項状態は、その後基底状態に戻るときに蛍光を放射する。
第７有機化合物として用いる遅延蛍光材料としては、第５有機化合物および第６有機化合物からエネルギーを受け取って発光し得るものであれば特に限定されない。本発明の好ましい態様では、第６有機化合物の発光波長領域と第７有機化合物の吸収波長領域との間に重なりがあるように、各化合物を選択して組み合わせる。特に、第６有機化合物の発光スペクトルの長波長側のエッジと、第７有機化合物の吸収スペクトルの短波長側のエッジが重なっていることが好ましい。
【００７２】
第６有機化合物および第７有機化合物には、公知の遅延蛍光材料を用いることができる。また、知られていない遅延蛍光材料であっても、用いることが可能である。第６有機化合物および第７有機化合物として用いうる遅延蛍光材料の化合物例については、上記の（第２有機化合物および第３有機化合物）の欄に挙げた遅延蛍光材料の化合物例を参照することができる。
【００７３】
本発明の第６有機化合物として用いる遅延蛍光材料と第７有機化合物として用いる遅延蛍光材料は、条件（ｃ）を満たすように選択して組み合わせる。本発明の好ましい一態様として、第６有機化合物と第７有機化合物を同じ基本骨格を有する遅延蛍光材料の中から選択して組み合わせる態様を挙げることができる。例えば、上記一般式（１）で表されるベンゾニトリル構造を有する遅延蛍光材料の中から第６有機化合物と第７有機化合物を選択して用いることができる。また、上記一般式（２）で表される遅延蛍光材料の中から第６有機化合物と第７有機化合物を選択して用いることができる。
【００７４】
（第８有機化合物）
第８有機化合物は、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが小さい有機化合物であり、発光性を有する有機化合物（発光材料）であることが好ましい。第８有機化合物が発光材料である場合、有機発光素子は第８有機化合物に由来する光を発光する。発光には蛍光、遅延蛍光、りん光のいずれが含まれていても構わないが、有機発光素子からの発光の最大成分は第８有機化合物からの発光であることが好ましい。
第８有機化合物として用いる発光材料は、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物からエネルギーを受け取って発光し得るものであれば特に限定されず、蛍光材料、遅延蛍光材料、りん光材料のいずれであってもよい。第８有機化合物が蛍光材料である場合、励起一重項状態の第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物と、励起三重項状態から逆項間交差して励起一重項状態になった第６有機化合物と第７有機化合物からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移する。生じた励起一重項状態は、その後基底状態に戻るときに蛍光を放射する。また、第８有機化合物が遅延蛍光材料やりん光材料である場合にも、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物から受け取ったエネルギーを利用して発光することができる。第８有機化合物は、条件（ｃ）を満たすものであれば２種以上を用いてもよい。例えば、発光色が異なる２種以上の第８有機化合物を併用することにより、所望の色を発光させることが可能になる。２種以上の第８有機化合物を併用する場合、各第８有機化合物は最低励起一重項エネルギー準位が同じであっても異なっていてもよいが、異なっていることが好ましい。
第８有機化合物の例として、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、クリセン誘導体、ルブレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、スチルベン誘導体、フルオレン誘導体、アントリル誘導体、ピロメテン誘導体、ターフェニル誘導体、ターフェニレン誘導体、フルオランテン誘導体、アミン誘導体、キナクリドン誘導体、オキサジアゾール誘導体、マロノニトリル誘導体、ピラン誘導体、カルバゾール誘導体、ジュロリジン誘導体、チアゾール誘導体、金属（Al,Zn）を有する誘導体や、これらの母体化合物（誘導体に変換する前の化合物）等を挙げることができる。すなわち、ここで例示した誘導体の環骨格は、置換基を有してもよいし、置換基を有していなくてもよい。また、第８有機化合物は、２種類以上の環骨格を含んでいてもよい。
本発明では、第８有機化合物として用いることができる化合物の最大発光波長は特に制限されない。このため、可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）に最大発光波長を有する発光材料や赤外領域（７８０ｎｍ〜１ｍｍ）に最大発光波長を有する発光材料などを適宜選択して使用することが可能である。例えば、３８０〜７８０ｎｍの領域内における最大発光波長が５００〜７８０ｎｍの範囲内にある発光材料を選択して用いたりすることができる。例えば、最大発光波長が５００〜５７０ｎｍの緑色範囲内にある発光材料を選択したり、最大発光波長が６５０〜７８０ｎｍの赤色範囲内にある発光材料を選択したりして用いてもよい。
以下に、第８有機化合物として用いることができる好ましい化合物を発光色毎に挙げる。なお、以下の例示化合物の構造式において、Ｅｔはエチル基を表し、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を表す。
【００７５】
【化３３】
2020096178.tif 000428
【００７６】
【化３４】
2020096178.tif 000429
【００７７】
【化３５】
2020096178.tif 000430
2020096178.tif 000431
【００７８】
【化３６】
2020096178.tif 000432
【００７９】
（２）赤色発光化合物
【化３７】
2020096178.tif 000433
【００８０】
【化３８】
2020096178.tif 000434
【００８１】
【化３９】
2020096178.tif 000435
【００８２】
【化４０】
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【００８３】
【化４１】
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【００８４】
（３）青色発光化合物
【化４２】
2020096178.tif 000438
【００８５】
【化４３】
2020096178.tif 000439
【００８６】
【化４４】
2020096178.tif 000440
【００８７】
【化４５】
2020096178.tif 000441
【００８８】
【化４６】
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【００８９】
【化４７】
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【００９０】
【化４８】
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【００９１】
【化４９】
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【００９２】
【化５０】
2020096178.tif 000447
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【００９３】
（４）黄色発光化合物
【化５１】
2020096178.tif 000449
【００９４】
以上の各発光色の化合物の他、下記の化合物も第８有機化合物として用いることができる。
【化５２】
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【００９５】
（有機混合層）
本発明の第２有機発光素子の有機混合層は、条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物を含む。有機混合層は、第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物以外に、電荷やエネルギーの授受を行う化合物や金属元素を含まない構成にすることができる。また、有機混合層は、第５有機化合物と第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物の４化合物のみから構成することもできる。さらに有機混合層は、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子のみから構成される化合物だけで構成することもできる。あるいは、有機混合層は、炭素原子、水素原子および窒素原子からなる群より選択される原子のみから構成される化合物だけで構成することもできる。
