(57)【要約】  本発明の課題は、初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置並びに照明装置を提供することである。本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を含む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って、当該発光層の少なくとも１層が、π共役系化合物と、発光性化合物として所定の構造を有する化合物とを含有し、前記π共役系化合物が、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、前記ＨＯＭＯ又は前記ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有することを特徴とする。
2017126370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を含む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って、
当該発光層の少なくとも１層が、π共役系化合物と、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物とを含有し、
前記π共役系化合物が、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、前記ＨＯＭＯ又は前記ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2017126370.tif 000071
（上記一般式（１）において、ＭはＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ又はＯｓを表す。Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、各々炭素原子又は窒素原子を表す。環Ｚ１は、Ａ１及びＡ２とともに形成される６員の芳香族炭化水素環、又は５員若しくは６員の芳香族複素環を表す。環Ｚ２は、Ｂ１及びＢ２とともに形成される５員又は６員の芳香族複素環を表す。環Ｚ１及び環Ｚ２は、置換基を有していてもよく、さらに置換基同士が結合して縮環構造を形成していてもよい。また、環Ｚ１及び環Ｚ２は、各々の配位子の置換基が互いに結合して、配位子同士が連結していてもよい。Ｌ′は、Ｍに配位したモノアニオン性の二座配位子を表す。ｍ′は、０〜２の整数を表す。ｎ′は、１〜３の整数を表す。ｍ′＋ｎ′は、２又は３である。ｍ′及びｎ′が２以上の場合、環Ｚ１及び環Ｚ２で表される配位子及びＬ′は、各々、同じでも異なっていてもよい。）
【請求項２】
前記π共役系化合物として、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2017126370.tif 000072
（上記一般式（２）において、Ｘａ及びＸｂは、各々独立に酸素原子、硫黄原子又はＮＲｃを表す。Ｘ２１〜Ｘ２６は、各々独立に窒素原子又はＣＲｄを表し、少なくとも一つは窒素原子である。Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲ２１〜Ｒ２６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。Ｌ２１〜Ｌ２６は、２価の連結基を表す。ｐ及びｑは、０又は１の整数を表す。）
【請求項３】
前記π共役系化合物として、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2017126370.tif 000073
（上記一般式（３）において、Ｘ３１は、ＰＲｂ（＝Ｏ）、ＳＯ２又はＳＯを表す。Ｒｂ、Ｒ３１〜Ｒ３８は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。式中のＸ３１を含む三縮環式母核構造部分が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。Ｒ３１、Ｒ３３、Ｒ３６及びＲ３８の少なくとも一つは、下記一般式（３−Ａ）で表される。
【化４】
2017126370.tif 000074
上記一般式（３−Ａ）において、Ｙ３１は、２価の連結基を表す。Ｚ３は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ３は、０又は１の整数を表す。）
【請求項４】
前記π共役系化合物として、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2017126370.tif 000075
（上記一般式（４）において、Ｘ４１〜Ｘ４５は、各々独立に窒素原子又はＣＲeを表す
。Ｒeは、水素原子又は置換基を表す。Ｌ４１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環
基を表す。Ｒ４１は、少なくとも一つは、下記一般式（４−Ａ）で表される。
【化６】
2017126370.tif 000076
上記一般式（４−Ａ）において、Ｙ４１は２価の連結基を表す。Ｚ４は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ４は、０又は１の整数を表す。）
【請求項５】
前記π共役系化合物として、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2017126370.tif 000077
（上記一般式（５）において、Ｒ５１〜Ｒ５６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｚ５１及びＺ５２のうち一方は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）
【請求項６】
前記π共役系化合物として、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化８】
2017126370.tif 000078
（上記一般式（６）において、Ｘ６１は、Ｏ又はＳを表す。Ｒ６１〜Ｒ６８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ６１及びＲ６８、又は、Ｒ６４及びＲ６５は、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６１及びＲ６８が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６１及びＲ６８のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６４及びＲ６５が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６４及びＲ６５のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）
【請求項７】
前記π共役系化合物として、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2017126370.tif 000079
（上記一般式（７）において、Ｒ７１〜Ｒ８０は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７９、及びＲ８０のうち少なくとも二つは、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち一つが、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上であり、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち他の一つが、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。）
【請求項８】
前記π共役系化合物として、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2017126370.tif 000080
（上記一般式（８）において、Ｒ８１は、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ８２〜Ｒ８９は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。ただし、Ｒ８１が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、Ｒ８１が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）
【請求項９】
前記π共役系化合物として、下記一般式（９）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１１】
2017126370.tif 000081
（上記一般式（９）において、Ｒ９１は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９２は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９３〜Ｒ９６は、水素原子又は置換基を表す。）
【請求項１０】
前記一般式（１）の環Ｚ２が、ピリジン環、イミダゾール環、イソキノリン環、トリアゾール環又はピラゾール環であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置並びに照明装置に関する。より詳しくは、本発明は、初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置並びに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下「ＥＬ」と略記する。）は、キャリア（電子と正孔）再結合による電界励起発光であるため発光効率が高く、かつ、水銀等の有害物質を一切使用しないことから、電子ディスプレイや照明、イルミネーション、電飾等に使用されはじめており、その発展が期待されている。【０００３】
有機ＥＬの発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。有機化合物を電気（電界）で励起する場合は、スピンの方向がランダムであるため、確率的に一重項励起状態は２５％しか生成せず、７５％は三重項励起状態になる。三重項励起状態から一重項励起状態になるには、スピン反転を伴う禁制遷移が必要となるため、通常はこの場合、全てが熱失活（無輻射失活）してしまい、光は全く得られない。【０００４】
ところで、白金やイリジウム等の重原子の遷移金属錯体が、重原子効果により禁制遷移である三重項から一重項及び一重項から三重項へのスピン反転を伴う電子遷移を高速化し、かつ、配位子の選択次第では、ほぼ無輻射失活のないリン光発光が得られる物質が存在することが見いだされ、これによって、高効率の有機ＥＬ素子が実現可能となった。実際に、２０１５年現在、スマートフォンやテレビジョンには、赤色リン光発光及び緑色リン光発光が適用されている。しかし、発光寿命が短い青色リン光発光は、まだ旧来の蛍光発光が使われており、青色リン光を使った電子ディスプレイは実用化されるに至っていない。【０００５】
青色リン光素子の発光寿命が短い要因は数多くあるが、発光ドーパントにエネルギーやキャリアを伝達するホスト化合物が、三重項励起子（トリプレット）となり、それが長時間にわたって存在してしまうことが、特に大きな要因となることが分かってきた。【０００６】
その一つの解決手段が、ホスト化合物に重原子効果を付与し三重項励起状態（Ｔ１）から基底状態（Ｓ０）へのスピン反転を伴う禁制遷移を高速化することである。この場合、発光効率を高く維持するために、ホスト化合物のＴ１から発光ドーパントのＴ１へ素早くエネルギー移動させる必要がある。すなわち、発光ドーパントよりもリン光発光波長が短波長な重原子錯体を使用する必要がある。
しかしながら、現状、純青から青紫に発光する熱的・電気化学的に安定な分子を設計すること自体が非常に難しいことと、そもそも発光ドーパントを凝集させない（濃度消光させない）ことを目的として含有するホスト化合物が、発光ドーパントと同じカテゴリー物質である重原子錯体で成り立つことは希有であり、普遍的な技術にはなり得ない。【０００７】
他の解決手段としては、三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差の絶対値（以降、ΔＥｓｔとも記載する。）を極小にした分子をホスト化合物として用いることで、ホスト化合物の三重項励起子の存在時間を短縮化する方法である。
この現象は、熱活性化型遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「ＴＡＤＦ」と略記する）現象と呼ばれる。ＴＡＤＦ現象では、本来なら禁制遷移で、かつ、エネルギー準位的には高いところから低いところへの逆電子遷移が起こる。すなわち、三重項励起状態となった場合でも即時に一重項励起状態となるということで、ホスト化合物の三重項励起子の存在時間を短縮できるのである。【０００８】
有機化合物でΔＥｓｔを小さくするには、分子中の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：以下、「ＨＯＭＯ」と略記する）と最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ：以下、「ＬＵＭＯ」と略記する）を混在させないこと、できれば、できるだけ遠くに局在させて完全に分離することが望ましい。例えば、図１Ａの２ＣｚＰＮ（４，５−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）−１，２−ｄｉｃｙａｎｏｂｅｎｚｅｎｅ）では、ベンゼン環上の１位と２位のカルバゾリル基にＨＯＭＯが分布し、４位と５位のシアノ基にＬＵＭＯが分布することで、ＨＯＭＯとＬＵＭＯを隔絶（局在）することができる。このとき、ΔＥｓｔは、およそ０．１ｅＶ以下という非常に小さい値になって、ＴＡＤＦ現象を発現する。これに対し、２ＣｚＰＮの４位と５位のシアノ基をメチル基に置き換えた２ＣｚＸｙ（図１Ｂ）では、このようなＨＯＭＯとＬＵＭＯの明確な分離ができない（混在）ため、ΔＥｓｔを小さくすることはできず、ＴＡＤＦ現象を発現させるには至らない。【０００９】
このＴＡＤＦ現象は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分子中で完全に個別に存在し、分子内で電荷移動錯体（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｄｏｎｏｒ−Ａｃｃｅｐｔｏｒ  Ｃｏｍｐｌｅｘ：ＥＤＡ錯体）を形成することで起こるものである。そのため、電子アクセプター（以下、単に「アクセプター」ともいう。）性分子と電子ドナー（以下、単に「ドナー」ともいう。）性分子を共存させ分子間で電荷移動（ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＣＴ））遷移を起こしても同じことが起きる。実際に、二分子で形成される励起状態の電荷移動錯体であるエキサイプレックスを使って、高効率の遅延蛍光有機ＥＬ素子が実現されている（非特許文献１）。【００１０】
つまり、このようにドナー性分子とアクセプター性分子の両方をホスト化合物として用いることでも、ホスト化合物の三重項励起子の存在時間を実質的に短縮することが可能である。このコンセプトに基づいているかどうかは定かではないが、２種のホスト化合物を共存させてエキサイプレックスを形成する発光層構成で、緑リン光有機ＥＬ素子の長寿命化を図った事例が知られている（特許文献１）。【００１１】
