(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、下記一般式（２１）で表される第二の材料とを含み、前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい。    【化１】2015109405.tif 000103【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、下記一般式（２１）で表される第二の材料とを含み、
前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2015109405.tif 000100
（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、ＲＤ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。
ＲＤ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。
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。
ただし、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。）
【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（２１）で表される第二の材料は、一分子中に３つ以下のシアノ基を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
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Ａ３１は、２つのシアノ基で置換されている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３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Ｂ３１は、シアノ基で置換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５】
請求項１から請求項４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Ａ３１および前記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６〜１０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５〜１３の複素環基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Ａ３１および前記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ジベンゾフラニル基、および
シアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基からなる群から選択される基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６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Ｌ３１および前記Ｌ３２は、単結合である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
請求項１から請求項６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Ｌ３１および前記Ｌ３２は、それぞれ独立に、連結基であり、前記Ｌ３１および前記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６〜１０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５〜１０の複素環基である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ｗが０である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
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ｗが１である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Ａ３１は、当該Ａ３１に置換されたシアノ基に対してパラ位で前記Ｌ３１と結合する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
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Ａ３１は、当該Ａ３１に置換されたシアノ基に対してパラ位でもシアノ基で置換されている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
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、
前記第二の材料は、下記一般式（４１）で表される有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化２】
2015109405.tif 000101
（前記一般式（４１）において、Ｂ３１、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、ｗは、それぞれ、前記一般式（２１）におけるＢ３１、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、ｗと同義であり、
Ａ４１およびＢ４１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の複素環基を表し、
Ｘ４１〜Ｘ４８およびＹ４１〜Ｙ４８は、それぞれ独立に、窒素原子、ＲＦと結合する炭素原子、またはＬ４３と結合する炭素原子を表す。ただし、Ｘ４１〜Ｘ４８のうち少なくともいずれかが、Ｌ４３と結合する炭素原子であり、Ｙ４１〜Ｙ４８のうち少なくともいずれかが、Ｌ４３と結合する炭素原子である。
ＲＦ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。
Ｌ４１およびＬ４２は、それぞれ独立に、単結合または連結基であり、
Ｌ４１およびＬ４２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。
Ｌ４３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。
ｖは、０〜３の整数を表す。ｖが０のとき、Ｘ４５〜Ｘ４８のうち少なくともいずれかと、Ｙ４１〜Ｙ４４のうち少なくともいずれかとが直接結合する。
ただし、Ｂ３１、Ａ４１、およびＢ４１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。）
【請求項１４】
請求項１３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Ｌ３１、前記Ｌ３２、前記Ｌ４１、および前記Ｌ４２は、単結合である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１５】
請求項１３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Ｌ３１、前記Ｌ３２、前記Ｌ４１、および前記Ｌ４２は、それぞれ独立に、連結基であり、前記Ｌ３１および前記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６〜１０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５〜１０の複素環基である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求項１３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ｗ、および前記ｖが０である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１７】
請求項１３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ｗ、および前記ｖが１である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
請求項１３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Ａ４１は、２つのシアノ基で置換さ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１３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において、
前記Ｂ３１、および前記Ｂ４１は、シアノ基で置換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２０】
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、下記一般式（３１）で表される第二の材料とを含み、
前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化３】
2015109405.tif 000102
（前記一般式（３１）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、ＲＥ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。
ＲＥは、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換のアミノ基、および
