CN106537630A - 有机发光元件 - Google Patents

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Abstract

包含满足ES1(H)＞ES1(F)＞ES1(D)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料的有机发光元件的发光效率高。ES1(H)表示主体材料的最低激发单重态能级，ES1(F)表示延迟荧光材料的最低激发单重态能级，ES1(D)表示发光材料的最低激发单重态能级。

Description

有机发光元件
技术领域
本发明涉及一种具有高发光效率的有机发光元件。
背景技术
业界正盛行提高有机发光元件的发光效率的研究。其中，也常见与利用在从激发状态起的衰减过程中发射放大的自发辐射(ASE)的有机发光材料的有机发光元件(有机半导体激光器)相关的研究。
例如，专利文献1中揭示了将BSB-CN(1,4-dini-trile-2,5-bis(4-(bis(4-methoxyphenyl)amino)styryl)benzene，1,4-二腈基-2,5-双(4-(双(4-甲氧基苯基)氨基)苯乙烯基)苯)与Ace-CBP(双(4-咔唑基苯基)乙炔)的共蒸镀膜设为活性层的有机半导体激光器。此处，BSB-CN为荧光材料，Ace-CBP为作为主体材料而发挥功能的材料。该专利文献1中记载了从该有机半导体薄膜观测到ASE振荡的情况。
专利文献2中揭示了具有包含有机主体化合物、有机发光化合物及有机掺杂剂化合物的有机层的有机半导体激光器，且规定有机掺杂剂化合物的激发三重态能量低于有机主体化合物及有机发光化合物的激发三重态能量，有机发光材料的激发单重态能量低于有机主体化合物的激发单重态能量。此处记载了如下情况：有机掺杂剂化合物作为捕捉有机层中所产生的三重态激子的“triplet manager”发挥功能，由此抑制三重态激子的蓄积，而抑制由三重态激子引起的光损耗或单重态激子的失活。
[现有技术文献]
专利文献
专利文献1：日本专利特开2006-265172号公报
专利文献2：美国专利8654806号说明书
发明内容
[发明要解决的问题]
然而，专利文献1及2所记载的有机半导体激光器基于如下原因而无法充分地提高其发光效率。
即，对于包含发射ASE的荧光材料与主体材料的活性层(发光层)而言，如果从外部赋予能量，则主要是主体材料吸收能量而跃迁至激发单重态状态，其激发单重态能量转移至荧光材料。吸收能量而跃迁至激发单重态状态的荧光材料在其后发射ASE并且恢复至基态。另一方面，在发光层中，因从激发单重态状态的系间窜越还产生三重态激子。此时，与单重态激子的衰减过程相比，三重态激子的衰减过程难以产生，因此三重态激子的寿命比单重态激子的寿命长，从而三重态激子在对活性层赋予能量的期间蓄积。而且，在蓄积了三重态激子的发光层中，变得容易产生基于三重态激子的激子能量的吸收或单重态-三重态湮灭(STA)，导致能有助于ASE的能量发生损失。基于这样的原因，专利文献1所记载的二成分系有机半导体激光器存在提高发光效率的极限，且ASE振荡所需要的阈值也成为较大值。
另一方面，专利文献2所记载的有机半导体激光器由于使用捕捉三重态激子的有机掺杂剂化合物，所以能够减少如在荧光材料与主体材料的二成分系中产生的由三重态激子的蓄积引起的不良影响。然而，在该有机半导体激光器中，有机掺杂剂化合物所捕捉到的三重态激子无助于ASE发射，因此其激发三重态能量变得无用，在原理上无法使发光效率达到100％。尤其是在通过向发光层注入载子而形成激子的系、即电流激发型有机半导体激光元件中，在统计学上单重态激子为25％的形成概率，三重态激子为75％的形成概率，因此激发三重态能量未被利用而产生的损失的比例变得较大。
[解决问题的技术手段]
为了解决这样的课题，本发明者等人自有效利用激发三重态能量的方面出发对发光层的材料开始各种研究，结果首次发现，通过除发光材料与主体材料以外，还使用延迟荧光材料作为发光层的材料，而高效率地将激发三重态能量用于ASE的发射，并进一步进行研究。如上所述，专利文献1中记载了包含荧光材料的B SB-CN与主体材料的Ace-CBP的活性层，专利文献2中记载了包含有机主体化合物及有机发光化合物与捕捉三重态激子的有机掺杂剂化合物的有机层。然而，这些文献中完全没有关于将延迟荧光材料添加至发光层的记载，关于使用有延迟荧光材料的有机发光元件的发光特性，从前无法预测。
在这样的状况下，本发明者等人对包含主体材料、延迟荧光材料及发光材料的有机发光元件的发光特性进一步进行了研究，并以提供发光效率高的有机发光元件为目的进一步进行了研究。
经过努力研究，结果本发明者等人发现，通过使用主体材料、延迟荧光材料及发光材料，并且规定各材料间的最低激发单重态能级ES1的关系，能够高效率地使有机发光元件内所产生的激发单重态能量与激发三重态能量两者有助于发光，而能够提供具有高发光效率的有机发光元件。本发明者等人基于这些见解，而提供以下的本发明作为解决所述课题的手段。
[1]一种有机发光元件，其特征在于包含：满足下述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料，
式(1)ES1(H)＞ES1(F)＞ES1(D)
(上式中，ES1(H)表示所述主体材料的最低激发单重态能级，ES1(F)表示所述延迟荧光材料的最低激发单重态能级，ES1(D)表示所述发光材料的最低激发单重态能级)。
[2]根据[1]所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的最低激发单重态状态与77K的最低激发三重态状态的能量差ΔEst为0.3eV以下。
[3]根据[1]所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的最低激发单重态状态与77K的最低激发三重态状态的能量差ΔEst为0.08eV以下。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的速度常数kRISC为105/s以上。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述发光材料是在从最低激发单重态能级恢复至基态能级时发射荧光的材料。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的有机发光元件，其中所述发光材料是发射放大的自发辐射的材料。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的含量小于所述主体材料的含量。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于包含2种以上的化合物作为所述发光材料。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的有机发光元件，其具有包含满足所述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料的发光层。
[10]根据[9]所述的有机发光元件，其中所述发光层为包含多层的多层构成。
[11]根据[10]所述的有机发光元件，其中构成所述发光层的多层的延迟荧光材料的含量不同。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的有机发光元件，其为光激发型有机发光元件。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于为有机半导体激光器。
[14]根据[13]所述的有机发光元件，其为载子注入型有机半导体激光器。
[发明的效果]
本发明的有机发光元件具有如下特征：通过包含主体材料、延迟荧光材料及发光材料，且规定各材料间的最低激发单重态能级的关系，而发光效率极高。尤其是在本发明的发光材料是发射ASE的有机激光染料的情况下，能够减少该ASE的发射所需要的阈值能量或阈值电流密度，而能够实现ASE特性优异的有机半导体激光器。
附图说明
图1是表示本发明的有机发光元件的所推测的能量转移机制的模式图。
图2是表示载子注入型有机发光元件的层构成例的概略剖面图。
图3是表示针对实施例1中所制作的光激发型有机发光元件，利用快速照相机所观察到的经时性光强度变化的图。
图4是表示针对比较例1中所制作的光激发型有机发光元件，利用快速照相机所观察到的经时性光强度变化的图。
图5是实施例1中所制作的光激发型有机发光元件的发光光谱。
图6是表示实施例1及比较例1中所制作的光激发型有机发光元件的激发能量与发光波峰的半宽值FWHM的关系的图表。
图7是表示实施例1的光激发型有机发光元件的激发能量与发光峰值强度的关系的图表。
图8是表示比较例1的光激发型有机发光元件的激发能量与发光峰值强度的关系的图表。
图9是比较例2的光激发型有机发光元件的发光光谱。
图10是比较例2的光激发型有机发光元件的激发能量与发光峰值强度的关系的图表。
图11是实施例2及比较例3的载子注入型有机发光元件的发光光谱。
图12是表示实施例2及比较例3的载子注入型有机发光元件的电压-电流密度特性的图表。
图13是表示实施例1及比较例3的载子注入型有机发光元件的电流密度-外部量子效率特性的图表。
具体实施方式
以下，对本发明的内容详细地进行说明。以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的具代表性的实施形态或具体例而完成，但本发明并不限定于这些实施形态或具体例。此外，在本说明书中使用“～”表示的数值范围意指包括“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。另外，存在于本发明所使用的化合物的分子内的氢原子的同位素种类并无特别限定，例如分子内的氢原子可全部为1H，也可一部分或全部为2H(氘D)。
＜有机发光元件＞
本发明的有机发光元件的特征在于包含：满足下述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料。
式(1)ES1(H)＞ES1(F)＞ES1(D)
上式中，ES1(H)表示主体材料的最低激发单重态能级，ES1(F)表示延迟荧光材料的最低激发单重态能级，ES1(D)表示发光材料的最低激发单重态能级。
另外，本发明中的“延迟荧光材料”是指跃迁至激发三重态状态后，能够反向系间窜越至激发单重态状态，于自激发单重态状态恢复至基态时发射荧光的有机化合物。此外，因自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间窜越而产生的光的寿命比通常的荧光(瞬时荧光)或磷光更长，因此作为比这些延迟的荧光而被观察到。因此，将这样的荧光称为“延迟荧光”。
这样的有机发光元件通过包含主体材料、延迟荧光材料及发光材料，且各材料的最低激发单重态能级ES1(H)、ES1(F)、ES1(D)满足所述式(1)，而能够高效率地将自外部所赋予的能量转换为光，而获得较高的发光效率。认为其原因在于以下的理由。
图1表示本发明的有机发光元件的所推测的能量转移机制。此外，图1模式性地表示所推测的能量转移机制，各材料的最低激发单重态能级ES1或激子的移动路径并不限于此。
