(57)【要約】      （修正有）【課題】深青色の発光効率が高い発光材料の提供。【解決手段】ベンゼン環の１位に、カルバゾール基がＮで結合し、４位に、４，６−位に置換／無置換のフェニル基の置換した１，３，５−トリアジンが２位で結合した発光材料。ベンゼン環の２位は置換／無置換のアルキル基、他は水素原子または置換基を表す。ただし、カルバゾールの２位〜４位の少なくとも１つは置換／無置換のアルキル基であり、５位〜７位の少なくとも１つは置換または無置換のアルキル基である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物からなる発光材料。
【化１】
2018111751.tif 000042
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
【請求項２】
前記一般式（１）のＲ３およびＲ６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換のアルキル基である、請求項１に記載の発光材料。
【請求項３】
前記一般式（１）のＲ２〜Ｒ４のうちの１つとＲ５〜Ｒ７のうちの１つが、置換もしくは無置換のアルキル基である、請求項１または２に記載の発光材料。
【請求項４】
前記一般式（１）のＲ１およびＲ８の少なくとも一方が、水素原子である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光材料。
【請求項５】
前記一般式（１）のＲ１２、Ｒ１４、Ｒ１５の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のアルキル基である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光材料。
【請求項６】
前記一般式（１）のＲ１５が置換もしくは無置換のアルキル基である、請求項５に記載の発光材料。
【請求項７】
前記アルキル基が無置換のアルキル基である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光材料。
【請求項８】
前記置換もしくは無置換のアルキル基におけるアルキル基の炭素数が１〜３である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光材料。
【請求項９】
下記一般式（１）で表される化合物。
【化２】
2018111751.tif 000043
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
【請求項１０】
下記一般式（１）で表される構造を有する遅延蛍光体。
【化３】
2018111751.tif 000044
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
【請求項１１】
下記一般式（１）で表される化合物を含む発光層を基板上に有する有機発光素子。
【化４】
2018111751.tif 000045
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
【請求項１２】
遅延蛍光を放射する、請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記発光層にホスト材料を含む、請求項１１または１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量が５０重量％未満である、請求項１１〜１３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、発光効率が高い発光材料と、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）等の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、正孔輸送材料、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、発光効率を高める工夫が種々なされてきている。その中には、カルバゾール構造や２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も見受けられ、これまでにも幾つかの提案がなされてきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、下記の一般式で表される構造を有する化合物を有機エレクトロルミネッセンス素子の電子輸送層の電子輸送材料として用いることが記載されている。下記の一般式において、ｎは１または２であり、Ａｒはアリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ｒ３およびＲ４は水素原子またはアリール基であり、Ｘ１〜Ｘ３は＝ＣＲ−または＝Ｎ−であり、Ｒは水素原子または置換基であり、Ｃｚはカルバゾリル基であると規定されている。
【化１】
2018111751.tif 000002
【０００４】
上記一般式で表される化合物として、特許文献１には以下の構造を有する化合物Ａが例示されており、該化合物を電子輸送層に用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の実施例も記載されている。しかしながら、化合物Ａのカルバゾリル基に置換基を導入した化合物については検討がなされていない。また、化合物Ａの発光材料としての有用性についても特許文献１では検討されていない。
【化２】
2018111751.tif 000003
【０００５】
特許文献２には、下記の一般式で表される構造を有する化合物が青色蛍光を発光することと、該化合物が発光素子材料として有用であることが記載されている。下記の一般式において、Ｒ１１およびＲ１２は水素原子、脂肪族炭化水素基、アリール基またはヘテロ環基であり、Ｒ１およびＲ２は水素原子またはアミノ基を含まない置換基であり、Ｌは連結基であると規定されている。特許文献２には、上記の化合物Ａを発光材料として用いた有機発光素子が青色蛍光を発光することが記載されている。しかしながら、特許文献２においても、化合物Ａのカルバゾリル基に置換基を導入した化合物については検討がなされていない。
【化３】
2018111751.tif 000004
【０００６】
特許文献３には、下記の一般式で表される構造を有する化合物が青色遅延蛍光を放射しうることと、該化合物が発光素子材料として有用であることが記載されている。しかしながら、特許文献３に記載される一般式は、極めて広範囲な化合物を包含するものであり、置換基と発光効率の関係や、置換基と発光色の関係については、十分な検討がなされていない。
【化４】
2018111751.tif 000005
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２１３３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１９３９５２号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１５／１７５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、これまでにも、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物が有機ＥＬ素子の材料として提案されている。そして、特許文献２には、上記の化合物Ａが青色蛍光を発光するものであることが記載されている。しかしながら、本発明者らが化合物Ａについて、発光特性を評価したところ、発光特性は十分に満足しうるものではなく、より深い青色光を効率よく発光しうる発光材料を提供する必要があることが判明した。
そこで本発明者らは、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物の置換基に着目し、その置換基の種類や置換位置を様々に変え、置換基の種類および置換位置と発光特性の関係について検討を行った。その結果、その置換基の種類および置換位置と発光特性には一定の関係があり、置換基の種類および置換位置を特定することにより、目的とする深青色での発光効率が顕著に高められる可能性があることを見出した。上記のように、特許文献１および２に記載されている、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物は、置換基を有していない。また、特許文献３では、上記の一般式に包含される多数の化合物例について発光特性を評価しているものの、特定の置換基に着目し、その置換位置と発光効率および発光色の関係を検討したことは記載されていない。このため、これらの文献からは、置換基の種類および置換位置を特定することにより、深青色での発光効率が顕著に向上することは予測がつかない。
【０００９】
このような状況下において本発明者らは、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物について、さらに深青色光での発光効率を高めることを目指して研究を重ねた。そして、深青色で発光効率が高く、発光材料として有用な化合物の一般式を導きだし、深青色においても高い発光効率が得られる有機発光素子の構成を一般化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】
鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造を含む化合物の特定の位置に、置換もしくは無置換のアルキル基を導入することにより、発光色が深い青色になり、その深青色で極めて高い発光効率が得られることを見出した。また、そのような化合物群の中に、遅延蛍光材料として有用なものがあることを見出し、発光効率が高い有機発光素子を安価に提供しうることを明らかにした。本発明は、このような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］  下記一般式（１）で表される化合物からなる発光材料。