置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択され、
ただし、ＲＥが複数個の場合、少なくともいずれかは、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、および置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択される。
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。
ただし、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。）
【請求項２１】
請求項１から請求項２０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２２】
請求項１から請求項２１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２３】
請求項１から請求項２２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２４】
請求項１から請求項２３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、前記発光層の配向パラメータは、−０．５以上−０．２以下である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２５】
請求項１から請求項２４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２６】
請求項１から請求項２５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２７】
請求項１から請求項２６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ものである。
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、依然として燐光型発光に比べて高効率化の課題を有するものである。そこで、さらなる内部量子効率向上を図るべく、他の遅延蛍光のメカニズムを利用するものが検討されている。
【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ものである。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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＴＡＤＦ機構の発光材料として機能する材料は限られており、高度な分子設計技術を必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、ＴＡＤＦ機構の発光材料として機能する有機材料を見出し、それを用いた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、下記一般式（２１）で表される第二の材料とを含み、前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい。
【０００９】
【化１】
2015109405.tif 000002
【００１０】
（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、ＲＤ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。
ＲＤ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。
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。
ただし、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。）
【００１１】
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、下記一般式（３１）で表される第二の材料とを含み、前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい。
【００１２】
【化２】
2015109405.tif 000003
【００１３】
（前記一般式（３１）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、ＲＥ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。
ＲＥは、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換のアミノ基、および
置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択され、
ただし、ＲＥが複数個の場合、少なくともいずれかは、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、および置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択される。
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。
ただし、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。）
【００１４】
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】
【００１５】
本発明によれば、ＴＡＤＦ発光す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る電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子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】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】
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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、第二の材料と、を含む。第一の材料と、第二の材料とは、互いに異なる構造を有する化合物である。
第一の材料の一重項エネルギーは、第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい。
【００２１】
・第二の材料
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。
【００２２】
【化３】
2015109405.tif 000004
【００２３】
（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、ＲＤ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。
ＲＤ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。
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。
ただし、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。）
【００２４】
本実施形態において、前記一般式（２１）で表される第二の材料は、一分子中に３つ以下のシアノ基を含むことが好ましい。すなわち、前記一般式（２１）で表される第二の材料は、一分子中に１つ以上３つ以下のシアノ基を含むことが好ましい。
【００２５】
本実施形態において、前記Ａ３１は、２つのシアノ基で置換されていることが好ましい。
【００２６】
本実施形態において、前記Ｂ３１は、シアノ基で置換されていないことが好ましい。
【００２７】
本実施形態において、前記Ａ３１および前記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６〜１０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５〜１３の複素環基であることが好ましい。
【００２８】
本実施形態において、前記Ｌ３１および前記Ｌ３２は、単結合であることが好ましい。
【００２９】
また、本実施形態において、前記Ｌ３１および前記Ｌ３２は、それぞれ独立に、連結基であり、前記Ｌ３１および前記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６〜１０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５〜１０の複素環基であることが好ましい。
【００３０】
前記一般式（２１）においてｗが０である場合、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単結合で結合する。ｗが２または３である場合、複数のＬ３３は、互いに同一でも異なっていてもよい。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を結合する構造は、ｗが２である場合、下記一般式（２１ｘ）で表され、ｗが３である場合、下記一般式（２１ｙ）で表される。
【００３１】
【化４】
2015109405.tif 000005
【００３２】
前記一般式（２１ｘ）および（２１ｙ）において、Ｌ３３１〜Ｌ３３３は、それぞれ独立に、前記Ｌ３３と同義であり、Ｌ３３１とＬ３３２とが結合して環構造が構築されていてもよいし、Ｌ３３２とＬ３３３とが結合して環構造が構築されていてもよい。
【００３３】
