(57)【要約】【課題】発光効率を向上させること、および寿命を延ばすことができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、発光層と、陰極と、を有し、前記発光層は、第一の材料と第二の材料とを含み、前記第一の材料は、下記一般式（１）で表され、前記第二の材料は、一つの分子中に下記一般式（２）で表される部分構造および下記一般式（３）で表される部分構造を含む。2015109428.tif 000081【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
発光層と、
陰極と、を有し、
前記発光層は、第一の材料と第二の材料とを含み、
前記第一の材料は、下記一般式（１）で表され、
前記第二の材料は、一つの分子中に下記一般式（２）で表される部分構造および下記一般式（３）で表される部分構造を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2015109428.tif 000067
（前記一般式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ１２は、それぞれ独立して、窒素原子またはＣ−ＲＡであり、
ＲＡは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を表し、複数のＲＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【化２】
2015109428.tif 000068
（前記一般式（２）において、ＣＮは、シアノ基であり、ｎは、１以上の整数である。
Ｚ１〜Ｚ６は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＮと結合する炭素原子、または前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。前記一般式（２）で表される６員環構造は、任意の位置で環構造を構築してもよい。）
【化３】
2015109428.tif 000069
（前記一般式（３）において、ＦおよびＧは、それぞれ独立に環構造を表す。
ｍは、０あるいは１である。
ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表す。）
【請求項２】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ１２の少なくとも１つがＣ−ＲＡであり、
ＲＡの少なくとも１つが下記一般式（１ｂ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化４】
2015109428.tif 000070
（前記一般式（１ｂ）において、
ｒは、０以上５以下の整数であり、
Ａｒａは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１５のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１５のヘテロアリーレン基であり、複数のＡｒａは、互いに同一でも異なっていてもよく、
Ａｒｂは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の複素環基である。）
【請求項３】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式（１ｂ）において、Ａｒｂが下記一般式（１ｃ）または一般式（１ｄ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化５】
2015109428.tif 000071
【化６】
2015109428.tif 000072
（前記一般式（１ｃ）および前記一般式（１ｄ）において、
ｐは、０または１であり、
Ｘ２１〜Ｘ３０は、それぞれ独立に、窒素原子またはＣ−ＲＢであり、
Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、ＮＲＣ、またはＣＲＤＲＥである。ただし、Ｙ１１およびＹ１２のうちのいずれか一方が単結合であり、Ｙ２１およびＹ２２のうちのいずれか一方が単結合であり、
ＲＢ、ＲＣ、ＲＤおよびＲＥは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、または前記一般式（１ｂ）におけるＡｒａとの結合手であり、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤおよびＲＥのうちのいずれか１つが当該Ａｒａとの結合手であり、複数のＲＢは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＣは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＤは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＥは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【請求項４】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記一般式（１ｂ）において、Ａｒｂが下記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、または一般式（１ｎ）のうちのいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化７】
2015109428.tif 000073
【化８】
2015109428.tif 000074
（前記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、および一般式（１ｎ）において、
Ｙ３１およびＹ３２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、ＮＲＣ、またはＣＲＤＲＥであり、
ＲＣ、ＲＤ、ＲＥ、およびＲＦは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、または前記一般式（１ｂ）におけるＡｒａとの結合手であり、ＲＣ、ＲＤ、ＲＥ、およびＲＦのうちのいずれか１つが当該Ａｒａとの結合手であり、複数のＲＣは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＤは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＥは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＦは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【請求項５】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記Ｙ３１が、酸素原子、硫黄原子、または前記ＣＲＤＲＥである有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５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において、前記一般式（１）におけるＸ１〜Ｘ１２のうちの少なくとも１つが窒素原子である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１から請求項５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において、前記第一の材料は、下記一般式（１ｐ）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化９】
2015109428.tif 000075
（前記一般式（１ｐ）において、ＲＡは、それぞれ独立に、前記一般式（１）においてＲＡとして挙げられた基と同義であり、複数のＲＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【請求項８】
請求項１から請求項７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において、前記第一の材料は、カルバゾリル基を有さない有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８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において、前記第二の材料の一重項エネルギーＳ（Ｍ２）と、前記第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ２）との差ΔＳＴ（Ｍ２）が、下記数式（数２）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
ΔＳＴ（Ｍ２）＝Ｓ（Ｍ２）−Ｔ７７Ｋ（Ｍ２）＜０．３［ｅＶ］    …（数２）
【請求項１０】
請求項１から請求項９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において、前記第二の材料は、遅延蛍光発光を示す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において、前記第二の材料は、下記一般式（２０）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１０】
2015109428.tif 000076
（前記一般式（２０）において、
Ａは、前記一般式（２）で表され、ただし、前記一般式（２）において、ＣＮは、シアノ基であり、ｎは、１以上の整数であり、
Ｚ１〜Ｚ６は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＮと結合する炭素原子、Ｒと結合する炭素原子、Ｌと結合する炭素原子、またはＤと結合する炭素原子であり、
Ｚ１〜Ｚ６の内、ＣＮと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、ＬまたはＤと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、
前記Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキルチオ基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基であり、複数のＲは、互いに同一でも異なっていてもよく、
Ｄは，前記一般式（３）で表され、ただし、前記一般式（３）における環構造Ｆおよび環構造Ｇは、無置換でも置換基を有していても良く、
ｍは、０あるいは１であり、
ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、カルボニル基、ＣＲ２１Ｒ２２、ＳｉＲ２３Ｒ２４またはＧｅＲ２５Ｒ２６を表し、Ｒ２１〜Ｒ２６は、前記Ｒと同義である。
Ｌは、
（ｉ）ＡとＤとの間に介在している場合、
単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１４の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１４の複素環基、ＣＲ８１Ｒ８２、ＮＲ８３、Ｏ、Ｓ、ＳｉＲ８４Ｒ８５、ＣＲ８６Ｒ８７−ＣＲ８８Ｒ８９、ＣＲ９０＝ＣＲ９１、置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素環基、または置換もしくは無置換の脂肪族複素環基であり、前記Ｒ８１〜Ｒ９１は、それぞれ独立に、前記Ｒと同義であり、
（ｉｉ）前記第二の材料の分子中で末端に位置する場合、前記Ｒと同義であり、
ｆは、１以上の整数であり、
ｅおよびｇは、それぞれ独立に、０以上の整数であり、
複数のＡは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
複数のＤは、互いに同一であっても異なっていてもよく、
複数のＬは、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項１２】
請求項１から請求項１１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において、
前記一般式（３）は、下記一般式（３ａ）および一般式（３ｂ）のうち少なくともいずれかで表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１１】
2015109428.tif 000077
【化１２】
2015109428.tif 000078
（前記一般式（３ｂ）において、Ｅは、下記一般式（３ｃ）で表される環構造、または下記一般式（３ｄ）で表される環構造を示し、この環構造Ｅは、隣接する環構造と任意の位置で縮合している。
ｃは、１以上４以下の整数である。ｃが２以上４以下の整数の場合、複数の環構造Ｅは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【化１３】
2015109428.tif 000079
【化１４】
2015109428.tif 000080
（前記一般式（３ｄ）において、Ｚ７は、炭素原子、窒素原子、硫黄原子、または酸素原子を表す。）
【請求項１３】
請求項１から請求項１２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において、前記第一の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ１）と、前記第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ２）とが下記数式（数１）の関係を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ７７Ｋ（Ｍ１）  ＞  Ｔ７７Ｋ（Ｍ２）      …（数１）
【請求項１４】
請求項１から請求項１３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において、前記第二の材料が発光する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４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において、前記発光層には金属錯体が含有されていない有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５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において、前記発光層中に前記第二の材料は、２０質量％以上含有されている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６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において、前記陽極と前記発光層との間に正孔輸送層が設けられている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７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において、前記陰極と前記発光層との間に電子輸送層が設けられている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８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備える電子機器。