【化５】
2018111751.tif 000006
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
［２］  前記一般式（１）のＲ３およびＲ６の少なくとも一方が、置換もしくは無置換のアルキル基である、［１］に記載の発光材料。
［３］  前記一般式（１）のＲ２〜Ｒ４のうちの１つとＲ５〜Ｒ７のうちの１つが、置換もしくは無置換のアルキル基である、［１］または［２］に記載の発光材料。
［４］  前記一般式（１）のＲ１およびＲ８の少なくとも一方が、水素原子である、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光材料。
［５］  前記一般式（１）のＲ１２、Ｒ１４、Ｒ１５の少なくとも１つが、置換もしくは無置換のアルキル基である、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光材料。
［６］  前記一般式（１）のＲ１５が置換もしくは無置換のアルキル基である、［５］に記載の発光材料。
［７］  前記アルキル基が無置換のアルキル基である、［１］〜［６］のいずれか１項に記載の発光材料。
［８］  前記置換もしくは無置換のアルキル基におけるアルキル基の炭素数が１〜３である、［１］〜［７］のいずれか１項に記載の発光材料。
［９］  下記一般式（１）で表される化合物。
【化６】
2018111751.tif 000007
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
［１０］  下記一般式（１）で表される構造を有する遅延蛍光体。
【化７】
2018111751.tif 000008
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
［１１］  下記一般式（１）で表される化合物を含む発光層を基板上に有する有機発光素子。
【化８】
2018111751.tif 000009
［一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。］
［１２］  遅延蛍光を放射する、［１１］に記載の有機発光素子。
［１３］  前記発光層にホスト材料を含む、［１１］または［１２］に記載の有機発光素子。
［１４］  前記発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量が５０重量％未満である、［１１］〜［１３］のいずれか１項に記載の有機発光素子。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の化合物は、深青色で発光効率が高く、発光材料として有用である。また、本発明の化合物の中には遅延蛍光を放射するものが含まれている。本発明の化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、高い発光効率を実現しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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。
【図２】化合物１、２および比較化合物１、２の紫外可視吸収スペクトル、発光スペクトルおよび燐光スペクトルである。
【図３】化合物１、２および比較化合物１、２をそれぞれドープした各ドープ膜の発光の過渡減衰曲線である。
【図４】素子１、２および比較素子１、２の発光スペクトルである。
【図５】素子１、２および比較素子１、２の外部量子効率−電流密度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
本明細書における「電子供与基」とはハメットのσｐ値が負である置換基を意味する。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。
【００１５】
［一般式（１）で表される化合物］
本発明の発光材料は、下記一般式（１）で表される化合物からなることを特徴とする。
【化９】
2018111751.tif 000010
【００１６】
一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は各々独立に水素原子または置換基を表し、Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。ただし、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基であり、Ｒ５〜Ｒ７の少なくとも１つは置換もしくは無置換のアルキル基である。Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５のうち、上記の置換もしくは無置換のアルキル基を含めた複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００１７】
Ｒ２〜Ｒ４のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものの数は１つのみであってもよいし、２つ以上であってもよいが、Ｒ２〜Ｒ４のうちの１つまたは２つが置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。Ｒ２〜Ｒ４の中では、少なくともＲ３が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。すなわち、Ｒ２〜Ｒ４のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものが１つのみであるときは、Ｒ３が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。Ｒ２〜Ｒ４のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものが２つであるときは、Ｒ２とＲ３、Ｒ２とＲ４、Ｒ３とＲ４のいずれの組み合わせが置換もしくは無置換のアルキル基であってもよいが、Ｒ２とＲ３が置換もしくは無置換のアルキル基であるか、Ｒ３とＲ４が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。また、Ｒ２〜Ｒ４の全てが置換もしくは無置換のアルキル基であってもよい。
Ｒ５〜Ｒ７のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものの数は１つのみであってもよいし、２つ以上であってもよいが、Ｒ５〜Ｒ７のうちの１つまたは２つが置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。Ｒ５〜Ｒ７の中では、少なくともＲ６が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。すなわち、Ｒ５〜Ｒ７のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものが１つのみであるときは、Ｒ６が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。Ｒ５〜Ｒ７のうち、置換もしくは無置換のアルキル基であるものが２つであるときは、Ｒ５とＲ６、Ｒ５とＲ７、Ｒ６とＲ７のいずれの組み合わせが置換もしくは無置換のアルキル基であってもよいが、Ｒ５とＲ６が置換もしくは無置換のアルキル基であるか、Ｒ６とＲ７が置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。また、Ｒ５〜Ｒ７の全てが置換もしくは無置換のアルキル基であってもよい。
Ｒ２〜Ｒ４のうちの置換もしくは無置換のアルキル基であるものの数と、Ｒ５〜Ｒ７のうちの置換もしくは無置換のアルキル基であるものの数は同じであっても異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００１８】
Ｒ２〜Ｒ４およびＲ５〜Ｒ７のうち、置換もしくは無置換のアルキル基でないものは、水素原子であってもよいし、置換基であってもよい。また、Ｒ１およびＲ８は水素原子であっても置換基であってもよいが、アルキル基のような電子供与基ではないことが好ましく、水素原子であることがより好ましい。これにより、Ｒ１およびＲ８の電子供与性によって、一般式（１）で表される化合物のＨＯＭＯ準位が高くなることが回避され、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のギャップを広くして、発光色をより深い青色にし易くなる。
【００１９】
Ｒ１１は置換もしくは無置換のアルキル基を表す。Ｒ１１が置換もしくは無置換のアルキル基であることにより、一般式（１）で表される化合物の最低励起一重項エネルギーＥＳ１と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１との差ΔＥＳＴが小さくなる傾向があり、高い発光効率を得ることができる。
【００２０】
Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５は、水素原子であっても置換基であってもよいが、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５は、水素原子または置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましく、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５のうちの少なくともＲ１５が置換もしくは無置換のアルキル基であることがより好ましい。具体的には、Ｒ１５が置換もしくは無置換のアルキル基であるか、Ｒ１２とＲ１５またはＲ１４とＲ１５が置換もしくは無置換のアルキル基であるか、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５の全てが置換もしくは無置換のアルキル基であることが好ましい。Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５のうちの少なくともＲ１５が置換もしくは無置換のアルキル基であることにより、一般式（１）で表される化合物のΔＥＳＴがより小さくなる傾向がある。