本実施形態において、前記ｗが０であることが好ましい。
【００３４】
または、本実施形態において、前記ｗが１であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態において、前記Ａ３１は、当該Ａ３１に置換されたシアノ基に対してパラ位で前記Ｌ３１と結合することが好ましい。
例えば、前記Ａ３１がシアノ基で置換されたベンゼン環であり、当該シアノ基に対してパラ位で前記Ｌ３１と結合する場合、下記一般式（２１ａ），（２１ｂ），（２１ｃ）などで表される。
【００３６】
【化５】
2015109405.tif 000006
【００３７】
【化６】
2015109405.tif 000007
【００３８】
【化７】
2015109405.tif 000008
【００３９】
前記一般式（２１ａ），（２１ｂ），（２１ｃ）において、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１〜Ｌ３３、Ｂ３１、およびｗは、それぞれ前述と同様である。
【００４０】
本実施形態において、前記Ａ３１は、当該Ａ３１に置換されたシアノ基に対してパラ位でもシアノ基で置換されていることが好ましい。
例えば、前記Ａ３１が２つのシアノ基で置換されたベンゼン環であり、一方のシアノ基に対してパラ位でも他方のシアノ基が置換されている場合、下記一般式（２２）で表される。
【００４１】
【化８】
2015109405.tif 000009
【００４２】
前記一般式（２２）において、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１〜Ｌ３３、Ｂ３１、およびｗは、それぞれ前述と同様である。
【００４３】
本実施形態においても、前記Ａ３１および前記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ジベンゾフラニル基、およびシアノ基で置換されたジベンゾチオフェニル基からなる群から選択される基であることが好ましい。
【００４４】
本実施形態において、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、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、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。
【００４５】
本実施形態において、第二の材料は、下記一般式（４１）で表されることも好ましい。
【００４６】
【化９】
2015109405.tif 000010
【００４７】
（前記一般式（４１）において、Ｂ３１、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、ｗは、それぞれ、前記一般式（２１）におけるＢ３１、Ｘ３１〜Ｘ３８、Ｙ３１〜Ｙ３８、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、ｗと同義であり、
Ａ４１およびＢ４１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の複素環基を表し、
Ｘ４１〜Ｘ４８およびＹ４１〜Ｙ４８は、それぞれ独立に、窒素原子、ＲＦと結合する炭素原子、またはＬ４３と結合する炭素原子を表す。ただし、Ｘ４１〜Ｘ４８のうち少なくともいずれかが、Ｌ４３と結合する炭素原子であり、Ｙ４１〜Ｙ４８のうち少なくともいずれかが、Ｌ４３と結合する炭素原子である。
ＲＦ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。
Ｌ４１およびＬ４２は、それぞれ独立に、単結合または連結基であり、
Ｌ４１およびＬ４２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。
Ｌ４３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。
ｖは、０〜３の整数を表す。ｖが０のとき、Ｘ４５〜Ｘ４８のうち少なくともいずれかと、Ｙ４１〜Ｙ４４のうち少なくともいずれかとが直接結合する。
ただし、Ｂ３１、Ａ４１、およびＢ４１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。）
【００４８】
本実施形態において、前記Ｌ３１、前記Ｌ３２、前記Ｌ４１、および前記Ｌ４２は、単結合であることが好ましい。
また、本実施形態において、前記Ｌ３１、前記Ｌ３２、前記Ｌ４１、および前記Ｌ４２は、それぞれ独立に、連結基であり、前記Ｌ３１および前記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６〜１０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５〜１０の複素環基であることも好ましい。
【００４９】
前記ｖが２または３であるとき、複数のＬ４３は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本実施形態において、前記ｗ、および前記ｖが０であることが好ましい。
また、本実施形態において、前記ｗ、および前記ｖが１であることも好ましい。
【００５０】
本実施形態において、前記Ａ４１は、２つのシアノ基で置換されていることが好ましい。
また、本実施形態において、前記Ｂ３１、および前記Ｂ４１は、シアノ基で置換されていないことが好ましい。
【００５１】
本実施形態に係る第二の材料は、発光材料であることが好ましく、ＴＡＤＦ機構で発光するＴＡＤＦＤ発光材料であることが好ましい。
【００５２】
本実施形態において、発光層の配向パラメータＳは、−０．５以上−０．２以下であることが好ましく、−０．５以上−０．３以下であることがより好ましく、−０．５以上−０．４以下であることが更に好ましい。配向パラメータＳは、すべての分子が基板と平行方向に配向した場合に−０．５となる。また、分子が配向せずにランダムである場合は０．０となる。本実施形態では、発光層に第二の材料を用いることで、電流密度が高い領域における発光効率の低下を抑制できる。
【００５３】
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。
【００５４】
【化１０】
2015109405.tif 000011
【００５５】
【化１１】
2015109405.tif 000012
【００５６】
【化１２】
2015109405.tif 000013
【００５７】
【化１３】
2015109405.tif 000014
【００５８】
【化１４】
2015109405.tif 000015
【００５９】
【化１５】
2015109405.tif 000016
【００６０】
【化１６】
2015109405.tif 000017
【００６１】
【化１７】
2015109405.tif 000018
【００６２】
【化１８】
2015109405.tif 000019
【００６３】
【化１９】
2015109405.tif 000020
【００６４】
【化２０】
2015109405.tif 000021
【００６５】
【化２１】
2015109405.tif 000022
【００６６】
【化２２】
2015109405.tif 000023
【００６７】
【化２３】
2015109405.tif 000024
【００６８】
【化２４】
2015109405.tif 000025
【００６９】
【化２５】
2015109405.tif 000026
【００７０】
【化２６】
2015109405.tif 000027
【００７１】
【化２７】
2015109405.tif 000028
【００７２】
【化２８】
2015109405.tif 000029
【００７３】
【化２９】
2015109405.tif 000030
【００７４】
【化３０】
2015109405.tif 000031
【００７５】
【化３１】
2015109405.tif 000032
【００７６】
【化３２】
2015109405.tif 000033
【００７７】
【化３３】
2015109405.tif 000034
【００７８】
【化３４】
2015109405.tif 000035
【００７９】
【化３５】
2015109405.tif 000036
【００８０】
【化３６】
2015109405.tif 000037
【００８１】
【化３７】
2015109405.tif 000038
【００８２】
【化３８】
2015109405.tif 000039
【００８３】
【化３９】
2015109405.tif 000040
【００８４】
・第一の材料
本実施形態に係る第一の材料は、第二の材料の一重項エネルギーよりも大きな一重項エネルギーを有していれば、特に限定されない。
【００８５】
第一の材料としては、例えば、下記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が挙げられる。
【００８６】
【化４０】
2015109405.tif 000041
【００８７】
（前記一般式（１）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４は、それぞれ独立に、窒素原子、または前記第一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り、ただし、Ｘ１とＸ２、Ｘ５とＸ６、Ｘ１とＸ６、Ｘ１１とＸ１２、Ｘ１３とＸ１４、およびＸ１２とＸ１３の組のうち０以上４以下の組が下記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である。
Ｙ１は、硫黄原子、酸素原子、または炭素原子である。）
【００８８】
【化４１】
2015109405.tif 000042
【００８９】
（前記一般式（１ａ）において、Ｘ１５〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、窒素原子、または