如图1所示，如果对该有机发光元件例如照射激发光，则主要主体材料吸收能量而自基态向激发单重态状态跃迁。此时，在该有机发光元件中，材料的最低激发单重态能级ES1(H)、ES1(F)、ES1(D)满足所述式(1)，因此主体材料的激发单重态能量因Forster机制(FRET，Fluorescence resonance energy transfer，荧光共振能量转移)等而向延迟荧光材料与发光材料转移，进而延迟荧光材料的激发单重态能量向发光材料转移。吸收该能量而跃迁至激发单重态状态的发光材料在其后一面发射荧光一面恢复至基态。
此时，在有机发光元件中，因自激发单重态状态向激发三重态状态的系间窜越还产生激发三重态状态，但因包含延迟荧光材料，所以在该延迟荧光材料中三重态激发状态向单重态激发状态反向系间窜越，因该反向系间窜越而产生的激发单重态状态的能量也向发光材料转移。因此，激发三重态能量间接地有助于发光，而与不包含延迟荧光材料的构成相比，能够飞跃性地提高发光效率。
另外，在向有机发光元件注入载子而使之发光的情况下，由于载子的注入而以1：3的比例形成单重态激子与三重态激子，但即便在该情况下，也会通过延迟荧光材料中的反向系间窜越而使三重态激子的能量间接地有助于发光。因此，能够高效率地将以75％的比例形成的三重态激子的能量应用于发光，而与不包含延迟荧光材料的构成相比，能够获得非常高的发光效率。
此外，在本发明的有机发光元件中，发光主要由发光材料产生，但发光的一部分也可为源自主体材料及延迟荧光材料的发光。另外，该发光包含荧光发光、延迟荧光发光及放大的自发辐射(ASE)。
本发明的有机发光元件只要满足所述式(1)，则主体材料、延迟荧光材料、发光材料的种类与组合并无特别限制。以下一面参照优选的具体例一面进一步具体地说明本发明，但本发明的范围并不受基于以下的具体例的说明限定性解释。
[有机发光元件的材料]
(延迟荧光材料)
作为延迟荧光材料，并无特别限定，优选由于热能的吸收而自激发单重态状态向激发三重态状态反向系间窜越的热活性化型延迟荧光材料。热活性化型延迟荧光材料吸收设备所发出的热而相对容易自激发三重态状态向激发单重态状态进行反向系间窜越，从而能够高效率地使其激发三重态能量有助于发光。
延迟荧光材料优选最低激发单重态状态时的能量与77K的最低激发三重态状态时的能量差ΔEst为0.3eV以下，更优选0.2eV以下，进而优选0.1eV以下，进而更优选0.08eV以下。能量差ΔEst为所述范围的延迟荧光材料相对容易发生自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间窜越，而能够高效率地使其激发三重态能量有助于发光。
另外，延迟荧光材料优选从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的反向系间窜越的速度常数kRISC为103/s以上，更优选104/s以上，进而优选105/s以上。速度常数kRISC为所述范围的延迟荧光材料相对容易发生自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间窜越，因此能够高效率地使其激发三重态能量有助于发光。
延迟荧光材料只要为可发射延迟荧光的材料，则并无特别限制。
作为优选的延迟荧光材料，可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/154064号公报的段落0008～0048及0095～0133的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化1]
通式(101)
[通式(101)中，R1～R5中的至少一个表示氰基，R1～R5中的至少一个表示下述通式(111)所表示的基，剩余的R1～R5表示氢原子或取代基]。
[化2]
通式(111)
[通式(111)中，R21～R28分别独立地表示氢原子或取代基。其中，满足下述＜A＞或＜B＞中的至少一者。
＜A＞R25及R26一起形成单键。
＜B＞R27及R28表示一起形成经取代或未经取代的苯环所必需的原子团]。
此处，R1～R5中的至少一个优选下述通式(112)～(115)中的任一者所表示的基团。
[化3]
通式(112)
[通式(112)中，R31～R38分别独立地表示氢原子或取代基]。
[化4]
通式(113)
[通式(113)中，R41～R46分别独立地表示氢原子或取代基]。
[化5]
通式(114)
[通式(114)中，R51～R62分别独立地表示氢原子或取代基]。
[化6]
通式(115)
[通式(115)中，R71～R80分别独立地表示氢原子或取代基]。
例如可列举以下的表所示的化合物。此外，在以下的例示化合物中，通式(112)～(115)中的任一者所表示的基团在分子内存在两个以上的情况下，这些基团全部具有相同的结构。另外，表中的式(121)～(124)表示以下的式，n表示重复单元数。
[化7]
[表1-1]
[表1-2]
[表1-3]
[表1-4]
[表1-5]
[表2-1]
[表2-2]
[表2-3]
[表2-4]
[表2-5]
[表3-1]
[表3-2]
[表3-3]
[表4-1]
[表4-2]
[表5-1]
[表5-2]
[表6-1]
[表6-2]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(131)表示。
[化8]
通式(131)
[通式(131)中，R1～R5中的0～1个为氰基，R1～R5中的1～5个为下述通式(132)所表示的基团，剩余的R1～R5为氢原子或所述以外的取代基]。
[化9]
通式(132)
[通式(132)中，R11～R20分别独立地表示氢原子或取代基。R11与R12、R12与R13、R13与R14、R14与R15、R15与R16、R16与R17、R17与R18、R18与R19、R19与R20也可相互键结而形成环状结构。L12表示经取代或未经取代的亚芳基、或经取代或未经取代的亚杂芳基]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)所表示的基团为下述通式(133)～(138)中的任一者所表示的基团。
[化10-1]
通式(133)
通式(134)
通式(135)
[化10-2]
通式(136)
通式(137)
通式(138)
[通式(133)～(138)中，R21～R24、R27～R38、R41～R48、R51～R58、R61～R65、R71～R79、R81～R90分别独立地表示氢原子或取代基。R21与R22、R22与R23、R23与R24、R27与R28、R28与R29、R29与R30、R31与R32、R32与R33、R33与R34、R35与R36、R36与R37、R37与R38、R41与R42、R42与R43、R43与R44、R45与R46、R46与R47、R47与R48、R51与R52、R52与R53、R53与R54、R55与R56、R56与R57、R57与R58、R61与R62、R62与R63、R63与R64、R64与R65、R54与R61、R55与R65、R71与R72、R72与R73、R73与R74、R74与R75、R76与R77、R77与R78、R78与R79、R81与R82、R82与R83、R83与R84、R85与R86、R86与R87、R87与R88、R89与R90也可相互键结而形成环状结构。L13～L18分别独立地表示经取代或未经取代的亚杂基、或经取代或未经取代的亚杂芳基]。
[3]根据[1]或[2]所述的化合物，其特征在于：通式(131)的R3为氰基。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(131)的R1与R4为所述通式(132)所表示的基团。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)的L12为亚苯基。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)所表示的基团为所述通式(133)所表示的基团。
[7]根据[6]所述的化合物，其特征在于：所述通式(133)的L13为1,3-亚苯基。
[8]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)所表示的基团为所述通式(134)所表示的基团。
[9]根据[8]所述的化合物，其特征在于：所述通式(134)的L14为1,4-亚苯基。
[10]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)所表示的基团为所述通式(138)所表示的基团。
[11]根据[10]所述的化合物，其特征在于：所述通式(132)的L18为1,4-亚苯基。
例如可列举以下的化合物。
[化11-1]
[化11-2]
[化11-3]
[化11-4]
[化11-5]
[化11-6]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/011954号公报的段落0007～0047及0073～0085的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化12]
通式(141)
[通式(141)中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及R17分别独立为氢原子或供电子基团，且至少一个表示供电子基团。R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15及R16分别独立为氢原子或α位不具有非共有电子对的吸电子基团。Z表示单键或＞C＝Y，Y表示O、S、C(CN)2或C(COOH)2。其中，Z为单键时，R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15及R16中的至少一个为α位不具有非共有电子对的吸电子基团]。
作为具体例，也可列举以下的表所记载的化合物。表中，D1～D3表示经下述的供电子基团取代的芳基，A1～A5表示下述的吸电子基团，H表示氢原子，Ph表示苯基。
[化13]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
[表16]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/011955号公报的段落0007～0033及0059～0066的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化14]
通式(151)
[通式(151)中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8分别独立为氢原子或供电子基团，且至少一个表示供电子基团。R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15及R16分别独立为氢原子或吸电子基团，且至少一个表示吸电子基团]。
作为具体例，可列举以下的表所记载的化合物。在表中，D1～D10表示具有下述骨架的未经取代的供电子基团。
[化15]
[表17]
[表18]
化合物编号 R3 R6 R11 R14 其它的R
3022 D1 D1 CN CN H
3023 D2 D2 CN CN H
3024 D3 D3 CN CN H
3025 D4 D4 CN CN H
3026 D5 D5 CN CN H
3027 D6 D6 CN CN H
3028 D7 D7 CN CN H