【００９６】
有機混合層に含まれる第５有機化合物の含有量は、有機混合層の１重量％以上とすることが好ましく、例えば１０重量％以上、２０重量％以上、３０重量％以上、５０重量％以上、８０重量％以上とすることができる。また、有機混合層の９９重量％以下とすることが好ましく、例えば９０重量％以下、場合によっては７０重量％以下、５０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下とすることもできる。
有機混合層に含まれる第６有機化合物の含有量は、有機混合層の１重量％以上とすることが好ましく、例えば１０重量％以上、２５重量％以上、４５重量％以上、５０重量％以上とすることができる。また、有機混合層の９５重量％以下とすることが好ましく、例えば８０重量％以下、６０重量％以下とすることができ、場合によっては５０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下とすることもできる。
有機混合層に含まれる第７有機化合物の含有量は、有機混合層の０．１重量％以上とすることが好ましく、例えば１重量％以上、３重量％以上とすることができる。また、有機混合層の３０重量％以下とすることが好ましく、例えば２０重量％以下、１０重量％以下、５重量％以下とすることができる。
有機混合層に含まれる第８有機化合物の含有量は、有機混合層の０．０１重量％以上とすることが好ましく、例えば０．１重量％以上、１重量％以上とすることができる。また、有機混合層の２０重量％以下とすることが好ましく、例えば１０重量％以下、５重量％以下、１重量％以下とすることができる。
第７有機化合物の濃度消光速度定数の傾きをパラメータとして有機混合層を規定することが可能である。また、第６有機化合物の濃度消光速度定数の傾きをパラメータとして有機混合層を規定することも可能である。
【００９７】
有機混合層における第６有機化合物の含有量は第７有機化合物の含有量よりも多いことが好ましい。また、有機混合層における第５有機化合物の含有量は前記第７有機化合物の含有量よりも多いことが好ましい。有機混合層における第６有機化合物の含有量は第５有機化合物の含有量よりも多くてもよいし、少なくてもよいし、同じであってもよい。有機混合層における第８有機化合物の含有量は、第５有機化合物の含有量、第６有機化合物の含有量、第７有機化合物の含有量よりも少ないことが好ましい。
例えば、有機混合層内の組成を、第５有機化合物を１０〜７０重量％、第６有機化合物を１０〜８０重量％、第７有機化合物を０．１〜３０重量％、第８有機化合物を０．０１〜１０重量％としてもよい。また有機混合層内の組成を、第５有機化合物を２０〜４０重量％、第６有機化合物を４０〜６０重量％、第７有機化合物を１〜１０重量％、第８有機化合物を０．０１〜３重量％としてもよい。
【００９８】
有機混合層を構成する化合物のうち、第５有機化合物、第６有機化合物および第７有機化合物の種類と含有率は、特定の条件を満たすものであることが好ましい。例えば、有機混合層に含まれる第５有機化合物、第６有機化合物および第７有機化合物の合計重量を１００重量％とし、第６有機化合物の含有率をＡ重量％、第７有機化合物の含有率をＢ重量％としたとき、本発明では下記の条件を満たすようにＡとＢを決定することが好ましい。なお、以下に記載される光励起に用いる励起光の波長は３００ｎｍ以上であることが好ましく、例えば３３７ｎｍを採用することができる。測定誤差を少なくするために、十分な吸光度の膜厚で測定することが好ましく、例えば膜厚は５０ｎｍとすることができる。
（１）第６有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第６有機化合物の含有率＝Ａ重量％）の光励起による発光量子収率φPL2（Ａ）と、第７有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第７有機化合物の含有率＝Ａ重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（Ａ）が、以下の関係式を満たす。
φPL2（Ａ）  ＞  φPL3（Ａ）
（２）第７有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（この共蒸着膜における第７有機化合物の含有率＝Ｂ重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（Ｂ）と、第７有機化合物の単独膜の光励起による発光量子収率φPL3（100）が、以下の関係式を満たす。
φPL3（Ｂ）  ＞  Ｘ％
φPL3（100） ＜  Ｘ％
上記（１）において、Ａは１５〜７５重量％の範囲内から選択することが好ましく、下限値としては１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、３０重量％以上の態様が挙げられる。上限値としては７５重量％以下、６０重量％以下、５０重量％以下、４０重量％以下の態様が挙げられる。Ｂは、０．０１〜３０重量％の範囲内から選択することが好ましく、下限値としては０．０１重量％以上、０．１重量％以上、０．５重量％以上、１重量％以上、５重量％以上、１０重量％以上、１５重量％以上の態様が挙げられる。また、上限値としては２０重量％以下、２５重量％以下、３０重量％以下の態様が挙げられる。Ｘは、２０〜１００％、３０〜１００％、４０〜１００％の態様が挙げられ、好ましくは５０〜１００％、６０〜１００％、７０〜１００％、８０〜１００％の態様が挙げられる。φPL3（100）は、３０％未満、２５％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満の態様が挙げられる。
上記（１）と（２）の関係を満たすように、第５有機化合物、第６有機化合物および第７有機化合物の種類と含有率を選択して有機混合層を形成することにより、有機発光素子の寿命を効果的に長くすることができる。そのような第５有機化合物、第６有機化合物および第７有機化合物の組み合わせとして、例えばｍＣＢＰ、４ＣｚＩＰＮ−Ｍｅ、４ＣｚＴＰＮの組み合わせを挙げることができる。このとき、第７有機化合物の単独膜の光励起による発光量子収率φPL3（100）は８％であり、第７有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（第７有機化合物の含有率＝５重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（5）は５２％である。また、第６有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（第６有機化合物の含有率＝５０重量％）の光励起による発光量子収率φPL2（50）は、第７有機化合物と第５有機化合物の共蒸着膜（第７有機化合物の含有率＝５０重量％）の光励起による発光量子収率φPL3（50）よりも大きい。上記（１）と（２）の関係を満たすことができる他の組み合わせとして、例えばｍＣＢＰ、４ＣｚＩＰＮ、４ＣｚＴＰＮの組み合わせも挙げることができる。
【００９９】
有機混合層は、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物、第８有機化合物を共蒸着することにより形成してもよいし、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物、第８有機化合物を溶解させた溶液を用いて塗布法により形成してもよい。共蒸着により有機混合層を形成するときには、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物および第８有機化合物のうちの２つ以上をあらかじめ混合してるつぼ等に入れて蒸着源とし、その蒸着源を用いて共蒸着により有機混合層を形成してもよい。例えば、第６有機化合物および第７有機化合物とあらかじめ混合して１つの蒸着源を作成しておき、その蒸着源と第５有機化合物の蒸着源と第８有機化合物の蒸着源を用いて共蒸着することにより有機混合層を形成してもよい。また、第７有機化合物および第８有機化合物とあらかじめ混合して１つの蒸着源を作成しておき、その蒸着源と第５有機化合物の蒸着源と第６有機化合物の蒸着源を用いて共蒸着することにより有機混合層を形成してもよい。あるいは、第６有機化合物と第７有機化合物と第８有機化合物をあらかじめ混合して１つの蒸着源を作成しておき、その蒸着源と第５有機化合物の蒸着源を用いて共蒸着することにより有機混合層を形成してもよい。
【０１００】
＜第１有機発光素子および第２有機発光素子の層構成＞