前記第一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。
Ｙ３は、硫黄原子、酸素原子、窒素原子、または炭素原子である。
＊は、前記一般式（１）のＸ１とＸ２、Ｘ５とＸ６、Ｘ１とＸ６、Ｘ１１とＸ１２、Ｘ１３とＸ１４、およびＸ１２とＸ１３の組から選ばれる組における炭素原子との結合部位を示す。
Ｙ１およびＹ３は、互いに同一でも異なっていてもよく、Ｙ３が複数個ある場合には、それらは、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【００９０】
本実施形態において、前記第一の材料は、下記一般式（１０）で表される化合物でもよい。
【００９１】
【化４２】
2015109405.tif 000043
【００９２】
（前記一般式（１０）において、ｋａおよびｋｂは、それぞれ独立に、１以上４以下の整数であり、好ましくは１以上３以下の整数である。
ＨＡは、前記一般式（１）で表される構造であり、前記一般式（１）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４は、それぞれ独立に、窒素原子、ＲＡと結合する炭素原子、またはＨＢと結合する炭素原子であり、ただし、Ｘ１とＸ２、Ｘ５とＸ６、Ｘ１とＸ６、Ｘ１１とＸ１２、Ｘ１３とＸ１４、およびＸ１２とＸ１３の組のうち０以上４以下の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子であり、
前記一般式（１ａ）において、Ｘ１５〜Ｘ１８は、それぞれ独立に、窒素原子、ＲＡと結合する炭素原子、またはＨＢと結合する炭素原子であり、
Ｙ１は、硫黄原子、酸素原子、またはＣＲＸＲＹであり、
Ｙ３は、硫黄原子、酸素原子、ＮＲＢ、またはＣＲＸＲＹであり、
＊は、前記一般式（１）のＸ１とＸ２、Ｘ５とＸ６、Ｘ１とＸ６、Ｘ１１とＸ１２、Ｘ１３とＸ１４、およびＸ１２とＸ１３の組から選ばれる組における炭素原子との結合部位を示し、
Ｙ１およびＹ３は、互いに同一でも異なっていてもよく、Ｙ３が複数個ある場合には、それらは、互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＡ、ＲＢ、ＲＸおよびＲＹ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、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
ＲＡおよびＲＢが複数個ある場合には、それらは、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式（１０）において、ＨＢは、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、前記構造ＨＡから誘導される基、またはこれらの中から任意に選択された２以上４以下の基が結合して形成される基である。）
【００９３】
また、本実施形態において、前記第一の材料は、下記一般式（１１）で表される化合物でもよい。
【００９４】
【化４３】
2015109405.tif 000044
【００９５】
（前記一般式（１１）において、ｐａおよびｐｂは、それぞれ独立に、１以上４以下の整数であり、好ましくは１以上３以下の整数である。ＨＣは、下記一般式（１１０）〜（１１８）で表される構造である。）
【００９６】
【化４４】
2015109405.tif 000045
【００９７】
なお、下記一般式（１１１）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ５とＸ６の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【００９８】
【化４５】
2015109405.tif 000046
【００９９】
なお、下記一般式（１１２）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ５とＸ６の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する
【０１００】
【化４６】
2015109405.tif 000047
【０１０１】
なお、下記一般式（１１３）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ１とＸ２の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【０１０２】
【化４７】
2015109405.tif 000048
【０１０３】
なお、下記一般式（１１４）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ１とＸ２の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【０１０４】
【化４８】
2015109405.tif 000049
【０１０５】
なお、下記一般式（１１５）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ１とＸ６の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【０１０６】
【化４９】
2015109405.tif 000050
【０１０７】
なお、下記一般式（１１６）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ１とＸ６の組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【０１０８】
【化５０】
2015109405.tif 000051
【０１０９】
なお、下記一般式（１１７）および下記一般式（１１８）で表される構造は、前記一般式（１）におけるＸ１とＸ２、およびＸ５とＸ６の２組が前記一般式（１ａ）で表される構造と結合する炭素原子である場合に対応する。
【０１１０】
【化５１】
2015109405.tif 000052
【０１１１】
【化５２】
2015109405.tif 000053
【０１１２】
（前記一般式（１１０）〜（１１８）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４、Ｘ１５〜Ｘ１８、Ｘ１９〜Ｘ２２は、それぞれ独立に、窒素原子、ＲＡと結合する炭素原子、またはＨＤと結合する炭素原子であり、
Ｙ１は、硫黄原子、酸素原子、またはＣＲＸＲＹであり、
Ｙ３およびＹ５は、それぞれ独立に、硫黄原子、酸素原子、ＮＲＢ、またはＣＲＸＲＹであり、
Ｙ１、Ｙ３およびＹ５は、互いに同一でも異なっていてもよい。
ＲＡ、ＲＢ、ＲＸおよびＲＹ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、又は置換もしくは無置換の環形成原子数５〜３０の複素環基を示す。
ＲＡおよびＲＢが複数個ある場合には、それらは、互いに同一でも異なっていてもよい。
前記一般式（１１）において、ＨＤは、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、前記構造ＨＣから誘導される基、またはこれらの中から任意に選択された２以上４以下の基が結合して形成される基である。）
【０１１３】
前記一般式（１０）および前記一般式（１１）は、それぞれ、下記一般式（１０ａ）、下記一般式（１０ｂ）、下記一般式（１１ａ）、下記一般式（１１ｂ）で表されてもよい。
【０１１４】
【化５３】
2015109405.tif 000054
【０１１５】
前記一般式（１０ａ）、（１０ｂ）において、ＨＡおよびＨＢは、それぞれ、前記一般式（１０）のＨＡおよびＨＢと同義であり、前記一般式（１０ａ）において、ｋａは、２以上４以下であることが好ましく、前記一般式（１０ｂ）において、ｋｂは、２以上４以下であることが好ましい。
前記一般式（１１ａ）、（１１ｂ）において、ＨＣおよびＨＤは、それぞれ、前記一般式（１１）のＨＣおよびＨＤと同義であり、前記一般式（１１ａ）において、ｐａは、２以上４以下であることが好ましく、前記一般式（１１ｂ）において、ｐｂは、２以上４以下であることが好ましい。
【０１１６】
また、前記一般式（１０）および前記一般式（１１）は、それぞれ、下記一般式（１０ｃ）、下記一般式（１０ｄ）、下記一般式（１１ｃ）、下記一般式（１１ｄ）で表される場合がある。
【０１１７】
【化５４】
2015109405.tif 000055
【０１１８】
前記一般式（１０ｃ）、（１０ｄ）において、ＨＡおよびＨＢは、それぞれ、前記一般式（１０）のＨＡおよびＨＢと同義であり、前記一般式（１０ｃ）、（１０ｄ）において、ｋａ１およびｋａ２は、それぞれ独立に、１以上３以下の整数であり、２≦ｋａ１＋ｋａ２≦４であり、ｋｂ１およびｋｂ２は、それぞれ独立に、１以上３以下の整数であり、２≦ｋｂ１＋ｋｂ２≦４である。複数のＨＡ同士は同一でも異なっていてもよく、複数のＨＢ同士は同一でも異なっていてもよい。
前記一般式（１１ｃ）、（１１ｄ）において、ＨＣおよびＨＤは、それぞれ、前記一般式（１１）のＨＣおよびＨＤと同義であり、前記一般式（１１ｃ）、（１１ｄ）において、ｐａ１およびｐａ２は、それぞれ独立に、１以上３以下の整数であり、２≦ｐａ１＋ｐａ２≦４であり、ｐｂ１およびｐｂ２は、それぞれ独立に、１以上３以下の整数であり、２≦ｐｂ１＋ｐｂ２≦４である。複数のＨＣ同士は同一でも異なっていてもよく、複数のＨＤ同士は同一でも異なっていてもよい。
【０１１９】
本実施形態において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４は、それぞれ独立に、ＲＡと結合する炭素原子、またはＨＢと結合する炭素原子であることが好ましい。
【０１２０】
本実施形態において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４、Ｘ１５〜Ｘ１８、Ｘ１９〜Ｘ２２は、それぞれ独立に、ＲＡと結合する炭素原子、またはＨＤと結合する炭素原子であることが好ましい。