3029 D8 D8 CN CN H
3030 D9 D9 CN CN H
3031 D10 D10 CN CN H
3032 H D1 H CN H
3033 H D2 H CN H
3034 H D3 H CN H
3035 H D4 H CN H
3036 H D5 H CN H
3037 H D6 H CN H
3038 H D7 H CN H
3039 H D8 H CN H
3040 H D9 H CN H
3041 H D10 H CN H
[表19]
[表20]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/081088号公报的段落0008～0071及0118～0133的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化16]
通式(161)
[通式(161)中，Y1、Y2及Y3中任意2个为氮原子，剩余的1个表示次甲基，或者Y1、Y2及Y3全部表示氮原子。Z1及Z2分别独立地表示氢原子或取代基。R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基，R1～R8中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基、或经取代或未经取代的咔唑基。另外，通式(161)所表示的化合物在分子中包含至少两个咔唑结构]。
作为具体例，可列举下述的化合物。
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以日本专利特开2013-256490号公报的段落0009～0046及0093～0134的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化33]
通式(171)
[通式(171)中，Ar1～Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基，且至少一个表示经下述通式(172)所表示的基团取代的芳基]。
[化34]
通式(172)
[通式(172)中，R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基。Z表示O、S、O＝C或Ar4-N，Ar4表示经取代或未经取代的芳基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可分别相互键结而形成环状结构]。
例如可列举以下的化合物。
[化35-1]
[化35-2]
[化35-3]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以日本专利特开2013-116975号公报的段落0008～0020及0038～0040的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化36]
通式(181)
[通式(181)中，R1、R2、R4～R8、R11、R12及R14～R18分别独立地表示氢原子或取代基]。
例如可列举以下的化合物。
[化37]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(191)表示。
[化38]
通式(191)
[通式(191)中，Ar1表示经取代或未经取代的亚杂基，Ar2及Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳基。R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基，但R1～R8中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可分别相互键结而形成环状结构]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：通式(191)的R1～R4中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基，且R5～R8中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基。
[3]根据[2]所述的化合物，其特征在于：通式(191)的R3及R6为经取代或未经取代的二芳基氨基。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(191)的R1～R8中的至少一个为经取代或未经取代的二苯基氨基。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(191)的Ar2及Ar3分别独立为经取代或未经取代的苯基。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(191)的Ar1分别独立为经取代或未经取代的亚苯基、经取代或未经取代的亚萘基、或经取代或未经取代的亚蒽基。
[7]根据[1]所述的化合物，其特征在于具有下述通式(192)所表示的结构。
[化39]
通式(192)
[通式(192)中，R1～R8及R11～R24分别独立地表示氢原子或取代基，但R1～R8中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R11与R12、R12与R13、R13与R14、R14与R15、R16与R17、R17与R18、R18与R19、R19与R20、R21与R22、R23与R24也可分别相互键结而形成环状结构]。
[8]根据[7]所述的化合物，其特征在于：通式(192)的R1～R4中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基，且R5～R8中的至少一个为经取代或未经取代的二芳基氨基。
[9]根据[8]所述的化合物，其特征在于：通式(192)的R3及R6为经取代或未经取代的二芳基氨基。
作为具体例，可列举下述的化合物。Ph表示苯基。
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(201)表示。
[化44]
通式(201)
(上式中，R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基，但R1～R8中的至少一个为经取代或未经取代的咔唑基。Ar1～Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的芳香环或杂芳环)。
[2]根据[1]所述的化合物，其中所述通式(201)的R3及R6中的至少一个为经取代或未经取代的咔唑基。
[3]根据[1]或[2]所述的化合物，其中所述咔唑基为1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基或4-咔唑基。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其中所述咔唑基的咔唑环状结构中的氮原子具有取代基。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其中所述通式(201)的Ar1、Ar2及Ar3中的至少一个为苯环或萘环。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其中所述通式(201)的Ar1、Ar2及Ar3为相同的芳香环或杂芳环。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的化合物，其中所述通式(201)的Ar1、Ar2及Ar3为苯环。
例如可列举以下的化合物。
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
[化60]
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/133359号公报的段落0007～0032及0079～0084的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化69]
通式(211)
[通式(211)中，Z1、Z2及Z3分别独立地表示取代基]。
[化70]
通式(212)
[通式(212)中，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5及Ar6分别独立地表示经取代或未经取代的芳基]。
作为通式(212)所表示的化合物的具体例，可列举以下的结构式所表示的化合物。
[化71]
作为通式(212)所表示的化合物的具体例，可列举以下的表所记载的化合物。此处，Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5及Ar6全部相同，将这些集中记载为Ar。
[表21]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以WO2013/161437号公报的段落0008～0054及0101～0121的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化72]
通式(221)
[通式(221)中，R1～R10分别独立地表示氢原子或取代基，R1～R10中的至少一个为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、或经取代或未经取代的9-咔唑基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R4与R5、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R8与R9、R9与R10也可分别相互键结而形成环状结构]。
作为具体例，可列举以下的化合物。
[化73-1]
[化73-2]
[化73-3]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以日本专利特开2014-9352号公报的段落0007～0041及0060～0069的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化74]
通式(231)
[通式(231)中，R1～R4分别独立地表示氢原子或经取代或未经取代的(N,N-二芳基氨基)芳基，R1～R4中的至少一个表示经取代或未经取代的(N,N-二芳基氨基)芳基。所述(N,N-二芳基氨基)芳基的构成二芳基氨基部分的2个芳基也可相互连结。W1、W2、X1、X2、Y1、Y2、Z1及Z2分别独立地表示碳原子或氮原子。m1～m4分别独立地表示0、1或2]。
例如可列举以下的化合物。
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述通式所表示的化合物。另外，将以日本专利特开2014-9224号公报的段落0008～0048及0067～0076的记载为代表的该公报的说明书全文作为本案说明书的一部分引用至此处。
[化79]
通式(241)