しかしながら、特許文献１においても、青色リン光素子に関する言及は一切無い。これは、エキサイプレックスを形成すること自体が、ドナー性物質の高い（浅い）ＨＯＭＯ準位と、アクセプター性物質の低い（深い）ＬＵＭＯ準位との間で電子遷移を行うことになるため、アクセプター性物質の励起状態と基底状態のエネルギー差（ギャップ）が小さく（狭く）なり、つまり、エキサイプレックスの発光スペクトルが長波長となるからであると考えられる。すなわち、発光色が短波で、かつ三重項励起状態のエネルギーが高い青色リン光素子に、この技術コンセプトは適用できないためであると考えられる。【００１２】
前述の通り、青色リン光素子の長寿命化を達成するために解決しなければならない問題として、ホスト化合物が、三重項励起子（トリプレット）となり、それが長時間にわたって存在してしまうという問題がある。ここで、理論的には、ホスト化合物に、重原子錯体、ＴＡＤＦ化合物、二分子のエキサイプレックス化合物を用いることで、三重項励起子（トリプレット）の存在時間の短縮化が可能になるはずである。
しかしながら、重金属錯体とエキサイプレックス化合物を用いる方法は、先に述べた理由から、実質的に青色リン光素子に適用することは不可能である。一方、ＴＡＤＦ化合物を青色リン光用のホスト化合物に用いることは、原理上の矛盾点はなく、実現できる可能性はあると考えられる。【００１３】
ＴＡＤＦ化合物の分子設計の基本指針は、強いアクセプターと強いドナーを分子内に共存させることである。これは、先に実現不可能と判断したエキサイプレックスと類似している。つまり、このＴＡＤＦ化合物も、「分子内エキサイプレックス」と考えることもできるからである。
現に、スルホン誘導体であるＤＭＡＣ−ＤＰＳ（Ｂｉｓ［４−（９，９−ｄｉＭｅｔｈｙｌ−９，１０−ｄｉｈｙｄｒｏａｃｒｉｄｉｎｅ）ｐｈｅｎｙｌ］ｓｏｌｆｏｎｅ）が青色発光するＴＡＤＦ化合物として知られているが（非特許文献２）、緑色や赤色に発光するＴＡＤＦ化合物のしばらく後に発見されており、その分子設計が難しいことは、その時間的背景からも容易に想像される。
さらに、青色リン光ホスト化合物として利用するには、ＴＡＤＦ化合物の三重項励起状態のエネルギー準位が青色リン光ドーパントの三重項励起状態のエネルギー準位よりも有意に（経験的には、０．２ｅＶ程度）高くなければならないため、青色発光するＴＡＤＦ分子では適用することが難しい。【００１４】
また、近紫外領域で発光するＴＡＤＦ物質でなければホスト化合物としては十分に機能しないはずであるが、ＴＡＤＦ分子が分子内エキサイプレックス性を持つことから、従来のＴＡＤＦ分子を設計するコンセプトでは、青色リン光用ホスト化合物としてのＴＡＤＦ化合物を分子設計することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１２−１８６４６１号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｋ．Ｇｏｕｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１２，１０１，０２３３０６
【非特許文献２】Ｈ．Ｕｏｙａｍａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４−２３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置並びに照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、当該ＨＯＭＯ又は当該ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有するπ共役系化合物を、ホスト化合物として含有することにより、発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子を実現できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。【００１９】
１．陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を含む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って、
当該発光層の少なくとも１層が、π共役系化合物と、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物とを含有し、
前記π共役系化合物が、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、前記ＨＯＭＯ又は前記ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２０】
【化１】
2017126370.tif 000003
【００２１】
（上記一般式（１）において、ＭはＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ又はＯｓを表す。Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、各々炭素原子又は窒素原子を表す。環Ｚ１は、Ａ１及びＡ２とともに形成される６員の芳香族炭化水素環、又は５員若しくは６員の芳香族複素環を表す。環Ｚ２は、Ｂ１及びＢ２とともに形成される５員又は６員の芳香族複素環を表す。環Ｚ１及び環Ｚ２は、置換基を有していてもよく、さらに置換基同士が結合して縮環構造を形成していてもよい。また、環Ｚ１及び環Ｚ２は、各々の配位子の置換基が互いに結合して、配位子同士が連結していてもよい。Ｌ′は、Ｍに配位したモノアニオン性の二座配位子を表す。ｍ′は、０〜２の整数を表す。ｎ′は、１〜３の整数を表す。ｍ′＋ｎ′は、２又は３である。ｍ′及びｎ′が２以上の場合、環Ｚ１及び環Ｚ２で表される配位子及びＬ′は、各々、同じでも異なっていてもよい。）【００２２】
２．前記π共役系化合物として、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２３】
【化２】
2017126370.tif 000004
【００２４】
（上記一般式（２）において、Ｘａ及びＸｂは、各々独立に酸素原子、硫黄原子又はＮＲｃを表す。Ｘ２１〜Ｘ２６は、各々独立に窒素原子又はＣＲｄを表し、少なくとも一つは窒素原子である。Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲ２１〜Ｒ２６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。Ｌ２１〜Ｌ２６は、２価の連結基を表す。ｐ及びｑは、０又は１の整数を表す。）【００２５】
３．前記π共役系化合物として、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００２６】
【化３】
2017126370.tif 000005
【００２７】
（上記一般式（３）において、Ｘ３１は、ＰＲｂ（＝Ｏ）、ＳＯ２又はＳＯを表す。Ｒｂ、Ｒ３１〜Ｒ３８は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。式中のＸ３１を含む三縮環式母核構造部分が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。Ｒ３１、Ｒ３３、Ｒ３６及びＲ３８の少なくとも一つは、下記一般式（３−Ａ）で表される。【００２８】
【化４】
2017126370.tif 000006
【００２９】
上記一般式（３−Ａ）において、Ｙ３１は、２価の連結基を表す。Ｚ３は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ３は、０又は１の整数を表す。）【００３０】
４．前記π共役系化合物として、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３１】
【化５】
2017126370.tif 000007
【００３２】
（上記一般式（４）において、Ｘ４１〜Ｘ４５は、各々独立に窒素原子又はＣＲeを表
す。Ｒeは、水素原子又は置換基を表す。Ｌ４１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素
環基を表す。Ｒ４１は、少なくとも一つは、下記一般式（４−Ａ）で表される。【００３３】
【化６】
2017126370.tif 000008
【００３４】
上記一般式（４−Ａ）において、Ｙ４１は２価の連結基を表す。Ｚ４は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ４は、０又は１の整数を表す。）【００３５】
５．前記π共役系化合物として、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３６】
【化７】
2017126370.tif 000009
【００３７】
（上記一般式（５）において、Ｒ５１〜Ｒ５６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｚ５１及びＺ５２のうち一方は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）【００３８】
６．前記π共役系化合物として、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００３９】
【化８】
2017126370.tif 000010
【００４０】
（上記一般式（６）において、Ｘ６１は、Ｏ又はＳを表す。Ｒ６１〜Ｒ６８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ６１及びＲ６８、又は、Ｒ６４及びＲ６５は、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６１及びＲ６８が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６１及びＲ６８のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６４及びＲ６５が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６４及びＲ６５のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）【００４１】
７．前記π共役系化合物として、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００４２】
【化９】
2017126370.tif 000011
【００４３】
（上記一般式（７）において、Ｒ７１〜Ｒ８０は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７９、及びＲ８０のうち少なくとも二つは、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち一つが、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上であり、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち他の一つが、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。）【００４４】
８．前記π共役系化合物として、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００４５】
【化１０】
2017126370.tif 000012
【００４６】
（上記一般式（８）において、Ｒ８１は、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ８２〜Ｒ８９は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。ただし、Ｒ８１が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、Ｒ８１が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。）【００４７】
９．前記π共役系化合物として、下記一般式（９）で表される構造を有する化合物を含有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００４８】
【化１１】
2017126370.tif 000013
【００４９】
（上記一般式（９）において、Ｒ９１は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９２は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９３〜Ｒ９６は、水素原子又は置換基を表す。）【００５０】
１０．前記一般式（１）の環Ｚ２が、ピリジン環、イミダゾール環、イソキノリン環、トリアゾール環又はピラゾール環であることを特徴とする第１項から第９項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。【００５１】
１１．第１項から第１０項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置。【００５２】
１２．第１項から第１０項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の上記手段により、初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、かつ素子寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置並びに照明装置を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。【００５４】
以下に示すような、代表的なＴＡＤＦ化合物である４ＣｚＩＰＮ（２，４，５，６−ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）−１，３−ｄｉｃｙａｎｏｂｅｎｚｅｎｅ）、青色発光性のＴＡＤＦ化合物であるＤＭＡＣ−ＤＰＳ（Ｂｉｓ［４−（９，９−ｄｉＭｅｔｈｙｌ−９，１０−ｄｉｈｙｄｒｏａｃｒｉｄｉｎｅ）ｐｈｅｎｙｌ］ｓｏｌｆｏｎｅ）や、赤色発光性のＴＡＤＦ化合物であるＨＡＰ−３ＭＦ（２，５，８−ｔｒｉｓ（４−ｆｌｕｏｒｏ−３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，３，４，６，７，９，９ｂ−ｈｅｐｔａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅ）は、いずれもπ共役系芳香族化合物を骨格として、その骨格に置換基を導入することで、分子内にＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位を局在化することが、分子構造の特徴であり、定説となっている。【００５５】
【化１２】
2017126370.tif 000014
【００５６】
このような分子は、ＨＯＭＯが局在化するドナー部と、ＬＵＭＯが局在化するアクセプター部が、その間に存在するπ共役性の部位（以下、「コア」ともいう。）を介して、分子内で電荷移動錯体を形成しており、ほとんどの場合、少なくともドナー部はコアに対してねじれを持った分子構造となっている。
そのねじれ構造は、その基底状態から励起状態に遷移する際に、そのねじれ角を変えながら変形、そして基底状態になるときに元の分子構造に戻るため、発光スペクトルはブロードとなり、発光極大波長と短波側の発光端の波長差は大きくなる。【００５７】
この発光端の波長は、即ちエネルギーがＳ１エネルギーとなるため、例えば同じ発光色で発光スペクトルがシャープな発光物質と比較すると、より高いＳ１エネルギーが必要となる。即ち、発光色以上にバンドギャップを広くしておくことが必須となり、青色や近紫外発光のＴＡＤＦ化合物を分子設計する上で、困難さを生じる由縁となっている。【００５８】
さらに、一重項励起状態から三重項励起状態、逆に三重項励起状態から一重項励起状態への項間交差時にも分子のねじれ構造が変動するために、その変位のための時間が必要となり、かつ、その項間交差が順方向・逆方向で繰り返し行われることから、三重項励起子の存在時間は長くなり、結果的にいつかは一重項励起状態になるとしても、本発明の趣旨である「ホストの三重項励起子の存在時間の短縮化」には完全に対応する技術とはなり得ないのである。【００５９】