【０１２１】
本実施形態において、Ｙ１およびＹ３は、それぞれ独立に、硫黄原子または酸素原子であることが好ましい。
【０１２２】
また、本実施形態において、Ｙ１、Ｙ３、およびＹ５は、それぞれ独立に、硫黄原子または酸素原子であることが好ましい。
【０１２３】
本実施形態において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４、Ｘ１５〜Ｘ１８のうち少なくともいずれかがＲＡと結合する炭素原子であり、ＲＡが下記一般式（１ｂ）で表されることが好ましい。
【０１２４】
【化５５】
2015109405.tif 000056
【０１２５】
（前記一般式（１ｂ）において、ｒは、０以上５以下の整数であり、好ましくは０以上２以下の整数である。
前記一般式（１ｂ）において、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、Ａｒａが複数個ある場合、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。）
【０１２６】
本実施形態において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ１１〜Ｘ１４、Ｘ１５〜Ｘ１８、Ｘ１９〜Ｘ２２のうち少なくともいずれかがＲＡと結合する炭素原子であり、ＲＡが前記一般式（１ｂ）で表されることが好ましい。
【０１２７】
本実施形態において、前記一般式（１ｂ）の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く、フェニレン基であることがより好ましい。
【０１２８】
本実施形態において、前記構造ＨＢまたは前記構造ＨＤは、下記一般式（１ｃ）で表されることが好ましい。
【０１２９】
【化５６】
2015109405.tif 000057
【０１３０】
（前記一般式（１ｃ）において、ｓは、０以上５以下の整数であり、好ましくは０以上２以下の整数である。
Ａｒｃ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の複素環基であり、
Ａｒｄ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、Ａｒｄが複数個ある場合、互いに同一でも異なっていてもよい。）
【０１３１】
本実施形態において、前記構造ＨＡまたは前記構造ＨＣは、下記一般式（１２１）〜（１２７）のいずれかで表されることが好ましい。
【０１３２】
【化５７】
2015109405.tif 000058
【０１３３】
【化５８】
2015109405.tif 000059
【０１３４】
（前記一般式（１２１）〜（１２７）のそれぞれにおいて、
Ｙ１は、硫黄原子、酸素原子、またはＣＲＸＲＹであり、
Ｙ３は、硫黄原子、酸素原子、ＮＲＢ、またはＣＲＸＲＹであり、
複数のＲＡのうち、少なくとも一つが、前記構造ＨＢまたは前記構造ＨＤと結合する結合手であり、少なくとも一つが前記一般式（１ｂ）で表され、その他は、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、又は前記構造ＨＡもしくは前記構造ＨＣと結合する結合手である。）
【０１３５】
本実施形態において、前記構造ＨＡまたは前記構造ＨＣは、前記一般式（１２１）で表されることが好ましい。
【０１３６】
前記一般式（１）で表される部分構造、前記一般式（１０）における構造ＨＡ、または前記一般式（１１）における構造ＨＣの構造例を次に示す。これらの構造は、第一の材料の分子中における他の原子、前記ＲＡ、前記構造ＨＢ、前記構造ＨＤと、結合する。
なお、第一の材料における部分構造は、これらの具体例に限定されない。
【０１３７】
【化５９】
2015109405.tif 000060
【０１３８】
【化６０】
2015109405.tif 000061
【０１３９】
【化６１】
2015109405.tif 000062
【０１４０】
【化６２】
2015109405.tif 000063
【０１４１】
前記一般式（１０）における構造ＨＢ、前記一般式（１１）における構造ＨＤ、前記一般式（１ｂ）で表されるＲＡ、前記一般式（１ｃ）で表される前記構造ＨＢ，構造ＨＤの構造例を次に示す。これらの構造は、第一の材料の分子中において、前記一般式（１）で表される部分構造や、前記ＲＡ、前記ＨＡ、前記ＨＣなどと結合する。以下の構造例において、＊は、他の構造との結合部位を示す。なお、第一の材料においては、これらの構造例に限定されない。
【０１４２】
【化６３】
2015109405.tif 000064
【０１４３】
【化６４】
2015109405.tif 000065
【０１４４】
【化６５】
2015109405.tif 000066
【０１４５】
【化６６】
2015109405.tif 000067
【０１４６】
さらに、前記一般式（１０）における構造ＨＢや前記一般式（１１）における構造ＨＤの構造例を次に示す。これらの構造は、第一の材料の分子中において、前記一般式（１）で表される部分構造や、前記ＲＡ、前記ＨＡ、前記ＨＣなどと結合する。以下の構造例において、＊は、他の構造との結合部位を示す。なお、第一の材料において、これらの構造例に限定されない。
【０１４７】
【化６７】
2015109405.tif 000068
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
・一重項エネルギーＥｇＳ
一重項エネルギーＥｇＳ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：ＥｇＳ［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。
【０１５１】
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、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
（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。
【０１５４】
（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。
【０１５５】
（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。
【０１５６】
（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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
（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。
【０１５９】
（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。
【０１６０】
（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。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
本明細書において、環形成炭素数とは、原子または分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、スピロ環化合物、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。
環形成原子数とは、原子または分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、スピロ環化合物、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未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。
次に前記一般式に記載の各置換基について説明する。
【０１６３】
本実施形態における環形成炭素数６〜３０のアリール基としては、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、より好ましくは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のアルキル基が置換されていることが好ましい。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
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。
【０１７３】
本発明において、「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、本発明において、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。
【０１７４】
また、「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Ａ，環構造Ｂ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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
「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ａ〜ｂのＸＸ基」という表現における「炭素数ａ〜ｂ」は、ＸＸ基が無置換である場合の炭素数を表すものであり、ＸＸ基が置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、有機ＥＬパネルモジュール等の表示部品、テレビ、携帯電話、タブレットもしくはパーソナルコンピュータ等の表示装置、および照明、もしくは車両用灯具の発光装置等の電子機器に使用できる。
【０１８２】
［第二実施形態］