[通式(241)中，R1～R6分别独立地表示氢原子或取代基，R1～R6中的至少一个表示经取代或未经取代的(N,N-二芳基氨基)芳基。所述(N,N-二芳基氨基)芳基的构成二芳基氨基部分的2个芳基也可相互连结。X1～X6及Y1～Y6分别独立地表示碳原子或氮原子。n1、n2、p1、p2、q1及q2分别独立地表示0、1或2]。
例如可列举以下的化合物。
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(251)表示。
[化84]
通式(251)
[通式(251)中，A1～A7中的1～4个表示N，剩余的分别独立地表示C-R。R表示非芳香族基。Ar1～Ar3分别独立地表示经取代或未经取代的亚杂基。Z表示单键或连结基]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(251)所表示的化合物具有下述通式(252)所表示的结构。
[化85]
通式(252)
[通式(252)中，A1～A7中的1～4个表示N，剩余的分别独立地表示C-R。R表示非芳香族基。Ar1表示经取代或未经取代的亚杂基。R11～R14及R17～R20分别独立地表示氢原子或取代基。R11与R12、R12与R13、R13与R14、R17与R18、R18与R19、R19与R20也可相互键结而形成环状结构。Z1表示单键或连结链长原子数为1或2的连结基]。
[3]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(251)所表示的化合物具有下述通式(253)所表示的结构。
[化86]
通式(253)
[通式(253)中，A1～A7中的2～4个表示N，剩余的表示C-R。R表示非芳香族基。Ar1表示经取代或未经取代的亚芳基。Y表示经取代或未经取代的咔唑-9-基、经取代或未经取代的10H-吩恶嗪-10-基、经取代或未经取代的10H-吩噻嗪-10-基、或经取代或未经取代的10H-吩嗪-5-基]。
[4]根据[3]所述的化合物，其特征在于：所述通式(253)的Y为下述通式(254)～(257)中的任一者所表示的基团。
[化87]
通式(254)
通式(255)
通式(256)
通式(257)
[通式(254)～(257)中，R21～R24、R27～R38、R41～R48、R51～R58、R61～R65分别独立地表示氢原子或取代基。R21与R22、R22与R23、R23与R24、R27与R28、R28与R29、R29与R30、R31与R32、R32与R33、R33与R34、R35与R36、R36与R37、R37与R38、R41与R42、R42与R43、R43与R44、R45与R46、R46与R47、R47与R48、R51与R52、R52与R53、R53与R54、R55与R56、R56与R57、R57与R58、R61与R62、R62与R63、R63与R64、R64与R65、R54与R61、R55与R65也可相互键结而形成环状结构]。
[5]根据[3]所述的化合物，其特征在于：所述通式(253)的Y为下述通式(258)所表示的基团。
[化88]
通式(258)
[通式(258)中，R21'～R24'及R27'～R30分别独立地表示氢原子或取代基，但R23'与R28'中的至少一者为取代基。R21'与R22'、R22'与R23'、R23'与R24'、R27'与R28'、R28'与R29'、R29'与R30'也可相互键结而形成环状结构]。
[6]根据[5]所述的化合物，其特征在于：通式(258)中，R23'与R28'中的至少一者为经取代或未经取代的二芳基氨基、或经取代或未经取代的咔唑-9-基。
[7]根据[4]所述的化合物，其特征在于：所述通式(253)的Y为所述通式(255)所表示的基团。
例如可列举以下的化合物。
[化89-1]
[化89-2]
[化89-3]
[化90-1]
[化90-2]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(261)表示。
[化91]
通式(261)
[通式(261)中，X表示氧原子或硫原子，R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基。其中，R1～R8中的至少一个分别独立为下述通式(262)～(266)中的任一者所表示的基团。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可相互键结而形成环状结构]。
[化92-1]
通式(262)
通式(263)
通式(264)
[化92-2]
通式(265)
通式(266)
[通式(262)～(266)中，L20、L30、L40、L50、L60分别独立地表示单键或二价的连结基，且经由L20、L30、L40、L50、L60而键结于通式(261)的环骨架。R21～R28、R31～R38、R3a、R3b、R41～R48、R4a、R51～R58、R61～R68分别独立地表示氢原子或取代基。R21与R22、R22与R23、R23与R24、R24与R25、R25与R26、R26与R27、R27与R28、R31与R32、R32与R33、R33与R34、R35与R36、R36与R37、R37与R38、R3a与R3b、R41与R42、R42与R43、R43与R44、R45与R46、R46与R47、R47与R48、R51与R52、R52与R53、R53与R54、R55与R56、R56与R57、R57与R58、R61与R62、R62与R63、R63与R64、R65与R66、R66与R67、R67与R68也可分别相互键结而形成环状结构]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(261)的R3或R6中的至少一个为所述通式(262)～(266)中的任一者所表示的基团。
[3]根据[2]所述的化合物，其特征在于：所述通式(261)的R3与R6为所述通式(262)～(266)中的任一者所表示的基团。
[4]根据[2]所述的化合物，其特征在于：所述通式(261)的R3或R6中的至少一个为所述通式(263)所表示的基团。
[5]根据[2]所述的化合物，其特征在于：所述通式(261)的R3或R6中的至少一个为所述通式(262)所表示的基团。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(262)～(266)的R21～R28、R31～R38、R41～R48、R51～R58、R61～R68中的至少一个为取代基。
[7]根据[6]所述的化合物，其特征在于：所述通式(262)～(266)的R23、R26、R33、R36、R43、R46、R53、R56、R63、R66中的至少一个为取代基。
[8]根据[7]所述的化合物，其特征在于：所述取代基为所述通式(262)～(266)中的任一者所表示的基团。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(262)～(266)的L为单键。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(261)的X为氧原子。
例如可列举以下的化合物。
[化93]
[化94]
[化95-1]
[化95-2]
[化96]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(271)表示。
[化97]
通式(271)
[通式(271)中，R1～R10分别独立地表示氢原子或取代基。其中，R1～R10中的至少一个分别独立为下述通式(272)所表示的基团。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R4与R5、R6与R7、R7与R8、R8与R9、R9与R10也可相互键结而形成环状结构]。
[化98]
通式(272)
通式(272)中，R11～R20分别独立地表示氢原子或取代基。R11与R12、R12与R13、R13与R14、R14与R15、R15与R16、R16与R17、R17与R18、R18与R19、R19与R20也可相互键结而形成环状结构。Ph表示经取代或未经取代的亚苯基。n1表示0或1]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(272)所表示的基团为下述通式(273)～(278)中的任一者所表示的基团。
[化99-1]
通式(273)
通式(274)
通式(275)
[化99-2]
通式(276)
通式(277)
通式(278)
[通式(273)～(278)中，R21～R24、R27～R38、R41～R48、R51～R58、R61～R65、R71～R79、R81～R90分别独立地表示氢原子或取代基。R21与R22、R22与R23、R23与R24、R27与R28、R28与R29、R29与R30、R31与R32、R32与R33、R33与R34、R35与R36、R36与R37、R37与R38、R41与R42、R42与R43、R43与R44、R45与R46、R46与R47、R47与R48、R51与R52、R52与R53、R53与R54、R55与R56、R56与R57、R57与R58、R61与R62、R62与R63、R63与R64、R64与R65、R54与R61、R55与R65、R71与R72、R72与R73、R73与R74、R74与R75、R76与R77、R77与R78、R78与R79、R81与R82、R82与R83、R83与R84、R85与R86、R86与R87、R87与R88、R89与R90也可相互键结而形成环状结构。Ph表示经取代或未经取代的亚苯基。n1表示0或1]。
[3]根据[1]或[2]所述的化合物，其特征在于：通式(271)的R1～R5中的至少一个、与R6～R10中的至少一个为所述通式(272)所表示的基团。
[4]根据[3]所述的化合物，其特征在于：通式(271)的R3与R8为所述通式(272)所表示的基团。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(272)所表示的基团为所述通式(274)所表示的基团。
[6]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(272)所表示的基团为所述通式(273)所表示的基团。
[7]根据[6]所述的化合物，其特征在于：所述通式(273)的R21～R24、R27～R30中的至少一个为取代基。
[8]根据[7]所述的化合物，其特征在于：所述取代基为所述通式(273)～(278)中的任一者所表示的基团。
[9]根据[8]所述的化合物，其特征在于：所述通式(273)的R23及R28中的至少一个为所述取代基。
例如可列举以下的化合物。
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
[化107]
[化108]
[化109]
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
[化115]
[化116]
[化117]
[化118]
[化119]
[化120]
[化121]
[化122]
[化123]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其包含下述通式(281)所表示的化合物。
[化124]
通式(281)