次に、違う観点でも考えてみる。
ＴＡＤＦ現象を発現するためには、強いドナー部位と強いアクセプター部位が必要になる。ただし、ドナーとなり得る置換基（化合物）はそれほど多く存在せず、ほぼアミノ基置換物質（アクリダン、ジフェニルアミン、カルバゾール、インドロインドール等）に限定され、その他に好適な置換基は今のところ見いだされていない。
一方、アクセプター部位もそれほどバリエーションがある訳ではなく、置換基としては電子吸引性の代表的指標であるσｐ値の大きなシアノ基、スルホニル基、リンオキシド基等や、ピリミジン、トリアジン、アザトリフェニレン等の窒素原子を多数含有した芳香族複素環化合物等に事実上限定される。実際に、前記の代表的なＴＡＤＦ化合物においても、そのような分子構造になっている。【００６０】
このような分子の場合、強い電子吸引基の影響で分子のＨＯＭＯ準位が低く（深く）なってしまう。こうなると、隣接する正孔輸送層を構成する化合物との準位差が大きくなってしまうため、発光層内にホールを注入するのが難しくなる。また、発光ドーパントにＨＯＭＯ準位の高い（浅い）分子を適用する場合には、該ＴＡＤＦ化合物とドーパントのＨＯＭＯ準位の差が大きくなりすぎて、一端発光層に入った正孔が全て正孔輸送界面付近に存在するドーパントにトラップされてしまい、理想的な状態での再結合が行えなくなることが問題となる。
一方で、我々が見いだした空間電子遷移型のＴＡＤＦ化合物の場合、分子中にドナー部とアクセプター部を持つことは従来のＴＡＤＦ化合物と同じではある。しかし、π共役性のコアを介しての電荷移動遷移ではなく、空間的に重なり合う（又は接近し合う）ドナー部とアクセプター部が、空間的に電子遷移を起こすために電子遷移の際の分子構造変化は非常に少なくなっており、そのため、発光スペクトル形状をシャープにすることも可能である。また、一重項励起状態−三重項励起状態間における項間交差も、その構造変化がないことが寄与して高速化し、結果として三重項励起状態での存在時間を短くすることが可能となっている。【００６１】
また、分子内空間電子遷移は化学構造上、ドナー部とアクセプター部を分子内で重ね合わせるように設計された分子でのみ起こる現象であるが故に、通常二分子間で起こるエキサイプレックス形成よりも温和なドナー及びアクセプターでも発現することが大きな特徴である。例えば、アクセプターとしては極弱いジベンゾフランと、ドナーとしても決して強いものではないカルバゾールのような組み合わせであっても、立体的な分子構造の工夫により、空間電子遷移が起こり、ごく短い三重項励起子の存在時間を実現することが可能となるのである。【００６２】
また、ＴＡＤＦ化合物は、それ自体が発光せずに、従来の蛍光発光物質のホストとして使うことも知られている。ＴＡＤＦアシスタントドーパントという技術であり、発光寿命が伸長することが知られている（参考文献：Ｈ．Ｎａｋａｎоｔａｎｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｏｎ，２０１４，５，４０１６−４０２２．）。しかし、青色の高効率発光で十分な発光寿命を得るには至っていない。
この技術は、ＴＡＤＦ分子の三重項励起状態も次第に一重項励起状態へと逆項間交差し、その一重項励起状態がよりＳ１エネルギーの低い蛍光ドーパントにエネルギー移動して発光するというものであり、ＴＡＤＦ発光の弱点であった発光スペクトルのブロード化は、従来のシャープは発光スペクトルの蛍光ドーパントが用いられるため、解消され、さらに発光効率のリン光素子に匹敵するレベルを引き出すことが可能であるため、大変優れた技術である。【００６３】
ただし、ホスト化合物であるＴＡＤＦ分子の三重項励起状態での存在時間は前記説明のように、決して短くはない。したがって、その影響があらわになる青色発光においては、十分な発光寿命改善効果は原理的に期待できないのも事実である。【００６４】
一方で、ホスト化合物とＴＡＤＦ分子、発光ドーパントを遷移金属錯体とした、いわゆるリン光素子ではどうなるかを考える。
ホスト化合物であるＴＡＤＦ分子に生成する三重項励起状態は、ある速度でＴＡＤＦ分子の一重項励起状態になる。その一重項励起状態は、そのまま光るものもあるが、高い確率で遷移金属錯体の外部重原子効果によって三重項励起状態に戻される。この戻された三重項励起状態及び最初からできている三重項励起状態は、遷移金属錯体であるリン光ドーパントへＴ１Ｔ１間のエネルギー移動を起こし、リン光ドーパントからの発光が得られる。すなわち、ホスト化合物であるＴＡＤＦ分子は蛍光ドーパントのホスト化合物として用いられるよりも、リン光ドーパントのホストとして用いた方が、ホスト化合物の三重項励起子の存在時間の短縮化の観点では有利であり、長寿命化が期待できることになる。
さらに、このＴＡＤＦ分子が空間電子遷移型ＴＡＤＦ分子だった場合は、先に述べたように、リン光ドーパントとの準位の不整合の解消や、ＴＡＤＦ分子自体の高Ｔ１化（つまり、高Ｓ１化）も可能となるため、ほぼ完璧な技術手段であるといえる。
我々は、このような論理に則り、実際にリン光ドーパントに空間電子遷移型ＴＡＤＦ分子をホスト化合物して用いることで、従来にない発光寿命の伸長を確認し、本発明を完成するに至った。【００６５】
本発明の有機ＥＬの発光層には、ホスト化合物として上述した空間電子遷移型ＴＡＤＦ分子であるπ共役系化合物を含有し、発光ドーパントとして前記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有する。当該π共役系化合物は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、当該ＨＯＭＯ又は当該ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有するものである。
通常ＴＡＤＦが発現する際の電子遷移は、ドナー部に局在するＨＯＭＯとアクセプター部に局在するＬＵＭＯの間を、共有結合の分子鎖を経由するスルーボンドで行われる。一方、本発明に係るπ共役系化合物は、ＴＡＤＦが発現する際の電子遷移がスルースペース相互作用で行われていることを特徴としている。スルースペース相互作用での電子遷移は、π共役系化合物におけるＨＯＭＯを構成する電子群とＬＵＭＯを構成する電子群とが、それぞれ分子内の離れた位置に存在する原子群によって構成され、π共役系化合物においてＨＯＭＯを構成する電子群とＬＵＭＯを構成する電子群とが、それぞれ分子内の離れた位置に存在する原子群によって構成されているのにもかかわらず、その原子群の間で電子遷移が起こることによって発光現象が起こることを意味する。このスルースペース相互作用での電子遷移は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分布状態が明確に分離することで起こりやすくなると推測され、具体的には、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの電子密度分布の割合がそれぞれ少なくとも８０％以上であり、さらに、前記ＨＯＭＯと前記ＬＵＭＯの電子密度分布の重なりが少なくとも２０％未満であると、スルースペース相互作用が起こりやすくなると推測される。また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが空間的に近接しているとスルースペース相互作用が起こりやすくなると推測される。【００６６】
このように有機ＥＬの発光層に、ホスト化合物として上述した空間電子遷移型ＴＡＤＦ分子であるπ共役系化合物を含有することで、ホスト化合物の三重項励起子の存在時間を短縮化することができ、発光効率が高く及び発光寿命の長い有機ＥＬが得られたものと考えられる。また、本発明に係るπ共役系化合物は、発光層内で動きが抑制されるものと考えられるため、素子駆動中でのπ共役系化合物の凝集が抑えられることによって励起子安定性も向上し、発光層の初期劣化が抑えられたと考えられる。【００６７】
ところで、有機ＥＬを取り巻く業界や学術界では、すでに数多くの技術や化合物群が知られている。ただし、本発明のように、ホスト分子の三次元的化学構造と電子状態をコントロールした空間電子遷移型のＴＡＤＦ化合物を、前記のような複数の観点から整合するようにして、リン光ドーパントに適用し、発光寿命の伸長を達成したことは、有機ＥＬ業界における革新的な技術と発展であると考えている。
公知となっている学術文献や特許文献において、もしかするとこのような化合物の組み合わせが特に意図せずに掲載されている場合があるのかもしれない。ただし、それらは、ここに記した技術思想を用いたものでないことは明白であり、本発明とは区別されるものであると考える。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１Ａ】ＴＡＤＦ化合物（２ＣｚＰＮ：ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離している）のエネルギーダイヤグラムを示した模式図
【図１Ｂ】通常の蛍光発光性化合物（２ＣｚＸｙ：ＨＯＭＯとＬＵＭＯが分離していない）のエネルギーダイヤグラムを示した模式図
【図２】π共役化合物がホスト化合物として作用する場合の模式図
【図３】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図
【図４】アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図
【図５】画素の回路を示した概略図
【図６】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図
【図７】照明装置の概略図
【図８】照明装置の断面図
【図９Ａ】例示化合物Ｈ２−１２におけるＨＯＭＯの電子密度分布図
【図９Ｂ】例示化合物Ｈ２−１２におけるＬＵＭＯの電子密度分布図
【図１０Ａ】例示化合物Ｈ３−１１におけるＨＯＭＯの電子密度分布図
【図１０Ｂ】例示化合物Ｈ３−１１におけるＬＵＭＯの電子密度分布図
【発明を実施するための形態】
【００６９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を含む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って、当該発光層の少なくとも１層が、π共役系化合物と、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物とを含有し、前記π共役系化合物が、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、前記ＨＯＭＯ又は前記ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有することを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する特徴である。
【００７０】
本発明の実施形態としては、本発明の効果発現の観点から、前記π共役系化合物として、前記一般式（２）から前記一般式（９）までのいずれかで表される構造を有する化合物を含有すること好ましい。
【００７１】
本発明の実施形態としては、本発明の空間電子遷移型の化合物が、３重項励起状態の輻射速度が速いことが特徴の一つであるが、これと組み合わせる発光性化合物も輻射速度が速いことが望ましい。この観点から、前記一般式（１）中の環Ｚ２が、ピリジン環、イミダゾール環、イソキノリン環、トリアゾール環又はピラゾール環であることが好ましい。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、表示装置及び照明装置に好ましく適用することができる。
【００７２】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００７３】
［有機ＥＬ素子］
本発明の有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に少なくとも１層の発光層を含む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って、当該発光層の少なくとも１層が、π共役系化合物と、後述する一般式（１）で表される構造を有する化合物とを含有し、前記π共役系化合物が、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、前記ＨＯＭＯ又は前記ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有することを特徴とする。該π共役系化合物のＨＯＭＯとＬＵＭＯは、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により求めることができる。
以下、本発明の有機ＥＬ素子について順を追って説明する。
【００７４】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
【００７５】
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。
本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
【００７６】
（タンデム構造）
また、本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
【００７７】
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００７８】
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号明細書、米国特許第７４２０２０３号明細書、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
【００７９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
【００８０】
《発光層》
本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に用いられる発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲に調整される。
また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３〜１５０ｎｍの範囲に調整される。
【００８１】
本発明に用いられる発光層には、発光ドーパント（発光性化合物、発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう。）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。）を含有する。
また、本発明の有機ＥＬ素子に係る発光層は、有機ＥＬ素子に設けられた発光層の少なくとも１層が、発光ドーパントとして後述する一般式（１）で表される構造を有する化合物と、ホスト化合物としてπ共役系化合物を含有する。
【００８２】
（１）発光ドーパント
発光ドーパントとしては、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう）と、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう）が好ましく用いられる。また、本発明においては、発光層の少なくとも１層が、下記のリン光ドーパントを含有する。
【００８３】
（１．１）リン光ドーパント
リン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子効率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子効率は０．１以上である。