次に第二実施形態に係る有機ＥＬ素子について説明する。
なお、第二実施形態では、特に言及しない限り、第一実施形態で説明したものと同様の材料や化合物を用いることができる。
【０１８３】
第二実施形態に係る有機ＥＬ素子は、基本的には、第一実施形態に係る有機ＥＬ素子１と同様の構成を備え、発光層の構成が下記のとおりである。
すなわち、第二実施形態に係る有機ＥＬ素子が備える発光層は、第一の材料と、下記一般式（３１）で表される第二の材料とを含み、前記第一の材料の一重項エネルギーは、前記第二の材料の一重項エネルギーよりも大きい。
【０１８４】
【化６８】
2015109405.tif 000069
【０１８５】
（前記一般式（３１）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、ＲＥ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。
ＲＥは、それぞれ独立に、
水素原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換のアミノ基、および
置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択され、
ただし、ＲＥが複数個の場合、少なくともいずれかは、シアノ基、置換もしくは無置換のアミノ基、および置換もしくは無置換のアルコキシ基からなる群から選択される。
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。
ただし、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。）
【０１８６】
前記ＲＥにおける置換もしくは無置換のアミノ基は、−Ｎ（Ｒ２００）で表されることが好ましく、Ｒ２００は、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。前記Ｒ２００における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く、芳香族炭化水素基の環形成炭素数は、６〜２０であることが好ましく、６〜１２であることが更に好ましい。
【０１８７】
本実施形態の第二の材料では、前記ＲＥとして列挙された置換基と、第一実施形態の第二の材料において前記ＲＤとして列挙された置換基とが相違する。その他の点では、本実施形態と第一実施形態とでは同様であり、好ましい態様も、第一実施形態における第二の材料の好ましい態様と同様である。
【０１８８】
本実施形態の第一の材料も、本実施形態に係る第二の材料の一重項エネルギーよりも大きな一重項エネルギーを有していれば、特に限定されない。
なお、第一の材料としては、例えば、前記一般式（１）で表される部分構造を有する化合物が挙げられる。
【０１８９】
本実施形態に係る第二の材料は、発光材料であることが好ましく、ＴＡＤＦ機構で発光するＴＡＤＦＤ発光材料であることが好ましい。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
【化６９】
2015109405.tif 000070
【０１９３】
【化７０】
2015109405.tif 000071
【０１９４】
【化７１】
2015109405.tif 000072
【０１９５】
【化７２】
2015109405.tif 000073
【０１９６】
【化７３】
2015109405.tif 000074
【０１９７】
【化７４】
2015109405.tif 000075
【０１９８】
［第三実施形態］
次に第三実施形態に係る有機ＥＬ素子について説明する。
なお、第三実施形態では、特に言及しない限り、第一実施形態や第二実施形態で説明したものと同様の材料や化合物を用いることができる。
【０１９９】
・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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
【化７５】
2015109405.tif 000076
【０２０３】
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。
【０２０４】
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のため、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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
【化７６】
2015109405.tif 000077
【０２０７】
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。
【０２０８】
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することで、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。
【０２０９】
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。
本実施形態に係る第二の材料としては、第一実施形態や第二実施形態で説明した第二の材料を用いることが好ましい。
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Ｅｇ７７Ｋ（Ｍ１）と、第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＥｇ７７Ｋ（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。
Ｅｇ７７Ｋ（Ｍ１）  ＞  Ｅｇ７７Ｋ（Ｍ２）      …（数１）
【０２１０】
・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。
【０２１１】
・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。特に、第一実施形態や第二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、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。
【０２１２】
【化７７】
2015109405.tif 000078
【０２１３】
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素子では、前記数式（数１）の関係を満たすように、第一の材料と、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。
【０２１４】
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（Ｍ
１）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。
【０２１５】
Ｉｐ（Ｍ１）  ＞  Ｉｐ（Ｍ２）      …（数３）
【０２１６】
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。
【０２１７】
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、第一実施形態や第二実施形態に係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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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、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、発光効率がより一層向上する。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素子を長寿命化することができる。
【０２２０】
・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ＥｇＳ（Ｍ２）と、第二の材料の７７［Ｋ］におけるエネルギーギャップＥｇ７７Ｋ（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）＝ＥｇＳ（Ｍ２）−Ｅｇ７７Ｋ（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。
【０２２１】
一重項エネルギーＥｇＳと三重項エネルギーＥｇＴ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ＥｇＳと三重項エネルギーＥｇＴ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。
【０２２２】
・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しての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ものである。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。
【０２２３】
・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だものとなり、いずれの状態から発光したもの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ＥｇＴ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Ｅｇ７７Ｋ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Ｅｇ７７Ｋとする。
