JP2022132140A

JP2022132140A - 狭帯域幅発光材料

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Publication number: JP2022132140A
Application number: JP2022021523A
Authority: JP
Inventors: イティンリ; Yiting Li; 陽一土｀屋; Yoichi Tsuchiya; 展耀陳; Zhanyao Chen; 正史儘田; Masashi Mamada; 一中野谷; Hajime Nakanoya; 千波矢安達; Chihaya Adachi
Original assignee: Kyushu University NUC; Kyulux Inc
Current assignee: Kyushu University NUC; Kyulux Inc
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-09-07

Abstract

【課題】色純度が高い安定な狭帯域幅発光材料を提供し、発光デバイスの安定性を向上させること。【解決手段】多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料において、好ましくは0.30eV以上、より好ましくは0.35 eV以上、さらに好ましくは0.40 eV以上の最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差を有する発光材料をTAFデバイスの終端発光材料として用いる発光デバイス。【選択図】なし

Description

本発明は、狭帯域幅発光材料とそれを用いた発光デバイスに関する。また、狭帯域幅発光材料の設計方法、およびその設計方法を実行するためのプログラムにも関する。

遅延蛍光材料（TADF 材料）をアシストドーパントとして用いるTADF assisted Fluorescence （TAF）システムやTADF材料やエキシプレックス材料をホストとして用いる発光デバイスにおいて終端発光材料として多重共鳴型TADF材料である狭帯域幅発光化合物の使用が、色純度やデバイス寿命といった点で優れていることが、近年示されている（非特許文献１参照）。
終端発光材料として用いることでデバイス中ではアシストドーパントであるTADF材料上で三重項励起子が一重項に変換されてからフェルスター型エネルギー移動（FET）により終端発光材料に励起子が移るため、終端発光材料上では主に一重項励起子が生成し、光励起と同様に発光する。
ホストやアシストドーパントに用いるTADF材料上で生じる一重項励起子のFETによる速やかな減衰は、結果として三重項励起子寿命を短くすることに繋がり、デバイスの長寿命化を実現する。
また、終端発光材料はTADF材料からFETによってエネルギーを受け取るため、一重項励起子が生成する。
多重共鳴型TADF材料である狭帯域幅発光材料はその発光の半値幅が非常に狭く、スペクトルに振動構造がないため色純度に優れ、発光のほとんどが一重項からの発光である。一方で逆項間交差速度が遅いため、75%の励起子が三重項として生成する電流励起デバイス中では三重項励起子寿命が長くなり、アシストドーパントを用いずに単にTADF材料として用いた場合はデバイス寿命が短くなる問題がある。
多重共鳴型TADF材料である狭帯域幅発光材料を終端発光材料に用いた場合、TADF材料からFETによってエネルギーを受け取るため、この問題が解消され、デバイス寿命の長寿命化が実現できる。

C.-Y. Chan, M. Tanaka, Y.-T. Lee, Y.-W. Wong, H. Nakanotani, T. Hatakeyama, and C. Adachi, "Stable pure-blue hyperfluorescence organic light-emitting diodes with high-efficiency and narrow emission", Nature Photonics, DOI: 10.1038/s41566-020-00745-z

TADF材料を用いた発光デバイス、特に青色発光デバイスの長寿命化を阻む要因には様々な要因があるが、そのひとつに、終端材料自身として用いている狭帯域幅発光材料自身のTADF性の低さ、すなわち逆項間交差速度の遅さによるものがあげられる。
さらなるデバイスの向上を目指すためには、狭帯域幅発光材料上で生じる三重項励起子および三重項励起子発光狭帯域幅発光材料の安定性向上は欠かすことができない。

本発明は狭帯域幅発光材料の最低三重項状態エネルギーを低くすることでTADF性を低下させることで、色純度が高い安定な狭帯域幅発光材料を供し、発光デバイスの安定性を向上するものである。