上記リン光量子効率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子効率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明で用いられるリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子効率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００８４】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【００８５】
本発明に係るリン光ドーパントとしては、三重項励起状態のエネルギーが、本発明に係るホスト化合物の三重項励起状態のエネルギーよりも低くしやすくする観点から、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物が好ましく用いられる。
【００８６】
【化１３】
2017126370.tif 000015
【００８７】
一般式（１）中、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ又はＯｓを表す。これらのなかでも、Ｍは、Ｉｒ又はＰｔであることが特に好ましい。
Ａ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２は、各々炭素原子又は窒素原子を表す。
【００８８】
環Ｚ１は、Ａ１及びＡ２とともに形成される６員の芳香族炭化水素環、又は５員若しくは６員の芳香族複素環を表す。
環Ｚ１により形成される６員の芳香族炭化水素環又は５員若しくは６員の芳香族複素環としては、例えば、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環及びチアゾール環等が挙げられる。
環Ｚ１は置換基を有していても良く、更に置換基同士が結合して縮環構造を形成していても良い。
【００８９】
環Ｚ２は、Ｂ１及びＢ２とともに形成される５員又は６員の芳香族複素環を表す。これらのなかでも、環Ｚ２は、５員の芳香族複素環であることが好ましく、Ｂ１及びＢ２は、少なくとも一方が窒素原子であることが好ましい。
環Ｚ２に用いられる芳香族複素環としては、輻射速度の観点から、ピリジン環、イミダゾール環、イソキノリン環、トリアゾール環又はピラゾール環であることが好ましい。
【００９０】
また、環Ｚ１及び環Ｚ２は置換基を有していてもよく、さらに置換基同士が結合して縮環構造を形成していてもよい。また、環Ｚ１及び環Ｚ２は、各々の配位子の置換基が、互いに結合して、配位子同士が連結していてもよい。ここでいう「置換基」は、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す。）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）等が挙げられる。これらの置換基のうち、好ましいものはアルキル基又はアリール基である。
【００９１】
Ｌ′は、Ｍに配位したモノアニオン性の二座配位子を表す。
ｍ′は、０〜２の整数を表す。ｎ′は、１〜３の整数を表す。ｍ′＋ｎ′は、２又は３である。ｍ′及びｎ′が２以上の場合、環Ｚ１及び環Ｚ２で表される配位子及びＬ′は、各々、同じでも異なっていてもよい。
【００９２】
（１．２）蛍光発光性化合物
本発明に用いられる発光材料として、公知の蛍光発光性化合物を使用することができる。公知の蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物等が挙げられる。
【００９３】
（１．３）従来公知のドーパントとの併用
また、本発明に用いられる発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
Ｎａｔｕｒｅ，３９５，１５１（１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８，１６２２（２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．，４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２０１１−１８１３０３号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等である。
中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合のうち少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
【００９４】
（１．４）リン光ドーパントの例示
本発明に使用できるリン光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
【００９５】
【化１４】
2017126370.tif 000016
【００９６】
【化１５】
2017126370.tif 000017
【００９７】
【化１６】
2017126370.tif 000018
【００９８】
【化１７】
2017126370.tif 000019
【００９９】
【化１８】
2017126370.tif 000020
【０１００】
【化１９】
2017126370.tif 000021
【０１０１】
【化２０】
2017126370.tif 000022
【０１０２】
【化２１】
2017126370.tif 000023
【０１０３】
（２）ホスト化合物
本発明に用いられるホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物である。ホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１０４】
（２．１）π共役系化合物
本発明に係る発光層の少なくとも１層が、発光ドーパントとして上記一般式（１）で表される構造を有する化合物を含有し、かつホスト化合物としてπ共役系化合物を含有する。本明細書でいう、「π共役系化合物」とは、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こり、かつ、当該ＨＯＭＯ又は当該ＬＵＭＯの少なくとも一方が局在化する部位にπ共役系芳香族環を有する化合物のことである。
ここで、本明細書でいうスルースペース相互作用での電子遷移とは、π共役系化合物におけるＨＯＭＯを構成する電子群とＬＵＭＯを構成する電子群とが、それぞれ分子内の離れた位置に存在する原子群によって構成され、π共役系化合物においてＨＯＭＯを構成する電子群とＬＵＭＯを構成する電子群とが、それぞれ分子内の離れた位置に存在する原子群によって構成されているのにもかかわらず、その原子群の間で電子遷移が起こることによって発光現象が起こることを意味する。
このスルースペース相互作用での電子遷移は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分布状態が明確に分離することで起こりやすくなると推測され、具体的には、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの電子密度分布の割合がそれぞれ少なくとも８０％以上であり、さらに、前記ＨＯＭＯと前記ＬＵＭＯの電子密度分布の重なりが少なくとも２０％未満であると、スルースペース相互作用が起こりやすくなると推測される。また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが空間的に近接しているとスルースペース相互作用が起こりやすくなると推測される。
【０１０５】
発光層中のπ共役系化合物の濃度については、使用される特定のπ共役系化合物及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
また、本発明に係るπ共役系化合物は、複数種を併用して用いてもよい。
【０１０６】
本発明に係るπ共役系化合物がホスト化合物として作用する場合の模式図を、図２に示す。効果が発現する機構としては、π共役系化合物上に生成した三重項励起子を逆項間交差（Ｒｅｖｅｒｓｅ  ＩｎｔｅｒＳｙｓｔｅｍ  Ｃｒｏｓｓｉｎｇ：ＲＩＳＣ）で一重項励起子へと変換する点にある。これにより、π共役系化合物上に生成した理論上すべての励起子エネルギーを発光性化合物に蛍光共鳴エネルギー移動（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＦＲＥＴ）することができ、高発光効率発現を可能にする。ここで、π共役系化合物上に生成する三重項励起子の生成過程は電界励起のみに限定されず、発光層内又は周辺層界面からのエネルギー移動や電子移動等も含まれる。また、図２では、リン光発光性化合物を用いた例を示しているが、蛍光発光性化合物も用いることができ、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物の両方を用いることもできる。
発光性化合物の含有量は、π共役系化合物に対して質量比０．１％以上５０％以下で含んでいることが好ましい。また、π共役系化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位は、発光性化合物のＳ１とＴ１のエネルギー準位よりも高い方が好ましい。
【０１０７】
また、π共役系化合物の発光スペクトルと、発光性化合物の吸収スペクトルとが重なることが好ましい。
【０１０８】
π共役系化合物のＨＯＭＯとＬＵＭＯは、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られる。
【０１０９】
本発明に係るπ共役系化合物は、具体的には、下記一般式（２）から（９）までのいずれかの一般式で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。以下、下記一般式（２）から（９）を順に説明する。
【０１１０】
（２．１．１）一般式（２）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１１１】
【化２２】
2017126370.tif 000024
【０１１２】
上記一般式（２）において、Ｘａ及びＸｂは、各々独立に酸素原子、硫黄原子又はＮＲｃを表す。Ｘ２１〜Ｘ２６は、各々独立に窒素原子又はＣＲｄを表し、少なくとも一つは窒素原子である。Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲ２１〜Ｒ２６は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。Ｌ２１〜Ｌ２６は、２価の連結基を表す。ｐ及びｑは、０又は１の整数を表す。
なお、Ｘａ及びＸｂがそれぞれＮＲｃで表される場合、Ｒｃが互いに結合して環を形成してもよい。
上記一般式（２）で表される構造を有する化合物は、式中の手前側のＸａ及びＸ２１〜Ｘ２６を含む三縮環式母核構造部分において、ＨＯＭＯの電子密度の割合が、８０％以上となる。また、式中の奥側のＸｂを含む三縮環式母核構造部分において、ＬＵＭＯの電子密度の割合が、８０％以上となる。
【０１１３】
また、Ｒｃ、Ｒｄ、及びＲ２１〜Ｒ２６が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（２）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲノ基（例えば、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基が挙げられる。また、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【０１１４】
Ｌ２１〜Ｌ２６に用いられる２価の連結基としては、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を円滑に行え、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。その２価の連結基としては、例えば、酸素や硫黄などのカルコゲン原子、ジアルキルシリル基、アルキレン基（例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、２，２，４−トリメチルヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、シクロヘキシレン基（例えば、１，６−シクロヘキサンジイル基等）、シクロペンチレン基（例えば、１，５−シクロペンタンジイル基など）等）、アルケニレン基（例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、１−メチルビニレン基、１−メチルプロペニレン基、２−メチルプロペニレン基、１−メチルペンテニレン基、３−メチルペンテニレン基、１−エチルビニレン基、１−エチルプロペニレン基、１−エチルブテニレン基、３−エチルブテニレン基等）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基、１−プロピニレン基、１−ブチニレン基、１−ペンチニレン基、１−ヘキシニレン基、２−ブチニレン基、２−ペンチニレン基、１−メチルエチニレン基、３−メチル−１−プロピニレン基、３−メチル−１−ブチニレン基等）、アリーレン基（例えば、ｏ−フェニレン基、ｐ−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基（例えば、［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジイル基、３，３′−ビフェニルジイル基、３，６−ビフェニルジイル基等）、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等）、ヘテロアリーレン基（例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す）、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される２価の基等）、３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基等（ここで、３環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環としては、好ましくはＮ、Ｏ及びＳから選択されたヘテロ原子を、縮合環を構成する元素として含有する芳香族複素縮合環であることが好ましく、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等）が挙げられる。
【０１１５】
（２．１．２）一般式（３）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１１６】
【化２３】
2017126370.tif 000025
上記一般式（３）において、Ｘ３１は、ＰＲｂ（＝Ｏ）、ＳＯ２又はＳＯを表す。Ｒｂ、Ｒ３１〜Ｒ３８は、各々独立に水素原子又は置換基を表す。式中のＸ３１を含む三縮環式母核構造部分が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。Ｒ３１、Ｒ３３、Ｒ３６及びＲ３８の少なくとも一つは、下記一般式（３−Ａ）で表される。
【０１１７】
【化２４】
2017126370.tif 000026
【０１１８】
上記一般式（３−Ａ）において、Ｙ３１は、２価の連結基を表す。Ｚ３は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ３は、０又は１の整数を表す。
【０１１９】
また、上記一般式（３）において、Ｒｂ、Ｒ３１〜Ｒ３８が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（３）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
Ｙ３１に用いられる２価の連結基としては、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を円滑に行え、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。その２価の連結基としては、例えば、一般式（２）において説明した２価の連結基を用いることができる。