条件（ａ）を満たす第１有機化合物、第２有機化合物および第３有機化合物を含む有機混合層を形成することにより、有機フォトルミネッセンス素子（有機ＰＬ素子）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの優れた有機発光素子を提供することができる。また、条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物および第８有機化合物を含む有機混合層を形成することにより、有機フォトルミネッセンス素子（有機ＰＬ素子）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの優れた有機発光素子を提供することができる。
有機混合層は、有機発光素子の発光層として形成してもよいし、励起子生成層やエキサイプレックス層などの発光層に接する層として形成してもよいし、発光層に層を介して形成してもよい。本発明では、特に有機混合層を発光層に接する層として形成することによっても長寿命で高い発光効率を実現できる。なお、ここでいう発光層は、発光層に接している有機混合層よりも発光強度が大きい層であり、有機混合層は発光しない層であってもよいし、発光する層であってもよい。有機混合層が励起子生成層である場合、有機混合層に接する発光層の発光材料は、第１有機発光素子では第１有機化合物および第２有機化合物よりも最低励起一重項エネルギー準位が低いことが好ましく、第３有機化合物よりも最低励起一重項エネルギー準位が低いことがより好ましい。また、有機混合層に接する発光層の発光材料は、第２有機発光素子では第５有機化合物および第６有機化合物よりも最低励起一重項エネルギー準位が低いことが好ましく、第７有機化合物よりも最低励起一重項エネルギー準位が低いことがより好ましい。これにより、有機混合層で生成した励起子を発光層に効率よく移動させることができる。有機混合層が発光層として形成されているときは、その厚さは例えば１〜１５ｎｍとしたり、２〜１０ｎｍとしたり、３〜７ｎｍとすることができ、有機混合層が発光層とは別の層として形成されているときは、その厚さは例えば１〜６０ｎｍとしたり、５〜５０ｎｍとしたり、１０〜４０ｎｍとしたりすることができる。発光層は有機混合層のみからなるものであってもよい。
有機フォトルミネッセンス素子は、基材上に少なくとも発光層を形成した構造を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を形成した構造を有する。有機層は、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に１層以上の有機層を有するものであってもよい。そのような他の有機層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子障壁層、正孔障壁層、電子注入層、電子輸送層、励起子障壁層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。具体的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造例を図１に示す。図１において、１は基材、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は陰極を表わす。
本発明の有機発光素子が多波長発光型の有機発光素子であるとき、最も短波長な発光が遅延蛍光を含まないものとすることができる。特に第１有機化合物や第５有機化合物として、遅延蛍光材料ではない材料を選択したり、有機混合層と接する発光層の発光材料が、第２有機化合物や第６有機化合物や第７有機化合物よりも最低励起一重項エネルギーが低い発光材料を選択したりすることができる。
【０１０１】
以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材および発光層以外の各層について説明する。なお、以下の説明では、有機混合層を発光層としている。
【０１０２】
基材：
いくつかの実施形態では、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は基材により保持され、当該基材は特に限定されず、有機エレクトロルミネッセンス素子で一般的に用いられる、例えばガラス、透明プラスチック、クォーツおよびシリコンにより形成されたいずれかの材料を用いればよい。
【０１０３】
陽極：
いくつかの実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス装置の陽極は、金属、合金、導電性化合物またはそれらの組み合わせから製造される。いくつかの実施形態では、前記の金属、合金または導電性化合物は高い仕事関数（４ｅＶ以上）を有する。いくつかの実施形態では、前記金属はＡｕである。いくつかの実施形態では、導電性の透明材料は、ＣｕＩ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2およびＺｎＯから選択される。いくつかの実施形態では、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）などの、透明な導電性フィルムを形成できるアモルファス材料を使用する。いくつかの実施形態では、前記陽極は薄膜である。いくつかの実施形態では、前記薄膜は蒸着またはスパッタリングにより作製される。いくつかの実施形態では、前記フィルムはフォトリソグラフィー方法によりパターン化される。いくつかの実施形態では、パターンが高精度である必要がない（例えば約１００μｍ以上）場合、当該パターンは、電極材料への蒸着またはスパッタリングに好適な形状のマスクを用いて形成してもよい。いくつかの実施形態では、有機導電性化合物などのコーティング材料を塗布しうるとき、プリント法やコーティング法などの湿式フィルム形成方法が用いられる。いくつかの実施形態では、放射光が陽極を通過するとき、陽極は１０％超の透過度を有し、当該陽極は、単位面積あたり数百オーム以下のシート抵抗を有する。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは１０〜１，０００ｎｍである。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは１０〜２００ｎｍである。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは用いる材料に応じて変動する。
【０１０４】
陰極：
いくつかの実施形態では、前記陰極は、低い仕事関数を有する金属（４ｅＶ以下）（電子注入金属と称される）、合金、導電性化合物またはその組み合わせなどの電極材料で作製される。いくつかの実施形態では、前記電極材料は、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−銅混合物、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−アルミニウム混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、インジウム、リチウム−アルミニウム混合物および希土類元素から選択される。いくつかの実施形態では、電子注入金属と、電子注入金属より高い仕事関数を有する安定な金属である第２の金属との混合物が用いられる。いくつかの実施形態では、前記混合物は、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−アルミニウム混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）混合物、リチウム−アルミニウム混合物およびアルミニウムから選択される。いくつかの実施形態では、前記混合物は電子注入特性および酸化に対する耐性を向上させる。いくつかの実施形態では、陰極は、蒸着またはスパッタリングにより電極材料を薄膜として形成させることによって製造される。いくつかの実施形態では、前記陰極は単位面積当たり数百オーム以下のシート抵抗を有する。いくつかの実施形態では、前記陰極の厚は１０ｎｍ〜５μｍである。いくつかの実施形態では、前記陰極の厚は５０〜２００ｎｍである。いくつかの実施形態では、放射光を透過させるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極および陰極のいずれか１つは透明または半透明である。いくつかの実施形態では、透明または半透明のエレクトロルミネッセンス素子は光放射輝度を向上させる。
いくつかの実施形態では、前記陰極を、前記陽極に関して前述した導電性の透明な材料で形成されることにより、透明または半透明の陰極が形成される。いくつかの実施形態では、素子は陽極と陰極とを含むが、いずれも透明または半透明である。