【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および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という場合がある。）に電圧を印加すると、陽極から正孔が、また陰極から電子が、それぞれ発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子、及び三重項励起子が２５％：７５％の割合で生成する。発光原理に従って分類した場合、蛍光型では、一重項励起子による発光を用いるため、有機ＥＬ素子の内部量子効率は２５％が限界といわれている。一方、燐光型では、三重項励起子による発光を用いるため、一重項励起子から項間交差が効率的に行われた場合には内部量子効率が１００％まで高められることが知られている。
蛍光型の有機ＥＬ素子は、近年、長寿命化技術が進展し、携帯電話やテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されつつあるものの、高効率化が課題であった。
【０００３】
このような背景から、遅延蛍光を利用した高効率の蛍光型の有機ＥＬ素子が提案され、開発がなされている。例えば、遅延蛍光のメカニズムの一つであるＴＴＦ（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ）機構を利用した有機ＥＬ素子が提案されている。ＴＴＦ機構は、２つの三重項励起子の衝突によって一重項励起子が生成する現象を利用する機構である。
このＴＴＦ機構による遅延蛍光を利用すると、蛍光型発光においても理論的に内部量子効率を４０％まで高めることができると考えられている。しかしながら、遅延蛍光を利用する蛍光型発光の有機ＥＬ素子は、依然として燐光型発光の有機ＥＬ素子に比べて高効率化の課題を有する。そこで、内部量子効率のさらなる向上を図るべく、他の遅延蛍光のメカニズムを利用する有機ＥＬ素子が検討されている。
【０００４】
例えば、ＴＡＤＦ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、熱活性化遅延蛍光）機構が挙げられる。このＴＡＤＦ機構は、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差（ΔＳＴ）の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が生じる現象を利用する機構である。このＴＡＤＦ機構を利用した有機ＥＬ素子としては、例えば、非特許文献１や非特許文献２に開示されている。
非特許文献１には、ＴＡＤＦ発光材料として、カルバゾリルジシアノベンゼン（ＣＤＣＢ）が記載されている。また、非特許文献１には、このＣＤＣＢをドーパント材料として用い、ＣＢＰをホスト材料として用いた有機ＥＬ素子が記載されている。
非特許文献２には、カルバゾリル基を４つ有するフタロニトリル誘導体（（4s,6s）-2,4,5,6-tetra（9H-carbazol-9-yl）isophthalonitrile （4CzIPN））をドーパント材料として用い、ｍ−ＣＢＰ（3,3-di（9H-carbazol-9-yl）biphenyl）をホスト材料として用いた有機ＥＬ素子が記載されている。
【０００５】
しかしながら、有機ＥＬ素子を実用化させるためには、発光効率の向上、および長寿命化が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】魚山大樹ら（Hiroki Uoyama et al.）、ネイチャー（ＮＡＴＵＲＥ）、４９２巻、ｐ．２３４−２３８、２０１２年１２月１３日
【非特許文献２】中野谷一ら（Hajime Nakanotani et al.）、Scientific Reports、３、２１２７、２０１３年（doi:10.1038/srep02127）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、発光効率を向上させること、および寿命を延ばすことができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。本発明の別の目的は、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、発光層と、陰極と、を有し、前記発光層は、第一の材料と第二の材料とを含み、前記第一の材料は、下記一般式（１）で表され、前記第二の材料は、一つの分子中に下記一般式（２）で表される部分構造および下記一般式（３）で表される部分構造を含む。
【０００９】
【化１】
2015109428.tif 000002
【００１０】
（前記一般式（１）において、
Ｘ１〜Ｘ１２は、それぞれ独立して、窒素原子またはＣ−ＲＡであり、
ＲＡは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を表し、複数のＲＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００１１】
【化２】
2015109428.tif 000003
【００１２】
（前記一般式（２）において、ＣＮは、シアノ基であり、ｎは、１以上の整数である。
Ｚ１〜Ｚ６は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＮと結合する炭素原子、または前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。前記一般式（２）で表される６員環構造は、任意の位置で環構造を構築してもよい。）
【００１３】
【化３】
2015109428.tif 000004
【００１４】
（前記一般式（３）において、ＦおよびＧは、それぞれ独立に環構造を表す。
ｍは、０あるいは１である。
ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表す。）
【００１５】
本発明の一態様に係る電子機器は、前述の本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光効率を向上させること、および寿命を延ばすことができる有機エレクトロルミネッセンス素子、および当該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
【図２】過渡ＰＬを測定する装置の概略図である。
【図３】過渡ＰＬの減衰曲線の一例を示す図である。
【図４】発光層における第一の材料および第二の材料のエネルギー準位およびエネルギー移動の関係を示す図である。
【図５】実施形態の変形例に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の有機ＥＬ素子に関して、実施形態を挙げて説明する。
【００１９】
［第一実施形態］
（有機ＥＬ素子の素子構成）
第一実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成について説明する。
有機ＥＬ素子は、一対の電極間に有機層を備える。この有機層は、有機化合物で構成される層を一つ以上有する。有機層は、無機化合物をさらに含んでいてもよい。
本実施形態の有機ＥＬ素子において、有機層のうち少なくとも１層は、発光層である。ゆえに、有機層は、例えば、一層の発光層で構成されていてもよいし、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、電子障壁層等の有機ＥＬ素子で採用される層を有していてもよい。
【００２０】
有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、
（ａ）陽極／発光層／陰極
（ｂ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／陰極
（ｃ）陽極／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｄ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｅ）陽極／正孔注入・輸送層／第１発光層／第２発光層／電子注入・輸送層／陰極
（ｆ）陽極／正孔注入・輸送層／発光層／障壁層／電子注入・輸送層／陰極
などの構造を挙げることができる。
上記の中で（ｄ）の構成が好ましく用いられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
上記「正孔注入・輸送層」は「正孔注入層および正孔輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味し、「電子注入・輸送層」は「電子注入層および電子輸送層のうちの少なくともいずれか１つ」を意味する。ここで、正孔注入層および正孔輸送層を有する場合には、陽極側に正孔注入層が設けられていることが好ましい。また、電子注入層および電子輸送層を有する場合には、陰極側に電子注入層が設けられていることが好ましい。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層は、それぞれ、一層で構成されていても良いし、複数の層が積層されていてもよい。
本実施形態において電子輸送層といった場合には、発光層と陰極との間に存在する電子輸送領域の有機層のうち、最も電子移動度の高い有機層をいう場合がある。電子輸送領域が一層で構成されている場合には、当該層が電子輸送層である。また、発光層と電子輸送層との間には、構成（ｆ）に示すように発光層で生成された励起エネルギーの拡散を防ぐ目的で、必ずしも電子移動度の高くない障壁層が設けられることがある。そのため、発光層に隣接する有機層が電子輸送層に必ずしも該当しない。
【００２１】
図１に、本実施形態における有機ＥＬ素子の一例の概略構成を示す。
有機ＥＬ素子１は、透光性の基板２と、陽極３と、陰極４と、陽極３と陰極４との間に配置された有機層１０と、を有する。
有機層１０は、発光層５を有する。有機層１０は、発光層５と陽極３との間に、正孔注入・輸送層６、を有する。さらに、有機層１０は、発光層５と陰極４との間に、電子注入・輸送層７を有する。
【００２２】
（発光層）
本実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層には、第一の材料と第二の材料が含有されている。第一の材料は、第二の材料とは異なる構造を有する化合物である。
【００２３】
・第一の材料
本実施形態に係る第一の材料は、下記一般式（１）で表される。
【００２４】
【化４】
2015109428.tif 000005
【００２５】
（前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ１２は、それぞれ独立して、窒素原子またはＣ−ＲＡであり、ＲＡは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を表し、複数のＲＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００２６】
前記一般式（１）において、Ｘ１〜Ｘ１２の少なくとも１つがＣ−ＲＡであり、ＲＡの少なくとも１つが下記一般式（１ｂ）で表されることが好ましい。
【００２７】
【化５】
2015109428.tif 000006
【００２８】
前記一般式（１ｂ）において、ｒは、０以上５以下の整数であり、Ａｒａは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１５のアリーレン基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１５のヘテロアリーレン基であり、複数のＡｒａは、互いに同一でも異なっていてもよく、Ａｒｂは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜２０のアリール基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜２０の複素環基である。Ａｒａは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１５のアリーレン基であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態では、前記一般式（１ｂ）において、Ａｒｂが下記一般式（１ｃ）または（１ｄ）で表されることが好ましい。
【００３０】
【化６】
2015109428.tif 000007
【００３１】
【化７】
2015109428.tif 000008
【００３２】
前記一般式（１ｃ）および前記一般式（１ｄ）において、ｐは、０または１であり、Ｘ２１〜Ｘ３０は、それぞれ独立に、窒素原子またはＣ−ＲＢであり、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、ＮＲＣ、またはＣＲＤＲＥである。ただし、Ｙ１１およびＹ１２のうちのいずれか一方が単結合であり、Ｙ２１およびＹ２２のうちのいずれか一方が単結合である。
ＲＢ、ＲＣ、ＲＤおよびＲＥは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、または前記一般式（１ｂ）におけるＡｒａとの結合手であり、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤおよびＲＥのうちのいずれか１つが当該Ａｒａとの結合手である。複数のＲＢは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＣは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＤは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＥは、互いに同一でも異なっていてもよい。
Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、またはＣＲＤＲＥであることが好ましい。
【００３３】
前記一般式（１ｃ）において、Ｙ１１およびＹ１２のうちのいずれか一方が単結合であり、Ｙ２１およびＹ２２のうちのいずれか一方が単結合であるので、前記一般式（１ｃ）は、下記一般式（１ｃ−１）〜（１ｃ−４）のいずれかで表される。
【００３４】
【化８】
2015109428.tif 000009
【００３５】
前記一般式（１ｃ−１）〜（１ｃ−４）において、Ｘ２１〜Ｘ３０は、それぞれ独立に、前記一般式（１ｃ）においてＸ２１〜Ｘ３０で挙げられた基と同義であり、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、ＮＲＣ、またはＣＲＤＲＥであり、ｐは、０または１である。Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、またはＣＲＤＲＥであることが好ましい。
【００３６】
前記一般式（１ｃ）において、ｐが０である場合、Ａｒｂは、下記一般式（１ｃ−５）で表され、ｐが１である場合、Ａｒｂは、下記一般式（１ｃ−６）で表される。
【００３７】
【化９】
2015109428.tif 000010
【００３８】