【０１２０】
Ｚ３に用いられる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
【０１２１】
（２．１．３）一般式（４）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（４）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１２２】
【化２５】
2017126370.tif 000027
【０１２３】
上記一般式（４）において、Ｘ４１〜Ｘ４５は、各々独立に窒素原子又はＣＲeを表す
。Ｒeは、水素原子又は置換基を表す。Ｌ４１は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環
基を表す。Ｒ４１は、少なくとも一つは、下記一般式（４−Ａ）で表される。
【０１２４】
【化２６】
2017126370.tif 000028
【０１２５】
上記一般式（４−Ａ）において、Ｙ４１は２価の連結基を表す。Ｚ４は、ＨＯＭＯの電子密度の割合の合計が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。ｐ４は、０又は１の整数を表す。
【０１２６】
上記一般式（４）で表される構造を有する化合物は、式中のＸ４１〜Ｘ４５を含む環部分において、ＬＵＭＯの電子密度の割合が、８０％以上となる。
【０１２７】
Ｒeが置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（４）で表される構造を有する
化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１２８】
Ｌ４１に用いられる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１２９】
Ｙ４１に用いられる２価の連結基としては、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を円滑に行え、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。その２価の連結基としては、例えば、一般式（２）において説明した２価の連結基を用いることができる。
【０１３０】
Ｚ４に用いられる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１３１】
（２．１．４）一般式（５）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（５）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１３２】
【化２７】
2017126370.tif 000029
【０１３３】
上記一般式（５）において、Ｒ５１〜Ｒ５６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｚ５１及びＺ５２のうち一方は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。
【０１３４】
Ｒ５１〜Ｒ５６が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（５）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１３５】
Ｚ５１及びＺ５２に用いられる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１３６】
（２．１．５）一般式（６）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（６）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１３７】
【化２８】
2017126370.tif 000030
【０１３８】
上記一般式（６）において、Ｘ６１は、Ｏ又はＳを表す。Ｒ６１〜Ｒ６８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ６１及びＲ６８、又は、Ｒ６４及びＲ６５は、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６１及びＲ６８が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６１及びＲ６８のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ６４及びＲ６５が、それぞれ芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表すとき、Ｒ６４及びＲ６５のうち一方が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表し、他方が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。
【０１３９】
Ｒ６１〜Ｒ６８が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（６）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１４０】
Ｒ６１、Ｒ６８、Ｒ６４及びＲ６５に用いられるＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１４１】
（２．１．６）一般式（７）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（７）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１４２】
【化２９】
2017126370.tif 000031
【０１４３】
上記一般式（７）において、Ｒ７１〜Ｒ８０は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７９、及びＲ８０のうち少なくとも二つは、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち一つが、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上であり、これらの芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基のうち他の一つが、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である。
【０１４４】
Ｒ７１〜Ｒ８０が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（７）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１４５】
Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７９、及びＲ８０に用いられるＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１４６】
（２．１．７）一般式（８）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（８）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１４７】
【化３０】
2017126370.tif 000032
【０１４８】
上記一般式（８）において、Ｒ８１は、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ８２〜Ｒ８９は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。ただし、Ｒ８１が、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。また、Ｒ８１が、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す場合、Ｒ８２又はＲ８９は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。
【０１４９】
Ｒ８２〜Ｒ８９が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（８）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１５０】
Ｒ８１、Ｒ８２及びＲ８９に用いられるＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１５１】
（２．１．８）一般式（９）で表される化合物
本発明に係るπ共役系化合物として、下記一般式（９）で表される構造を有する化合物を含有することが好ましい。
【０１５２】
【化３１】
2017126370.tif 000033
【０１５３】
上記一般式（９）において、Ｒ９１は、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９２は、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。Ｒ９３〜Ｒ９６は、水素原子又は置換基を表す。
【０１５４】
Ｒ９１及びＲ９２に用いられるＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となる芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基としては、ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上となり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移が同一分子内のスルースペース相互作用で起こせるようにする観点から、例えば、一般式（３）において説明した芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を用いることができる。
【０１５５】
Ｒ９３〜Ｒ９６が置換基を表す場合、その置換基としては、一般式（９）で表される構造を有する化合物内において、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を妨げにくく、本発明の効果を損なわないものであれば、適宜使用である。なお、ここでいう「置換基」は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの間の電子遷移を行う構造部分に直接的に関与するものではなく、本願発明の目的とする性能の微調整を可能とするために、分子設計上適宜選択されるものである。その置換基としては、例えば、一般式（２）において説明した置換基を用いることができる。
【０１５６】
上記一般式（２）から（９）までのいずれかの構造を有するπ共役系化合物は、分子量が２０００以下であることが、成膜性の点で好ましい。上記π共役系化合物の具体例としては、例えば、以下の例示化合物を挙げることができる。
【０１５７】
【化３２】
2017126370.tif 000034
【０１５８】
【化３３】
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【０１５９】
【化３４】
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【０１６０】
【化３５】
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【０１６１】
【化３６】
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【０１６２】
【化３７】
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【０１６３】
【化３８】
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【０１６４】
【化３９】
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【０１６５】
【化４０】
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【０１６６】
【化４１】
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【０１６７】
【化４２】
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【０１６８】
【化４３】
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【０１６９】
【化４４】
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【０１７０】
【化４５】
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【０１７１】
【化４６】
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【０１７２】
【化４７】
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【０１７３】
【化４８】
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【０１７４】
【化４９】
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【０１７５】
【化５０】
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【０１７６】
【化５１】
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【０１７７】
【化５２】
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【０１７８】
【化５３】
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【０１７９】
【化５４】
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【０１８０】
【化５５】
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【０１８１】
【化５６】
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【０１８２】
【化５７】
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【０１８３】
【化５８】
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【０１８４】
【化５９】
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【０１８５】
【化６０】
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【０１８６】
【化６１】
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【０１８７】
＜合成方法＞
上記π共役系化合物は、例えば以下の文献、又は、その文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
（１）Ｓ．  Ｒｉｅｄｍuｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｂｏｒｉｓ  Ｊ  Ｎａｃｈｔｓｈｅｉｍ