【０１０５】
注入層：
注入層は、電極と有機層との間の層である。いくつかの実施形態では、前記注入層は駆動電圧を減少させ、光放射輝度を増強する。いくつかの実施形態では、前記注入層は、正孔注入層と電子注入層とを含む。前記注入層は、陽極と発光層または正孔輸送層との間、並びに陰極と発光層または電子輸送層との間に配置することがきる。いくつかの実施形態では、注入層が存在する。いくつかの実施形態では、注入層が存在しない。
以下に、正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１０６】
【化５３】
2020096178.tif 000451
【０１０７】
次に、電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【化５４】
2020096178.tif 000452
【０１０８】
障壁層：
障壁層は、発光層に存在する電荷（電子または正孔）および／または励起子が、発光層の外側に拡散することを阻止できる層である。いくつかの実施形態では、電子障壁層は、発光層と正孔輸送層との間に存在し、電子が発光層を通過して正孔輸送層へ至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、正孔障壁層は、発光層と電子輸送層との間に存在し、正孔が発光層を通過して電子輸送層へ至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、障壁層は、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止する。いくつかの実施形態では、電子障壁層および正孔障壁層は励起子障壁層を構成する。本明細書で用いる用語「電子障壁層」または「励起子障壁層」には、電子障壁層の、および励起子障壁層の機能の両方を有する層が含まれる。
【０１０９】
正孔障壁層：
正孔障壁層は、電子輸送層として機能する。いくつかの実施形態では、電子の輸送の間、正孔障壁層は正孔が電子輸送層に至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、正孔障壁層は、発光層における電子と正孔との再結合の確率を高める。正孔障壁層に用いる材料は、電子輸送層について前述したのと同じ材料であってもよい。
以下に、正孔障壁層に用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
【０１１０】
【化５５】
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【０１１１】
【化５６】
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【０１１２】
電子障壁層：
電子障壁層は、正孔を輸送する。いくつかの実施形態では、正孔の輸送の間、電子障壁層は電子が正孔輸送層に至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、電子障壁層は、発光層における電子と正孔との再結合の確率を高める。電子障壁層に用いる材料は、正孔輸送層について前述したのと同じ材料であってもよい。
以下に電子障壁材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
【０１１３】
【化５７】
2020096178.tif 000455
【０１１４】
励起子障壁層：
励起子障壁層は、発光層における正孔と電子との再結合を通じて生じた励起子が電荷輸送層まで拡散することを阻止する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、発光層における励起子の有効な閉じ込め（confinement）を可能にする。いくつかの実施形態では、装置の光放射効率が向上する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、陽極の側と陰極の側のいずれかで、およびその両側の発光層に隣接する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層が陽極側に存在するとき、当該層は、正孔輸送層と発光層との間に存在し、当該発光層に隣接してもよい。いくつかの実施形態では、励起子障壁層が陰極側に存在するとき、当該層は、発光層と陰極との間に存在し、当該発光層に隣接してもよい。いくつかの実施形態では、正孔注入層、電子障壁層または同様の層は、陽極と、陽極側の発光層に隣接する励起子障壁層との間に存在する。いくつかの実施形態では、正孔注入層、電子障壁層、正孔障壁層または同様の層は、陰極と、陰極側の発光層に隣接する励起子障壁層との間に存在する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーを含み、その少なくとも１つが、それぞれ、発光材料の励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーより高い。
【０１１５】
正孔輸送層：
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含む。いくつかの実施形態では、正孔輸送層は単層である。いくつかの実施形態では、正孔輸送層は複数の層を有する。
いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は、正孔の注入または輸送特性および電子の障壁特性のうちの１つの特性を有する。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は有機材料である。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は無機材料である。本発明で使用できる公知の正孔輸送材料の例としては、限定されないが、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導剤、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導剤、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剤、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、アニリンコポリマーおよび導電性ポリマーオリゴマー（特にチオフェンオリゴマー）、またはその組合せが挙げられる。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料はポルフィリン化合物、芳香族三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物から選択される。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は芳香族三級アミン化合物である。以下に正孔輸送材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
【０１１６】
【化５８】
2020096178.tif 000456
【０１１７】
【化５９】
2020096178.tif 000457
【０１１８】
【化６０】
2020096178.tif 000458
【０１１９】
電子輸送層：
電子輸送層は、電子輸送材料を含む。いくつかの実施形態では、電子輸送層は単層である。いくつかの実施形態では、電子輸送層は複数の層を有する。
いくつかの実施形態では、電子輸送材料は、陰極から注入された電子を発光層に輸送する機能さえあればよい。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はまた、正孔障壁材料としても機能する。本発明で使用できる電子輸送層の例としては、限定されないが、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アゾール誘導体、アジン誘導体またはその組合せ、またはそのポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はチアジアゾール誘導剤またはキノキサリン誘導体である。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はポリマー材料である。以下に電子輸送材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
【０１２０】
【化６１】
2020096178.tif 000459
【０１２１】
【化６２】
2020096178.tif 000460
【０１２２】
【化６３】