【００２１】
Ｒ１１が表す置換もしくは無置換のアルキル基、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つが表す置換もしくは無置換のアルキル基、およびＲ５〜Ｒ７の少なくとも１つが表す置換もしくは無置換のアルキル基におけるアルキル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。アルキル基の好ましい炭素数は１〜６であり、より好ましくは１〜３であり、さらに好ましくは１または２である。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、イソプロピル基などを挙げることができる。アルキル基は、置換基で置換されていても無置換であってもよいが、無置換であることが好ましい。アルキル基に置換可能な基の好ましい範囲と具体例については、Ｒ１〜Ｒ８等がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができ、このうち、アルコキシ基であることが好ましい。
また、Ｒ１１が表す置換もしくは無置換のアルキル基、Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つが表す置換もしくは無置換のアルキル基、およびＲ５〜Ｒ７の少なくとも１つが表す置換もしくは無置換のアルキル基は、互いに同一であっても異なっていてもよいが、Ｒ３とＲ６の両方、Ｒ１２とＲ１４の両方、Ｒ１５が置換もしくは無置換のアルキル基を表すときは、それらが表す置換もしくは無置換のアルキル基は、Ｒ３とＲ６で同一であることが好ましく、Ｒ１２とＲ１４で同一であることが好ましく、Ｒ１１とＲ１５で同一であることが好ましい。
【００２２】
Ｒ１〜Ｒ８、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５がとりうる置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のアルキル置換アミノ基、炭素数１〜２０のアリール置換アミノ基、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基、炭素数２〜１０のアルケニル基、炭素数２〜１０のアルキニル基、炭素数２〜２０のアルキルアミド基、炭素数７〜２１のアリールアミド基、炭素数３〜２０のトリアルキルシリル基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜２０のアルキル置換アミノ基、炭素数１〜２０のアリール置換アミノ基、炭素数６〜４０のアリール基、炭素数３〜４０のヘテロアリール基である。
【００２３】
また、一般式（１）で表される化合物は線対称構造をとっていることも好ましい。すなわち、Ｒ１とＲ８、Ｒ２とＲ７、Ｒ３とＲ６、Ｒ４とＲ５、Ｒ１１とＲ１５、Ｒ１２とＲ１４、Ｒ１６とＲ２５、Ｒ１７とＲ２４、Ｒ１８とＲ２３、Ｒ１９とＲ２２、Ｒ２０とＲ２１は、それぞれ同一であることが好ましい。
【００２４】
以下において、一般式（１）で表される化合物の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる一般式（１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
【化１０】
2018111751.tif 000011
【００２５】
一般式（１）で表される化合物の分子量は、例えば一般式（１）で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、１５００以下であることが好ましく、１２００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、９００以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、一般式（１）で表される最小化合物の分子量である。
一般式（１）で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。
【００２６】
本発明を応用して、分子内に一般式（１）で表される構造を複数個含む化合物を、発光材料として用いることも考えられる。
例えば、一般式（１）で表される構造中にあらかじめ重合性基を存在させておいて、その重合性基を重合させることによって得られる重合体を、発光材料として用いることが考えられる。具体的には、一般式（１）のＲ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５のいずれかに重合性官能基を含むモノマーを用意して、これを単独で重合させるか、他のモノマーとともに共重合させることにより、繰り返し単位を有する重合体を得て、その重合体を発光材料として用いることが考えられる。あるいは、一般式（１）で表される構造を有する化合物どうしをカップリングさせることにより、二量体や三量体を得て、それらを発光材料として用いることも考えられる。
【００２７】
一般式（１）で表される構造を含む繰り返し単位を有する重合体の例として、下記一般式（１１）または（１２）で表される構造を含む重合体を挙げることができる。
【化１１】
2018111751.tif 000012
【００２８】
一般式（１１）または（１２）において、Ｑは一般式（１）で表される構造を含む基を表し、Ｌ１およびＬ２は連結基を表す。連結基の炭素数は、好ましくは０〜２０であり、より好ましくは１〜１５であり、さらに好ましくは２〜１０である。連結基は−Ｘ１１−Ｌ１１−で表される構造を有するものであることが好ましい。ここで、Ｘ１１は酸素原子または硫黄原子を表し、酸素原子であることが好ましい。Ｌ１１は連結基を表し、置換もしくは無置換のアルキレン基、または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く、炭素数１〜１０の置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
一般式（１１）または（１２）において、Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３およびＲ１０４は、各々独立に置換基を表す。好ましくは、炭素数１〜６の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１〜６の置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは炭素数１〜３の無置換のアルキル基、炭素数１〜３の無置換のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくは炭素数１〜３の無置換のアルキル基、炭素数１〜３の無置換のアルコキシ基である。
Ｌ１およびＬ２で表される連結基は、Ｑを構成する一般式（１）の構造のＲ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５のいずれかに結合することができる。１つのＱに対して連結基が２つ以上連結して架橋構造や網目構造を形成していてもよい。
【００２９】
繰り返し単位の具体的な構造例として、下記式（１３）〜（１６）で表される構造を挙げることができる。
【化１２】
2018111751.tif 000013
【００３０】
これらの式（１３）〜（１６）を含む繰り返し単位を有する重合体は、一般式（１）の構造のＲ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５のいずれかにヒドロキシ基を導入しておき、それをリンカーとして下記化合物を反応させて重合性基を導入し、その重合性基を重合させることにより合成することができる。
【化１３】
2018111751.tif 000014
【００３１】
分子内に一般式（１）で表される構造を含む重合体は、一般式（１）で表される構造を有する繰り返し単位のみからなる重合体であってもよいし、それ以外の構造を有する繰り返し単位を含む重合体であってもよい。また、重合体の中に含まれる一般式（１）で表される構造を有する繰り返し単位は、単一種であってもよいし、２種以上であってもよい。一般式（１）で表される構造を有さない繰り返し単位としては、通常の共重合に用いられるモノマーから誘導されるものを挙げることができる。例えば、エチレン、スチレンなどのエチレン性不飽和結合を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を挙げることができる。
【００３２】
［一般式（１）で表される化合物の合成方法］
一般式（１）で表される化合物は、新規化合物である。
一般式（１）で表される化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、以下の２つの化合物を反応させることにより合成することが可能である。
【００３３】
【化１４】
2018111751.tif 000015
【００３４】
上記の反応式におけるＲ１〜Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１４〜Ｒ２５の説明については、一般式（１）における対応する記載を参照することができる。Ｘはハロゲン原子を表し、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができ、フッ素原子であることが好ましい。