前記一般式（１ｃ−５）および前記一般式（１ｃ−６）において、Ｘ２１〜Ｘ３０、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２は、それぞれ独立に、前記一般式（１ｃ）におけるＸ２１〜Ｘ３０、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１およびＹ２２と同義である。
【００３９】
前記一般式（１ｂ）において、Ａｒｂが下記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、または一般式（１ｎ）で表されることが好ましい。
【００４０】
【化１０】
2015109428.tif 000011
【００４１】
【化１１】
2015109428.tif 000012
【００４２】
（前記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、および一般式（１ｎ）において、Ｙ３１およびＹ３２は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、ＮＲＣ、またはＣＲＤＲＥであり、ＲＣ、ＲＤ、ＲＥ、およびＲＦは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数３〜２０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜２０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数３〜５０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜５０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、または前記一般式（１ｂ）におけるＡｒａとの結合手であり、ＲＣ、ＲＤ、ＲＥ、およびＲＦのうちのいずれか１つが当該Ａｒａとの結合手であり、複数のＲＣは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＤは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＥは、互いに同一でも異なっていてもよく、複数のＲＦは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００４３】
前記一般式（１）におけるＸ１〜Ｘ１２のうちの少なくとも１つが窒素原子であることが好ましい。
または、前記一般式（１）におけるＸ１〜Ｘ１２がＣ−ＲＡであることが好ましい。この場合、前記一般式（１）は、下記一般式（１ｐ）で表される。
【００４４】
【化１２】
2015109428.tif 000013
【００４５】
前記一般式（１ｐ）において、ＲＡは、それぞれ独立に、前記一般式（１）においてＲＡとして挙げられた基と同義であり、複数のＲＡは、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式（１ｐ）のＲＡのうち少なくともいずれかが、前記一般式（１ｂ）で表されることが好ましい。例えば、前記一般式（１）は、下記一般式（１ｐ−１）や下記一般式（１ｐ−２）で表されることが好ましい。
【００４６】
【化１３】
2015109428.tif 000014
【００４７】
前記一般式（１ｐ−１）および前記一般式（１ｐ−２）において、ＲＡは、前記一般式（１）におけるＲＡと同義であり、ｒ、Ａｒａ、およびＡｒｂは、それぞれ独立に、前記一般式（１ｂ）におけるｒ、Ａｒａ、およびＡｒｂと同義である。
本実施形態では、前記一般式（１ｐ−１）および一般式（１ｐ−２）において、Ａｒｂが前記一般式（１ｃ）、一般式（１ｄ）、一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、および一般式（１ｎ）のいずれかで表されることが好ましい。
前記一般式（１ｐ−１）および一般式（１ｐ−２）において、ｒは１であり、Ａｒａは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１５のアリーレン基であることが好ましい。
前記一般式（１ｐ−１）および前記一般式（１ｐ−２）において、Ａｒｂが前記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、および一般式（１ｎ）のうちいずれかで表される場合、ＲＦがＡｒａとの結合手であることが好ましい。
【００４８】
前記一般式（１ｅ）、一般式（１ｆ）、一般式（１ｇ）、一般式（１ｈ）、一般式（１ｋ）、一般式（１ｍ）、および一般式（１ｎ）において、Ｙ３１が、酸素原子、硫黄原子、またはＣＲＤＲＥであることが好ましい。
【００４９】
本実施形態において、第一の材料は、カルバゾリル基を有していないことが好ましい。
【００５０】
本実施形態に係る第一の材料の具体例を以下に示す。なお、本発明における第一の材料は、これらの具体例に限定されない。
【００５１】
【化１４】
2015109428.tif 000015
【００５２】
【化１５】
2015109428.tif 000016
【００５３】
【化１６】
2015109428.tif 000017
【００５４】
【化１７】
2015109428.tif 000018
【００５５】
【化１８】
2015109428.tif 000019
【００５６】
【化１９】
2015109428.tif 000020
【００５７】
【化２０】
2015109428.tif 000021
【００５８】
【化２１】
2015109428.tif 000022
【００５９】
【化２２】
2015109428.tif 000023
【００６０】
【化２３】
2015109428.tif 000024
【００６１】
・第二の材料
本実施形態に係る第二の材料は、一つの分子中に下記一般式（２）で表される部分構造および下記一般式（３）で表される部分構造を有する。
【００６２】
【化２４】
2015109428.tif 000025
【００６３】
前記一般式（２）において、ＣＮは、シアノ基である。
ｎは、１以上の整数である。ｎは、１以上５以下の整数であることが好ましく、２以上４以下の整数であることがより好ましい。
Ｚ１〜Ｚ６は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＮと結合する炭素原子、または前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。例えば、Ｚ１がＣＮと結合する炭素原子である場合、残りの５つ（Ｚ２〜Ｚ６）のうち少なくとも一つが、前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する炭素原子となる。当該他の原子は、下記一般式（３）で表される部分構造を構成する原子でもよいし、当該部分構造との間に介在する連結基や置換基を構成する原子でもよい。
本実施形態に係る第二の材料は、Ｚ１〜Ｚ６で構成される６員環を部分構造として有していてもよいし、当該６員環にさらに環が縮合して構成される縮合環を部分構造として有していてもよい。
【００６４】
【化２５】
2015109428.tif 000026
【００６５】
（前記一般式（３）において、ＦおよびＧは、それぞれ独立に環構造を表す。
ｍは、０あるいは１である。ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、炭素原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子を表す。）
【００６６】
前記一般式（３）においてｍが０の場合、前記一般式（３）は、下記一般式（３０）で表される。
【００６７】
【化２６】
2015109428.tif 000027
【００６８】
前記一般式（３０）における環構造Ｆおよび環構造Ｇは、前記一般式（３）における環構造Ｆおよび環構造Ｇと同義である。
【００６９】
また、前記一般式（３）において、ｍが１の場合、前記一般式（３）は、下記一般式（３１）〜（３７）のいずれかで表される。
【００７０】
【化２７】
2015109428.tif 000028
【００７１】
前記一般式（３１）〜（３７）における環構造Ｆおよび環構造Ｇは、前記一般式（３）における環構造Ｆおよび環構造Ｇと同義である。
【００７２】
本実施形態において、前記環構造Ｆおよび前記環構造Ｇは、５員環または６員環であることが好ましく、この５員環または６員環は不飽和環であることが好ましく、不飽和６員環であることがより好ましい。
【００７３】
本実施形態に係る第二の材料は、下記一般式（２０）で表される化合物であることが好ましい。
【００７４】
【化２８】
2015109428.tif 000029
【００７５】
前記一般式（２０）において、Ａは、前記一般式（２）で表され、ただし、前記一般式（２）において、ＣＮは、シアノ基であり、ｎは、１以上の整数であり、Ｚ１〜Ｚ６は、それぞれ独立に、窒素原子、ＣＮと結合する炭素原子、Ｒと結合する炭素原子、Ｌと結合する炭素原子、またはＤと結合する炭素原子であり、Ｚ１〜Ｚ６の内、ＣＮと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、ＬまたはＤと結合する炭素原子が少なくとも一つあり、前記Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキルチオ基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基であり、複数のＲは、互いに同一でも異なっていてもよい。
【００７６】
前記一般式（２０）において、Ｄは，前記一般式（３）で表され、ただし、前記一般式（３）における環構造Ｆおよび環構造Ｇは、無置換でも置換基を有していても良く、ｍは、０あるいは１であり、ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、カルボニル基、ＣＲ２１Ｒ２２、ＳｉＲ２３Ｒ２４またはＧｅＲ２５Ｒ２６を表し、Ｒ２１〜Ｒ２６は、前記Ｒと同義である。また、前記一般式（３）において、ｍが１の場合、前記一般式（３）は、前記一般式（３１）〜（３４）並びに下記一般式（３８）〜（４１）のいずれかで表される。
【００７７】
【化２９】
2015109428.tif 000030
【００７８】
前記一般式（２０）において、
（ｉ）Ｌが、ＡとＤとの間に介在している場合、Ｌは、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１４の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜１４の複素環基、ＣＲ８１Ｒ８２、ＮＲ８３、Ｏ、Ｓ、ＳｉＲ８４Ｒ８５、ＣＲ８６Ｒ８７−ＣＲ８８Ｒ８９、ＣＲ９０＝ＣＲ９１、置換もしくは無置換の脂肪族炭化水素環基、または置換もしくは無置換の脂肪族複素環基であり、前記Ｒ８１〜Ｒ９１は、それぞれ独立に、前記Ｒと同義である。
【００７９】
前記一般式（２０）において、
（ｉｉ）Ｌが、前記第二の材料の分子中で末端に位置する場合、Ｌは、前記Ｒと同義である。
【００８０】
前記一般式（２０）において、ｆは、１以上の整数であり、ｅおよびｇは、それぞれ独立に、０以上の整数である。複数のＡは、互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のＤは、互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のＬは、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【００８１】
前記一般式（２０）は、例えば、下記一般式（２０１）〜（２２０）で表される。なお、下記一般式（２０１）〜（２２０）においてＬが省略されている場合は、ＬがＡとＤとの間に介在する単結合であるか、またはＬが第二の材料の分子中で末端に位置する水素原子であることを示す。
【００８２】
【表１】
2015109428.tif 000031
【００８３】
【表２】
2015109428.tif 000032
【００８４】
【表３】
2015109428.tif 000033
【００８５】
【表４】
2015109428.tif 000034
【００８６】
また、前記一般式（２０）中、繰り返し数ｆを有するカッコで括られている繰り返し単位において、Ａに対してＬを介してＤが結合していてもよいし、Ｄに対してＬを介してＡが結合していてもよい。例えば、下記一般式（２２１）〜（２２８）のように分岐していてもよい。
【００８７】
【化３０】
2015109428.tif 000035
【００８８】
【化３１】
2015109428.tif 000036
【００８９】
本実施形態に係る第二の材料は、前記一般式（２０１）〜（２２８）で表される化合物に限定されない。
一分子のΔＳＴを小さく保持する目的において、前記Ｌは分子設計上、縮合芳香族環ではないことが好ましい。しかしながら、熱活性遅延蛍光発光を得ることが可能な範囲において、前記Ｌには、縮合芳香族環も採用することができる。また、一分子中にＡとＤを正確に配置する分子設計が必要となる事から、本実施形態に係る第二の材料は低分子材料であることが好ましい。従って、本実施形態に係る第二の材料は、分子量が５０００以下であることが好ましく、分子量が３０００以下であることがより好ましい。本実施形態に係る第二の材料は、前記一般式（２）および前記一般式（３）の部分構造を含み、この結果、第二の材料を含む有機ＥＬ素子は熱活性遅延蛍光発光する事ができる。
【００９０】
本実施形態において、前記一般式（３）は、下記一般式（３ａ）および下記一般式（３ｂ）のうち少なくともいずれかで表されることが好ましい。
【００９１】
【化３２】
2015109428.tif 000037
【００９２】
【化３３】
2015109428.tif 000038
【００９３】
前記一般式（３ｂ）において、Ｅは、下記一般式（３ｃ）で表される環構造、または下記一般式（３ｄ）で表される環構造を示し、この環構造Ｅは、隣接する環構造と任意の位置で縮合している。
ｃは、１以上４以下の整数である。ｃが２以上４以下の整数の場合、複数の環構造Ｅは、互いに同一でも異なっていてもよい。したがって、例えば、ｃが２のとき、環構造Ｅは、下記一般式（３ｃ）で表される環構造が２つでもよいし、下記一般式（３ｄ）で表される環構造が２つでもよいし、下記一般式（３ｃ）で表される環構造を１つと、下記一般式（３ｄ）で表される環構造を１つとの組み合わせでもよい。
【００９４】
【化３４】
2015109428.tif 000039
【００９５】
【化３５】
2015109428.tif 000040
【００９６】
前記一般式（３ｄ）において、Ｚ７は、炭素原子、窒素原子、硫黄原子、または酸素原子を表す。
【００９７】
前記一般式（２）と前記一般式（３）の部分構造を一分子に同時に保有する事で、ΔＳＴを効果的に小さく設計することが可能である。
【００９８】
本実施形態に係る第二の材料は、その分子中に、下記一般式（３ｅ）で表される構造を有していることが好ましい。
【００９９】
【化３６】
2015109428.tif 000041
【０１００】