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【０１２３】
【化６４】
2020096178.tif 000462
【０１２４】
さらに、各有機層に添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
【０１２５】
【化６５】
2020096178.tif 000463
【０１２６】
有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる好ましい材料を具体的に例示したが、本発明において用いることができる材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。また、特定の機能を有する材料として例示した化合物であっても、その他の機能を有する材料として転用することも可能である。
【０１２７】
デバイス：
いくつかの実施形態では、発光層はデバイス中に組み込まれる。例えば、デバイスには、ＯＬＥＤバルブ、ＯＬＥＤランプ、テレビ用ディスプレイ、コンピューター用モニター、携帯電話およびタブレットが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、電子デバイスは、陽極、陰極、および当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも１つの有機層を有するＯＬＥＤを含む。
いくつかの実施形態では、本願明細書に記載の構成物は、ＯＬＥＤまたは光電子デバイスなどの、様々な感光性または光活性化デバイスに組み込まれうる。いくつかの実施形態では、前記構成物はデバイス内の電荷移動またはエネルギー移動の促進に、および／または正孔輸送材料として有用でありうる。前記デバイスとしては、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機集積回線（ＯＩＣ）、有機電界効果トランジスタ（Ｏ−ＦＥＴ）、有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）、有機発光トランジスタ（Ｏ−ＬＥＴ）、有機太陽電池（Ｏ−ＳＣ）、有機光学検出装置、有機光受容体、有機磁場クエンチ（ｆｉｅｌｄ−ｑｕｅｎｃｈ）装置（Ｏ−ＦＱＤ）、発光燃料電池（ＬＥＣ）または有機レーザダイオード（Ｏ−レーザー）が挙げられる。
【０１２８】
バルブまたはランプ：
いくつかの実施形態では、電子デバイスは、陽極、陰極、当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも１つの有機層を含むＯＬＥＤを含む。
いくつかの実施形態では、デバイスは色彩の異なるＯＬＥＤを含む。いくつかの実施形態では、デバイスはＯＬＥＤの組合せを含むアレイを含む。いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤの前記組合せは、３色の組合せ（例えばＲＧＢ）である。いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤの前記組合せは、赤色でも緑色でも青色でもない色（例えばオレンジ色および黄緑色）の組合せである。いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤの前記組合せは、２色、４色またはそれ以上の色の組合せである。
いくつかの実施形態では、デバイスは、
取り付け面を有する第１面とそれと反対の第２面とを有し、少なくとも１つの開口部を画定する回路基板と、
前記取り付け面上の少なくとも１つのＯＬＥＤであって、当該少なくとも１つのＯＬＥＤが、陽極、陰極、および当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも１つの有機層を含む、発光する構成を有する少なくとも１つのＯＬＥＤと、
回路基板用のハウジングと、
前記ハウジングの端部に配置された少なくとも１つのコネクターであって、前記ハウジングおよび前記コネクターが照明設備への取付けに適するパッケージを画定する、少なくとも１つのコネクターと、を備えるＯＬＥＤライトである。
いくつかの実施形態では、前記ＯＬＥＤライトは、複数の方向に光が放射されるように回路基板に取り付けられた複数のＯＬＥＤを有する。いくつかの実施形態では、第１方向に発せられた一部の光は偏光されて第２方向に放射される。いくつかの実施形態では、反射器を用いて第１方向に発せられた光を偏光する。
【０１２９】
ディスプレイまたはスクリーン：
いくつかの実施形態では、本発明の発光層はスクリーンまたはディスプレイにおいて使用できる。いくつかの実施形態では、本発明に係る化合物は、限定されないが真空蒸発、堆積、蒸着または化学蒸着（ＣＶＤ）などの工程を用いて基材上へ堆積させる。いくつかの実施形態では、前記基材は、独特のアスペクト比のピクセルを提供する２面エッチングにおいて有用なフォトプレート構造である。前記スクリーン（またマスクとも呼ばれる）は、ＯＬＥＤディスプレイの製造工程で用いられる。対応するアートワークパターンの設計により、垂直方向ではピクセルの間の非常に急な狭いタイバーの、並びに水平方向では大きな広範囲の斜角開口部の配置を可能にする。これにより、ＴＦＴバックプレーン上への化学蒸着を最適化しつつ、高解像度ディスプレイに必要とされるピクセルの微細なパターン構成が可能となる。
ピクセルの内部パターニングにより、水平および垂直方向での様々なアスペクト比の三次元ピクセル開口部を構成することが可能となる。更に、ピクセル領域中の画像化された「ストライプ」またはハーフトーン円の使用は、これらの特定のパターンをアンダーカットし基材から除くまで、特定の領域におけるエッチングが保護される。その時、全てのピクセル領域は同様のエッチング速度で処理されるが、その深さはハーフトーンパターンにより変化する。ハーフトーンパターンのサイズおよび間隔を変更することにより、ピクセル内での保護率が様々異なるエッチングが可能となり、急な垂直斜角を形成するのに必要な局在化された深いエッチングが可能となる。
蒸着マスク用の好ましい材料はインバーである。インバーは、製鉄所で長い薄型シート状に冷延された金属合金である。インバーは、ニッケルマスクとしてスピンマンドレル上へ電着することができない。蒸着用マスク内に開口領域を形成するための適切かつ低コストの方法は、湿式化学エッチングによる方法である。
いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、基材上のピクセルマトリックスである。いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、リソグラフィー（例えばフォトリソグラフィーおよびｅビームリソグラフィー）を使用して加工される。いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、湿式化学エッチングを使用して加工される。更なる実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、プラズマエッチングを使用して加工される。
【０１３０】
デバイスの製造方法：
ＯＬＥＤディスプレイは、一般的には、大型のマザーパネルを形成し、次に当該マザーパネルをセルパネル単位で切断することによって製造される。通常は、マザーパネル上の各セルパネルは、ベース基材上に、活性層とソース／ドレイン電極とを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、前記ＴＦＴに平坦化フィルムを塗布し、ピクセル電極、発光層、対電極およびカプセル化層、を順に経時的に形成し、前記マザーパネルから切断することにより形成される。
ＯＬＥＤディスプレイは、一般的には、大型のマザーパネルを形成し、次に当該マザーパネルをセルパネル単位で切断することによって製造される。通常は、マザーパネル上の各セルパネルは、ベース基材上に、活性層とソース／ドレイン電極とを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、前記ＴＦＴに平坦化フィルムを塗布し、ピクセル電極、発光層、対電極およびカプセル化層、を順に経時的に形成し、前記マザーパネルから切断することにより形成される。
【０１３１】
本発明の他の態様では、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイの製造方法を提供し、当該方法は、
マザーパネルのベース基材上に障壁層を形成する工程と、
前記障壁層上に、セルパネル単位で複数のディスプレイユニットを形成する工程と、
前記セルパネルのディスプレイユニットのそれぞれの上にカプセル化層を形成する工程と、