上記の反応は、公知のカップリング反応を応用したものであり、公知の反応条件を適宜選択して用いることができる。上記の反応の詳細については、後述の合成例を参考にすることができる。また、一般式（１）で表される化合物は、その他の公知の合成反応を組み合わせることによっても合成することができる。
【００３５】
［有機発光素子］
本発明の一般式（１）で表される化合物は、深青色で発光効率が高く、有機発光素子の発光材料として有用である。このため、本発明の一般式（１）で表される化合物は、有機発光素子の発光層に発光材料として効果的に用いることができる。また、本発明の一般式（１）で表される化合物は、ホストまたはアシストドーパントとして用いてもよい。
一般式（１）で表される化合物の中には、遅延蛍光を放射する遅延蛍光材料（遅延蛍光体）が含まれている。すなわち本発明は、一般式（１）で表される構造を有する遅延蛍光体の発明と、一般式（１）で表される化合物を遅延蛍光体として使用する発明と、一般式（１）で表される化合物を用いて遅延蛍光を発光させる方法の発明も提供する。そのような化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、遅延蛍光を放射し、発光効率が高いという特徴を有する。その原理を、有機エレクトロルミネッセンス素子を例にとって説明すると以下のようになる。
【００３６】
有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正負の両電極より発光材料にキャリアを注入し、励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、キャリア注入型の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは２５％であり、残り７５％は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光であるリン光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般にリン光の量子収率が高くないことが多い。一方、遅延蛍光材料は、項間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項−三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆項間交差され蛍光を放射する。有機エレクトロルミネッセンス素子においては、なかでも熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。有機エレクトロルミネッセンス素子に遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、デバイスが発する熱を吸収して励起一重項へ項間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差により、生じる光の寿命（発光寿命）は通常の蛍光やりん光よりも長くなるため、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。このような熱活性化型の励起子移動機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は２５％しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を２５％以上に引き上げることが可能となる。１００℃未満の低い温度でも強い蛍光および遅延蛍光を発する化合物を用いれば、デバイスの熱で充分に励起三重項状態から励起一重項状態への項間交差が生じて遅延蛍光を放射するため、発光効率を飛躍的に向上させることができる。
【００３７】
本発明の一般式（１）で表される化合物を発光層の発光材料として用いることにより、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。有機フォトルミネッセンス素子は、基板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、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、励起子阻止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は基板、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。
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各層について説明する。なお、基板と発光層の説明は有機フォトルミネッセンス素子の基板と発光層にも該当する。
【００３８】
（基板）
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英、シリコンなどからなるものを用いることができる。
【００３９】
（陽極）
有機エレクトロルミネッセンス素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としては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材料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、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極材料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。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な材料を用いる場合には、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／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００４０】
（陰極）
一方、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、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが用いられる。このような電極材料の具体例としては、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、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性およ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。陰極はこれらの電極材料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により、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／□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、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陽極の説明で挙げた導電性透明材料を陰極に用いることで、透明また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。
【００４１】
（発光層）
発光層は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成した後、発光する層であり、発光材料を単独で発光層に使用しても良いが、好ましくは発光材料とホスト材料を含む。発光材料としては、一般式（１）で表される本発明の化合物群から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子および有機フォトルミネッセンス素子が高い発光効率を発現するためには、発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、発光材料中に閉じ込めることが重要である。従って、発光層中に発光材料に加えてホスト材料を用いることが好ましい。ホスト材料としては、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が本発明の発光材料よりも高い値を有する有機化合物を用いることができる。その結果、本発明の発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、本発明の発光材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。もっとも、一重項励起子および三重項励起子を十分に閉じ込めることができなくても、高い発光効率を得ることが可能な場合もあるため、高い発光効率を実現しうるホスト材料であれば特に制約なく本発明に用いることができる。本発明の有機発光素子または有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光は発光層に含まれる本発明の発光材料から生じる。この発光は蛍光発光および遅延蛍光発光の両方を含む。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもかまわない。