前記一般式（３ｅ）において、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３〜３０のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールシリル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数２〜３０のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜６０のアリールアミノ基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基、または前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する単結合である。ただし、Ｒ１〜Ｒ９のうち少なくともいずれかは、前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する単結合である。
前記一般式（３ｅ）において、Ｒ１〜Ｒ９から選ばれる置換基同士の組み合せのうち少なくとも１組は、互いに結合して、環構造を構築していてもよい。この環構造を構築する場合とは、すなわち、前記一般式（３ｅ）において、Ｒ１〜Ｒ９がそれぞれ結合する６員環の炭素原子または５員環の窒素原子の内、隣り合う炭素原子にそれぞれ結合するＲ１〜Ｒ８および５員環の窒素原子に結合するＲ９から選ばれる置換基同士が環構造を構築し得る。具体的には、前記一般式（３ｅ）において、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９、並びにＲ１とＲ９からなる置換基の組み合わせのうち、少なくとも１組が、互いに結合して、環構造を構築し得る。
本実施形態において、置換基同士が結合して構築する環構造は、縮合環であることが好ましい。例えば、前記一般式（３ｅ）において当該環構造を構築する場合には、縮合６員環構造が構築されていることが好ましい。
【０１０１】
また、本実施形態に係る第二の材料は、その分子中に、下記一般式（３ｆ）で表される構造を有していることが好ましい。
【０１０２】
【化３７】
2015109428.tif 000042
【０１０３】
前記一般式（３ｆ）におけるＲ１１〜Ｒ１９は、それぞれ独立に、前記一般式（３ｅ）におけるＲ１〜Ｒ９と同義である。
ただし、Ｒ１１〜Ｒ１９のうち少なくともいずれかは、前記第二の材料の分子中における他の原子と結合する単結合である。
前記一般式（３ｆ）において、Ｒ１１〜Ｒ１９から選ばれる置換基同士の組み合せのうち少なくとも１組は、互いに結合して、環構造を構築していてもよい。
前記一般式（３ｆ）において、Ｅは、下記一般式（３ｇ）で表される環構造、または下記一般式（３ｈ）で表される環構造を示し、この環構造Ｅは、隣接する環構造と任意の位置で縮合している。
ｃは、環構造Ｅの数であり、１以上４以下の整数である。ｃが２以上４以下の整数の場合、複数の環構造Ｅは、互いに同一でも異なっていてもよい。したがって、例えば、ｃが２のとき、環構造Ｅは、下記一般式（３ｇ）で表される環構造が２つでもよいし、下記一般式（３ｈ）で表される環構造が２つでもよいし、下記一般式（３ｇ）で表される環構造を１つと、下記一般式（３ｈ）で表される環構造を１つとの組み合わせでもよい。
【０１０４】
【化３８】
2015109428.tif 000043
【０１０５】
【化３９】
2015109428.tif 000044
【０１０６】
前記一般式（３ｇ）において、Ｒ２０およびＲ２１は、それぞれ独立に、前記Ｒ１〜Ｒ９と同義であり、Ｒ２０およびＲ２１が互いに結合して、環構造を構築していてもよい。Ｒ２０およびＲ２１は前記一般式（３ｇ）の６員環を構築している炭素原子にそれぞれ結合する。
前記一般式（３ｈ）において、Ｚ８は、ＣＲ２２Ｒ２３、ＮＲ２４、硫黄原子、または酸素原子を表し、Ｒ２２〜Ｒ２４は、それぞれ独立に、前記Ｒ１〜Ｒ９と同義である。
前記一般式（３ｆ）中、Ｒ１１〜Ｒ２４から選ばれる置換基同士の組み合せのうち少なくとも１組は、互いに結合して、環構造を構築していてもよい。
【０１０７】
本実施形態に係る第二の材料は、下記一般式（２Ａ）で表されることが好ましい。
【０１０８】
【化４０】
2015109428.tif 000045
【０１０９】
前記一般式（２Ａ）において、ｎは、１以上の整数であり、ｔは、１以上の整数であり、ｕは、０以上の整数である。
ＬＡは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素環または環形成原子数６〜３０の複素環である。
ＣＮは、シアノ基である。
Ｄ１およびＤ２は、それぞれ独立に、前記一般式（３）で表され、ただし、前記一般式（３）における環構造Ｆおよび環構造Ｇは、無置換でも置換基を有していても良く、ｍは、０あるいは１であり、ｍが１の場合には、Ｙ２０は、単結合、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、カルボニル基、ＣＲ２１Ｒ２２、ＳｉＲ２３Ｒ２４またはＧｅＲ２５Ｒ２６を表し、Ｒ２１〜Ｒ２６は、前記Ｒと同義である。また、ｍが１である場合、前記一般式（３）は、前記一般式（３１）〜（３４）並びに前記一般式（３８）〜（４１）のいずれかで表される。
Ｄ１とＤ２とは同じであっても異なっていても良い。ｔが２以上の場合、複数のＤ１は、互いに同一でも異なっていてもよい。ｕが２以上の場合、複数のＤ２は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【０１１０】
本実施形態において、前記ＬＡは、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１４の芳香族炭化水素環であることが好ましい。環形成炭素数６〜１４の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン、ナフタレン、フルオレン、フェナントレンなどが挙げられる。さらに好ましくは、環形成炭素数６〜１０の芳香族炭化水素環である。
また、前記ＬＡにおける環形成原子数６〜３０の複素環としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、キナゾリン、フェナントロリン、ベンゾフラン、ジベンゾフランなどが挙げられる。
【０１１１】
本実施形態では、前記一般式（２Ａ）において、ＬＡで表される芳香族炭化水素環を構築している第１の炭素原子に前記Ｄ１または前記Ｄ２が結合し、前記第１の炭素原子の隣の第２の炭素原子に前記ＣＮが結合していてもよい。例えば、本実施形態に係る化合物は、下記一般式（２Ｂ）で表される部分構造のように、第１の炭素原子Ｃ１に前記Ｄが結合し、第１の炭素原子Ｃ１の隣の第２の炭素原子Ｃ２にシアノ基が結合していてもよい。下記一般式（２Ｂ）におけるＤは、前記Ｄ１または前記Ｄ２と同義である。下記一般式（２Ｂ）において、波線部分は他の構造または原子との結合箇所を表す。
【０１１２】
【化４１】
2015109428.tif 000046
【０１１３】
前記一般式（３ａ）や前記一般式（３ｂ）のような骨格を有するＤ１またはＤ２と、シアノ基とが隣り合って前記ＬＡで表される芳香族炭化水素環に結合していることで、化合物のΔＳＴの値を低減させることができる。
【０１１４】
本実施形態において、前記ｔは、２以上の整数であることが好ましい。前記ＬＡで表される芳香族炭化水素環に２以上の前記Ｄ１が結合している場合、複数のＤ１は、互いに同一構造であっても異なる構造であってもよい。
【０１１５】
本実施形態に係る第二の材料は、下記一般式（２１）で表されることが好ましい。
【０１１６】
【化４２】
2015109428.tif 000047
【０１１７】
前記一般式（２１）中、Ａ３１およびＢ３１は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を表す。
Ｘ３１〜Ｘ３８およびＹ３１〜Ｙ３８は、それぞれ独立に、窒素原子、Ｒ３０と結合する炭素原子、またはＬ３３と結合する炭素原子を表す。ただし、Ｘ３５〜Ｘ３８のうち少なくともいずれかが、Ｌ３３と結合する炭素原子であり、Ｙ３１〜Ｙ３４のうち少なくともいずれかが、Ｌ３３と結合する炭素原子である。
Ｒ３０は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基、または置換もしくは無置換のシリル基を表す。複数のＲ３０は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｌ３１およびＬ３２は、それぞれ独立に、単結合または連結基であり、Ｌ３１およびＬ３２における連結基としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基、前記芳香族炭化水素基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基、前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基、又は前記芳香族炭化水素基及び前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基である。
Ｌ３３は、置換もしくは無置換の環形成炭素数６以下の単環炭化水素基、または置換もしくは無置換の環形成原子数６以下の単環複素環基を表す。
ｗは、０〜３の整数を表す。ｗが０のとき、Ｘ３５〜Ｘ３８のうち少なくともいずれかと、Ｙ３１〜Ｙ３４のうち少なくともいずれかとが直接結合する。
なお、単環炭化水素基は、縮合環ではなく、単一の炭化水素環（脂肪族環状炭化水素または芳香族炭化水素）から誘導される基であり、単環複素環基は、単一の複素環から誘導される基である。
【０１１８】
さらに、前記一般式（２１）において、下記（ｉ）および（ｉｉ）の少なくともいずれかの条件を満たす。
（ｉ）Ａ３１およびＢ３１の少なくともいずれかが、シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、またはシアノ基で置換された環形成原子数６〜３０の複素環基である。
（ｉｉ）Ｘ３１〜Ｘ３４およびＹ３５〜Ｙ３８の少なくともいずれかが、Ｒ３０と結合する炭素原子であり、当該Ｒ３０の少なくともいずれかが、シアノ基で置換された環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基、またはシアノ基で置換された環形成原子数６〜３０の複素環基である。
【０１１９】
前記一般式（２１）において、前記Ａ３１及びＢ３１で表される環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基または環形成原子数６〜３０の複素環基が置換基を有する場合、当該置換基が、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数３〜２０のシクロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキルシリル基、環形成炭素数６〜３０のアリール基、環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基、炭素数６〜３０のアラルキル基及び環形成原子数５〜３０の複素環基からなる群から選択される一種以上の基であることが好ましい。複数の置換基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【０１２０】
前記一般式（２１）において、前記（ｉ）の条件を満たし、前記（ｉｉ）の条件を満たさないことが好ましい。
または、前記一般式（２１）において、前記（ｉｉ）の条件を満たし、前記（ｉ）の条件を満たさないことが好ましい。
または、前記（ｉ）の条件および前記（ｉｉ）の条件を満たすことも好ましい。
【０１２１】
前記一般式（２１）において、Ａ３１およびＢ３１の少なくともいずれかが、シアノ基で置換されたフェニル基、シアノ基で置換されたナフチル基、シアノ基で置換されたフェナントリル基、シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、シアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基、シアノ基で置換されたビフェニル基、シアノ基で置換されたターフェニル基、シアノ基で置換された９，９−ジフェニルフルオレニル基、シアノ基で置換された９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、シアノ基で置換された９，９−ジメチルフルオレニル基、またはシアノ基で置換されたトリフェニレニル基であることが好ましい。
【０１２２】
前記一般式（２１）において、Ｘ３１〜Ｘ３４およびＹ３５〜Ｙ３８の少なくとも１つはＣＲ３０であり、Ｘ３１〜Ｘ３４およびＹ３５〜Ｙ３８におけるＲ３０の少なくともいずれかが、シアノ基で置換されたフェニル基、シアノ基で置換されたナフチル基、シアノ基で置換されたフェナントリル基、シアノ基で置換されたジベンゾフラニル基、シアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基、シアノ基で置換されたビフェニル基、シアノ基で置換されたターフェニル基、シアノ基で置換された９，９−ジフェニルフルオレニル基、シアノ基で置換された９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル基、シアノ基で置換された９，９−ジメチルフルオレニル基、またはシアノ基で置換されたトリフェニレニル基であることが好ましい。
【０１２３】
前記一般式（２１）において、Ｘ３６とＹ３３とが、Ｌ３３を介して結合しているか、もしくは直接結合していることが好ましい。
また、前記一般式（２１）において、Ｘ３６とＹ３２とが、Ｌ３３を介して結合しているか、もしくは直接結合していることが好ましい。
また、前記一般式（２１）において、Ｘ３７とＹ３３とが、Ｌ３３を介して結合しているか、もしくは直接結合していることが好ましい。
【０１２４】
前記一般式（２１）において、ｗが０であることが好ましい。
または、前記一般式（２１）において、ｗが１であることが好ましい。
【０１２５】
前記一般式（２１）において、Ｌ３１およびＬ３２が、単結合、または置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０の芳香族炭化水素基であることが好ましい。
【０１２６】
本実施形態に係る第二の材料の具体例を以下に示す。なお、本発明における第二の材料は、これらの具体例に限定されない。
【０１２７】
【化４３】
2015109428.tif 000048
【０１２８】
【化４４】
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【０１２９】
【化４５】
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【０１３０】
【化４６】
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【０１３１】
【化４７】
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【０１３２】
【化４８】
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【０１３３】
【化４９】
2015109428.tif 000054
【０１３４】
本実施形態の有機ＥＬ素子における発光層の膜厚は、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以上５０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となるおそれがあり、５０ｎｍを超えると駆動電圧が上昇するおそれがある。