本発明は、こうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に以下の内容を含む。
［１］下記一般式（１）で表される化合物。
一般式（１）
Ｍ_Ｒ－Ｘ
（上式において、Ｍ_Ｒは、Ｘが水素原子であるときに多重共鳴効果を用いた発光材料として機能する部分構造を表し、Ｘは３環以上の縮合環を含む多環芳香族基を表す。）
［２］前記多環芳香族基が３つ以上のベンゼンの縮合環を含む芳香族基である、［１］に記載の化合物（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
［３］前記多環芳香族基が、前記３環以上の縮合環の環骨格構成原子で結合する基である、［１］または［２］に記載の化合物。
［４］最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差が0.30eV以上である、［１］～［３］のいずれか１項に記載の化合物。
［５］最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差が0.35eV以上である、［１］～［３］のいずれか１項に記載の化合物。
［６］最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差が0.40eV以上である、［１］～［３］のいずれか１項に記載の化合物。
［７］Ｍ_Ｒが、下記の構造１～１８の構造からなる群より選択される１以上の骨格構造を含む、［１］～［６］のいずれか１項に記載の化合物。

［８］Ｍ_Ｒが、前記構造１～１８のいずれかの環骨格構成炭素原子で結合する基である、［７］に記載の化合物。
［９］Ｘが、４環以上の縮合環を含む芳香族基である、［７］または［８］に記載の化合物。
［１０］Ｘが、前記４環以上の縮合環の環骨格構成原子で結合する基である、［９］に記載の化合物。
［１１］Ｍ_Ｒが前記構造１を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１２］Ｍ_Ｒが前記構造２を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１３］Ｍ_Ｒが前記構造３を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１４］Ｍ_Ｒが前記構造４を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１５］Ｍ_Ｒが前記構造５を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１６］Ｍ_Ｒが前記構造６を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１７］Ｍ_Ｒが前記構造７を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１８］Ｍ_Ｒが前記構造８を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［１９］Ｍ_Ｒが前記構造９を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２０］Ｍ_Ｒが前記構造１０を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２１］Ｍ_Ｒが前記構造１１を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２２］Ｍ_Ｒが前記構造１２を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２３］Ｍ_Ｒが前記構造１３を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２４］Ｍ_Ｒが前記構造１４を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２５］Ｍ_Ｒが前記構造１５を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２６］Ｍ_Ｒが前記構造１６を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２７］Ｍ_Ｒが前記構造１７を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２８］Ｍ_Ｒが前記構造１８を含む、［７］～［１０］のいずれか１項に記載の化合物。
［２９］Ｘが４～６環の縮合環を含む芳香族基である、［１］～［２８］のいずれか１項に記載の化合物。
［３０］Ｘが４環の縮合環を含む芳香族基である、［１］～［２８］のいずれか１項に記載の化合物。
［３１］Ｘが置換もしくは無置換のピレニル基である、［１］～［２８］のいずれか１項に記載の化合物。
［３２］Ｘが置換もしくは無置換の１－ピレニル基である、［１］～［２８］のいずれか１項に記載の化合物。
［３３］Ｘが置換もしくは無置換の２－ピレニル基である、［１］～［２８］のいずれか１項に記載の化合物。
［３４］［１］～［３３］のいずれか１項に記載の化合物を含む、発光デバイス。