発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量は、５０重量％未満とすることが好ましい。さらに、一般式（１）で表される化合物の含有量の上限値は３０重量％未満とすることが好ましく、また、含有量の上限値は例えば２０重量％未満、１０重量％未満、５重量％未満、３重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満とすることもできる。下限値は０．００１重量％以上とすることが好ましく、例えば０．０１重量％超、０．１重量％超、０．５重量％超、１重量％超とすることもできる。
発光層におけるホスト材料としては、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。
【００４２】
また、発光層の他の態様として、発光材料とホスト材料を含み、さらに一般式（１）で表される化合物をアシストドーパントとして含む態様を挙げることができる。アシストドーパントとしては、一般式（１）で表される化合物群から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。アシストドーパントとして用いる一般式（１）で表される化合物は、発光材料よりも最低励起一重項エネルギー準位が高く、且つ、ホスト材料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い。これにより、ホスト材料で生じた励起一重項エネルギーがアシストドーパントおよび発光材料へ容易に移動し、アシストドーパントで生じた励起一重項エネルギー、および、ホスト材料からアシストドーパントへ移動した励起一重項エネルギーが発光材料へ容易に移動する。その結果、励起一重項状態の発光材料が効率よく生成されて高い発光効率を得ることができる。さらに、アシストドーパントとして用いる一般式（１）で表される化合物は、ホスト材料よりも最低励起三重項エネルギー準位が低く、且つ、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下であることがより好ましい。これにより、ホスト材料で生じた励起三重項エネルギーがアシストドーパントに容易に移動して該アシストドーパントが励起三重項状態に遷移し、さらに、励起三重項状態になったアシストドーパントで逆項間交差が容易に生じて励起一重項状態に遷移しうる。このアシストドーパントの励起一重項エネルギーが発光材料に移動する結果、励起一重項状態の発光材料が一層効率よく生成され、極めて高い発光効率を得ることができる。言い換えれば、ホスト材料やアシストドーパントで生じた励起三重項エネルギーを発光材料の発光に有効に利用することができる。
この態様で用いる発光材料には、公知のものを採用することができ、蛍光発光材料を用いることが好ましく、遅延蛍光体を用いてもよい。ホスト材料の説明については、一般式（１）で表される化合物を発光材料に用いる態様のホスト材料についての説明を参照することができる。
一般式（１）で表される化合物をアシストドーパントとして用いる場合、発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量は、ホスト材料の含有量よりも少なく、発光材料の含有量よりも多いこと、すなわち、「発光材料の含有量＜アシストドーパントの含有量＜ホスト材料の含有量」の関係を満たすことが好ましい。具体的には、この態様での発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量は、５０重量％未満とすることが好ましい。さらに、一般式（１）で表される化合物の含有量の上限値は４０重量％未満とすることが好ましく、また、含有量の上限値は例えば３０重量％未満、２０重量％未満、１０重量％未満とすることもできる。下限値は１重量％以上とすることが好ましく、例えば３重量％超、４重量％超とすることもできる。
【００４３】
（注入層）
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。
【００４４】
（阻止層）
阻止層は、発光層中に存在する電荷（電子もしくは正孔）および／または励起子の発光層外への拡散を阻止することができる層である。電子阻止層は、発光層および正孔輸送層の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光層および電子輸送層の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層の方に向かって発光層を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。本明細書でいう電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用される。
【００４５】
（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。正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層の材料としては、後述する電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。
【００４６】
（電子阻止層）
電子阻止層とは、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより発光層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。
【００４７】
（励起子阻止層）
励起子阻止層とは、発光層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に発光層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は発光層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と発光層の間に、発光層に隣接して該層を挿入することができ、陰極側に挿入する場合、発光層と陰極との間に、発光層に隣接して該層を挿入することができる。また、陽極と、発光層の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、発光層の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、発光材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。
【００４８】
（正孔輸送層）
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。使用できる公知の正孔輸送材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、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体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、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体、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、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物およびスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第３級アミン化合物を用いることがより好ましい。
【００４９】
（電子輸送層）
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、電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる場合もある）としては、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。使用できる電子輸送層としては例えば、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、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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。
【００５０】
有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する際には、一般式（１）で表される化合物を１層の有機層（例えば、電子輸送層）に用いるだけでなく、複数の有機層にも用いてもよい。その際、各有機層に用いる一般式（１）で表される化合物は、互いに同一であっても異なっていてもよい。例えば、電子輸送層や発光層の他に、上記の注入層、阻止層、正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層、正孔輸送層などにも一般式（１）で表される化合物を用いてもよい。これらの層の製膜方法は特に限定されず、ドライプロセス、ウェットプロセスのどちらで作製してもよい。
【００５１】
以下に、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する。ただし、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。なお、以下の例示化合物の構造式におけるＲ、Ｒ’、Ｒ１〜Ｒ１０は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｘは環骨格を形成する炭素原子または複素原子を表し、ｎは３〜５の整数を表し、Ｙは置換基を表し、ｍは０以上の整数を表す。
【００５２】
まず、発光層のホスト材料としても用いることができる好ましい化合物を挙げる。
【００５３】
【化１５】
2018111751.tif 000016
【００５４】
【化１６】
2018111751.tif 000017
【００５５】