[通式(281)中，X表示氧原子或硫原子。R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基。其中，R1～R8中的至少一个分别独立为下述通式(282)～(287)中的任一者所表示的基团。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R8与R9、R9与R1也可相互键结而形成环状结构。R9表示取代基。R9包含具有未与硼原子形成单键的孤立电子对的原子时，该原子也可与硼原子进行配位键结而形成环状结构]。
[化125-1]
通式(282)
通式(283)
通式(284)
通式(285)
[化125-2]
通式(286)
通式(7)
通式(282)～(287)中，L12～L17分别独立地表示单键或二价的连结基，*表示通式(281)中的向苯环的键结部位。R11～R20、R21～R28、R31～R38、R3a、R3b、R41～R48、R4a、R51～R58、R61～R68分别独立地表示氢原子或取代基。R11与R12、R12与R13、R13与R14、R14与R15、R16与R17、R17与R18、R18与R19、R19与R20、R21与R22、R22与R23、R23与R24、R24与R25、R25与R26、R26与R27、R27与R28、R31与R32、R32与R33、R33与R34、R35与R36、R36与R37、R37与R38、R3a与R3b、R41与R42、R42与R43、R43与R44、R45与R46、R46与R47、R47与R48、R51与R52、R52与R53、R53与R54、R55与R56、R56与R57、R57与R58、R61与R62、R62与R63、R63与R64、R65与R66、R66与R67、R67与R68也可分别相互键结而形成环状结构]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R1～R8中的至少一个为所述通式(283)～(287)中的任一者所表示的基团。
[3]根据[1]或[2]所述的化合物，其特征在于：在通式(281)的R1～R8中的至少一个为所述通式(283)所表示的基团的情况下，所述通式(283)的R21～R28中的至少一个为取代基。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R2、R3、R6、及R7中的至少一个为所述通式(282)～(287)中的任一者所表示的基团。
[5]根据[4]所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R3及R6中的至少一个为所述通式(282)～(287)中的任一者所表示的基团。
[6]根据[5]所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R3与R6分别独立为所述通式(282)～(287)中的任一者所表示的基团。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(282)的R11～R20中的至少一个、所述通式(283)的R21～R28中的至少一个、所述通式(284)的R31～R38中的至少一个、与R3a及R3b中的至少一个、所述通式(285)的R41～R48中的至少一个、所述通式(286)的R51～R58中的至少一个、及所述通式(287)的R61～R68中的至少一个为取代基。
[8]根据[7]所述的化合物，其特征在于：所述通式(282)的R13及R18中的至少一者、所述通式(283)的R23及R26中的至少一者、所述通式(284)的R33及R36中的至少一者、与R3a及R3b中的至少一者、所述通式(285)的R43及R46中的至少一者、所述通式(286)的R53及R56中的至少一者、以及所述通式(287)的R63及R66中的至少一者为取代基。
[9]根据[8]所述的化合物，其特征在于：所述通式(282)的R13及R18中的至少一者、所述通式(283)的R23及R26中的至少一者、所述通式(284)的R33及R36中的至少一者、与R3a及R3b中的至少一者、所述通式(285)的R43及R46中的至少一者、所述通式(286)的R53及R56中的至少一者、以及所述通式(287)的R63及R66中的至少一者为所述通式(282)～(287)中的任一者所表示的基团。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(282)～(287)的L12～L17为单键。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(281)的X为氧原子。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R9为下述通式(a)所表示的基团。
[化126]
通式(a)
[式(a)中，*表示所述通式(281)中的向硼原子的键结部位。R9a、R9b、R9c、R9d、R9e分别独立地表示氢原子或取代基。R9a与R9b、R9b与R9c、R9c与R9d、R9d与R9e也可分别相互键结而形成环状结构]。
[13]根据[12]所述的化合物，其特征在于：所述通式(a)的R9a与R9e为取代基。
[14]根据[1]至[13]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R1～R8中的至少一个为所述通式(284)所表示的基团。
[15]根据[1]至[4]、[7]至[14]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(281)的R3与R6、或者R2与R7为所述通式(284)所表示的基团。
[16]根据[14]或[15]所述的化合物，其特征在于：所述通式(284)的R3a与R3b为取代基。
[17]根据[14]至[16]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述取代基为碳数1～15的烷基或苯基。
[18]根据[14]至[16]中任一项所述的化合物，其特征在于：所述通式(284)的R3a与R3b相互键结而形成环状结构。
例如可列举以下的化合物。
[化127]
[化128]
[化129]
[化130]
[化131]
[化132]
[化133]
[化134]
[化135]
[化136]
[化137]
[化138]
[化139]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(291)表示。
[化140]
通式(291)
[通式(291)中，X表示O、S、N-R11、C＝O、C(R12)(R13)或Si(R14)(R15)，Y表示O、S或N-R16。Ar1表示经取代或未经取代的亚杂基，Ar2表示芳香环或杂芳环。R1～R8及R11～R16分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可分别相互键结而形成环状结构]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(291)所表示的化合物为下述通式(292)所表示的化合物。
[化141]
通式(292)
[通式(292)中，X表示O、S、N-R11、C＝O、C(R12)(R13)或Si(R14)(R15)，Y表示O、S或N-R16。Ar2表示芳香环或杂芳环。R1～R8、R11～R16及R21～R24分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R21与R22、R23与R24也可分别相互键结而形成环状结构]。
[3]根据[1]所述的化合物，其特征在于：所述通式(291)所表示的化合物为下述通式(293)所表示的化合物。
[化142]
通式(293)
[通式(293)中，X表示O、S、N-R11、C＝O、C(R12)(R13)或Si(R14)(R15)，Y表示O、S或N-R16。R1～R8、R11～R16、R21～R24及R31～R34分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R21与R22、R23与R24、R31与R32、R32与R33、R33与R34也可分别相互键结而形成环状结构]。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于：X为O或S。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：Y为O、S或N-R16，且R16为经取代或未经取代的芳基。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的化合物，其特征在于：R1～R8分别独立为氢原子、氟原子、氯原子、氰基、碳数1～10的经取代或未经取代的烷基、碳数1～10的经取代或未经取代的烷氧基、碳数1～10的经取代或未经取代的二烷基氨基、碳数12～40的经取代或未经取代的二芳基氨基、碳数6～15的经取代或未经取代的芳基、或碳数3～12的经取代或未经取代的杂芳基。
例如可列举以下的化合物。
[化143]
作为优选的延迟荧光材料，还可列举下述的化合物。
[1]一种化合物，其由下述通式(301)表示。
通式(301)
(D)n-A
[通式(301)中，D为下述通式(302)所表示的基团，A表示包含下述通式(303)所表示的结构的n价基。n表示1～8中的任一整数]。
[化144]
通式(302)
[通式(302)中，Z1表示O、S、C＝O、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N-Ar3或单键，R21～R24分别独立地表示碳数1～8的烷基，Ar3表示经取代或未经取代的芳基。R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可分别相互键结而形成环状结构。其中，Z1为单键时，R1～R8中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基]。
[化145]
通式(303)
[通式(303)中，Y表示O、S或N-Ar4，Ar4表示经取代或未经取代的芳基]。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于：通式(302)的Z1表示O、S、C＝O、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)或单键。
[3]根据[1]所述的化合物，其特征在于：通式(302)的Z1表示N-Ar3。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(301)的A具有下述通式(304)所表示的结构。
[化146]
通式(304)
[通式(304)中，Y表示O、S或N-Ar4，Ar1及Ar2分别独立地表示经取代或未经取代的芳香族基]。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于：通式(301)的n为1～4中的任一整数。
[6]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于由通式(305)表示。
[化147]
通式(305)