．，Ｂｅｉｌｓｔｅｉｎ  Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２０１３，９，１２０２−１２０９
（２）Ｗａｋｏ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｎｏ．２７（２００９）
（３）Ｎ．Ｍ．Ｍｏａｚｚａｍ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，２０１２，２６，７，３３０−３３４
（４）Ｈ．Ｋａｗａｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２００８，１２，１４６４−１４６６
（５）Ｓ．Ｏｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，２００８，６４，２６，６０５１−６０５９
（６）Ｓ．Ｏｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００８，１０，９，１８３２−１８２６
（７）Ｈ．Ｕｏｙａｍａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４−２３８
（８）Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，２００９，８２，２７４３．
【０１８８】
以下に、本発明に係るπ共役系化合物に関する種々の測定方法について記載する。
【０１８９】
（電子密度分布）
本発明に係るπ共役系化合物は、三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差の絶対値（ΔＥｓｔ）を小さくするという観点から、分子内においてＨＯＭＯとＬＵＭＯが実質的に分離していることが好ましい。
これらＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの分布状態については、分子軌道計算により得られる構造最適化した際の電子密度分布から求めることができる。
本発明におけるπ共役系化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出することができ、ソフトウェアに特に限定はなく、いずれを用いても同様に求めることができる。
本発明においては、分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ  ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）を用いる。
【０１９０】
また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分離状態については、前述の汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＤＦＴ）による励起状態計算を実施してＳ１、Ｔ１のエネルギー（それぞれＥ（Ｓ１）、Ｅ（Ｔ１））を求めてΔＥｓｔ＝Ｅ（Ｓ１）−Ｅ（Ｔ１）として算出することも可能である。算出されたΔＥｓｔが小さいほど、ＨＯＭＯとＬＵＭＯがより分離していることを示す。本発明において好ましくは、前述と同様の計算手法を用いて算出されたΔＥｓｔが０．５ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以下であり、最も好ましくは０．１ｅＶ以下である。
【０１９１】
（最低励起一重項エネルギーＳ１）
本発明におけるπ共役系化合物の最低励起一重項エネルギーＳ１については、本発明においても通常の手法と同様にして算出されるもので定義される。すなわち、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、常温（３００Ｋ）でこの試料の吸収スペクトル（縦軸：吸光度、横軸：波長とする。）を測定する。この吸収スペクトルの長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に基づいて、所定の換算式から算出される。
ただし、本発明において使用するπ共役系化合物の分子自体の凝集性が比較的高い場合、薄膜の測定においては凝集による誤差を生じる可能性がある。本発明におけるπ共役系化合物はストークスシフトが比較的小さいこと、さらに励起状態と基底状態の構造変化が小さいことを考慮し、本発明における最低励起一重項エネルギーＳ１は、室温（２５℃）におけるπ共役系化合物の溶液状態の最大発光波長のピーク値を近似値として用いた。
ここで、使用する溶媒は、π共役系化合物の凝集状態に影響を与えない、すなわち溶媒効果の影響が小さい溶媒、例えばシクロヘキサンやトルエン等の非極性溶媒等を用いることができる。
【０１９２】
（最低励起三重項エネルギーＴ１）
本発明におけるπ共役系化合物の最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）については、溶液若しくは薄膜のフォトルミネッセンス（ＰＬ）特性により算出した。例えば、薄膜における算出方法としては、希薄状態のπ共役系化合物の分散物を薄膜にした後に、ストリークカメラを用い、過渡ＰＬ特性を測定することで、蛍光成分とリン光成分の分離を行い、そのエネルギー差をΔＥｓｔとして最低励起一重項エネルギーから最低励起三重項エネルギーを求めることができる。
測定・評価にあたって、絶対ＰＬ量子収率の測定については、絶対ＰＬ量子収率測定装置Ｃ９９２０−０２（浜松ホトニクス社製）を用いた。発光寿命は、ストリークカメラＣ４３３４（浜松ホトニクス社製）を用いて、サンプルをレーザー光で励起させながら測定する。
【０１９３】
（電子密度の割合の求め方）
本明細書でいうＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基とは、分子軌道計算により算出されるＨＯＭＯの全電子密度分布を１００％としたときに、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基の部分の原子のＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上であることを表す。つまり、ＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上ということは、その部分に電子密度分布が偏って存在していることを意味している。
以下、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基において、ＨＯＭＯの電子密度の割合が、８０％以上となるときの電子密度分布の割合の計算方法について説明する。
【０１９４】
最初に、対象とする分子の基底状態の安定構造を、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を用いて、汎関数をＢ３ＬＹＰ、基底関数を６−３１Ｇ（ｄ）として計算する。キーワードとして＃ｐとｐｏｐ＝ｒｅｇｕｌａｒを使用することによりＨＯＭＯとＬＵＭＯの分子軌道を出力する。そして、そこで得られた分子軌道のＨＯＭＯ部位の電子分布を解析することによってＨＯＭＯの電子密度の割合が得られる。具体的には、ＨＯＭＯに相当する軌道の全原子の係数を２乗して加算し、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基に相当する部分の炭素原子、ヘテロ原子の割合を算出する。
ＬＵＭＯの電子密度の割合についても同様の解析で値を得ることができる。この場合も、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基の部位のＬＵＭＯ電子密度の割合が、８０％以上ということは、分子軌道計算により算出されるＬＵＭＯの全電子密度分布を１００％としたときに、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基の部分の炭素原子、ヘテロ原子のＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上であることを表す。
本発明に係るπ共役系化合物の電子密度の割合を計算した結果の例については、後述の実施例で説明する（図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂ）。
【０１９５】
（２．２）従来公知のホスト化合物との併用
ホスト化合物としては、上記のπ共役系化合物を単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。また、従来公知のホスト化合物を併用して用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
【０１９６】
併用して用いることができる従来公知のホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子で用いられる化合物を用いることができる。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でも良く、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でも良い。また、当該従来公知のホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、更に、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【０１９７】
併用して用いることができる従来公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報、米国特許出願公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許出願公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、欧州特許出願公開第２０３４５３８号明細書等が挙げられる。
【０１９８】
《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明において電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
また、有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましい。
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１９９】
例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等）等が挙げられる。
【０２００】
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０２０１】
本発明に用いられる電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
【０２０２】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７５，  ４  （１９９９）、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７９，  ４４９  （２００１）、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８１，  １６２  （２００２）、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８１，  １６２  （２００２）、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７９，  １５６  （２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、ＥＰ２３１１８２６号、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
【０２０３】
本発明におけるより好ましい電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０２０４】
《正孔阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明において正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
【０２０５】
《電子注入層》
本発明における電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層（膜）であってもよい。
【０２０６】
電子注入層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、８−ヒドロキシキノリネートリチウム（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
【０２０７】
《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明において正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
【０２０８】
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）に代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
さらに不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０２０９】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
【０２１０】
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、ＥＰ６５０９５５、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願番号１３／５８５９８１号等である。
正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０２１１】
《電子阻止層》
電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明における電子阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明において電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
【０２１２】
《正孔注入層》
本発明における正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
【０２１３】
《添加物》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加物が含まれていてもよい。
添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
【０２１４】
《有機層の形成方法》
本発明に係る有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。
本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ｔｏ・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
【０２１５】
本発明に用いられる有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
更に層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層（膜）厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０２１６】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．５ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度を余り必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