【化１７】
2018111751.tif 000018
【００５６】
【化１８】
2018111751.tif 000019
【００５７】
【化１９】
2018111751.tif 000020
【００５８】
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。
【００５９】
【化２０】
2018111751.tif 000021
【００６０】
次に、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例を挙げる。
【００６１】
【化２１】
2018111751.tif 000022
【００６２】
【化２２】
2018111751.tif 000023
【００６３】
【化２３】
2018111751.tif 000024
【００６４】
【化２４】
2018111751.tif 000025
【００６５】
【化２５】
2018111751.tif 000026
【００６６】
【化２６】
2018111751.tif 000027
【００６７】
次に、電子阻止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。
【００６８】
【化２７】
2018111751.tif 000028
【００６９】
次に、正孔阻止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。
【００７０】
【化２８】
2018111751.tif 000029
【００７１】
次に、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例を挙げる。
【００７２】
【化２９】
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【００７３】
【化３０】
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【００７４】
【化３１】
2018111751.tif 000033
【００７５】
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。
【００７６】
【化３２】
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【００７７】
さら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。
【００７８】
【化３３】
2018111751.tif 000035
【００７９】
上述の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極の間に電界を印加することにより発光する。このとき、励起一重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長の光が、蛍光発光および遅延蛍光発光として確認される。また、励起三重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長が、りん光として確認される。通常の蛍光は、遅延蛍光発光よりも蛍光寿命が短いため、発光寿命は蛍光と遅延蛍光で区別できる。
一方、りん光については、本発明の化合物のような通常の有機化合物では、励起三重項エネルギーは不安定であり、熱失活の速度定数が大きく、発光の速度定数が小さいことから直ちに失活するため、室温では殆ど観測できない。通常の有機化合物の励起三重項エネルギーを測定するためには、極低温の条件での発光を観測することにより測定可能である。
【００８０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。本発明によれば、発光層に一般式（１）で表される化合物を含有させることにより、発光効率が大きく改善された有機発光素子が得られる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ＥＬディスプレイ」（オーム社）を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明やバックライトに応用することもできる。
【実施例】
【００８１】
以下に合成例および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、紫外線吸収スペクトルの測定はＬＡＭＢＤＡ９５０−ＰＫＡ（パーキンエルマー社製）を用いて行い、発光スペクトルの測定はＦｌｕｏｒｏｍａｘ−４（ホリバ・ジョバンイボン社製）を用いて行い、過渡減衰曲線の測定はＱｕａｎｔａｕｒｕｓ−ｔａｕ（浜松ホトニクス社製）を用いて行い、フォトルミネッセンス量子効率（ＰＬ量子効率）の測定はＣ１１３４７−１１（浜松ホトニクス社製）を用いて行った。また、本実施例では、発光寿命が０．０５μｓ以上の蛍光を遅延蛍光として判定した。
【００８２】
各材料の一重項エネルギー（ＥＳ１）と三重項エネルギー（ＥＴ１）の差（ΔＥＳＴ）は、一重項エネルギー（ＥＳ１）と三重項エネルギーを以下の方法で算出し、ΔＥＳＴ＝ＥＳ１−ＥＴ１により求めた。
（１）一重項エネルギーＥＳ１
測定対象化合物とｍＣＰとを、測定対象化合物が濃度６重量％となるように共蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製した。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定した。励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の蛍光スペクトルを得た。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とした。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］を求めた。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とした。
換算式：ＥＳ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
発光スペクトルの測定には、励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を検出器には、ストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いた。
（２） 三重項エネルギーＥＴ１
一重項エネルギーＥＳ１と同じ試料を５［Ｋ］に冷却し、励起光（３３７ｎｍ）を燐光測定用試料に照射し、ストリークカメラを用いて、燐光強度を測定した。励起光入射後１ミリ秒から入射後１０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の燐光スペクトルを得た。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］を求めた。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とした。
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いた。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した。
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した。
【００８３】
（合成例１）  化合物１の合成
【化３４】
2018111751.tif 000036
【００８４】
アルゴン雰囲気下にて、還流冷却器を備えた二口丸底フラスコに３，６−ジメチルカルバゾール（１．５０ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）を入れ、炭酸セシウム（１２．５ｇ、３８．４ｍｍｏｌ）とＤＭＦ（１００ｍｌ）を添加して懸濁液を得た。室温で３０分間撹拌した後、２−（４−フルオロフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２．６２ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）を一度に注ぎ、反応混合物を１５５℃で１２時間攪拌した。その後、水で希釈し、粗生成物をクロロホルム（３×３０ｍｌ）で抽出した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を除去した。溶離液としてジクロロメタン／石油（１：４）を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、化合物１（３．２６ｇ、６．６８ｍｍｏｌ、８７％）を白色固体として単離した。
1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.89-8.78 (m, 6H) 7.97 (s, 2H) 7.71-7.57 (m, 7H) 7.25 (d, J = 8.5 Hz, 2H)7.03 (d, J = 8.5 Hz, 2H) 2.58 (s, 6H) 2.19 (s, 3H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm): 171.8, 171.2, 140.3, 139.4, 137.5, 136.2, 136.1, 132.6, 132.0, 129.4, 129.0, 128.9, 127.9, 123.2, 120.3, 109.5, 21.4, 18.1. HRMS m/z: 516.18 [M]+. Anal. calcd for C36H28N4(%): C 83.69, H 5.46, N 10.84; found: C 83.82, H 5.45, N 10.91.