【０１３５】
本実施形態の有機ＥＬ素子では、発光層において、第一の材料と第二の材料との比率は、質量比で９９：１以上１：９９以下であることが好ましい。また、発光層において、第二の材料の含有率は、５質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。
【０１３６】
・第一の材料および第二の材料の製造方法
第一の材料は、例えば以下のように製造することができる。
例えば一般式（１）で表される部分構造を有する化合物を製造する場合、まず、一般式（１）においてＸ１〜Ｘ１２が、窒素原子、または水素原子と結合した炭素原子である市販の化合物を出発物質とする。この出発物質の水素原子を、公知の方法によりハロゲン原子やアルキル基等で置換して得られる。このハロゲン原子をＳｕｚｕｋｉカップリング等の方法によりアリール基などさらに別の基に置換することもできる。
また、第二の材料は、例えば一般式（２）で表される部分構造を有し、Ｚ１〜Ｚ６のうち少なくとも１つがハロゲン原子と結合した炭素原子である市販の化合物を、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム等の触媒および塩基の存在下で、一般式（３）で表され、環構造Ｆおよび環構造Ｇと結合した窒素原子に水素原子が結合した化合物を反応させて製造することができる。
【０１３７】
・第一の材料と第二の材料の組み合せ
本実施形態では、特定構造を有する第一の材料と第二の材料とを組み合わせて発光層に用いる。このような組み合せは、過渡ＰＬの測定によって導き出すことができる。
そこで、過渡ＰＬに基づく、第一の材料および第二の材料の相関性について説明する。
【０１３８】
図２には、過渡ＰＬを測定するための装置の概略図が示されている。
本実施形態の過渡ＰＬ測定装置１００は、所定波長の光を照射可能なパルスレーザー部１０１と、測定試料を収容する試料室１０２と、測定試料から放射された光を分光する分光器１０３と、２次元像を結像するためのストリークカメラ１０４と、２次元像を取り込んで解析するパーソナルコンピュータ１０５とを備える。なお、過渡ＰＬの測定は、本実施形態で説明する装置に限定されない。
試料室１０２に収容される試料は、マトリックス材料に対し、ドーピング材料が１２質量％の濃度でドープされた薄膜を石英基板に成膜することで得られる。
試料室１０２に収容された薄膜試料に対し、パルスレーザー部１０１からパルスレーザーを照射して励起させる。励起光の９０度の方向から発光を取り出し、分光器１０３で分光し、ストリークカメラ１０４内で２次元像を結像する。その結果、縦軸が時間に対応し、横軸が波長に対応し、輝点が発光強度に対応する２次元画像を得ることができる。この２次元画像を所定の時間軸で切り出すと、縦軸が発光強度であり、横軸が波長である発光スペクトルを得ることができる。また、当該２次元画像を波長軸で切り出すと、縦軸が発光強度の対数であり、横軸が時間である減衰曲線を得ることができる。
【０１３９】
例えば、マトリックス材料として、下記参考化合物Ｈ１を用い、ドーピング材料として下記化合物Ｄ１を用いて上述のようにして薄膜試料Ａを作製し、過渡ＰＬ測定を行った。化合物Ｄ１は、本実施形態に係る第二の材料に相当する。
【０１４０】
【化５０】
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【０１４１】
薄膜試料Ａの参考化合物Ｈ１と化合物Ｄ１とを含む共蒸着膜の発光スペクトルは、もともとの有機分子（化合物Ｄ１）の発光スペクトルのピーク波長よりも長波長側において発光強度が大きくなった。このような長波長側における発光強度の増大は、マトリックス材料とドーピング材料の有機分子同士が物理的に接合してエキサイプレックスが形成されたことに起因すると推測される。一般的に、異種の有機分子同士が物理的に接合することでエキサイプレックスが形成される。エキサイプレックスにおいては、ドーピング材料の有機分子よりも長波長側に発光準位が形成されるからである。
また、参考化合物Ｈ１の三重項エネルギーは、化合物Ｄ１の三重項エネルギーより高い。このことから過渡ＰＬにおいて観測される発光スペクトルは、参考化合物Ｈ１よりも低い三重項エネルギーを有する化合物Ｄ１由来、または新たに形成されたエキサイプレックス由来と考えられる。また、化合物Ｄ１のようにＣＮ基を有するアクセプター性の高い化合物は、三重項エネルギーが高いという理由でのみマトリックス材料を選択したとしても、励起子を保持できないことが分かった。
【０１４２】
過渡ＰＬ測定から得た減衰曲線に基づいて遅延蛍光の挙動を解析することもできる。過渡ＰＬとは、試料にパルスレーザーを照射して励起させ、照射を止めた後のＰＬ発光の減衰挙動（過渡特性）を測定する手法である。ＴＡＤＦ材料におけるＰＬ発光は、最初のＰＬ励起で生成する一重項励起子からの発光成分と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光成分に分類される。最初のＰＬ励起で生成する一重項励起子の寿命は、ナノ秒オーダーであり、非常に短い。そのため、当該一重項励起子からの発光は、パルスレーザーを照射後、速やかに減衰する。
一方、遅延蛍光は、寿命の長い三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光であるため、ゆるやかに減衰する。このように最初のＰＬ励起で生成する一重項励起子からの発光と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光とでは、時間的に大きな差がある。そのため、遅延蛍光由来の発光強度を求めることができる。
【０１４３】
ここでは、前述の薄膜試料Ａ、および薄膜試料Ｂを用いて減衰曲線を解析した。薄膜試料Ｂは、マトリックス材料として下記参考化合物Ｈ２を用い、ドーピング材料として前記化合物Ｄ１を用いて、上述のようにして薄膜試料を作製した。
【０１４４】
【化５１】
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【０１４５】
図３には、薄膜試料Ａおよび薄膜試料Ｂについて測定した過渡ＰＬから得た減衰曲線が示されている。
薄膜試料ＡおよびＢともに、ドーピング材料として遅延蛍光発光性の化合物である化合物Ｄ１を用い、化合物Ｄ１がマトリックス材料中に分散した薄膜を有している。そのため、これら薄膜試料の共蒸着膜の過渡ＰＬは、単一指数関数として観測されると考えられた。
しかしながら、薄膜試料Ａの共蒸着膜の過渡ＰＬについては、図３に示すように、減衰曲線の遅延蛍光由来の曲線部分が、非単一指数関数による発光成分として観測されている。これは、エキサイプレックスの発光準位と化合物Ｄ１の発光準位との間におけるエネルギー移動のやり取りが行われたため、非単一指数関数として観測されたと考えられる。
一方で、薄膜試料Ｂの共蒸着膜の過渡ＰＬについては、図３に示すように、減衰曲線の遅延蛍光由来の曲線部分が、単一指数関数による発光成分として観測されている。そのため、参考化合物Ｈ２と化合物Ｄ１とは、エキサイプレックスを形成しにくい組み合わせであることが推測される。
【０１４６】
以上の検討より、共蒸着膜の過渡ＰＬ発光スペクトルを観察し、マトリックス材料とドーピング材料とを適切な組合せで選択することで、ドーピング材料の三重項エネルギーをマトリックス材料が閉じ込めていることが確認された。一方、適切でない組合せを選択すると、マトリックス材料の三重項エネルギーが大きい場合であっても、マトリックス材料とドーピング材料のエキサイプレックスの形成によって、励起子の三重項エネルギーが効果的に閉じ込められなくなる事が確認できた。三重項エネルギーの閉じ込めが弱いと、減衰曲線において非単一指数関数として観測され、エキサイプレックスの形成による熱失活モードが増え、発光効率の低下につながると考えられる。上述のとおり、エキサイプレックスは、過渡ＰＬ発光スペクトルの長波長側に現れるため、エキサイプレックスは、元の分子よりも低い三重項エネルギーを有していると考えられる。つまり、三重項エネルギーの低いエキサイプレックス状態にエネルギーが移動し、非発光モードによる発光効率の低下を招来することが予測できる。
【０１４７】
そして、上述の過渡ＰＬ測定の検討から、発光層中で第一の材料と第二の材料とが接してもエキサイプレックスを形成し難くなるように、第一の材料と第二の材料とを組み合わせることが重要であることが分かった。
本実施形態に係る第一の材料および第二の材料は、エキサイプレックスを形成し難くなるように化合物を選択して組み合わせることが好ましい。エキサイプレックスの形成は、上述のような共蒸着膜の過渡ＰＬ測定によって確認できる。
なお、本実施形態に係る第一の材料および第二の材料は、第一の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ１）と、第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ２）とが下記数式（数１）の関係を満たす化合物から選択されることが好ましい。７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップについては後述する。
Ｔ７７Ｋ（Ｍ１）  ＞  Ｔ７７Ｋ（Ｍ２）      …（数１）
【０１４８】
・遅延蛍光発光性
過渡ＰＬ測定によって、縦軸を発光強度とし、横軸を時間とする発光減衰曲線を得ることができる。この発光減衰曲線に基づいて、光励起により生成した一重項励起状態から発光する蛍光と、三重項励起状態を経由して生成する一重項励起状態から発光する遅延蛍光との、蛍光強度比を見積もることができる。遅延蛍光発光性の材料では、素早く減衰する蛍光の強度に対し、緩やかに減衰する遅延蛍光の強度の割合が、ある程度大きい。本発明における遅延蛍光発光性の材料とは、室温で測定した発光減衰曲線において、光励起後から１マイクロ秒以降の発光強度を時間に対して積算した値が、１マイクロ秒以内の発光強度を時間に対して積算した値の５％以上である材料とする。
ただし、光励起により生成する励起状態の中で三重項励起状態の割合が極端に小さく、本来、遅延蛍光発光性の材料であっても遅延蛍光が微弱にしか観測されない場合がある。このような材料については、室温で三重項励起状態が基底状態へ緩和する過程において、一重項励起状態を経由して発光する割合が、無輻射失活する割合よりも大きい場合に遅延蛍光性の材料であるとする。なお、ここでの過渡ＰＬの測定は、エキサイプレックスの形成や三重項励起状態の消光剤などが無い条件で行う必要がある。
【０１４９】
・イオン化ポテンシャルの関係性
一般的に、イオン化ポテンシャルが大きな材料をアクセプター分子と呼び、イオン化ポテンシャルの小さい材料をドナー分子と呼ぶ。アクセプター分子とドナー分子が隣接すると、エキサイプレックスを起こしやすいと考えられている。本実施形態に係る第二の材料は、強いアクセプター性であるＣＮ基を有している。そのため、第二の材料と、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として一般的なアミン系材料とは、エキサイプレックスを形成しやすいと考えられる。
参考化合物Ｈ１と、第二の材料である化合物Ｄ１との組み合わせの場合は、マトリックス材料としての参考化合物Ｈ１のイオン化ポテンシャルよりも、ドーピング材料としての化合物Ｄ１のイオン化ポテンシャルの方が大きい。この場合、高い確率でエキサイプレックスを形成する。一方、参考化合物Ｈ２と化合物Ｄ１との組み合わせの場合は、化合物Ｄ１のイオン化ポテンシャルよりも、参考化合物Ｈ２のイオン化ポテンシャルの方が大きくなるため、エキサイプレックスの形成を効率良く阻止できる。参考化合物Ｈ１と参考化合物Ｈ２は共にジカルバゾール骨格を有する化合物であるが、一般的にカルバゾール骨格の結合の仕方により、ドナー性能が変わることが知られている。本参考例の場合、参考化合物Ｈ１の方が、イオン化ポテンシャルが小さく、ドナー性能が強い事が知られている。
さらに、下記参考化合物Ｈ３のイオン化ポテンシャルは、化合物Ｄ１のイオン化ポテンシャルよりも大きい。そのため、下記参考化合物Ｈ３と化合物Ｄ１との組み合わせにより、エキサイプレックスの形成を効率よく阻止することができる。下記参考化合物Ｈ３は、本実施形態に係る第一の材料に相当する。
【０１５０】
【化５２】
2015109428.tif 000057
【０１５１】
参考化合物Ｈ３のように、硫黄原子や酸素原子を含む環構造にさらに６員環構造が２つ以上縮合したような部分構造を有する化合物は、参考化合物Ｈ２のようなカルバゾール化合物よりもイオン化ポテンシャルが大きいため、エキサイプレックスを形成し難い。また、当該化合物は、三重項エネルギーが大きいため、ドーピング材料の三重項エネルギーを効率良く閉じ込めることができ、構造的にも強いため、長寿命化を図ることができる。
したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子１では、前記数式（数１）の関係を満たすように、第一の材料として前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物と、前記第二の材料とを発光層に含有させることで、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させ、寿命を延ばすことができる。
【０１５２】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子１において、第一の材料のイオン化ポテンシャルＩＰ（Ｍ１）よりも、第二の材料のイオン化ポテンシャルＩＰ（Ｍ２）の方が小さくなるように組み合わせることが好ましい。すなわち、第一の材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｍ１）と、第二の材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｍ２）とが下記数式（数３）の関係を満たすことが好ましい。
【０１５３】
Ｉｐ（Ｍ１）  ＞  Ｉｐ（Ｍ２）      …（数３）
【０１５４】
また、本実施形態において、第一の材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｍ１）が、５．９ｅＶ以上であることが好ましい。
このような関係を満たすことで、エキサイプレックスの形成を抑制することができる。
【０１５５】
本実施形態において、シアノ基を有する第二の材料を用いる場合、第一の材料がアミン系化合物であると、エキサイプレックスを形成し易い。シアノ基を有する第二の材料は、イオン化ポテンシャルが大きく、アミン系化合物は、イオン化ポテンシャルが小さいため、発光層においてエキサイプレックスが形成されやすいと考えられる。
したがって、例えば、一つの分子中に前記一般式（２）で表される部分構造、および前記一般式（３）で表される部分構造を有する第二の材料を用いる場合には、第一の材料として、非アミン系化合物を用いることが好ましい。
【０１５６】
なお、イオン化ポテンシャルの測定は、大気下で光電子分光装置を用いて測定することができる。具体的には、材料に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより測定した。測定装置としては、例えば、理研計器株式会社製の光電子分光装置（装置名：ＡＣ−３）などが挙げられる。
【０１５７】