換算式１：Ｅｇ７７Ｋ［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。
【０２２４】
本実施形態では、一重項エネルギーＥｇＳとエネルギーギャップＥｇ７７Ｋとの差をΔＳＴとして定義する。
【０２２５】
［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。
【０２２６】
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に係る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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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】
【０２２９】
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。
【０２３０】
本実施例で用いた化合物は、次の通りである。
【０２３１】
【化７８】
2015109405.tif 000079
【０２３２】
【化７９】
2015109405.tif 000080
【０２３３】
【化８０】
2015109405.tif 000081
【０２３４】
【化８１】
2015109405.tif 000082
【０２３５】
［合成実施例］
（合成実施例１）
化合物１の合成にあたり、まず、下記スキームに従って中間体１を合成した。
【０２３６】
【化８２】
2015109405.tif 000083
【０２３７】
アルゴン雰囲気下、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸（２．４１ｇ、８．４ｍｍｏｌ）、３−ブロモカルバゾール（１．７１ｇ、６．９ｍｍｏｌ）、パラジウム−塩化メチレン錯体（０．０５７ｇ、０．０７ｍｍｏｌ）、および１、４−ジオキサン（２１ｍＬ）、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１０．５ｍＬ）を順次加えて８時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、析出した固体をろ取し、１、４−ジオキサンおよび水で洗浄し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、中間体１（２．４９ｇ、収率８８％）を得た。
【０２３８】
次に、下記スキームに従って化合物１を合成した。
【０２３９】
【化８３】
2015109405.tif 000084
【０２４０】
アルゴン雰囲気下、中間体１（３．３５ｇ、８．２ｍｍｏｌ）、４−フルオロフタロニトリル（１．００ｇ、６．８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（１．４２ｇ、１０ｍｍｏｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１５ｍＬ）を順次加えて８０℃にて８時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、メタノールと水で洗浄し、析出した固体をろ取し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、化合物１（２．８４ｇ、収率７８％）を得た。
【０２４１】
（合成実施例２）
化合物２の合成にあたり、まず、下記スキームに従って中間体２を合成した。
【０２４２】
【化８４】
2015109405.tif 000085
【０２４３】
アルゴン雰囲気下、３、６−ジブロモカルバゾール（８．１６ｇ、２５ｍｍｏｌ）、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸（１５．８ｇ、５５ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０．２３０ｇ、０．２０ｍｍｏｌ）、トルエン（２５ｍＬ）、１，２−ジメトキシエタン（２５ｍＬ）、および２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１２．５ｍＬ）を順次加えて１０時間加熱還流した。
反応終了後、直ちにろ過した後、水層を除去した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、中間体２（１１．４ｇ、収率７０％）を得た。
【０２４４】
次に、下記スキームに従って化合物２を合成した。
【０２４５】
【化８５】
2015109405.tif 000086
【０２４６】
アルゴン雰囲気下、中間体２（３．４０ｇ、５．２ｍｍｏｌ）、４−フルオロフタロニトリル（０．７０１ｇ、４．８ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．９９２ｇ、７．２ｍｍｏｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１２ｍＬ）を順次加えて８０℃にて８時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、メタノールと水で洗浄し、析出した固体をろ取し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、化合物２（２．９８ｇ、収率８０％）を得た。
【０２４７】
（合成実施例３）
下記スキームに従って化合物３を合成した。
【０２４８】
【化８６】
2015109405.tif 000087
【０２４９】
化合物２の合成において、４−フルオロフタロニトリルの代わりに、５−フルオロイソフタロニトリルを用いたこと以外は、合成実施例２と同様の方法で化合物３を合成した。
【０２５０】
（合成実施例４）
下記スキームに従って化合物４を合成した。
【０２５１】
【化８７】
2015109405.tif 000088
【０２５２】
化合物１の合成において、４−フルオロフタロニトリルの代わりに、５−フルオロイソフタロニトリルを用いこと以外は、合成実施例１と同様の方法で化合物４を合成した。
【０２５３】
（合成実施例５）
化合物５の合成にあたり、まず、下記スキームに従って中間体３を合成した。
【０２５４】
【化８８】
2015109405.tif 000089
【０２５５】
アルゴン雰囲気下、２−ニトロヨードベンゼン（６２．０ｇ、２４９ｍｍｏｌ）、２−ブロモフェニルホウ素酸（５０．０ｇ、２４９ｍｍｏｌ）、トルエン（３４５ｍＬ）、１，２−ジメトキシエタン（３４５ｍＬ）、および２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（３４４ｍＬ）を順次加えて７６℃にて２０時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、トルエン層を分液し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、中間体３（６４．８ｇ、収率９４％）を得た。
【０２５６】
次に、下記スキームに従って中間体４を合成した。
【０２５７】
【化８９】
2015109405.tif 000090
【０２５８】
アルゴン雰囲気下、中間体３（６４．８ｇ、２３３ｍｍｏｌ）、トリフェニルフォスフィン（１５２ｇ、５８３ｍｍｏｌ）、およびо−ジクロロベンゼン（５００ｍＬ）を順次加えて１８６℃にて１３時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて２回と再結晶にて精製し、中間体４（２１．２ｇ、収率３７％）を得た。
【０２５９】
次に、下記スキームに従って中間体５を合成した。
【０２６０】
【化９０】
2015109405.tif 000091
【０２６１】
アルゴン雰囲気下、９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸（２４．７ｇ、８６．０ｍｍｏｌ）、中間体４（２１．２ｇ、８６．０ｍｍｏｌ）、パラジウム−塩化メチレン錯体（０．９８８ｇ、１．２１ｍｍｏｌ）、シクロペンチルメテルエーテル（４５８ｍＬ）、および２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液（１３０ｍＬ）を順次加えて８０℃にて５時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、ＣＰＭＥ層を分液し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて２回と再結晶にて精製し、中間体５（２７．１ｇ、収率７７％）を得た。
【０２６２】
次に、下記スキームに従って中間体６を合成した。
【０２６３】
【化９１】
2015109405.tif 000092
【０２６４】
アルゴン雰囲気下、１、４−ジブロモー２−フルオロベンゼン（３０．０ｇ、１１８ｍｍｏｌ）、シアン化銅（４２．１ｇ、４７０ｍｍｏｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２００ｍＬ）を順次加えて１６時間加熱還流した。
室温まで反応液を冷却した後、減圧乾燥した。得られた残渣をジクロロメタンで分液し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、減圧乾燥し、中間体６（９．１２ｇ、収率５３％）を得た。
【０２６５】
次に、下記スキームに従って化合物５を合成した。
【０２６６】
【化９２】
2015109405.tif 000093
【０２６７】
化合物１の合成において、中間体１の代わりに中間体５を用いたこと、および４−フルオロフタロニトリルの代わりに中間体６を用いたこと以外は、合成実施例１と同様の方法で化合物５を合成した。
【０２６８】
（合成実施例６）
化合物６の合成にあたり、まず、下記スキームに従って中間体７を合成した。
【０２６９】