［３５］多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料において、好ましくは0.30eV以上、より好ましくは0.35 eV以上、さらに好ましくは0.40 eV以上の最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差を有する発光材料をTAFデバイスの終端発光材料として用いる発光デバイス。
［３６］多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料に多環芳香族や複素環ユニットを有する修飾基を修飾することで好ましくは0.30eV以上、より好ましくは0.35 eV以上、さらに好ましくは0.40 eV以上の最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差を有する発光材料とし、TADF性を低下させた発光材料をTAFデバイスの終端発光材料として用いる発光デバイス。
［３７］前記修飾基は最低三重項状態のエネルギーが母骨格である前記狭帯域幅発光材料の最低一重項励起状態のエネルギーとの差が0.30eV以上であることが好ましく、より好ましくは0.35 eV以上、さらに好ましくは0.40 eV以上であることが好ましい、［３６］に記載の発光デバイス。
［３８］前記修飾基が、多環芳香族ユニット（例えば、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環、ピレン環、クリセン環、ぺリレン環、ビフェニレン環、ターフェニレン環を含むユニット、より好ましくは４環以上の縮合環）または含複素環多環芳香族ユニット（例えば、ピリジン環、ピロール環、チオフェン環、フラン環を含むユニット、より好ましくは４環以上の縮合環）を含む、［３６］または［３７］に記載の発光デバイス。
［３９］前記多環芳香族ユニットまたは前記含複素環多環芳香族ユニットを構成骨格として用いた多重共鳴効果による狭帯域幅発光材料で、好ましくは0.30eV以上、より好ましくは0.35 eV以上、さらに好ましくは0.40 eV以上の最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差を有する発光材料をTAFデバイスの終端発光材料として用いる、［３８］に記載の発光デバイス。
［４０］前記発光材料をTAFデバイスの終端発光材料として用いる発光デバイスであって、発光全体に占める蛍光発光成分の割合が98%以上である、［３４］～［３９］のいずれか１項に記載の発光デバイス。
［４１］前記多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料が以下の骨格を含む、［３４］～［４０］のいずれか１項に記載の発光デバイス（ただし、以下の各構造中のベンゼン環上の各水素原子が重水素や官能基で置換されていても構わない。具体的には、ジフェニルアミンやカルバゾールなどの電子ドナー、シアノ基やフッ素原子などの電子アクセプターによる修飾がされても構わないし、メチル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基などの立体的に嵩高い官能基が導入されていても構わないし、フェニル基などの単環の芳香族基が導入されていても構わない。）。

［４２］前記多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料が以下の骨格を含む、［３４］～［４０］のいずれか１項に記載の発光デバイス（ただし、以下の各構造中のベンゼン環上の各水素原子が重水素や官能基で置換されていても構わない。具体的には、ジフェニルアミンやカルバゾールなどの電子ドナー、シアノ基やフッ素原子などの電子アクセプターによる修飾がされても構わないし、メチル基、イソプロピル基、ターシャリーブチル基などの立体的に嵩高い官能基が導入されていても構わないし、フェニル基などの単環の芳香族基が導入されていても構わない。）。

［４３］多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を、３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換することを特徴とする、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の設計方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
［４４］多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換した分子を２種以上想定し、その２種以上の想定分子を計算により評価して最適な分子を選択することを含む、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の設計方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
［４５］前記評価が安定性の評価を含む、好ましくは安定性が高いものを高く評価することを含む、［４４］に記載の狭帯域幅発光材料の設計方法。
［４６］前記評価が、最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差の大きさの評価を含む、好ましくはエネルギー差が大きいものを高く評価することを含む、［４４］または［４５］に記載の狭帯域幅発光材料の設計方法。
［４７］前記評価が、発光スペクトルの半値幅の評価を含む、好ましくは半値幅が小さいものを高く評価することを含む、［４４］～［４６］のいずれか１項に記載の狭帯域幅発光材料の設計方法。
［４８］［４３］～［４７］の設計方法を実施するためのプログラム。
［４９］多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を、３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換することを特徴とする、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の製造方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。