本実施形態における第一の材料は、三重項エネルギーが大きいため、発光層中に三重項エネルギーを効率よく閉じ込めることができる。また、本実施形態における第一の材料は、イオン化ポテンシャルが大きく、第二の材料とエキサイプレックスを形成し難く、三重項エネルギーの小さな会合体などを形成し難い材料である。そのため、本実施形態における第一の材料は、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
また、ＣＮ基を有する第二の材料は、アクセプター性が高く、電子をトラップして発光層内における電子の移動を妨げる傾向がある。そのため、第一の材料のホール輸送性が電子輸送性に対して相対的に高過ぎると、ホールや励起エネルギーが陰極や陰極側に形成された有機層に逃げ、発光効率が低下してしまう。本実施形態における第一の材料は、適度なホール輸送性と電子輸送性を有するため、発光効率をより一層向上させることができる。さらに第一の材料は、縮合環からなる剛直な構造を有するため、熱による化学的な変化や薄膜の物理的変化が少なく、有機ＥＬ素子を長寿命化させることができる。
【０１５８】
・ΔＳＴ
本実施形態の有機ＥＬ素子では、第二の材料の一重項エネルギーＳ（Ｍ２）と、第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＴ７７Ｋ（Ｍ２）との差ΔＳＴ（Ｍ２）が下記数式（数２）を満たすことが好ましい。
ΔＳＴ（Ｍ２）＝Ｓ（Ｍ２）−Ｔ７７Ｋ（Ｍ２）＜０．３［ｅＶ］    （数２）
また、ΔＳＴ（Ｍ２）は、０．２［ｅＶ］未満であることが好ましい。
【０１５９】
一重項エネルギーＳと三重項エネルギーＴの差に値するΔＳＴを小さくするには、量子化学的には、一重項エネルギーＳと三重項エネルギーＴにおける交換相互作用が小さいことで実現する。ΔＳＴと交換相互作用の関係性における物理的な詳細に関しては、例えば、次の参考文献１や参考文献２に記載されている。
参考文献１：安達千波矢ら、有機ＥＬ討論会  第１０回例会予稿集、Ｓ２−５，ｐ１１〜１２
参考文献２：徳丸克己、有機光化学反応論、東京化学同人出版、（１９７３）
このような材料は、量子計算により分子設計を行い合成することが可能であり、具体的には、ＬＵＭＯ、及びＨＯＭＯの電子軌道を重ねないように局在化させた化合物である。
本実施形態の第二の材料に用いるΔＳＴの小さな化合物の例としては、分子内でドナー要素とアクセプター要素とを結合した化合物であり、さらに電気化学的な安定性（酸化還元安定性）を考慮し、ΔＳＴが０ｅＶ以上０．３ｅＶ未満の化合物が挙げられる。
また、より好ましい化合物は、分子の励起状態で形成される双極子（ダイポール）が互いに相互作用し、交換相互作用エネルギーが小さくなるような会合体を形成する化合物である。本発明者らの検討によれば、このような化合物は、双極子（ダイポール）の方向がおおよそ揃い、分子の相互作用により、さらにΔＳＴが小さくなり得る。このような場合、ΔＳＴは、０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下と極めて小さくなり得る。
【０１６０】
・ＴＡＤＦ機構
前述したとおり、第二の材料のΔＳＴ（Ｍ２）が小さいと、外部から与えられる熱エネルギーによって、第二の材料の三重項準位から第二の材料の一重項準位への逆項間交差が起こり易くなる。有機ＥＬ素子内部の電気励起された励起子の励起三重項状態が、逆項間交差によって、励起一重項状態へスピン交換がされるエネルギー状態変換機構をＴＡＤＦ機構と呼ぶ。
本実施形態の有機ＥＬ素子では、第二の材料としてΔＳＴ（Ｍ２）が小さい化合物を用いることが好ましく、外部から与えられる熱エネルギーによって、第二の材料の三重項準位から第二の材料の一重項準位への逆項間交差が起こり易くなる。
図４は、発光層における第二の材料と第一の材料とのエネルギー準位の関係の一例を示す。図４において、Ｓ０は、基底状態を表し、Ｓ１Ｈは、第一の材料の最低励起一重項状態を表し、Ｔ１Ｈは、第一の材料の最低励起三重項状態を表し、Ｓ１Ｄは、第二の材料の最低励起一重項状態を表し、Ｔ１Ｄは、第二の材料の最低励起三重項状態を表し、破線の矢印は、各励起状態間のエネルギー移動を表す。図４に示すように、第二の材料としてΔＳＴ（Ｍ２）の小さな材料を用いることにより、第一の材料の最低励起三重項状態Ｔ１Ｈからのデクスター移動により第二の材料の最低励起一重項状態Ｓ１Ｄまたは最低励起三重項状態Ｔ１Ｄにエネルギー移動する。さらに第二の材料の最低励起三重項状態Ｔ１Ｄは、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態Ｓ１Ｄに逆項間交差が可能である。この結果、第二の材料の最低励起一重項状態Ｓ１Ｄからの蛍光発光を観測することができる。このＴＡＤＦ機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を１００％まで高めることができると考えられている。
なお、本発明は、図４に示したような第二の材料と第一の材料のエネルギー準位の関係に限定されない。例えば、ΔＳＴ（Ｍ２）の小さな第二の材料を用いることで、熱エネルギーにより最低励起三重項状態Ｔ１Ｄから最低励起一重項状態Ｓ１Ｄに逆項間交差を起こり易くさせ、第二の材料の最低励起一重項状態Ｓ１Ｄから、第一の材料の最低励起一重項状態Ｓ１Ｈへエネルギー移動させるように発光層を構成してもよい。
【０１６１】
・三重項エネルギーと７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップとの関係
ここで、三重項エネルギーと７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップとの関係について説明する。本実施形態では、７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。
三重項エネルギーの測定は、次のようにして行われる。まず、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着した試料、または適切な溶媒中に溶解した溶液を石英ガラス管内に封入した試料を作製する。この試料について、低温（７７［Ｋ］）で燐光スペクトル（縦軸：燐光発光強度、横軸：波長とする。）を測定し、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に基づいて、所定の換算式から三重項エネルギーを算出する。
ここで、本実施形態に用いる化合物としては、ΔＳＴが小さい化合物であることが好ましい。ΔＳＴが小さいと、低温（７７［Ｋ］）状態でも、項間交差、及び逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態および励起三重項状態の両者からの発光を含んでおり、いずれの状態から発光したかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーＴと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、次のようにして測定される値をエネルギーギャップＴ７７Ｋと称する。薄膜を用いて測定する場合には、測定対象となる化合物を石英基板上に膜厚１００ｎｍで蒸着して試料を作製する。この試料について、低温（７７［Ｋ］）で燐光スペクトル（縦軸：燐光発光強度、横軸：波長とする。）を測定し、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］に基づいて、次の換算式１から算出されるエネルギー量をエネルギーギャップＴ７７Ｋとする。
換算式１：Ｔ７７Ｋ［ｅＶ］＝１２３９．８５／λｅｄｇｅ
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線（すなわち変曲点における接線）が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１５％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、（株）日立ハイテクノロジー製のＦ−４５００形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
【０１６２】
・一重項エネルギーＳ
一重項エネルギーＳは、次のようにして測定される。
測定対象となる化合物を石英基板上に膜厚１００ｎｍで蒸着して試料を作製し、常温（３００Ｋ）でこの試料の発光スペクトル（縦軸：発光強度、横軸：波長とする。）を測定する。この発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］に基づいて、次に示す換算式２から算出される。
換算式２：Ｓ［ｅＶ］＝１２３９．８５／λｅｄｇｅ
吸収スペクトルは、分光光度計で測定する。例えば、日立社製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）等を用いることができる。
【０１６３】
発光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。発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（すなわち変曲点における接線）が、当該発光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１５％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発光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、石英基板上に蒸着した試料を用いた測定結果と、溶液を用いた測定結果とが大きく異なる場合には、その原因として分子の会合体の形成や溶媒との強い相互作用などが考えられる。そのため、測定対象となる化合物と、エネルギーギャップが大きくエキサイプレックスを形成しない適切な他の材料とを、石英基板上に共蒸着した試料を用いて上記の測定を行うこともできる。
【０１６４】
本実施形態では、一重項エネルギーＳとエネルギーギャップＴ７７Ｋとの差をΔＳＴとして定義する。
【０１６５】
本実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層に含有されている第二の材料が発光することが好ましい。
また、本実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層には金属錯体が含有されていないことが好ましい。
【０１６６】
（基板）
基板は、有機ＥＬ素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、プラスチックなどを用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニルからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
【０１６７】
（陽極）
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１質量％以上１０質量％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。また、例えば、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５質量％以上５質量％以下、酸化亜鉛を０．１質量％以上１質量％以下含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極上に形成されるＥＬ層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔（ホール）注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料（例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、その他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素も含む）を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（例えば、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
【０１６８】
（陰極）
陰極には、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（例えば、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、グラフェン、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
【０１６９】
（正孔注入層）
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い物質としては、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等も挙げられる。
また、正孔注入性の高い物質としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
【０１７０】
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＡＦＬＰ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても良い。ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１７１】
（電子輸送層）
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、１）アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、２）イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、３）高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Ａｌｑ、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ＢＡｌｑ、Ｚｎｑ、ＺｎＰＢＯ、ＺｎＢＴＺなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【０１７２】
（電子注入層）
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
【０１７３】
（層形成方法）
本実施形態の有機ＥＬ素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる。
【０１７４】
（膜厚）
本実施形態の有機ＥＬ素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍの範囲が好ましい。
【０１７５】