前記セルパネル間のインタフェース部に有機フィルムを塗布する工程と、を含む。
いくつかの実施形態では、障壁層は、例えばＳｉＮｘで形成された無機フィルムであり、障壁層の端部はポリイミドまたはアクリルで形成された有機フィルムで被覆される。いくつかの実施形態では、有機フィルムは、マザーパネルがセルパネル単位で軟らかく切断されるように補助する。
いくつかの実施形態では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層は、発光層と、ゲート電極と、ソース／ドレイン電極と、を有する。複数のディスプレイユニットの各々は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層と、ＴＦＴ層上に形成された平坦化フィルムと、平坦化フィルム上に形成された発光ユニットと、を有してもよく、前記インタフェース部に塗布された有機フィルムは、前記平坦化フィルムの材料と同じ材料で形成され、前記平坦化フィルムの形成と同時に形成される。いくつかの実施形態では、前記発光ユニットは、不動態化層と、その間の平坦化フィルムと、発光ユニットを被覆し保護するカプセル化層と、によりＴＦＴ層と連結される。前記製造方法のいくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、ディスプレイユニットにもカプセル化層にも連結されない。
【０１３２】
前記有機フィルムと平坦化フィルムの各々は、ポリイミドおよびアクリルのいずれか１つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、前記障壁層は無機フィルムであってもよい。いくつかの実施形態では、前記ベース基材はポリイミドで形成されてもよい。前記方法は更に、ポリイミドで形成されたベース基材の１つの表面に障壁層を形成する前に、当該ベース基材のもう１つの表面にガラス材料で形成されたキャリア基材を取り付ける工程と、インタフェース部に沿った切断の前に、前記キャリア基材をベース基材から分離する工程と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、前記ＯＬＥＤディスプレイはフレキシブルなディスプレイである。
いくつかの実施形態では、前記不動態化層は、ＴＦＴ層の被覆のためにＴＦＴ層上に配置された有機フィルムである。いくつかの実施形態では、前記平坦化フィルムは、不動態化層上に形成された有機フィルムである。いくつかの実施形態では、前記平坦化フィルムは、障壁層の端部に形成された有機フィルムと同様、ポリイミドまたはアクリルで形成される。いくつかの実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイの製造の際、前記平坦化フィルムおよび有機フィルムは同時に形成される。いくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、障壁層の端部に形成されてもよく、それにより、当該有機フィルムの一部が直接ベース基材と接触し、当該有機フィルムの残りの部分が、障壁層の端部を囲みつつ、障壁層と接触する。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、前記発光層は、ピクセル電極と、対電極と、当該ピクセル電極と当該対電極との間に配置された有機発光層と、を有する。いくつかの実施形態では、前記ピクセル電極は、ＴＦＴ層のソース／ドレイン電極に連結している。
いくつかの実施形態では、ＴＦＴ層を通じてピクセル電極に電圧が印加されるとき、ピクセル電極と対電極との間に適切な電圧が形成され、それにより有機発光層が光を放射し、それにより画像が形成される。以下、ＴＦＴ層と発光ユニットとを有する画像形成ユニットを、ディスプレイユニットと称する。
いくつかの実施形態では、ディスプレイユニットを被覆し、外部の水分の浸透を防止するカプセル化層は、有機フィルムと無機フィルムとが交互に積層する薄膜状のカプセル化構造に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、前記カプセル化層は、複数の薄膜が積層した薄膜状カプセル化構造を有する。いくつかの実施形態では、インタフェース部に塗布される有機フィルムは、複数のディスプレイユニットの各々と間隔を置いて配置される。いくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、一部の有機フィルムが直接ベース基材と接触し、有機フィルムの残りの部分が障壁層の端部を囲む一方で障壁層と接触する態様で形成される。
【０１３４】
一実施形態では、ＯＬＥＤディスプレイはフレキシブルであり、ポリイミドで形成された柔軟なベース基材を使用する。いくつかの実施形態では、前記ベース基材はガラス材料で形成されたキャリア基材上に形成され、次に当該キャリア基材が分離される。
いくつかの実施形態では、障壁層は、キャリア基材の反対側のベース基材の表面に形成される。一実施形態では、前記障壁層は、各セルパネルのサイズに従いパターン化される。例えば、ベース基材がマザーパネルの全ての表面上に形成される一方で、障壁層が各セルパネルのサイズに従い形成され、それにより、セルパネルの障壁層の間のインタフェース部に溝が形成される。各セルパネルは、前記溝に沿って切断できる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、更にインタフェース部に沿って切断する工程を含み、そこでは溝が障壁層に形成され、少なくとも一部の有機フィルムが溝で形成され、当該溝がベース基材に浸透しない。いくつかの実施形態では、各セルパネルのＴＦＴ層が形成され、無機フィルムである不動態化層と有機フィルムである平坦化フィルムが、ＴＦＴ層上に配置され、ＴＦＴ層を被覆する。例えばポリイミドまたはアクリル製の平坦化フィルムが形成されるのと同時に、インタフェース部の溝は、例えばポリイミドまたはアクリル製の有機フィルムで被覆される。これは、各セルパネルがインタフェース部で溝に沿って切断されるとき、生じた衝撃を有機フィルムに吸収させることによってひびが生じるのを防止する。すなわち、全ての障壁層が有機フィルムなしで完全に露出している場合、各セルパネルがインタフェース部で溝に沿って切断されるとき、生じた衝撃が障壁層に伝達され、それによりひびが生じるリスクが増加する。しかしながら、一実施形態では、障壁層間のインタフェース部の溝が有機フィルムで被覆されて、有機フィルムがなければ障壁層に伝達されうる衝撃を吸収するため、各セルパネルをソフトに切断し、障壁層でひびが生じるのを防止してもよい。一実施形態では、インタフェース部の溝を被覆する有機フィルムおよび平坦化フィルムは、互いに間隔を置いて配置される。例えば、有機フィルムおよび平坦化フィルムが１つの層として相互に接続している場合には、平坦化フィルムと有機フィルムが残っている部分とを通じてディスプレイユニットに外部の水分が浸入するおそれがあるため、有機フィルムおよび平坦化フィルムは、有機フィルムがディスプレイユニットから間隔を置いて配置されるように、相互に間隔を置いて配置される。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、ディスプレイユニットは、発光ユニットの形成により形成され、カプセル化層は、ディスプレイユニットを被覆するためディスプレイユニット上に配置される。これにより、マザーパネルが完全に製造された後、ベース基材を担持するキャリア基材がベース基材から分離される。いくつかの実施形態では、レーザー光線がキャリア基材へ放射されると、キャリア基材は、キャリア基材とベース基材との間の熱膨張率の相違により、ベース基材から分離される。
いくつかの実施形態では、マザーパネルは、セルパネル単位で切断される。いくつかの実施形態では、マザーパネルは、カッターを用いてセルパネル間のインタフェース部に沿って切断される。いくつかの実施形態では、マザーパネルが沿って切断されるインタフェース部の溝が有機フィルムで被覆されているため、切断の間、当該有機フィルムが衝撃を吸収する。いくつかの実施形態では、切断の間、障壁層でひびが生じるのを防止できる。
いくつかの実施形態では、前記方法は製品の不良率を減少させ、その品質を安定させる。
他の態様は、ベース基材上に形成された障壁層と、障壁層上に形成されたディスプレイユニットと、ディスプレイユニット上に形成されたカプセル化層と、障壁層の端部に塗布された有機フィルムと、を有するＯＬＥＤディスプレイである。
【実施例】