【００８５】
（合成例２）  化合物２の合成
【化３５】
2018111751.tif 000037
【００８６】
合成例１で用いた２−（４−フルオロフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの代わりに２−（４−フルオロ−３，５−ジメチルフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（２．７３ｇ、７．６８ｍｍｏｌ）を用いて、合成例１と同じ手順に従って化合物２を合成した。溶媒を蒸発させた後、粗生成物を、溶離液としてジクロロメタン／石油（１：４）を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、化合物２の黄色固体を収率７６％で得た。
1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ (ppm): 8.85 (d, J = 8.5 Hz, 4H) 8.67 (s, 2H) 7.78 (s, 1H) 7.67-7.61 (m, 6H) 7.24 (d, J = 8.5 Hz, 2H) 6.90 (d, J= 8.5 Hz, 2H) 2.58 (s, 6H) 2.06 (s, 6H). 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ (ppm): 138.6, 136.1, 132.6, 129.1, 129.0, 128.7, 127.2, 120.4 109.0, 21.4, 17.8. HRMS m/z: 530.18 [M]+. Anal. calcd for C37H30N4 (%): C 83.74, H 5.70, N 10.56; found: C 83.68, H 5.70, N 10.62.
化合物１、２の熱的性質を質量分析（ＴＧＡ）にて評価したところ、いずれも質量減少率が５％であるときの温度（分解温度Ｔｄ）が４０５℃超であり、熱的安定性に優れることを確認することができた。
【００８７】
（実施例１）  化合物１を用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製
Ａｒ雰囲気のグローブボックス中で化合物１のトルエン溶液（濃度１×１０−５ｍｏｌ／Ｌ）を調製した。
また、石英基板上に真空蒸着法にて、真空度２〜３×１０−４Ｐａ以下の条件で化合物１とＤＰＥＰＯとを異なる蒸着源から蒸着し、化合物１の濃度が６質量％である薄膜（以下、「化合物１のドープ膜」という）を６０ｎｍの厚さで形成して有機フォトルミネッセンス素子とした。
【００８８】
（実施例２）  化合物２を用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製
化合物１の代わりに化合物２を用いること以外は、実施例１と同様にして、化合物２のトルエン溶液および化合物２とＤＰＥＰＯの薄膜（以下、「化合物２のドープ膜」という）を作製した。
【００８９】
（比較例１、２）  比較化合物１、２を用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製
化合物１の代わりに下記の構造を有する比較化合物１または比較化合物２を用いること以外は、実施例１と同様にして、比較化合物１のトルエン溶液、比較化合物１とＤＰＥＰＯの薄膜（以下、「比較化合物１のドープ膜」という）、比較化合物２のトルエン溶液、および比較化合物２とＤＰＥＰＯの薄膜（以下、「比較化合物２のドープ膜」という）を作製した。
【００９０】
【化３６】
2018111751.tif 000038
【００９１】
［発光特性の評価］
各実施例および各比較例で調製したトルエン溶液の紫外可視吸収スペクトル、３２０ｎｍ励起光を用いて測定した２９８Ｋでの発光スペクトルおよび７７Ｋでの燐光スペクトルを図２に示す。図２中、「Ｕｖ−Ｖｉｓ」は紫外可視吸収スペクトルを示し、「ＰＬ」は発光スペクトルを示し、「Ｐｈｏｓ」は燐光スペクトルを示す。各実施例および各比較例で作製したドープ膜について、３６５ｎｍ励起光を用いて測定した室温での発光の過渡減衰曲線を図３に示す。
また、各化合物の発光極大波長、一重項エネルギーＥＳ１、三重項エネルギーＥＴ１、およびＥＳ１とＥＴ１の差ΔＥＳＴ、トルエン溶液およびドープ膜のフォトルミネッセンス量子収率（ＰＬ量子収率）、図３から求めた発光寿命τｄ、ジクロロメタンとジメチルホルムアミドの混合溶媒中で測定した酸化電位および還元電位を表１に示す。
【００９２】
【表１】
2018111751.tif 000039
【００９３】
表１に示すように、化合物１、２は、発光極大波長が４３２ｎｍと短波長であり、高い発光効率を有していた。また、化合物１、２は、ΔＥＳＴが小さく、発光寿命τｄが１３．０μｓ、１０．３μｓと長いことから、遅延蛍光を放射するものであることが確認された。これに対して、比較化合物１は、三重項エネルギーＥＴ１が低く、ΔＥＳＴが大きな値であり、発光寿命τｄが長いものであった。よって、比較化合物１は遅延蛍光を放射しないか、放射しても無視できる程度であると推測された。一方、比較化合物２は、発光極大波長が４６５ｎｍで化合物１、２に比べて長波長であった。
ここで、密度関数理論計算により、各化合物におけるカルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造のねじれ角を求めたところ、化合物１、２および比較化合物２は比較化合物１に比べて大きなねじれ角を有しており、化合物１、２における中央のフェニレン基へのアルキル基の導入、および、比較化合物２におけるカルバゾール構造の１位および８位へのアルキル基の導入は、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造のねじれを大きくする作用があることが示唆された。これにより、化合物１、２では、電荷移動励起状態が安定化して局所励起三重項エネルギー状態３ＬＥのエネルギー(最低励起三重項エネルギーＥＴ１)が上がり、ΔＥｓｔの縮小に繋がったものと考えられる。