本発明によれば、色純度が高い安定な狭帯域幅発光材料を提供し、発光デバイスの安定性を向上させることができる。

CzBNNaとCzBNPyrのＴＤＤＦＴ計算で求めた分子軌道分布とエネルギーダイアグラムである。 BiPhOBPyr、BiPhOCzNBPyrおよびPyrPhOCzNBのＴＡＤＦＴ計算で求めた分子軌道分布とエネルギーダイアグラムである。 CzBNNaのトルエン溶液の紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトルおよびリン光スペクトルである。 CzBNPyrのトルエン溶液の紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトルおよびリン光スペクトルである。 BiPhOBPyrののトルエン溶液の紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトルおよびリン光スペクトルである。 BiPhOCzNBPyrのトルエン溶液の紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトルおよびリン光スペクトルである。 PyrPhOCzNBのトルエン溶液の紫外吸収スペクトル、蛍光スペクトルおよびリン光スペクトルである。 CzBNNaとmCBPの薄膜、および、CzBNPyrとmCBPの薄膜の発光スペクトルである。 CzBNNaとmCBPの薄膜の発光の過度減衰曲線である。 CzBNPyrとmCBPの薄膜の発光の過渡減衰曲線である。 CzBNNaのトルエン溶液について、３００～４００ｎｍの光を連続照射したときの発光の経時変化を示すグラフである。 CzBNPyrのトルエン溶液について、３００～４００ｎｍの光を連続照射したときの発光の経時変化を示すグラフである。 BiPhOCzNBPyrのトルエン溶液について、３００～４００ｎｍの光を連続照射したときの発光の経時劣化を示すグラフである。 BiPhOCzNBのトルエン溶液について、３００～４００ｎｍの光を連続照射したときの発光の経時劣化を示すグラフである。実施例５、比較例５、６で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成とエネルギー準位を示す模式図である。 CzBNNaを用いた比較素子４とCzBNPyrを用いた素子５の発光スペクトルである。 CzBNNaを用いた比較素子４とCzBNPyrを用いた素子５の電流密度－電圧特性を示すグラフである。 CzBNNaを用いた比較素子４とCzBNPyrを用いた素子５の外部量子効率（ＥＱＥ）－輝度特性を示すグラフである。 CzBNNaを用いた比較素子４、CzBNPyrを用いた素子５、CzBNPhを用いた比較素子５、C56を用いた比較素子６の酸素非存在下での発光強度の経時変化を示すグラフである。 CzBNNaを用いた比較素子４、CzBNPyrを用いた素子５、CzBNPhを用いた比較素子５、C56を用いた比較素子６の酸素存在下での発光強度の経時変化を示すグラフである。

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて^１Ｈであってもよいし、一部または全部が^２Ｈ（デューテリウムＤ）であってもよい。本発明の好ましい実施態様では分子内の水素原子はすべて^１Ｈである。本発明の一態様では、分子内の水素原子はすべて^２Ｈ（デューテリウムＤ）である。本発明の一態様では、分子内の水素原子は一部が^１Ｈであり、残りが^２Ｈ（デューテリウムＤ）である。なお、本発明の説明において「置換」あるいは「置換基」という用語には、^２Ｈ（デューテリウムＤ）などの^１Ｈ以外の水素原子同位体は含まれない。

＜一般式（１）で表される化合物＞
本発明の化合物は、下記一般式（１）で表される。
一般式（１）
Ｍ_Ｒ－Ｘ

一般式（１）において、Ｍ_Ｒは、Ｘが水素原子であるときに多重共鳴効果（Multiple Resonance Effect）を有する発光材料として機能する分子になるような部分構造を表す。ここでいう「多重共鳴効果を用いた」とは、分子中に存在する２つ以上のヘテロ原子がそれぞれ共鳴していて、分子全体として多重に共鳴していることを意味する。ヘテロ原子の種類としては、ホウ素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を例示することができる。好ましいのは、ホウ素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される２つ以上の原子（同一であっても異なっていてもよい）を含む構造が多重共鳴している分子であり、より好ましいのは、ホウ素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される２つ以上の原子（同一であっても異なっていてもよい）を含む構造が多重共鳴している分子である。本発明の好ましい態様では、ヘテロ原子としてホウ素原子と窒素原子だけを含む構造が多重共鳴している分子である。本発明の別の好ましい態様では、ヘテロ原子としてホウ素原子と酸素原子だけを含む構造が多重共鳴している分子である。本発明の別の好ましい態様では、ヘテロ原子としてホウ素原子と窒素原子と酸素原子だけを含む構造が多重共鳴している分子である。本発明の別の好ましい態様では、ヘテロ原子として窒素原子と酸素原子だけを含む構造が多重共鳴している分子である。本発明の別の好ましい態様では、ヘテロ原子として窒素原子だけを含む構造が多重共鳴している分子である。

Ｍ_Ｒは多環構造を有する基であることが好ましい。中でも、環骨格構成原子としてヘテロ原子を含む環とベンゼン環が縮合した構造を含むことが好ましい。特に、複数のベンゼン環がヘテロ原子を含む環を介して縮合している構造を含むことが好ましい。また、含窒素芳香環が２つ以上縮合した構造を含むことも好ましい。
Ｍ_Ｒの例として、上記の構造１～１８の構造からなる群より選択される１以上の骨格構造を含む基を例示することができる。構造１～１８の１つ以上の水素原子は置換基で置換されていてもよい。置換基は、例えば後述の置換基群Ａの中から選択したり、後述の置換基群Ｂの中から選択したりしてもよい。骨格構造に置換している置換基の数は、例えば０～６つのいずれかにしたり、０～４つのいずれかにしたり、０～２のいずれかにしたり、１～６つにしたり、２～６つにしたりしてもよい。構造１～１８は無置換（置換基の数が０）であってもよい。