又は、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
【０２１７】
《陰極》
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／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、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、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、アルミニウム等が好適である。
【０２１８】
陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることで作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
【０２１９】
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０２２０】
樹脂フィルムとしては、例えば、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）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル又はポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０２２１】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍＬ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリアー性フィルムであることが好ましい。
【０２２２】
バリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリアー膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０２２３】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温（２５℃）における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
【０２２４】
《その他の構成》
本発明に用いることができる封止手段、保護膜、保護板、光取り出し効率を向上させる技術及び集光シートとしては、特開２０１４−１５２１５１号公報等に記載の公知の技術を用いることができる。
【０２２５】
《用途》
本発明の有機ＥＬ素子は、電子機器、例えば、表示装置、ディスプレイ、各種発光装置として用いることができる。
発光装置として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
【０２２６】
［表示装置］
本発明の有機ＥＬ素子を具備する表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
【０２２７】
多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。
【０２２８】
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
【０２２９】
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
【０２３０】
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０２３１】
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
【０２３２】
表示デバイス又はディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示及び自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
【０２３３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図３は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０２３４】
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０２３５】
図４はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部Ｃと複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図４においては、画素３の発光した光が白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０２３６】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０２３７】
次に、画素の発光プロセスを説明する。図５は画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色及び青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０２３８】
図５において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０２３９】
画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０２４０】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０２４１】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０２４２】
図６は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図６において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光の初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、発光寿命の長い表示装置が得られる。
【０２４３】
［照明装置］
本発明の有機ＥＬ素子は、照明装置に用いることもできる。
【０２４４】
また、本発明に用いられる発光ドーパントは、照明装置として、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の３原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
【０２４５】
また、本発明の有機ＥＬ素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層又は電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が白色発光である。
【０２４６】
本発明の有機ＥＬ素子や本発明で用いられる化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図７．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。
【０２４７】
本発明の有機ＥＬ素子は、特開２０１４−１５２１５１号公報等に記載の公知の技術を用いて照明装置に具備することができる。
具体的には、本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図７及び図８に示すような照明装置を形成することができる。
【０２４８】
図７は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子（照明装置内の有機ＥＬ素子１０１）はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行う。）。
図８は、照明装置の断面図を示し、図８において、１０５は陰極、１０６は有機層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
【実施例】
【０２４９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。【０２５０】
実施例及び比較例で用いた化合物の構造式を以下に示す。【０２５１】
【化６２】
2017126370.tif 000064
【０２５２】
［実施例１］
＜π共役系化合物の電子密度の割合の算出方法＞
最初に、対象とする分子の基底状態の安定構造を、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を用いて、汎関数をＢ３ＬＹＰ、基底関数を６−３１Ｇ（ｄ）として計算した。次に、キーワードとして＃ｐとｐｏｐ＝ｒｅｇｕｌａｒを使用することにより、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの分子軌道を出力した。そこで得られた分子軌道のＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位の全電子密度分布をそれぞれ解析した。
ＨＯＭＯの電子密度の割合は、分子軌道計算により算出されるＨＯＭＯの全電子密度分布を１００％としたときの、ＨＯＭＯの電子密度分布の割合として算出した。また、ＬＵＭＯの電子密度の割合は、分子軌道計算により算出されるＬＵＭＯの全電子密度分布を１００％としたときの、ＬＵＭＯの電子密度分布の割合として算出した。【０２５３】
＜電子密度の割合の算出結果＞
実施例で使用した本発明に係るπ共役系化合物と、比較例の化合物について電子密度の割合を算出した。以下では、π共役系化合物については、各一般式（２）〜（９）で代表例を１つ挙げて結果を説明する。
また、電子密度分布を計算した例として、ホスト化合物Ｈ２−１２におけるＨＯＭＯの電子密度分布を図９Ａ、ＬＵＭＯの電子密度分布を図９Ｂに示す。また、ホスト化合物Ｈ３−１１におけるＨＯＭＯの電子密度分布を図１０Ａ、ＬＵＭＯの電子密度分布を図１０Ｂに示す。【０２５４】
（一般式（２）：ホスト化合物Ｈ２−１２）
一般式（２）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ２−１２は、計算結果より、ジベンゾフラン基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が９１％であることが分かった（図９Ａ）。また、ジアザジベンゾフラン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９３％であることが分かった（図９Ｂ）。【０２５５】
（一般式（３）：ホスト化合物Ｈ３−１１）
一般式（３）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ３−１１は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８５％であることが分かった（図１０Ａ）。また、フォスフィンドール基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９１％であることが分かった（図１０Ｂ）。【０２５６】
（一般式（４）：ホスト化合物Ｈ４−４）
一般式（４）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ４−４は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８８％であることが分かった。また、ジフェニルトリアジン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９３％であることが分かった。【０２５７】
（一般式（５）：ホスト化合物Ｈ５−９）
一般式（５）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ５−９は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８４％であることが分かった。また、ジフェニルトリアジン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が８４％であることが分かった。【０２５８】
（一般式（６）：ホスト化合物Ｈ６−３）
一般式（６）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ６−３は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８７％であることが分かった。また、ジベンゾフラン−トリアジン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９０％であることが分かった。【０２５９】
（一般式（７）：ホスト化合物Ｈ７−１２）
一般式（７）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ７−１２は、計算結果より、フェニルカルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が９８％であることが分かった。また、ジシアノ置換ベンゼン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が８１％であることが分かった。【０２６０】
（一般式（８）：ホスト化合物Ｈ８−２６）
一般式（８）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ８−２６は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８８％であることが分かった。また、カルバゾール基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９８％であることが分かった。【０２６１】
（一般式（９）：ホスト化合物Ｈ９−１０）
一般式（９）で表される構造を有する化合物であるホスト化合物Ｈ９−１０は、計算結果より、カルバゾール基におけるＨＯＭＯの電子密度の割合が８９％であることが分かった。また、ジシアノ置換ベンゼン基におけるＬＵＭＯの電子密度の割合が９１％であることが分かった。【０２６２】
（結果）
分子軌道計算によってＨＯＭＯとＬＵＭＯが完全に分離しつつ、なおかつ電子遷移が可能な程度に物理的に近接する分子構造である場合、ＨＯＭＯとＬＵＭＯ間の電子遷移が、スルースペース相互作用で起こる。
以上で説明した、本発明に係るπ共役系化合物は、分子内にＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である部分と、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である部分があることが分かり、それぞれＨＯＭＯとＬＵＭＯに分離していることが分かった。また、電子遷移が可能な程度に物理的に近接する分子構造であることが分かった。
よって、本発明に係るπ共役系化合物は、ＨＯＭＯとＬＵＭＯ間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こる条件を満たしていることが分かった。
また、その他の実施例で用いるπ共役系化合物や、上述したπ共役系化合物の例示化合物について、同様に計算を行ったところ、それぞれ、分子内にＨＯＭＯの電子密度の割合が８０％以上である部分と、ＬＵＭＯの電子密度の割合が８０％以上である部分があり、かつ電子遷移が可能な程度に物理的に近接する分子構造であることが分かった。【０２６３】