[通式(305)中，Z1及Z2分别独立地表示O、S、C＝O、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N-Ar3或单键，R21～R24分别独立地表示碳数1～8的烷基，Ar3表示经取代或未经取代的芳基。Ar1及Ar2分别独立地表示经取代或未经取代的芳香族基。Y表示O、S或N-Ar4，Ar4表示经取代或未经取代的芳基。R1～R8及R11～R18分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R11与R12、R12与R13、R13与R14、R15与R16、R16与R17、R17与R18也可分别相互键结而形成环状结构。其中，Z1为单键时，R1～R8中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基，Z2为单键时，R11～R18中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基。n1及n2分别独立地表示0～8中的任一整数，n1与n2的和为1～8]。
[7]根据[6]所述的化合物，其特征在于：通式(305)的Z1及Z2分别独立为O、S、N-Ar3或单键。
[8]根据[6]或[7]所述的化合物，其特征在于：通式(305)的Y为O或N-Ar4。
[9]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于由通式(306)表示。
[化148]
通式(306)
[通式(306)中，Z1表示O、S、C＝O、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N-Ar3或单键，R21～R24分别独立地表示碳数1～8的烷基，Ar3表示经取代或未经取代的芳基。Ar1'表示经取代或未经取代的亚杂基。Ar2'表示经取代或未经取代的芳基。Y表示O、S或N-Ar4，Ar4表示经取代或未经取代的芳基。R1～R8分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8也可分别相互键结而形成环状结构。其中，Z1为单键时，R1～R8中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基]。
[10]根据[1]至[3]中任一项所述的化合物，其特征在于由下述通式(307)表示。
[化149]
通式(307)
[通式(307)中，Z1及Z2分别独立地表示O、S、C＝O、C(R21)(R22)、Si(R23)(R24)、N-Ar3或单键，R21～R24分别独立地表示碳数1～8的烷基，Ar3表示经取代或未经取代的芳基。Ar1”及Ar2”分别独立地表示经取代或未经取代的亚杂基。Y表示O、S或N-Ar4，Ar4表示经取代或未经取代的芳基。R1～R8及R11～R18分别独立地表示氢原子或取代基。R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、R7与R8、R11与R12、R12与R13、R13与R14、R15与R16、R16与R17、R17与R18也可分别相互键结而形成环状结构。其中，Z1为单键时，R1～R8中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基，Z2为单键时，R11～R18中的至少一个表示经取代或未经取代的二芳基氨基]。
[11]根据[10]所述的化合物，其特征在于：通式(307)的Z1与Z2相同，Ar1”与Ar2”相同，R1与R14相同，R2与R13相同，R3与R12相同，R4与R11相同，R5与R18相同，R6与R17相同，R7与R16相同，R8与R15相同。
[12]根据[10]或[11]所述的化合物，其特征在于：通式(307)的Z1与Z2分别独立为O、S或N-Ar3。
例如可列举以下的化合物。
[化150]
[化151]
[化152]
[化153]
关于延迟荧光材料的分子量，例如在意欲通过蒸镀法制膜包含延迟荧光材料的发光层并进行应用的情况下，优选1500以下，更优选1200以下，进而优选1000以下，进而更优选800以下。关于分子量的下限值，例如只要为所述各通式所表示的延迟荧光材料，则为这些通式所表示的化合物的最小分子量。
另外，在利用涂布法成膜发光层的情况下，即便为分子量相对较大的延迟荧光材料，也可不问分子量地优选使用。
(主体材料)
主体材料是最低激发单重态能级大于延迟荧光材料及发光材料的有机化合物，且具有承担传输载子的功能或将发光材料的能量封闭在该发光材料中的功能。由此，发光材料能够将因分子内空穴与电子再结合而产生的能量、及自主体材料及延迟荧光材料所接收的能量高效率地转换为发光，而能够实现发光效率高的有机发光元件。
作为主体材料，优选具有空穴传输能力、电子传输能力且防止发光的长波长化、而且具有较高的玻璃转移温度的有机化合物。以下可列举能够用作主体材料的优选化合物。此外，以下的例示化合物的结构式中的R、R1～R10分别独立地表示氢原子或取代基。n表示3～5的整数。
[化154]
[化155]
[化156]
[化157]
[化158]
(发光材料)
发光材料为最低激发单重态能级小于主体材料及延迟荧光材料的发光体。发光材料是在自激发单重态状态的主体材料及延迟荧光材料、与自激发三重态状态进行反向系间窜越而成为激发单重态状态的延迟荧光材料接受能量而跃迁至激发单重态状态，其后恢复至基态时进行发光。作为发光材料，只要为如上述般自主体材料及延迟荧光材料接受能量而可发光的材料，则并无特别限定，但优选在从最低激发单重态能级恢复至基态能级时发射荧光的材料。另外，所发出的光除荧光外，还可包含延迟荧光或磷光。另外，发光材料也可为发射放大的自发辐射(ASE)的所谓激光染料。通过使用激光染料作为发光材料，可使该有机发光元件作为有机半导体激光器发挥功能。应用有本发明的有机半导体激光器的ASE发射所需要的阈值能量或阈值电流密度较低，而能够获得优异的ASE特性。
发光材料只要满足式(1)的关系，则也可使用2种以上。例如通过并用发光色不同的2种以上的发光材料，可发出所需颜色的光。
以下可列举能够用作发光材料的优选化合物。
[化159]
另外，作为发射ASE的发光材料，可优选使用下述的化合物(C545T)。
[化160]
(主体材料、延迟荧光材料、发光材料的含量)
发光层所包含的各材料的含量并无特别限定，但延迟荧光材料的含量优选小于主体材料的含量。由此，能够获得更高的发光效率。具体而言，在将主体材料的含量W1、延迟荧光材料的含量W2、及发光材料的含量W3的合计重量设为100重量％时，主体材料的含量W1优选15重量％以上且99.9重量％以下，延迟荧光材料的含量W2优选5.0重量％以上且50重量％以下，发光材料的含量W3优选0.5重量％以上且5.0重量％以下。
(发光层)
主体材料、延迟荧光材料及发光材料例如以混合存在于同一层的状态构成发光层。发光层可为单层构成，也可为由各材料的组成比或厚度不同的多层所构成的多层构成。通过将发光层设为多层构成，而能够使驱动电压或外部量子效率等特性多样地变化，从而能够将有机发光元件的特性调整为最适合于用途的特性。多层构成的发光层例如可列举各层改变了延迟荧光材料的含量的多层构成的发光层，具体而言，优选如下3层构成的发光层：具有中间层、与设置在该中间层的上下的上层及下层，且中间层的延迟荧光材料的浓度低于上层及下层的延迟荧光材料的浓度。
发光层可仅由主体材料、延迟荧光材料及发光材料所构成，也可含有其它有机材料。作为其它有机材料，例如可列举：空穴传输材料、电子传输材料等。作为空穴传输材料、电子传输材料，可分别参照下述的空穴传输层及电子传输层中所使用的空穴传输材料、电子传输材料。
[有机发光元件的层构成]
本发明的有机发光元件可为通过激发光的照射而生成激发状态的光激发型有机发光元件，也可为通过注入载子而生成激发状态的载子注入型有机发光元件。具体而言，分别可列举：有机光致发光元件(有机PL元件)、有机电致发光元件(有机EL元件)。另外，本发明的有机发光元件还可为使用如所述的激光染料作为发光材料的光激发型有机半导体激光器或载子注入型有机半导体激光器。本发明的有机发光元件在为任一种方式的情况下，均能够实现较高的发光效率。尤其是在将本发明应用于有机半导体激光器的情况下，ASE发射所需要的阈值能量或阈值电流密度降低，而能够获得优异的ASE特性。
光激发型有机发光元件具有在基板上至少形成有发光层的构造。另外，载子注入型有机发光元件至少具有阳极、阴极、及形成在阳极与阴极之间的有机层的构造。有机层至少具有包含满足所述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料的发光层，可仅由发光层构成，也可除了发光层以外具有1层以上的有机层。作为这样的其它有机层，可列举：空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层也可为具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层也可为具有电子注入功能的电子注入传输层。将具体的载子注入型有机发光元件的构造例示于图2。图2中，1表示基板，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴传输层、5表示发光层，6表示电子传输层，7表示阴极。
以下对载子注入型有机发光元件的各构件及各层进行说明。此外，关于构成发光层的主体材料、延迟荧光材料及发光材料的功能及具体例，可参照所述的说明。以下对其它各构件及各层进行说明。另外，基板与发光层的说明也相当于有机光致发光元件的基板与发光层。
[基板]
本发明的有机发光元件优选由基板支持。该基板并无特别限制，只要为先前以来有机发光元件中惯用的基板即可，例如，可使用包含玻璃、透明塑料、石英、硅等的基板。
[阳极]
作为有机发光元件中的阳极，可优选使用以功函数较大(4eV以上)的金属、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极材料的阳极。作为这样的电极材料的具体例，可列举：Au等金属、CuI、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。另外，也可使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且可制作透明导电膜的材料。关于阳极，可通过蒸镀或溅镀等方法使这些电极材料形成薄膜，并利用光微影法形成所需形状的图案，或者在不大需要图案精度的情况下(100μm以上左右)，也可在所述电极材料的蒸镀或溅镀时介隔所需形状的屏蔽形成图案。或者在使用如有机导电性化合物般能够涂布的材料的情况下，也可使用印刷方式、涂布方式等湿式成膜法。在自该阳极提取发光的情况下，较理想的是使透过率大于10％，另外，作为阳极的薄片电阻优选数百Ω/□以下。进而膜厚还取决于材料，但在通常10～1000nm、优选10～200nm的范围内选择。
[阴极]
另一方面，作为阴极，可使用以功函数较小(4eV以下)的金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极材料的阴极。作为这样的电极材料的具体例，可列举：钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土金属等。这些中，就电子注入性及对氧化等的耐久性的方面而言，优选电子注入性金属与作为与其相比功函数的值较大且稳定的金属的第二金属的混合物，例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等。阴极可通过利用蒸镀或溅镀等方法使这些电极材料形成薄膜而制作。另外，作为阴极的薄片电阻优选几百Ω/□以下，膜厚通常在10nm～5μm、优选50～200nm的范围内选择。此外，为了使发出的光透过，只要有机发光元件的阳极或阴极中的任一者为透明或半透明，则发光亮度提高故而优选。