Ｍ_Ｒは、Ｍ_Ｒを構成する多環構造の環骨格構成炭素原子でＸと結合する基であることが好ましい。例えば、構造１～１８の骨格を構成する炭素原子が、直接Ｘと結合するものであることが好ましい。Ｘと結合する炭素原子は、Ｍ_Ｒの中にホウ素原子が存在するときは、そのホウ素原子から見てパラ位の炭素原子であることが好ましい。また、Ｍ_Ｒの中に窒素原子が存在するときは、その窒素原子から見てメタ位の炭素原子であることが好ましい。また、Ｍ_Ｒの中に酸素原子が存在するときは、その酸素原子から見てメタ位の炭素原子であることが好ましい。また、Ｍ_Ｒを構成する多環構造が、例えば構造１８のように、ホウ素原子、窒素原子および酸素原子を含む非対称構造であるとき、Ｘと結合する炭素原子は、ホウ素原子から見てパラ位の炭素原子であってもメタ位の炭素原子であってもよく、また、窒素原子から見てメタ位の炭素原子であってもよく、酸素原子から見てメタ位の炭素原子であってもパラ位の炭素原子であってもよい。

一般式（１）において、Ｘは多環芳香族基を表す。Ｘが表す多環芳香族基は、３環以上の縮合環を含む芳香族基である。Ｘが表す多環芳香族基は、４環以上の縮合環を含む芳香族基であることが好ましく、４～６環の縮合環を含む芳香族基であることが特に好ましい。多環芳香族基を環骨格には複素原子（例えば窒素原子）が含まれていてもよいが、含まれていないことが好ましい。すなわち環骨格構成原子は炭素原子のみからなるものが好ましい。Ｘは、縮合環の環骨格構成原子で結合する基であることが好ましい。Ｘを構成する縮合環は置換基を有していてもよく、置換基は例えば後述の置換基群Ａの中や、後述の置換基群Ｂの中から選択してもよい。Ｘの好ましい具体例として、１－ピレニル基、２－ピレニル基を例示することができ、これらの基を構成する水素原子も置換されていてもよい。

本発明で用いる一般式（１）で表される化合物は、狭帯域幅発光材料であることが好ましい。狭帯域幅発光材料とは、発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）が狭い発光材料である。半値全幅は５０ｎｍ以下で有ることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましく、３５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

一般式（１）で表される化合物は、下記一般式（２）で表されるものであることが好ましい。
一般式（２）
Ｍ_Ｒ－Ｐｙ
上式において、Ｍ_Ｒは、Ｘが水素原子であるときに多重共鳴効果を用いた発光材料として機能する部分構造を表し、Ｒｙは置換もしくは無置換のピレニル基を表す。ピレニル基の置換基は、例えば後述の置換基群Ａの中や、置換基群Ｂの中から選択してもよい。

一般式（１）で表される化合物は、下記一般式で表されるものであることも好ましい。

Ｒ、Ｒ^１は各々独立に水素原子または置換基を表す。ここでいう置換基は、後述の置換基群Ａの中や、置換基群Ｂの中から選択してもよい。Ｒ^１が表す置換基の例として、フェニル基等の単環の芳香族基を挙げることができる。単環の芳香族基は、置換基群Ａの中や、置換基群Ｂの中から選択される置換基で置換されていてもよい。

一般式（１）で表される多重共鳴効果を用いた狭帯域幅発光材料の具体例として、下記の化合物を例示することができる。好ましいのは、１番目、５番目、６番目、１０番目、１１番目、１５番目、１６番目、２０番目に記載されたピレニル基で置換された化合物である。