これに対し、比較例の化合物である比較化合物１、比較化合物２−１、比較化合物２−２及び比較化合物３について、同様に計算を行ったところ、本発明に係るπ共役系化合物とは異なり、分子内で電子遷移が可能な程度に物理的に近接する分子構造ではなかった。つまり、ＨＯＭＯとＬＵＭＯ間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こる条件を満たしていないことが分かった。【０２６４】
［実施例２］
＜有機ＥＬ素子１−１の作製＞
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。【０２６５】
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＨＡＴ−ＣＮ（１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚１０ｎｍの正孔注入輸送層を形成した。【０２６６】
次いで、α−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚４０ｎｍの正孔輸送層を形成した。ホスト化合物として比較化合物１、発光ドーパントとして例示化合物（Ｄ−３７）を、それぞれ８５％、１５％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３０ｎｍの発光層を形成した。
その後、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。
さらに、フッ化リチウムを膜厚０．５ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
上記素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子１−１を作製した。【０２６７】
＜有機ＥＬ素子１−２〜１−３２の作製＞
ホスト化合物を表１に示すように変えた以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子１−２〜１−３２を作製した。【０２６８】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜１−１の作製＞
石英基板上に、ホスト化合物として比較化合物１、発光ドーパントとして例示化合物（Ｄ−３７）を用いて共蒸着膜を作製（それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒、４０ｎｍ）し、非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止した。これらの操作により、発光層単層膜１−１を形成した。【０２６９】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜１−２〜１−３２の作製＞
ホスト化合物を、比較化合物１から表１に示す化合物に変えた以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で発光層単層膜１−２〜１−３２を形成した。
なお、発光層単層膜１−１〜１−３２は、それぞれ有機ＥＬ素子の１−１〜１−３２に対応しており、有機ＥＬ素子の１−１〜１−３２の発光層における励起子安定性の評価を行うために、発光層の単層膜を別途形成させたものである。【０２７０】
＜評価＞
以下のように、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表１に示す。なお、励起子安定性は励起子安定性評価用の発光層単層膜、発光効率及び素子寿命は有機ＥＬ素子にて評価を行った。【０２７１】
（１．励起子安定性）
励起子安定性評価用の発光層単層膜に、ＵＶ−ＬＥＤ（５Ｗ／ｃｍ２）光源を２０分照射した。なおこの時の光源とサンプルの距離は１５ｍｍとした。ＵＶ照射後のサンプルに２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加し、発光直後の発光輝度を測定し、下記式を用いて輝度残存率を算出した。なお初期発光輝度は発光効率評価時の発光輝度（Ｌ０）である。
励起子安定性（％）＝（ＵＶ２０分後発光輝度）／（初期発光輝度（Ｌ０））×１００
表１には有機ＥＬ素子１−３に対応する発光層を１００とする相対値で表した。輝度残存率の値が大きいほうが励起子安定性に優れていることを表す。また、励起子安定性が高いということは、発光層の初期劣化が抑えられていることを表す。【０２７２】
（２．発光効率）
有機ＥＬ素子を室温（約２３℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下による点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度［ｃｄ／ｍ２］を測定することにより、外部取り出し量子効率（η）（発光効率）を算出した。ここで、発光輝度の測定はＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）を用いて行い、外部取り出し量子効率は、有機ＥＬ素子１−３を１００とする相対値で表した。【０２７３】
（３．素子寿命）
各有機ＥＬ素子を０．６５ｍＡ／ｃｍ２で定電流駆動して、輝度が初期輝度の半分になる時間を求め、これを素子寿命の尺度として評価した。なお、素子寿命は有機ＥＬ素子１−３を１００とする相対値で表した。【０２７４】
【表１】
2017126370.tif 000065
【０２７５】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。
これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。有機ＥＬ素子１−１に係る比較化合物１は、一般的な青色発光性のＴＡＤＦ化合物であり、分子内にＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位を局在化することができる分子構造である。また、有機ＥＬ素子１−２に係る比較化合物２−１及び比較化合物２−２は、２種のホストを共存させて、２分子間で電荷移動錯体を形成することで、ＴＡＤＦ現象が起きるものである。また、有機ＥＬ素子１−３に係る比較化合物３は、これらの化合物とは異なり空間電子遷移が起きないホスト化合物である。これらの比較化合物１〜３は、実施例１で示したように、ＨＯＭＯとＬＵＭＯ間の電子遷移が、同一分子内のスルースペース相互作用で起こる条件を満たしていないため、本発明についての効果が得られかったものと考えられる。【０２７６】
［実施例３］
＜有機ＥＬ素子２−１〜２−３８の作製＞
ホスト化合物を表２に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−６３）に変更した以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子２−１〜２−３８を作製した。なお、例示化合物（Ｄ−６３）は、前記一般式（１）の環Ｚ２が、イミダゾール環である。【０２７７】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜２−１〜２−３８の作製＞
ホスト化合物を表２に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−６３）に変更した以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で、発光層単層膜２−１〜２−３８を作製した。【０２７８】
＜評価＞
実施例２と同様の方法で、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表２に示す。なお、励起子安定性、発光効率及び素子寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子２−３を１００とする相対値で表した。【０２７９】
【表２】
2017126370.tif 000066
【０２８０】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。【０２８１】
［実施例４］
＜有機ＥＬ素子３−１〜３−７の作製＞
ホスト化合物を表３に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−１５）に変更した以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子３−１〜３−７を作製した。なお、例示化合物（Ｄ−１５）は、前記一般式（１）の環Ｚ２が、ピリジン環である。【０２８２】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜３−１〜３−７の作製＞
ホスト化合物を表３に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−１５）に変更した以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で、発光層単層膜３−１〜３−７を作製した。【０２８３】
＜評価＞
実施例１と同様の方法で、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表３に示す。なお、励起子安定性、発光効率及び素子寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子３−３を１００とする相対値で表した。【０２８４】
【表３】
2017126370.tif 000067
【０２８５】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。【０２８６】
［実施例５］
＜有機ＥＬ素子４−１〜４−７の作製＞
ホスト化合物を表４に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−２）に変更した以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子４−１〜４−７を作製した。なお、例示化合物（Ｄ−２）は、前記一般式（１）の環Ｚ２が、イソキノリン環である。【０２８７】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜４−１〜４−７の作製＞
ホスト化合物を表４に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−２）に変更した以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で、発光層単層膜４−１〜４−７を作製した。【０２８８】
＜評価＞
実施例１と同様の方法で、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表４に示す。なお、励起子安定性、発光効率及び素子寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子４−３を１００とする相対値で表した。【０２８９】
【表４】
2017126370.tif 000068
【０２９０】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。【０２９１】
［実施例６］
＜有機ＥＬ素子５−１〜５−７の作製＞
ホスト化合物を表５に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−６４）に変更した以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子５−１〜５−７を作製した。なお、例示化合物（Ｄ−６４）は、前記一般式（１）の環Ｚ２が、トリアゾール環である。【０２９２】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜５−１〜５−７の作製＞
ホスト化合物を表５に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−６４）に変更した以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で、発光層単層膜５−１〜５−７を作製した。【０２９３】
＜評価＞
実施例１と同様の方法で、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表５に示す。なお、励起子安定性、発光効率及び素子寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子５−３を１００とする相対値で表した。【０２９４】
【表５】
2017126370.tif 000069
【０２９５】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。【０２９６】
［実施例７］
＜有機ＥＬ素子６−１〜６−７の作製＞
ホスト化合物を表６に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−５０）に変更した以外は有機ＥＬ素子１−１と同様の方法で有機ＥＬ素子６−１〜６−７を作製した。なお、例示化合物（Ｄ−５０）は、前記一般式（１）の環Ｚ２が、ピラゾール環である。【０２９７】
＜励起子安定性評価用の発光層単層膜６−１〜６−７の作製＞
ホスト化合物を表６に示す化合物とし、発光ドーパントを例示化合物（Ｄ−３７）から例示化合物（Ｄ−５０）に変更した以外は発光層単層膜１−１と同様の方法で、発光層単層膜６−１〜６−７を作製した。【０２９８】
＜評価＞
実施例１と同様の方法で、励起子安定性、発光効率及び素子寿命を評価した。評価結果は、表６に示す。なお、励起子安定性、発光効率及び素子寿命は、それぞれ有機ＥＬ素子６−３を１００とする相対値で表した。【０２９９】
【表６】
2017126370.tif 000070
【０３００】
以上のように、実施例の有機ＥＬ素子は、発光層の励起子安定性が高く、つまり初期劣化が抑えられることが分かった。さらに、実施例の有機ＥＬ素子は、発光効率が高く、素子寿命が長いことが分かった。これらに対して、比較例の有機ＥＬ素子は、いずれの項目についても劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【０３０１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、初期劣化が抑えられ、発光効率が高く、かつ素子寿命が長いため、例えば、表示装置及び照明装置等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０３０２】
１  ディスプレイ
３  画素
５  走査線
６  データ線
７  電源ライン
１０  有機ＥＬ素子
１１  スイッチングトランジスタ
１２  駆動トランジスタ
１３  コンデンサー
１０１  照明装置内の有機ＥＬ素子
１０２  ガラスカバー
１０５  陰極
１０６  有機層
１０７  透明電極付きガラス基板
１０８  窒素ガス
１０９  捕水剤
Ａ  表示部
Ｂ  制御部
Ｃ  配線部
【図１Ａ】
2017126370.tif 000082
【図１Ｂ】
2017126370.tif 000083
【図２】
2017126370.tif 000084
【図３】
2017126370.tif 000085
【図４】
2017126370.tif 000086
【図５】
2017126370.tif 000087
【図６】
2017126370.tif 000088
【図７】
2017126370.tif 000089
【図８】
2017126370.tif 000090
【図９Ａ】
2017126370.tif 000091
【図９Ｂ】
2017126370.tif 000092
【図１０Ａ】
2017126370.tif 000093
【図１０Ｂ】
2017126370.tif 000094
【国際調査報告】
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2017126370.tif 000096
2017126370.tif 000097
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