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が６であり、ナフタレン環は環形成炭素数が１０であり、ピリジニル基は環形成炭素数５であり、フラニル基は環形成炭素数４である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造（例えば単環、縮合環、環集合）の化合物（例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物）の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子（例えば、環を構成する原子の結合手を終端する水素原子）や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は、環形成原子数が６であり、キナゾリン環は、環形成原子数が１０であり、フラン環は、環形成原子数が５である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合（スピロフルオレン環を含む）、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
次に本明細書における前記一般式に記載の各置換基について説明する。
【０１７６】
本実施形態における環形成炭素数６〜３０のアリール基（芳香族炭化水素基と称する場合がある。）としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ［ａ］アントリル基、ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾ［ｋ］フルオランテニル基、ベンゾ［ｇ］クリセニル基、ベンゾ［ｂ］トリフェニレニル基、ピセニル基、ペリレニル基などが挙げられる。
本実施形態におけるアリール基としては、環形成炭素数が６〜２０であることが好ましく、６〜１４であることがより好ましく、６〜１２であることが更に好ましい。上記アリール基の中でもフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ターフェニル基、フルオレニル基が特に好ましい。１−フルオレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基および４−フルオレニル基については、９位の炭素原子に、後述する本実施形態における置換もしくは無置換の炭素数１〜３０のアルキル基や置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜１８のアリール基が置換されていることが好ましい。
【０１７７】
本実施形態における環形成原子数５〜３０の複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリル基、イソキノリニル基、ナフチリジニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、ベンズイミダゾリル基、インダゾリル基、イミダゾピリジニル基、ベンズトリアゾリル基、カルバゾリル基、フリル基、チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾオキサジアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、ピペリジニル基、ピロリジニル基、ピペラジニル基、モルホリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基などが挙げられる。
本実施形態における複素環基の環形成原子数は、５〜２０であることが好ましく、５〜１４であることがさらに好ましい。上記複素環基の中でも１−ジベンゾフラニル基、２−ジベンゾフラニル基、３−ジベンゾフラニル基、４−ジベンゾフラニル基、１−ジベンゾチオフェニル基、２−ジベンゾチオフェニル基、３−ジベンゾチオフェニル基、４−ジベンゾチオフェニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基が特に好ましい。１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基および４−カルバゾリル基については、９位の窒素原子に、本実施形態における置換もしくは無置換の環形成炭素数６〜３０のアリール基または置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基が置換されていることが好ましい。
【０１７８】
また、複素環基は、例えば、下記一般式（ＸＹ−１）〜（ＸＹ−１８）で表される部分構造から誘導される基であってもよい。
【０１７９】
【化５３】
2015109428.tif 000058
【０１８０】
【化５４】
2015109428.tif 000059
【０１８１】
【化５５】
2015109428.tif 000060
【０１８２】
前記一般式（ＸＹ−１）〜（ＸＹ−１８）において、ＸおよびＹは、それぞれ独立に、ヘテロ原子であり、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子であることが好ましい。前記一般式（ＸＹ−１）〜（ＸＹ−１８）で表される部分構造は、任意の位置で結合手を有して複素環基となり、この複素環基は、置換基を有していてもよい。
【０１８３】
また、置換もしくは無置換のカルバゾリル基としては、例えば、下記式で表されるようなカルバゾール環に対してさらに環が縮合した基も含み得る。このような基も置換基を有していてもよい。また、結合手の位置も適宜変更され得る。
【０１８４】
【化５６】
2015109428.tif 000061
【０１８５】
本実施形態における炭素数１〜３０のアルキル基としては、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよい。直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ネオペンチル基、アミル基、イソアミル基、１−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、１−ペンチルヘキシル基、１−ブチルペンチル基、１−ヘプチルオクチル基、３−メチルペンチル基、が挙げられる。
本実施形態における直鎖または分岐鎖のアルキル基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、１〜６であることがさらに好ましい。上記直鎖または分岐鎖のアルキル基の中でもメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、アミル基、イソアミル基、ネオペンチル基が特に好ましい。
本実施形態におけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が挙げられる。シクロアルキル基の環形成炭素数は、３〜１０であることが好ましく、５〜８であることがさらに好ましい。上記シクロアルキル基の中でも、シクロペンチル基やシクロヘキシル基が特に好ましい。
アルキル基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキル基としては、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基が１以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。
【０１８６】
本実施形態における炭素数３〜３０のアルキルシリル基としては、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられ、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−ｎ−ブチルシリル基、トリ−ｎ−オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル−ｎ−プロピルシリル基、ジメチル−ｎ−ブチルシリル基、ジメチル−ｔ−ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基等が挙げられる。トリアルキルシリル基における３つのアルキル基は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【０１８７】
本実施形態における環形成炭素数６〜３０のアリールシリル基としては、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、トリアリールシリル基が挙げられる。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を２つ有し、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を１つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、８〜３０であることが好ましい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記炭素数１〜３０のアルキル基で例示したアルキル基を１つ有し、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を２つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、１３〜３０であることが好ましい。
トリアリールシリル基は、例えば、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基を３つ有するトリアリールシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基の炭素数は、１８〜３０であることが好ましい。
【０１８８】
本実施形態における炭素数１〜３０のアルコキシ基は、−ＯＺ１と表される。このＺ１の例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基が挙げられる。アルコキシ基は、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基があげられる。アルコキシ基の炭素数は、１〜２０であることが好ましい。
アルコキシ基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルコキシ基としては、例えば、上記炭素数１〜３０のアルコキシ基が１以上のハロゲン基で置換されたものが挙げられる。
【０１８９】
本実施形態における環形成炭素数６〜３０のアリールオキシ基は、−ＯＺ２と表される。このＺ２の例として、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基が挙げられる。このアリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。アリールオキシ基の環形成炭素数は、６〜２０であることが好ましい。
【０１９０】
炭素数２〜３０のアルキルアミノ基は、−ＮＨＲＶ、または−Ｎ（ＲＶ）２と表される。このＲＶの例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基が挙げられる。
【０１９１】
環形成炭素数６〜６０のアリールアミノ基は、−ＮＨＲＷ、または−Ｎ（ＲＷ）２と表される。このＲＷの例として、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基が挙げられる。
【０１９２】
炭素数１〜３０のアルキルチオ基は、−ＳＲＶと表される。このＲＶの例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基が挙げられる。アルキルチオ基の炭素数は、１〜２０であることが好ましい。
環形成炭素数６〜３０のアリールチオ基は、−ＳＲＷと表される。このＲＷの例として、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基が挙げられる。アリールチオ基の環形成炭素数は、６〜２０であることが好ましい。
【０１９３】
本明細書において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環（飽和環、不飽和環、および芳香環を含む）を構成する炭素原子およびヘテロ原子を意味する。
また、本明細書において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素（Ｐｒｏｔｉｕｍ）、重水素（Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）、三重水素（Ｔｒｉｔｉｕｍ）を包含する。
【０１９４】
また、本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基、環構造における置換基等、本実施形態における置換基としては、上述のようなアリール基、複素環基、アルキル基（直鎖または分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロアルキル基）、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基の他に、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、およびカルボキシ基が挙げられる。
ここで挙げた置換基の中では、アリール基、複素環基、アルキル基、ハロゲン原子、アルキルシリル基、アリールシリル基、シアノ基が好ましく、さらには、各置換基の説明において好ましいとした具体的な置換基が好ましい。
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されてもよい。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もよい。
【０１９５】
アルケニル基としては、炭素数２〜３０のアルケニル基が好ましく、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、スチリル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２，２−トリフェニルビニル基、２−フェニル−２−プロペニル基、シクロペンタジエニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘキサジエニル基等が挙げられる。
【０１９６】
アルキニル基としては、炭素数２〜３０のアルキニル基が好ましく、直鎖、分岐鎖又は環状のいずれであってもよく、例えば、エチニル、プロピニル、２−フェニルエチニル等が挙げられる。
【０１９７】
アラルキル基としては、環形成炭素数６〜３０のアラルキル基が好ましく、−Ｚ３−Ｚ４と表される。このＺ３の例として、上記炭素数１〜３０のアルキル基に対応するアルキレン基が挙げられる。このＺ４の例として、上記環形成炭素数６〜３０のアリール基の例が挙げられる。このアラルキル基は、炭素数７〜３０のアラルキル基（アリール部分は炭素数６〜３０、好ましくは６〜２０、より好ましくは６〜１２）、アルキル部分は炭素数１〜３０（好ましくは１〜２０、より好ましくは１〜１０、さらに好ましくは１〜６）であることが好ましい。このアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、２−フェニルプロパン−２−イル基、１−フェニルエチル基、２−フェニルエチル基、１−フェニルイソプロピル基、２−フェニルイソプロピル基、フェニル−ｔ−ブチル基、α−ナフチルメチル基、１−α−ナフチルエチル基、２−α−ナフチルエチル基、１−α−ナフチルイソプロピル基、２−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、１−β−ナフチルエチル基、２−β−ナフチルエチル基、１−β−ナフチルイソプロピル基、２−β−ナフチルイソプロピル基が挙げられる。