＜遅延蛍光材料（TADF 材料）＞
一般式（１）で表される化合物は、TAFシステムの発光デバイスにおける発光材料として好ましく用いることができる。すなわち、遅延蛍光材料（TADF材料）のアシストドーパントと併用することによって、優れたTAFシステムの発光デバイスを提供することができる。以下において、一般式（１）で表される化合物と併用する遅延蛍光材料について説明する。

一般式（１）で表される化合物と併用する遅延蛍光材料は、一般式（１）で表される化合物よりも大きな最低励起一重項エネルギーを有している遅延蛍光材料である。ホスト材料をさらに併用する場合は、ホスト材料よりも小さな最低励起一重項エネルギーを有している遅延蛍光材料であることが好ましい。
本発明における「遅延蛍光材料」とは、励起状態において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じ、その励起一重項状態から基底状態へ戻る際に蛍光（遅延蛍光）を放射する有機化合物である。本発明では、蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製ストリークカメラシステム等）により発光寿命を測定したとき、発光寿命が１００ｎｓ（ナノ秒）以上の蛍光が観測されるものを遅延蛍光材料と言う。一般式（１）で表される化合物と併用する遅延蛍光材料（アシストドーパント）は遅延蛍光を放射しうる材料であるが、本発明の発光デバイスに用いたときにこのアシストドーパントである遅延蛍光材料に由来する遅延蛍光を放射することは必須とされない。アシストドーパントである遅延蛍光材料からの発光は、本発明の発光デバイスからの発光の１０％未満であることが好ましく、例えば１％未満、０．１％未満、０．０１％未満、検出限界以下であってもよい。
ホスト材料を用いた発光デバイスにおいて、アシストドーパントである遅延蛍光材料は、励起一重項状態のホスト材料からエネルギーを受け取って励起一重項状態に遷移する。あるいは、アシストドーパントである遅延蛍光材料は、励起三重項状態のホスト材料からエネルギーを受け取って励起三重項状態に遷移してもよい。アシストドーパントである遅延蛍光材料は励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーの差（ΔＥ_ＳＴ）が小さいことから、励起三重項状態のアシストドーパントは励起一重項状態のアシストドーパントへ逆項間交差しやすい。これらの経路により生じた励起一重項状態のアシストドーパントは、一般式（１）の化合物へエネルギーを与えて一般式（１）の化合物を励起一重項状態に遷移させる。

アシストドーパントである遅延蛍光材料は、最低励起一重項エネルギーと７７Ｋの最低励起三重項エネルギーの差ΔＥ_ＳＴが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
ΔＥ_ＳＴが小さければ、熱エネルギーの吸収によって励起一重項状態から励起三重項状態に逆項間交差しやすいため、アシストドーパントは熱活性化型の遅延蛍光材料として機能する。熱活性化型の遅延蛍光材料は、デバイスが発する熱を吸収して励起三重項状態から励起一重項へ比較的容易に逆項間交差し、その励起三重項エネルギーを効率よく発光に寄与させることができる。

本発明の好ましい一態様では、アシストドーパントである遅延蛍光材料として下記一般式（３）で表される化合物を用いる。

一般式（３）において、Ｒ^２１～Ｒ^２３のうち１つはシアノ基または下記一般式（４）で表される基を表し、Ｒ^２１～Ｒ^２３の残りの２つとＲ^２４およびＲ^２５のうちの少なくとも１つは下記一般式（５）で表される基を表し、Ｒ^２１～Ｒ^２５の残りは水素原子または置換基（ただしここでいう置換基はシアノ基、下記一般式（４）で表される基、下記一般式（５）で表される基ではない）を表す。

一般式（４）において、Ｌ^１は単結合もしくは２価の連結基を表し、Ｒ^３１およびＲ^３２は各々独立に水素原子または置換基を表し、＊は結合位置を表す。

一般式（５）において、Ｌ^２は単結合または２価の連結基を表し、Ｒ^３３およびＲ^３４は各々独立に水素原子または置換基を表し、＊は結合位置を表す。

Ｒ^２１～Ｒ^２３のうちでは、Ｒ^２１またはＲ^２２がシアノ基または一般式（４）で表される基であることが好ましい。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^２２がシアノ基である。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^２２が一般式（４）で表される基である。本発明の一態様では、Ｒ^２１がシアノ基または一般式（４）で表される基である。本発明の一態様では、Ｒ^２３がシアノ基または一般式（４）で表される基である。本発明の一態様では、Ｒ^２１～Ｒ^２３のうち１つがシアノ基である。本発明の一態様では、Ｒ^２１～Ｒ^２３のうち１つが一般式（４）で表される基である。