【０１３７】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、発光特性の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：２４００シリーズ）、半導体パラメータ・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製：Ｅ５２７３Ａ）、光パワーメータ測定装置（ニューポート社製：１９３０Ｃ）、光学分光器（オーシャンオプティクス社製：ＵＳＢ２０００）、分光放射計（トプコン社製：ＳＲ−３）およびストリークカメラ（浜松ホトニクス（株）製Ｃ４３３４型）を用いて行った。
以下の各実施例において、第１有機化合物、第２有機化合物、第３有機化合物として用いた各化合物は条件（ａ）を満たしており、第５有機化合物、第６有機化合物、第７有機化合物、第８有機化合物として用いる各化合物は、条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たす。
【０１３８】
［Ａ］第１有機発光素子の作製と評価
（比較例１、２および実施例１、２）
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極が形成されたガラス基材上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度１×１０-6Ｐａで積層した。まず、ＩＴＯ上にＨＡＴＣＮを１０ｎｍの厚さに形成し、その上にＴｒｉｓ−ＰＣｚを２５ｎｍの厚さに形成し、さらにその上にｍＣＢＰを５ｎｍの厚さに形成した。次に、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮ（トルエン溶液中で測定したΔＥST＝０．０５ｅＶ）と４ＣｚＴＰＮ（トルエン溶液中で測定したΔＥST＝０．０３ｅＶ）をそれぞれ下記表１の濃度で異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの層を形成して発光層とした。次に、ＳＦ３ＴＲＺを１０ｎｍの厚さの正孔障壁層として形成した。続いて、ＳＦ３ＴＲＺとＬｉｑを異なる蒸着源から共蒸着し、４０ｎｍの厚さの電子輸送層として形成した。この時、ＳＦ３ＴＲＺ：Ｌｉｑ（重量比）は７：３とした。さらに、Ｌｉｑを２ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに蒸着することにより陰極を形成した。以上の手順により、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２の４種の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。なお、第１有機化合物であるｍＣＢＰ、第２有機化合物である４ＣｚＩＰＮ、第３有機化合物である４ＣｚＴＰＮは、条件（ａ）を満たしている。
【０１３９】
製造した各有機エレクトロルミネッセンス素子に通電したところ、第３有機化合物に由来する遅延蛍光の放射が認められた。５０００ｃｄ／ｍ2を実現する初期駆動電圧と、発光強度が９５％になるまでの時間（ＬＴ９５）を測定した。結果を以下の表１に示す。比較例１、比較例２に比べて、実施例１、実施例２は駆動電圧が明らかに低かった。また、ＬＴ９５の測定結果から、第２有機化合物を用いていない比較例１は極めて寿命が短く、それを補うために第３有機化合物の濃度を上げた比較例２も、寿命を十分に改善することができなかった。一方、第２有機化合物を用いた実施例１、実施例２では、これらの比較例に比べて顕著な寿命改善効果が見られた。
寿命が極めて短くて実用性に乏しい比較例１を除いて、残りの比較例２、実施例１、実施例２の各有機エレクトロルミネッセンス素子について１０００ｃｄ／ｍ2の外部量子収率を測定した。比較例２に比べて、第３有機化合物の濃度を下げて、第２有機化合物を添加した実施例１は外部量子効率が大きく改善した。一方、第３有機化合物の濃度を比較例２と変えずに、第２有機化合物を添加して第１有機化合物の濃度を下げた実施例２は、比較例２と同等の外部量子収率であった。
【０１４０】
【表２】
2020096178.tif 000464
【０１４１】
（比較例３）
比較のために、第１有機化合物を用いずに、第２有機化合物（４ＣｚＩＰＮ：９５重量％）と第３有機化合物（４ＣｚＴＰＮ：５重量％）からなる発光層を形成し、その他は実施例１と同じにして比較例３の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この素子の性能評価を行ったところ、駆動電圧は実施例１と同等であったものの、寿命と外部量子効率は実施例１、実施例２と比べて明らかに悪かった。
【０１４２】
（実施例３〜５および比較例２）
表２に示すように、第２有機化合物を用いない比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを２０重量％含有し、第３有機化合物である４ＣｚＴＰＮの濃度を変えた実施例３〜５の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表２に結果を示すように、第２有機化合物を用いることにより、寿命が４〜８倍長くなることが確認された。
【表３】
2020096178.tif 000465
【０１４３】
（実施例１、５、６、７および比較例１）
表３に示すように、第２有機化合物を用いない比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮを５重量％含有し、第２有機化合物である４ＣｚＩＰＮの濃度を変えた実施例１、５、６、７の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表３に結果を示すように、第２有機化合物を用いることにより、寿命が１６〜２２倍長くなることが確認された。また、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮを５重量％含有し、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを３０重量％含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行ったところ、比較例１よりもＬＴ９５が長く、駆動電圧が小さかった。さらに、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮを５重量％含有し、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを１０重量％含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行ったところ、ＬＴ９５が比較例１より長かったが実施例５よりは短かった。
【表４】
2020096178.tif 000466
【０１４４】
（実施例８、９および比較例１）
表４に示すように、第２有機化合物を用いない比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮを５重量％含有し、第２有機化合物として化合物Ａ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）と化合物Ｂ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）を用いた実施例８、９の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表４に結果を示すように、第２有機化合物を用いることにより寿命が長くなり、特に化合物Ａを用いた場合に顕著な寿命改善効果が確認された。
【表５】
2020096178.tif 000467
【０１４５】
（実施例１０〜１２および比較例４）
表５に示すように、第２有機化合物を用いない比較例４の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第３有機化合物として化合物Ｃを用い、第２有機化合物である４ＣｚＩＰＮの濃度を変えた実施例１０〜１２の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表５に結果を示すように、第２有機化合物を用いることにより寿命が長くなることが確認された。
【表６】
2020096178.tif 000468
【０１４６】
（実施例１３、１４および比較例５）
表６に示すように、第２有機化合物を用いない比較例５の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第３有機化合物として緑色発光化合物である４ＣｚＩＰＮを用い、第２有機化合物として化合物Ｂと化合物Ｄ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）を用いた実施例１３、１４の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表６に結果を示すように、第２有機化合物を用いることにより寿命が長くなることが確認された。