【０１９８】
ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。
【０１９９】
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「炭素数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、ＺＺ基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。ここで、「ＹＹ」は「ＸＸ」よりも大きく、「ＸＸ」と「ＹＹ」はそれぞれ１以上の整数を意味する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数ＸＸ〜ＹＹのＺＺ基」という表現における「原子数ＸＸ〜ＹＹ」は、ＺＺ基が無置換である場合の原子数を表すものであり、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。ここで、「ＹＹ」は「ＸＸ」よりも大きく、「ＸＸ」と「ＹＹ」はそれぞれ１以上の整数を意味する。
以下に説明する化合物またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。
【０２００】
本明細書において、置換基同士が互いに結合して環構造が構築される場合、環構造は、飽和環、不飽和環、または芳香環である。
本明細書において、連結基における芳香族炭化水素基および複素環基としては、上述した一価の基から、さらに１つ以上の原子を除いて得られる二価以上の基が挙げられる。
また、本明細書において、芳香族炭化水素環および複素環としては、上述した一価の基の由来となる環構造が挙げられる。
【０２０１】
本実施形態において、前記芳香族炭化水素基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基、前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基、又は前記芳香族炭化水素基及び前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基の例としては、前記芳香族炭化水素基および前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる２価の基が挙げられる。前記芳香族炭化水素基及び前記複素環基から選ばれる２個から４個の基が結合してなる多重連結基としては、複素環基−芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素基−複素環基、芳香族炭化水素基−複素環基−芳香族炭化水素基、複素環基−芳香族炭化水素基−複素環基、芳香族炭化水素基−複素環基−芳香族炭化水素基−複素環基、複素環基−芳香族炭化水素基−複素環基−芳香族炭化水素基等が挙げられる。好ましくは、前記芳香族炭化水素基と前記複素環基が１つずつ結合してなる２価の基、つまり複素環基−芳香族炭化水素基、及び芳香族炭化水素基−複素環基である。なお、これらの多重連結基における芳香族炭化水素基および複素環基の具体例としては、芳香族炭化水素基および複素環基について説明した前述の基が挙げられる。
【０２０２】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、電子機器に使用できる。電子機器としては、例えば、表示装置、および発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、有機ＥＬパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、タブレット、およびパーソナルコンピュータ等が挙げられる。発光装置としては、例えば、照明、および車両用灯具等が挙げられる。
【０２０３】
［実施形態の変形］
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良などは、本発明に含まれるものである。
【０２０４】
発光層は、１層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも１つの発光層が前記実施形態で説明した第一の材料および前記第二の材料を含んでいればよく、その他の発光層が蛍光発光型の発光層であっても、燐光発光型の発光層であってもよい。
また、有機ＥＬ素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機ＥＬ素子であってもよい。
発光層が複数層積層されている場合としては、例えば図５に示される有機ＥＬ素子１Ａが挙げられる。有機ＥＬ素子１Ａは、有機層１０Ａを有し、この有機層１０Ａは、正孔注入・輸送層６と電子注入・輸送層７との間に、第１発光層５１及び第２発光層５２を有する点で、図１に示された有機ＥＬ素子１と異なる。第１発光層５１及び第２発光層５２のうち少なくともいずれかが前記一般式（１）で表される化合物を含んでいる。その他の点においては、有機ＥＬ素子１Ａは、有機ＥＬ素子１と同様に構成される。
【０２０５】
また、例えば、発光層の陽極側に電子障壁層を、発光層の陰極側に正孔障壁層を、隣接させて、それぞれ設けてもよい。これにより、電子や正孔を発光層に閉じ込めて、発光層における励起子の生成確率を高めることができる。
【０２０６】
その他、本発明の実施における具体的な構造および形状などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などとしてもよい。
【実施例】
【０２０７】
以下、本発明に係る実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。
【０２０８】
本実施例で用いた化合物は、次の通りである。
【０２０９】
【化５７】
2015109428.tif 000062
【０２１０】
【化５８】
2015109428.tif 000063
【０２１１】
【化５９】
2015109428.tif 000064
【０２１２】
＜化合物の評価＞
次に、本実施例で使用した化合物の物性を測定した。測定方法および算出方法を以下に示すとともに、測定結果および算出結果を表５に示す。
【０２１３】
・一重項エネルギーＳ
化合物ＴＤ−１の１０μｍｏｌ／Ｌトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温（３００Ｋ）でこの試料の発光スペクトル（縦軸：発光強度、横軸：波長とする。）を測定した。この発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］を次に示す換算式２に代入して一重項エネルギーを算出した。
換算式２：Ｓ［ｅＶ］＝１２３９．８５／λｅｄｇｅ
本実施例では、発光スペクトルを日立社製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）で測定した。
【０２１４】
発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して引いた。発光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値の内、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（すなわち変曲点における接線）が、当該発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１５％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発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。
【０２１５】
・遅延蛍光発光性
化合物ＴＤ−１と化合物ＴＨ−２とを、化合物ＴＤ−１の割合が１２質量％となるように石英基板上に共蒸着し、膜厚１００ｎｍの薄膜を形成して試料を作製した。
この試料に室温でパルス励起光を照射したところ、化合物ＴＤ−１からの発光が観察された。また、光照射後の発光強度の時間に対する変化（過渡ＰＬスペクトル）を測定した。過渡ＰＬスペクトルにおける光照射後１マイクロ秒以降の発光強度を時間に対して積算した値は、１マイクロ秒以内の発光強度を時間に対して積算した値の５％以上であったことから、化合物ＴＤ−１が遅延蛍光発光性を示すことを確認した。
【０２１６】
・エネルギーギャップＴ７７Ｋ
測定試料を以下のように作製した。
化合物ＴＤ−１以外の化合物については、測定対象となる化合物を溶媒となるＥＰＡ（ジエチルエーテル：イソペンタン：エタノール＝５：５：５（容積比））中に、濃度が１０μｍｏｌ／Ｌとなるように溶解し、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とした。
化合物ＴＤ−１は、前述したとおり遅延蛍光発光性を示したので、測定試料を変更した。具体的には、化合物ＴＤ−１と化合物ＴＨ−２とを、化合物ＴＤ−１の割合が１２質量％となるように石英基板上に共蒸着し、膜厚１００ｎｍの薄膜を形成し、測定試料とした。
これらの測定試料について、低温（７７［Ｋ］）で燐光スペクトル（縦軸：燐光発光強度、横軸：波長とする。）を測定し、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］に基づいて、次の換算式１から算出されるエネルギー量をエネルギーギャップＴ７７Ｋとした。
換算式１：Ｔ７７Ｋ［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前述のとおり引いた。燐光の測定には、（株）日立ハイテクノロジー製のＦ−４５００形分光蛍光光度計本体を用いた。
【０２１７】
・ΔＳＴ
化合物ＴＤ−１のΔＳＴを、上述の方法で測定したＳとＴ７７Ｋとの差として求めた結果、０．１６［ｅＶ］であった。
【０２１８】
・イオン化ポテンシャルＩｐ
大気下で光電子分光装置（理研計器株式会社製:ＡＣ−３）を用いて測定した。具体的には、測定対象となる化合物に光を照射し、その際に電荷分離によって生じる電子量を測定することにより測定した。
【０２１９】
【表５】
2015109428.tif 000065
【０２２０】
＜有機ＥＬ素子の作製、および評価＞
有機ＥＬ素子を以下のように作製し、評価した。
【０２２１】
（実施例１）
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍ厚のＩＴＯ透明電極（陽極）付きガラス基板（ジオマティック社製）を、イソプロピルアルコール中で５分間超音波洗浄を行なった後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行なった。ＩＴＯの膜厚は、１３０ｎｍとした。
洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物ＨＩを蒸着し、膜厚５ｎｍの正孔注入層を形成した。
次に、正孔注入層上に、化合物ＨＴ−１を蒸着し、ＨＩ膜上に膜厚２０ｎｍの第一正孔輸送層を形成した。
次に、この第一正孔輸送層上に、化合物ＨＴ−２を蒸着し、膜厚５ｎｍの第二正孔輸送層を形成した。
次に、この第二正孔輸送層上に、化合物ＣＢＰを蒸着し、膜厚５ｎｍの第三正孔輸送層を形成した。
さらに、この第三正孔輸送層上に、第一材料としての化合物ＴＨ−１と、第二材料としての化合物ＴＤ−１とを共蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を形成した。化合物ＴＨ−１と化合物ＴＤ−１との質量比は、１：１とした。
次に、この発光層上に、化合物ＥＢ−１を蒸着し、膜厚５ｎｍの正孔ブロック層を形成した。
次に、この正孔ブロック層上に、化合物ＥＴ−１を蒸着し、膜厚５０ｎｍの電子輸送層を形成した。
次に、この電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を蒸着し、膜厚１ｎｍの電子注入性電極（陰極）を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、膜厚８０ｎｍの金属Ａｌ陰極を形成した。
実施例１の有機ＥＬ素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO（130） / HI（5） / HT-1（20） / HT-2（5） / CBP（5） / TH-1 :TD-1（25, 50%） / EB-1（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
なお、括弧内の数字は、膜厚（単位：ｎｍ）を示す。また、同じく括弧内において、パーセント表示された数字は、発光層における第二の材料の割合（質量％）を示す。
【０２２２】
（比較例１）
比較例１の有機ＥＬ素子は、実施例１における発光層の第一の材料をＴＨ−１から化合物ＣＢＰに変更した以外は、実施例１と同様にして作製した。
比較例１の有機ＥＬ素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO（130） / HI（5） / HT-1（20） / HT-2（5） / CBP（5） / CBP :TD-1（25, 50%） / EB-1（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
【０２２３】
〔有機ＥＬ素子の評価〕
実施例１、および比較例１において作製した有機ＥＬ素子について、以下の評価を行った。評価結果を表６に示す。
【０２２４】
・駆動電圧
電流密度が１０．０ｍＡ／ｃｍ２となるようにＩＴＯ電極と金属Ａｌ陰極との間に通電したときの電圧（単位：Ｖ）を計測した。
【０２２５】
・外部量子効率
電流密度が１０．０ｍＡ／ｃｍ２となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）で計測した。得られた上記分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行なったと仮定し外部量子効率ＥＱＥ（単位：％）を算出した。
【０２２６】
・寿命
電流密度が５０ｍＡ／ｃｍ２となるように有機ＥＬ素子に電圧を印加し、初期輝度に対して５０％となるまでの時間（単位：ｈ）を測定した。
【０２２７】
【表６】
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【０２２８】
表６に示されているように、実施例の有機ＥＬ素子では、第二の材料としての化合物ＴＤ−１と、第一の材料として化合物ＴＨ−１とを組み合わせて用いたことで、化合物ＴＤ−１とＣＢＰとを組み合わせた比較例１の有機ＥＬ素子と比べて、駆動電圧を低下させ、外部量子効率を向上させ、寿命を延ばすことができた。
【符号の説明】
【０２２９】
１…有機ＥＬ素子、２…基板、３…陽極、４…陰極、５…発光層、６…正孔注入・輸送層、７…電子注入・輸送層、１０…有機層。
【図１】
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【図２】
2015109428.tif 000083
【図３】
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【図４】
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【図５】
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