【化９３】
2015109405.tif 000094
【０２７０】
中間体５の合成における９−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸の代わりに９−フェニルカルバゾール−２−ボロン酸を用いたこと以外は、中間体５と同様の方法で中間体７を合成した。
【０２７１】
次に、下記スキームに従って化合物６を合成した。
【０２７２】
【化９４】
2015109405.tif 000095
【０２７３】
アルゴン雰囲気下、中間体７（２．５７ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、２，５−ジクロロテレフタロニトリル（０．５９１ｇ、３．０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（０．９１２ｇ、６．６ｍｍｏｌ）、および１−メチル−２−ピロリドン（１２ｍＬ）を順次加えて１１０℃にて８時間、１５０℃にて８時間攪拌した。
室温まで反応液を冷却した後、メタノールと水で洗浄し、析出した固体をろ取し、減圧乾燥した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ―にて精製し、化合物６（１．００ｇ、収率３５％）を得た。
【０２７４】
［化合物の物性測定］
化合物１および化合物２、並びに比較化合物１および比較化合物２について、配向パラメータＳを測定した。表５に測定結果を示す。
【０２７５】
薄膜内における配向パラメータＳの評価方法は公知の手法であり、詳細はＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ誌，２００９年，第１０巻，１２７頁に記載されている。基板上に形成した薄膜内における分子軸と基板法線方向のなす角をθ、薄膜の多入射角分光エリプソメトリー測定により得られる基板平行方向及び垂直方向の消衰係数をそれぞれｋｏ、およびｋｅとした場合、配向パラメータＳは、下記式（Ａ）で表される。
Ｓ＝（１／２）＜３ｃｏｓ２θ−１＞＝（ｋｅ−ｋｏ）／（ｋｅ＋２ｋｏ）・・・（Ａ）
尚、薄膜を形成する方法としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法等の公知の方法を適用することができる。
【０２７６】
本実施例における化合物１、および化合物２は、薄膜内で分子配向し易い材料である。配向し易い化合物１を発光層中で本実施例のように高濃度で用いた場合、製膜された当該発光層の薄膜の配向パラメータは、−０．５以上−０．２以下になると考えられる。化合物１および化合物２は、さらに遅延蛍光発光性の材料であり、これらの材料を薄膜にする事で、発光効率の向上が期待できる。
一般に、有機化合物からの発光は、主として分子の遷移双極子モーメントに対して垂直方向となる。ここで、遷移双極子モーメントとは、電子遷移の起こりやすさを表す量を含み、遷移双極子モーメントの向きは、電子遷移に伴って電子が動く方向を意味する。従って、有機化合物が基板に対して水平配向すると、その発光は、基板に対して垂直に向かうため、素子内部に閉じこもることが無く、有機ＥＬ素子の外部発光効率を向上させる。一方、分子が基板に対してランダム配向や垂直配向すると、有機化合物からの発光は、有機ＥＬ素子内部に閉じ込められ易くなり、外部発光効率を向上させることができない。つまり、化合物１、および化合物２は、理論上１００％まで内部量子効率を高められる遅延蛍光材料であり、かつ、薄膜中で配向しやすいため、外部量子効率を同時に高める事も可能である材料である事が確認できた。
【０２７７】
【表５】
2015109405.tif 000096
【０２７８】
＜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。
【０２７９】
【化９５】
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【０２８０】
【化９６】
2015109405.tif 000098
【０２８１】
【化９７】
2015109405.tif 000099
【０２８２】
（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−８と、第二材料としての化合物１とを共蒸着し、膜厚２５ｎｍの発光層を形成した。この発光層における第一の材料の割合は、７６質量％とし、第二の材料の割合は、２４質量％とした。
次に、この発光層上に、化合物ＥＢ−２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-8 :化合物1（25, 50%） / EB-2（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、発光層におけるドーパント材料等のように、添加される成分の割合（質量％）を示す。
【０２８３】
実施例１で作製した有機ＥＬ素子について、電流密度が１０ｍＡ／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は、４．８７Ｖであった。また、有機ＥＬ素子に電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加した時の輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ社製）で計測したところ、２３９８．０ｎｉｔであった。また、分光放射輝度計ＣＳ−１０００で測定した分光放射輝度スペクトルから、主ピーク波長λｐを求めたところ、５４７ｎｍであった。なお、主ピーク波長λｐは、スペクトルにおいて発光強度が最大となるピークの波長とした。
さらに、蛍光寿命光度計（ＴｅｍＰｒｏ：株式会社堀場製作所製）を用いて、遅延蛍光寿命の測定および算出を行った。励起光源として、半導体パルスＬＥＤ光源ＮａｎｏＬＥＤ−３４０、または半導体パルスＬＥＤ光源ＳｐｅｃｔｒａｌＬＥＤ−３５５を用いた。励起光源は遅延蛍光寿命に応じて使い分けた。前記蛍光寿命光度計の検出器ＰＰＤ−８５０における分光波長は、有機ＥＬ素子の主ピーク波長λｐとした。測定は、室温で行った。その結果、実施例１の有機ＥＬ素子の遅延蛍光寿命は、２５．８μｓであった。
【０２８４】
（実施例２）
実施例２の有機ＥＬ素子は、実施例１における発光層の第二の材料を化合物１から化合物２に変更した以外は、実施例１と同様にして作製した。
実施例２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-8 : 化合物2（25, 50%） / EB-2（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
【０２８５】
実施例２の有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして評価した。
その結果、電圧は、４．７７Ｖであり、輝度は、２８９２．１ｎｉｔであり、主ピーク波長λｐは、５４７ｎｍであり、遅延蛍光寿命は、３０．４μｓであった。
【０２８６】
（実施例３）
実施例３の有機ＥＬ素子は、実施例１における発光層の第二の材料を化合物１から化合物３に変更した以外は、実施例１と同様にして作製した。
実施例３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-8 : 化合物3（25, 50%） / EB-2（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
【０２８７】
実施例３の有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして評価した。
その結果、電圧は、４．４４Ｖであり、輝度は、１５９７．１ｎｉｔであり、主ピーク波長λｐは、５５１ｎｍであり、遅延蛍光寿命は、８．２９μｓであった
【０２８８】
（実施例４）
実施例４の有機ＥＬ素子は、実施例１における発光層の第二の材料を化合物１から化合物４に変更した以外は、実施例１と同様にして作製した。
実施例４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-8 : 化合物4（25, 50%） / EB-2（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
【０２８９】
実施例４の有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして評価した。
その結果、電圧は、４．３６Ｖであり、輝度は、８２１．２ｎｉｔであり、主ピーク波長λｐは、５３９ｎｍであり、遅延蛍光寿命は、１１．９μｓであった
【０２９０】
（実施例５）
実施例５の有機ＥＬ素子は、実施例１における発光層の第二の材料を化合物１から化合物６に変更した以外は、実施例１と同様にして作製した。
実施例５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-8 : 化合物6（25, 50%） / EB-2（5） / ET-1（50） / LiF（1） / Al（80）
【０２９１】
実施例５の有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして評価した。
その結果、電圧は、４．７１Ｖであり、輝度は、４３１４．５ｎｉｔであり、主ピーク波長λｐは、５２９ｎｍであり、遅延蛍光寿命は、１９．２μｓであった
【０２９２】
実施例１〜５の有機ＥＬ素子の遅延蛍光寿命に関する評価結果から、化合物１〜４，６は、遅延蛍光発光性の材料であることが確認された。
【符号の説明】
【０２９３】
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】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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