另外，通过将阳极的说明中列举的导电性透明材料用于阴极，能够制作透明或半透明的阴极，通过应用该透明或半透明的阴极，能够制作阳极与阴极两者具有透过性的元件。
[注入层]
所谓注入层，是指为了降低驱动电压低下或提高发光亮度而设置在电极与有机层间的层，有空穴注入层与电子注入层，也可存在于阳极与发光层或空穴传输层之间、及阴极与发光层或电子传输层之间。注入层可视需要而设置。
[阻挡层]
阻挡层是能够阻挡存在于发光层中的电荷(电子或空穴)及/或激子向发光层外扩散的层。电子阻挡层可配置在发光层及空穴传输层之间，阻挡电子朝向空穴传输层而通过发光层。同样地，空穴阻挡层可配置在发光层及电子传输层之间，阻挡空穴朝向电子传输层而通过发光层。另外，阻挡层能够用于阻挡激子扩散至发光层的外侧。即，电子阻挡层、空穴阻挡层可分别兼有作为激子阻挡层的功能。本说明书中所谓电子阻挡层或激子阻挡层是以包括在一个层中具有电子阻挡层及激子阻挡层的功能的层的含意而使用。
[空穴阻挡层]
空穴阻挡层广义上具有电子传输层的功能。空穴阻挡层具有传输电子、并且阻挡空穴到达电子传输层的作用，由此能够提高发光层中的电子与空穴的再结合概率。作为空穴阻挡层的材料，视需要可使用下述电子传输层的材料。
[电子阻挡层]
电子阻挡层广义上具有传输空穴的功能。电子阻挡层具有传输空穴、并且阻挡电子到达空穴传输层的作用，由此能够提高发光层中的电子与空穴再结合的概率。
[激子阻挡层]
所谓激子阻挡层，是指用以阻挡通过空穴与电子在发光层内再结合所产生的激子扩散至电荷传输层的层，通过插入该层，能够将激子有效率地封闭在发光层内，从而能够提高元件的发光效率。激子阻挡层也可与发光层邻接而插入至阳极侧、阴极侧的任一侧，也可同时插入至两侧。即，在阳极侧具有激子阻挡层的情况下，可在空穴传输层与发光层之间与发光层邻接地插入该层，在插入至阴极侧的情况下，可在发光层与阴极之间与发光层邻接地插入该层。另外，可在阳极、与和发光层的阳极侧邻接的激子阻挡层之间，具有空穴注入层或电子阻挡层等，可在阴极、与和发光层的阴极侧邻接的激子阻挡层之间，具有电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层等。在配置阻挡层的情况下，优选用作阻挡层的材料的激发单重态能量及激发三重态能量中的至少任一者高于发光材料的激发单重态能量及激发三重态能量。
[空穴传输层]
空穴传输层包含具有传输空穴的功能的空穴传输材料，空穴传输层可设置单层或多层。
作为空穴传输材料，为具有空穴的注入或传输、电子的障壁性中的任一种的空穴传输材料，可为有机物、无机物中的任一种。作为可使用的公知的空穴传输材料，例如可列举：三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查尔酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子低聚物、尤其是噻吩低聚物等，优选使用卟啉化合物、芳香族三级胺化合物及苯乙烯基胺化合物，更优选使用芳香族三级胺化合物。
[电子传输层]
电子传输层包含具有传输电子的功能的材料，电子传输层可设置单层或多层。
作为电子传输材料(还存在兼作空穴阻挡材料的情况)，只要具有将自阴极注入的电子传递至发光层的功能即可。作为可使用的电子传输层，例如可列举：硝基取代茀衍生物、二苯基苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二酰亚胺、亚茀基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、恶二唑衍生物等。并且，在所述恶二唑衍生物中，将恶二唑环的氧原子取代为硫原子所得的噻二唑衍生物、具有作为拉电子基而为人所知的喹喔啉环的喹喔啉衍生物也可用作电子传输材料。并且，也可使用将这些材料导入至高分子链中所得的高分子材料、或以这些材料作为高分子的主链的高分子材料。
在制作有机发光元件时，各有机层的制膜方法并没有特别限定，可利用干式制程、湿式制程中的任一种进行制作。
以下，具体地例示能够用于有机发光元件中的优选材料。然而，本发明中能够使用的材料不受以下的例示化合物的限定性解释。另外，即便为作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也可挪用作具有其它功能的材料。此外，以下的例示化合物的结构式中的R、R'、R1～R10各自独立地表示氢原子或取代基。X表示形成环骨架的碳原子或杂原子，n表示3～5的整数，Y表示取代基，m表示0以上的整数。
首先，列举能够用作空穴注入材料的优选化合物例。
[化161]
其次，列举能够用作空穴传输材料的优选化合物例。
[化162]
[化163]
[化164]
[化165]
[化166]
[化167]
继而，列举能够用作电子阻挡材料的优选化合物例。
[化168]
继而，列举能够用作空穴阻挡材料的优选化合物例。
[化169]
继而，列举能够用作电子传输材料的优选化合物例。
[化170]
[化171]
[化172]
继而，列举能够用作电子注入材料的优选化合物例。
[化173]
进而列举作为能够进一步添加的材料而优选的化合物例。例如可想到作为稳定材料而添加等。
[化174]
利用所述方法所制作的有机发光元件是通过在所得的元件的阳极与阴极之间施加电场而发光。此时，如果为由激发单重态能量所致的发光，则与其能级相应的波长的光作为荧光发光及延迟荧光发光而被确认到。另外，如果为由激发三重态能量所致的发光，则与其能级相应的波长的光作为磷光而被确认到。通常的荧光的荧光寿命比延迟荧光发光短，因此发光寿命能够由荧光与延迟荧光加以区分。
另一方面，在如本发明的化合物的通常的有机化合物的情况下，激发三重态能量不稳定而被转换为热等，寿命较短而立即失活，因此在室温下几乎观测不到磷光。为了测定通常的有机化合物的激发三重态能量，可通过观测极低温的条件下的发光而测定。
本发明的有机发光元件可应用于单一元件、包含配置成阵列状的结构的元件、将阳极与阴极配置成X-Y矩阵状的结构中的任一种。根据本发明，通过包含主体材料、延迟荧光材料及发光材料，并规定各材料间的最低激发单重态能级ES1的关系，能够获得发光效率得到大幅度改善的有机发光元件。本发明的有机发光元件进而可应用于各种用途中。例如，可使用本发明的有机电致发光元件而制造有机电致发光显示设备，详情可参照时任静士、安达千波矢、村田英幸共同编着的“有机EL显示器”(Ohmsha公司)。另外，尤其是本发明的有机电致发光元件也可应用于需求较大的有机电致发光照明或背光装置。
实施例
以下列举实施例进一步具体地说明本发明的特征。以下所示的材料、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的主旨，则可适当进行变更。因此，本发明的范围不受以下所示的具体例的限定性解释。此外，发光特性的评价是使用高性能紫外可见近红外分光光度计(PerkinElmer公司制造：Lambda950)、荧光分光光度计(堀场制作所公司制造：Fluoro Max-4)、绝对PL量子产率测定设备(浜松光子公司制造：C11347)、电源电表(Keithley公司制造：2400系列)、半导体参数-分析仪(安捷伦科技公司制造：E5273A)、光功率计测定设备(Newport公司制造：1930C)、光学分光器(Ocean Optics公司制造：USB2000)、分光发射计(拓普康公司制造：SR-3)、快速照相机(浜松光子股份有限公司制造的C4334型)及多波段检测器(浜松光子股份有限公司制造：PMA-11)进行。
实施例及比较例中所使用的化合物的最低激发单重态能级ES1、最低激发三重态能级ET1、从最低激发单重态状态向最低激发三重态状态的系间窜越的速度常数kISC及从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的反向系间窜越的速度常数kRISC是通过以下的程序求出。另外，最低激发单重态状态与77K的最低激发三重态状态的能量差ΔEst是通过计算ES1与ET1的差而求出。
(1)最低激发单重态能级ES1
于硅基板上蒸镀测定对象化合物而制作试样，在常温(300K)下对该试样的荧光光谱进行测定。荧光光谱是将纵轴设为发光，将横轴设为波长。针对该发光光谱的短波侧的下降画切线，而求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。利用以下所示的换算式将该波长值换算为能量值，将所获得的值设为ES1。
换算式：ES1[eV]＝1239.85/λedge
在发光光谱的测定中，激发光源使用氮气激光器(Lasertechnik Berlin公司制造，MNL200)，检测器使用快速照相机(浜松光子公司制造，C4334)。
(2)最低激发三重态能级ET1
将与单重态能量ES1时同样的试样冷却至77[K]，将激发光(337nm)照射至磷光测定用试样，使用快速照相机而测定磷光强度。针对该磷光光谱的短波长侧的上升画切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。利用以下所示的换算式将该波长值换算为能量值，将所获得的值设为ET1。
换算式：ET1[eV]＝1239.85/λedge
针对磷光光谱的短波长侧的上升的切线是以下述方式画出。在光谱曲线上自磷光光谱的短波长侧移动至光谱的极大值中最短波长侧的极大值时，朝向长波长侧画曲线上的各点的切线。该切线的斜率随着曲线上升(即，随着纵轴增加)而增加。将在该斜率的值取极大值的点所画出的切线设为针对该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
此外，具有光谱的最大峰值强度的10％以下的峰值强度的极大点并不包括在所述的最短波长侧的极大值中，将在最接近最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点所画出的切线设为针对该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
(3)系间窜越的速度常数kISC及反向系间窜越的速度常数kRISC
从最低激发单重态状态向最低激发三重态状态的系间窜越的速度常数kISC及从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的反向系间窜越的速度常数kRISC是通过下述式(1)～(5)而求出。
[数1]
τp＝1/kp, (1)
τd＝1/kd, (2)
kISC＝(1-φprompt)kp, (3)
(1-φprompt)φRISC＝φdelayed, (5)
上式中，τp表示瞬时荧光成分的瞬时衰减时间，τd表示延迟荧光成分的瞬时衰减时间，φprompt表示瞬时荧光成分的量子效率，φdelayed表示延迟荧光成分的量子效率。
瞬时荧光成分的瞬时衰减时间τP与延迟荧光成分的瞬时衰减时间τd能够通过快速照相机进行测定。