本発明の好ましい一態様では、一般式（４）におけるＬ^１は単結合である。本発明の一態様では、Ｌ^１は２価の連結基であり、好ましくは置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、より好ましくは置換もしくは無置換のアリーレン基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の１，４－フェニレン基（置換基として例えば炭素数１～３のアルキル基）である。
本発明の一態様では、一般式（４）におけるＲ^３１およびＲ^３２は各々独立に、アルキル基（例えば炭素数１～４０）、アリール基（例えば炭素数６～３０）、ヘテロアリール基（例えば環骨格構成原子数５～３０）、アルケニル基（例えば炭素数１～４０）およびアルキニル基（例えば炭素数１～４０）からなる群より選択される１つの基または２つ以上を組み合わせた基である（以下においてこれらの基を「置換基群Ａの基」という）。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^３１およびＲ^３２は各々独立に、置換もしくは無置換のアリール基（例えば炭素数６～３０）であり、アリール基の置換基としては置換基群Ａの基を挙げることができる。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^３１およびＲ^３２は同一である。

本発明の好ましい一態様では、一般式（５）におけるＬ^２は単結合である。本発明の一態様では、Ｌ^２は２価の連結基であり、好ましくは置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基であり、より好ましくは置換もしくは無置換のアリーレン基であり、さらに好ましくは置換もしくは無置換の１，４－フェニレン基（置換基として例えば炭素数１～３のアルキル基）である。
本発明の一態様では、一般式（５）におけるＲ^３３およびＲ^３４は各々独立に、置換もしくは無置換のアルキル基（例えば炭素数１～４０）、置換もしくは無置換のアルケニル基（例えば炭素数１～４０）、置換もしくは無置換のアリール基（例えば炭素数６～３０）、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基（例えば炭素数５～３０）を表す。ここでいうアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基の置換基としては、ヒドロキシル基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基（例えば炭素数１～４０）、アルコキシ基（例えば炭素数１～４０）、アルキルチオ基（例えば炭素数１～４０）、アリール基（例えば炭素数６～３０）、アリールオキシ基（例えば炭素数６～３０）、アリールチオ基（例えば炭素数６～３０）、ヘテロアリール基（例えば環骨格構成原子数５～３０）、ヘテロアリールオキシ基（例えば環骨格構成原子数５～３０）、ヘテロアリールチオ基（例えば環骨格構成原子数５～３０）、アシル基（例えば炭素数１～４０）、アルケニル基（例えば炭素数１～４０）、アルキニル基（例えば炭素数１～４０）、アルコキシカルボニル基（例えば炭素数１～４０）、アリールオキシカルボニル基（例えば炭素数１～４０）、ヘテロアリールオキシカルボニル基（例えば炭素数１～４０）、シリル基（例えば炭素数１～４０のトリアルキルシリル基）、ニトロ基およびシアノ基からなる群より選択される１つの基または２つ以上を組み合わせた基を挙げることができる（以下においてこれらの基を「置換基群Ｂの基」という）。
Ｒ^３３とＲ^３４は、互いに単結合または連結基を介して結合して環状構造を形成してもよい。特にＲ^３３とＲ^３４がアリール基である場合は、互いに単結合または連結基を介して結合して環状構造を形成することが好ましい。ここでいう連結基としては－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ^３５）－、－Ｃ（Ｒ^３６）（Ｒ^３７）－、－Ｃ（＝Ｏ）－を挙げることができ、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ^３５）－、－Ｃ（Ｒ^３６）（Ｒ^３７）－が好ましく、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ^３５）－がより好ましい。Ｒ^３５～Ｒ^３７は各々独立に水素原子または置換基を表す。置換基としては、上記置換基群Ａの基を選択したり、下記置換基群Ｂの基を選択したりすることができ、好ましくは炭素数１～１０のアルキル基および炭素数６～１４のアリール基からなる群より選択される１つの基または２つ以上を組み合わせた基である。