【表７】
2020096178.tif 000469
【０１４７】
（実施例５、１５および比較例１）
表７に示すように、第２有機化合物を用いない比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを２０重量％含有し、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮを５重量％含有する実施例５の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを５０重量％含有し、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮ−Ｐｈを５重量％含有する実施例１５の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表７に結果を示すように、第３有機化合物を４ＣｚＴＰＮ−Ｐｈに変えても第２有機化合物による寿命改善効果が認められた。
【表８】
2020096178.tif 000470
【０１４８】
また、第２有機化合物としてＰＸＺ−ＴＲＺを６重量％含有し、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮ−Ｐｈを２重量％含有する有機エレクトロルミネッセンス素子、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを０．１重量％含有し、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮ−Ｐｈを０．１重量％含有する有機エレクトロルミネッセンス素子、第２有機化合物として４ＣｚＩＰＮを６重量％含有し、第３有機化合物として４ＣｚＴＰＮ−Ｐｈを５重量％含有する有機エレクトロルミネッセンス素子をそれぞれ作製し、同様にして性能評価を行ったところ、実施例１５よりもＬＴ９５が短かった。
【０１４９】
（実施例１６および比較例６）
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極が形成されたガラス基材上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度１×１０-6Ｐａで積層した。まず、ＩＴＯ上にＨＡＴＣＮを１０ｎｍの厚さに形成し、その上にＴｒｉｓ−ＰＣｚを２５ｎｍの厚さに形成し、さらにその上にｍＣＢＰを５ｎｍの厚さに形成した。次に、ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮと４ＣｚＴＰＮをそれぞれ下記表８の濃度で異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの励起子生成層を形成した。次に、ＳＦ３ＴＲＺとＤＢＰを下記表８の濃度で異なる蒸着源から共蒸着し、５ｎｍの厚さの発光層を形成した。次に、ＳＦ３ＴＲＺを５ｎｍの厚さの正孔障壁層として形成した。続いて、ＳＦ３ＴＲＺとＬｉｑを異なる蒸着源から共蒸着し、４０ｎｍの厚さの電子輸送層として形成した。この時、ＳＦ３ＴＲＺ：Ｌｉｑ（重量比）は７：３とした。さらに、Ｌｉｑを２ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに蒸着することにより陰極を形成した。以上の手順により、比較例６、実施例１６の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。表８に結果を示すように、第１有機化合物と第２有機化合物と第３有機化合物を含む有機混合層を励起子生成層として発光層に隣接するように形成することにより、寿命が長くなることが確認された。
【表９】
2020096178.tif 000471
【０１５０】
［Ｂ］第２有機発光素子の作製と評価
（比較例７、実施例１７〜２０および比較例８、実施例２１）
ｍＣＢＰと４ＣｚＩＰＮ（トルエン溶液中で測定したΔＥST＝０．０５ｅＶ）と４ＣｚＴＰＮ（トルエン溶液中で測定したΔＥST＝０．０３ｅＶ）と赤色発光材料であるＤＢＰをそれぞれ下記表９の濃度で異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの層を形成して発光層としたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例７、実施例１７〜２０および比較例８、実施例２１の７種の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。なお、第５有機化合物であるｍＣＢＰ、第６有機化合物である４ＣｚＩＰＮ、第７有機化合物である４ＣｚＴＰＮ、第８有機化合物であるＤＢＰは、条件（ｂ）および条件（ｃ）を満たしている。
【０１５１】
製造した各有機エレクトロルミネッセンス素子に通電したところ、第８有機化合物に由来する赤色蛍光の放射が認められた。５０００ｃｄ／ｍ2を実現する初期駆動電圧と、発光強度が９５％になるまでの時間（ＬＴ９５）を測定した。結果を以下の表９に示す。ＬＴ９５の測定結果から、第６有機化合物を用いていない比較例７は極めて寿命が短く、それを補うために第７有機化合物の濃度を上げた比較例８も、寿命を十分に改善することができなかった。一方、第６有機化合物を用いた実施例１７〜２１では、これらの比較例に比べて顕著な寿命改善効果が見られた。また、実施例２０、実施例２１は、比較例７、比較例８に比べて駆動電圧が明らかに低かった。また、第６有機化合物である４ＣｚＩＰＮの含有量を１０重量％に変えて有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行ったところ、実施例１７よりも駆動電圧が高くてＬＴ９５が短かった。
寿命が極めて短くて実用性に乏しい比較例７を除いて、残りの実施例１７〜２０、比較例８、実施例２１の各有機エレクトロルミネッセンス素子について５０００ｃｄ／ｍ2の外部量子収率を測定した結果、いずれの素子も同等の外部量子収率であった。このことから、本発明によれば高い外部量子収率を維持したまま、寿命を大幅に改善できることが確認された。
【０１５２】
【表１０】
2020096178.tif 000472
【０１５３】
（実施例２２、２３および比較例７）
表１０に示すように、第６有機化合物を用いない比較例７の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第６有機化合物として化合物Ａ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）および化合物Ｂ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）を用い、第７有機化合物である４ＣｚＴＰＮの濃度を５重量％にした実施例２２、２３の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表１０に結果を示すように、第６有機化合物を用いることにより、寿命が１３〜４１倍長くなることが確認された。
【表１１】
2020096178.tif 000473
【０１５４】
（実施例２４、２５および比較例９）
表１１に示すように、第６有機化合物を用いない比較例９の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第６有機化合物として化合物Ｂおよび化合物Ｃ（単層膜で測定したΔＥST＝０．１３ｅＶ）を用い、第７有機化合物として４ＣｚＩＰＮを用い、第８有機化合物として黄色発光材料であるＴＢＲｂを用いた実施例２４、２５の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製し、同様にして性能評価を行った。表１１に結果を示すように、第６有機化合物を用いることにより、寿命が長くなることが確認された。
【表１２】
2020096178.tif 000474
【０１５５】
【化６６】
2020096178.tif 000475
2020096178.tif 000476
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明によれば、高い発光効率と長い寿命を有する有機発光素子を提供することが可能である。また、駆動電圧を抑えることも可能である。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１５７】
１  基材
２  陽極
３  正孔注入層
４  正孔輸送層
５  発光層
６  電子輸送層
７  陰極
【図１】
2020096178.tif 000477