瞬时荧光成分的量子效率φprompt与延迟荧光成分的量子效率φdelayed能够通过使用绝对量子产率测定设备，求出总的φPL后，对利用快速照相机进行过时间分解的发光光谱的积分值进行测定而测定。
[光激发型有机半导体激光器的制作与评价]
(实施例1)使用mCBP(主体材料)、ACRXTN(延迟荧光材料)及C545T(发光材料)的光激发型有机半导体激光器的制作
准备下述的化合物作为发光层的材料。
[化175]
mCBP的最低激发单重态能级ES1(H)为3.5eV，ACRXTN的最低激发单重态能级ES1(F)为2.76eV，C545T的最低激发单重态能级ES1(D)为2.7eV。另外，ACRXTN的最低激发单重态能级ES1与最低激发三重态能级ET1的差ΔEST为0.06eV，从最低激发单重态状态向最低激发三重态状态的系间窜越的速度常数kISC为2.0×107/s，从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的反向系间窜越的速度常数kRISC为4.6×105/s。
利用真空蒸镀法在真空度5×10-5Pa以下的条件下自不同的蒸镀源在石英基板上共蒸镀mCBP、ACRXTN、及C545T，以100nm的厚度形成ACRXTN的浓度为6.0重量％、C545T的浓度为1重量％的薄膜而制成光激发型有机半导体激光器。
(比较例1)使用mCBP(主体材料)与C545T(发光材料)的光激发型有机半导体激光器的制作
在形成薄膜时，不使用ACRXTN的蒸镀源，除此以外，进行与实施例1相同的步骤，而制作具有包含mCBP与C545T(1重量％)的薄膜的光激发型有机半导体激光器。
针对实施例1及比较例1中所制造的有机半导体激光器，对各特性进行评价。
对实施例1的有机半导体激光器照射波长337nm、脉冲宽度0.8μs的激发光，利用快速照相机对经时性的光强度变化进行观察，将观察所得的结果示于图3。另外，关于比较例1的有机半导体激光器，将在相同条件下所观察到的经时性的光强度变化示于图4。如图3所示，在实施例1的有机半导体激光器中，一面观察到瞬时发光成分，一面在2.0～10μs的范围内观察到延迟发光成分。另外，这些的发光光谱与C545T的发光光谱一致。另一方面，在比较例1的有机半导体激光器中，在2.0～10μs的范围内未观察到延迟发光成分。仅在实施例1的有机半导体激光器中观察到延迟发光成分是表示如下情况：ACRXTN所产生的激发三重态能量经由反向系间窜越而转移至C545T。另外，实施例1的有机半导体激光器的光致发光量子效率为86±3％，其中，瞬时发光成分的光致发光量子效率为74％，延迟发光成分的光致发光量子效率为12％。由该情况可知，经由ACRXTN的反向系间窜越而接收到的激发单重态能量有助于增加C545T中已辐射失活的单重态激子10％以上。此外，比较例1的有机半导体激光器的光致发光量子效率为81±3％。
将实施例1的有机半导体激光器的基于337nm激发光的发光光谱、及以0.5μJ/cm2、1.5μJ/cm2、2.9μJ/cm2、5.8μJ/cm2的激发能量所测得的535nm下的发光波峰示于图5。另外，关于实施例1的有机半导体激光器，将激发能量与发光波峰的半宽值FWHM的关系示于图6，将激发能量与发光峰值强度的关系示于图7。关于比较例1的有机半导体激光器，将在与实施例1相同的条件下所测得的激发能量与发光波峰的半宽值FWHM的关系示于图6，将激发能量与发光峰值强度的关系示于图8。此外，图6～图8中的发光波峰及发光峰值强度分别为535nm下的发光波峰及发光峰值强度。观察图6～图8，实施例1及比较例1的有机半导体激光器均因1.0μJ/cm2以上的激发能量，而发光波峰的半宽值FWHM急剧地减少，并且发光峰值强度急剧地增加，而确认到ASE。另外，在实施例1的有机半导体激光器中，发光峰值强度急剧变化的阈值能量Eth为0.8±0.3μJ/cm2，相对于此，比较例1的有机半导体激光器的阈值能量Eth为1.2±0.3μJ/cm2这一较大值。由该结果显示：实施例1的有机半导体激光器由于具有经由ACRXTN中的反向系间窜越的能量转移机制，所以C545T的单重态激子有效地增加。
并且，关于波导管的损耗系数，在实施例1的有机半导体激光器时为11±1/cm，在比较例1的有机半导体激光器时为10±1/cm。由该结果得知，ACRXTN的三重态激子不会对C545T的光放大过程造成不良影响。
(比较例2)使用mCBP(主体材料)、Flrpic(磷光材料)及C545T(发光材料)的光激发型有机半导体激光器的制作与评价
在形成薄膜时，使用Flrpic代替ACRXTN，除此以外，进行与实施例1相同的步骤，而制作具有包含mCBP、Flrpic(6重量％)、及C545T(1重量％)的薄膜的光激发型有机半导体激光器。
[化176]
将所制造的有机半导体激光器的基于377nm激发光的发光光谱示于图9，将激发能量与发光峰值强度的关系示于图10。如图9所示，在该有机半导体激光器中，观察到光致发光量子效率为80±3％的源自C545T的发光与延迟发光成分。推测延迟发光成分起因于如下情况：Flrpic的激发三重态能量转移至C545T而生成单重态激子。然而，如图10所示，在比较例2的有机半导体激光器中，即便将激发能量设为100μJ/cm2以上，也未发现急剧的发光峰值强度的变化。认为其原因在于：发生单重态-三重态湮灭或三重态-三重态湮灭，而C545T的单重态激子及Flrpic的三重态激子湮灭。
[电流注入型有机半导体激光器的制作与评价]
(实施例2)使用mCBP(主体材料)、ACRXTN(延迟荧光材料)、C545T(发光材料)的载子注入型有机半导体激光器的制作
在形成有膜厚110nm的包含铟-锡氧化物(ITO)的阳极的玻璃基板上，利用真空蒸镀法以真空度5.0×10-5Pa以下积层各薄膜。首先，在ITO上将HATCN形成为10nm的厚度，在其上将Tris-PCz形成为20nm的厚度。其次，从不同的蒸镀源共蒸镀C545T、ACRXTN、及mCBP，而依序形成厚度20nm的第1发光层、厚度5nm的第2发光层及厚度15nm的第3发光层。此时，关于第1发光层，将C545T的浓度设为1重量％，将ACRXTN的浓度设为20重量％，关于第2发光层，将C545T的浓度设为1重量％，将ACRXTN的浓度设为6重量％，关于第3发光层，将C545T的浓度设为1重量％，将ACRXTN的浓度设为20重量％。其次，将T2T形成为10nm的厚度，在其上将BPyTP2形成为20nm的厚度。进而，真空蒸镀0.8nm的氟化锂(LiF)，继而以100nm的厚度蒸镀铝(Al)，由此形成阴极，而制成载子注入型有机半导体激光器。
(比较例3)使用mCBP(主体材料)、C545T(发光材料)的电流注入型有机半导体激光器的制作
共蒸镀C545T与mCBP而形成厚度40nm的发光层1层以代替形成第1发光层～第3发光层，除此以外，以与实施例2相同的方式制造载子注入型有机半导体激光器。此处，发光层的C545T的浓度设为1重量％。
针对实施例2及比较例3中所制造的有机半导体激光器，评价元件特性。
将各有机半导体激光器的发光光谱示于图11，将电压-电流密度特性示于图12，将电流密度-外部量子效率特性示于图13。图13的右侧刻度表示相对于比较例3的实施例2的外部量子效率的增加率。
实施例2的有机半导体激光器与比较例3的有机半导体激光器均观察到源自C545T的绿色发光，但实施例2的有机半导体激光器获得与比较例3的有机半导体激光器相比6倍以上的外部量子效率。相对于比较例3的实施例2的外部量子效率的增加率即便在高电流域也变高，因此可知在实施例2中激子湮灭得到了抑制。另外，计算最大内量子效率，结果实施例2的有机半导体激光器为33～50％，比较例2的有机EL元件为5～7.5％。该最大内量子效率分别对应于激子生成效率的38～58％、6～9％。由该激子生成效率的值显示：在实施例2的有机半导体激光器中，ACRXTN中所生成的三重态激子对于C545T中的单重态激子的数量增加有较大帮助。
另外，使用阈值能量Eth与最大激子生成效率而求出阈值电流密度，结果在实施例2的有机半导体激光器中为186～280A/cm2，在比较例3的有机半导体激光器中为1.8～2.69KA/cm2。由该情况可知，在载子注入型的系统中，通过添加ACRXTN，用于光放大的阈值会大幅度地降低。
[化177]
[工业上的可利用性]
本发明的有机发光元件获得高发光效率，因此能够作为有机半导体激光器或显示设备、照明设备等而应用于各种机器。因此，本发明在工业上的可利用性高。
[符号的说明]
1 基板
2 阳极
3 空穴注入层
4 空穴传输层
5 发光层
6 电子传输层
7 阴极

Claims (14)

1.一种有机发光元件，其特征在于：包含满足下述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料，
式(1)ES1(H)＞ES1(F)＞ES1(D)
上式中，ES1(H)表示所述主体材料的最低激发单重态能级，ES1(F)表示所述延迟荧光材料的最低激发单重态能级，ES1(D)表示所述发光材料的最低激发单重态能级。
2.根据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的最低激发单重态状态与77K的最低激发三重态状态的能量差ΔEst为0.3eV以下。
3.根据权利要求1所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的最低激发单重态状态与77K的最低激发三重态状态的能量差ΔEst为0.08eV以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的从最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的速度常数kRISC为105/s以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述发光材料是在从最低激发单重态能级恢复至基态能级时发射荧光的材料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机发光元件，其中所述发光材料是发射放大的自发辐射的材料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：所述延迟荧光材料的含量小于所述主体材料的含量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机发光元件，其特征在于：包含2种以上的化合物作为所述发光材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机发光元件，其具有包含满足所述式(1)的主体材料、延迟荧光材料及发光材料的发光层。
10.根据权利要求9所述的有机发光元件，其中所述发光层为包含多层的多层构成。
11.根据权利要求10所述的有机发光元件，其中构成所述发光层的多层的所述延迟荧光材料的含量不同。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的有机发光元件，其为光激发型有机发光元件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机发光元件，其为有机半导体激光器。
14.根据权利要求13所述的有机发光元件，其为载子注入型有机半导体激光器。
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