一方、比較化合物２については、表１に示すように、酸化電位が比較化合物１に比べて低い値になっている。このことから、カルバゾール構造の１位および８位へのアルキル基の導入は、カルバゾール構造と２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン構造のねじれを大きくする作用と、アルキル基の電子供与性により、ドナー部であるカルバゾール構造の酸化電位を低くする作用を有することが示唆された。ここで、酸化電位はＨＯＭＯ準位に対応し、還元電位はＬＵＭＯ準位に対応しており、酸化電位が低くなることはＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のギャップが狭くなることを意味する。これにより、比較化合物２は、他の化合物よりも発光波長が長波長側にシフトしているものと考えられる。
【００９４】
（実施例３）  化合物１を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
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板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度２〜３×１０−４Ｐａで積層した。まず、ＩＴＯ上にＨＡＴ−ＣＮを５ｎｍの厚さに蒸着して正孔注入層を形成した。次に、α−ＮＰＤを２０ｎｍの厚さに蒸着し、さらに、ＴＣＴＡを２０ｎｍの厚さに蒸着することで正孔輸送層を形成した。続いて、ｍＣＰを１０ｎｍの厚さに蒸着して励起子阻止層を形成した。次に、化合物１とＤＰＥＰＯを異なる蒸着源から共蒸着し、２０ｎｍの厚さの層を形成して発光層とした。この時、化合物１の濃度は６．０質量％とした。次に、ＤＰＥＰＯを１０ｎｍの厚さに蒸着して励起子阻止層を形成し、その上に、ＴＰＢｉを３０ｎｍの厚さに蒸着して電子輸送層を形成した。続いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を０．８ｎｍの厚さに蒸着して電子注入層を形成し、その上に、アルミニウム（Ａｌ）を１２０ｎｍの厚さに蒸着して陰極を形成した。以上の工程により、［ＩＴＯ／ＨＡＴ−ＣＮ（５ｎｍ）／α−ＮＰＤ（２０ｎｍ）／ＴＣＴＡ（２０ｎｍ）／ｍＣＰ（１０ｎｍ）／ＤＰＥＰＯと６質量％の化合物１（２０ｎｍ）／ＤＰＥＰＯ（１０ｎｍ）／ＴＰＢｉ（３０ｎｍ）／ＬｉＦ（０．８ｎｍ）／Ａｌ（１２０ｎｍ）］の多層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（素子１）とした。なお、上記の角括弧内の「／」は層の境界を表し、「／」の左側に記載された膜厚（ｎｍ）および材料からなる層の上に、［／］の右側に記載された膜厚（ｎｍ）および材料からなる層が積層されていることを意味する。
【００９５】
（実施例４）  化合物２を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
化合物１の代わりに化合物２を用いること以外は、実施例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（素子２）を作製した。
【００９６】
（比較例３、４）  比較化合物１、２を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
化合物１の代わりに比較化合物１を用いること以外は、実施例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（比較素子１）を作製し、化合物１の代わりに比較化合物２を用いること以外は、実施例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（比較素子２）を作製した。
【００９７】
［素子特性の評価］
各実施例および各比較例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルを図４に示し、外部量子効率（ＥＱＥ）−電流密度特性を図５に示す。また、各有機エレクトロルミネッセンス素子の最大外部量子効率を表２に示す。
【００９８】
【表２】
2018111751.tif 000040
【００９９】
図５および表２から示されるように、化合物１を用いた素子１および化合物２を用いた素子２は、いずれも高い外部量子効率を有していた。また、素子１および素子２の発光色のＣＩＥ色座標は、それぞれ、（０．１４８，０．０９８）および（０．１５０，０．０９７）であり、深い青色であった。これに対して、比較素子１は、最大外部量子効率が７．２％であり、素子１、２に比べて発光効率が低いものであった。一方、図４から、比較素子２は、素子１、２に対して発光極大波長が大きく長波長側にシフトしており、青色発光を得ることができなかった。
【化３７】
2018111751.tif 000041
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の化合物は発光材料として有用である。このため本発明の化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子用の発光材料として効果的に用いられる。本発明の化合物の中には、遅延蛍光が放射するものも含まれているため、発光効率が高い有機発光素子を提供す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】
【０１０１】
１  基板
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】
2018111751.tif 000046
【図２】
2018111751.tif 000047
【図３】
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【図４】
2018111751.tif 000049
【図５】
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