一般式（５）で表される基は、下記一般式（６）で表される基であることが好ましい。

一般式（６）で表される化合物は、下記一般式（７）～（１２）のいずれかで表される化合物であることがより好ましい。

一般式（６）～（１２）において、Ｌ^１１およびＬ^２１～Ｌ^２６は単結合もしくは２価の連結基を表す。Ｌ^１１およびＬ^２１～Ｌ^２６の説明と好ましい範囲については、上記のＬ^２の説明と好ましい範囲を参照することができる。
一般式（６）～（１２）において、Ｒ^４１～Ｒ^１１０は各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ^４１とＲ^４２、Ｒ^４２とＲ^４３、Ｒ^４３とＲ^４４、Ｒ^４４とＲ^４５、Ｒ^４５とＲ^４６、Ｒ^４６とＲ^４７、Ｒ^４７とＲ^４８、Ｒ^５１とＲ^５２、Ｒ^５２とＲ^５３、Ｒ^５３とＲ^５４、Ｒ^５４とＲ^５５、Ｒ^５５とＲ^５６、Ｒ^５６とＲ^５７、Ｒ^５７とＲ^５８、Ｒ^５８とＲ^５９、Ｒ^５９とＲ^６０、Ｒ^６１とＲ^６２、Ｒ^６２とＲ^６３、Ｒ^６３とＲ^６４、Ｒ^６５とＲ^６６、Ｒ^６６とＲ^６７、Ｒ^６７とＲ^６８、Ｒ^６８とＲ^６９、Ｒ^６９とＲ^７０、Ｒ^７２とＲ^７３、Ｒ^７３とＲ^７４、Ｒ^７４とＲ^７５、Ｒ^７５とＲ^７６、Ｒ^７６とＲ^７７、Ｒ^７７とＲ^７８、Ｒ^７８とＲ^７９、Ｒ^７９とＲ^８０、Ｒ^８１とＲ^８２、Ｒ^８２とＲ^８３、Ｒ^８３とＲ^８４、Ｒ^８４とＲ^８５、Ｒ^８６とＲ^８７、Ｒ^８７とＲ^８８、Ｒ^８８とＲ^８９、Ｒ^８９とＲ^９０、Ｒ^９１とＲ^９２、Ｒ^９３とＲ^９４、Ｒ^９４とＲ^９５、Ｒ^９５とＲ^９６、Ｒ^９６とＲ^９７、Ｒ^９７とＲ^９８、Ｒ^９９とＲ^１００、Ｒ^１０１とＲ^１０２、Ｒ^１０２とＲ^１０３、Ｒ^１０３とＲ^１０４、Ｒ^１０４とＲ^１０５、Ｒ^１０５とＲ^１０６、Ｒ^１０７とＲ^１０８、Ｒ^１０８とＲ^１０９、Ｒ^１０９とＲ^１１０は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。互いに結合して形成する環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は２環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イミダゾリン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環、フラン環、チオフェン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノリン環などを挙げることができる。例えばフェナントレン環やトリフェニレン環のように多数の環が縮合した環を形成してもよい。一般式（６）で表される基に含まれる環の数は３～５の範囲内から選択してもよく、５～７の範囲内から選択してもよい。一般式（７）～（１２）で表される基に含まれる環の数は５～７の範囲内から選択してもよく、５であってもよい。
Ｒ^４１～Ｒ^１１０が採りうる置換基として、上記の置換基群Ｂの基を挙げることができ、好ましくは炭素数１～１０の無置換のアルキル基、または炭素数１～１０の無置換のアルキル基で置換されていてもよい炭素数６～１０のアリール基である。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^４１～Ｒ^１１０は水素原子または炭素数１～１０の無置換のアルキル基である。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^４１～Ｒ^１１０は水素原子または炭素数６～１０の無置換のアリール基である。本発明の好ましい一態様では、Ｒ^４１～Ｒ^１１０はすべてが水素原子である。
一般式（６）～（１２）におけるＲ^４１～Ｒ^１１０が結合している炭素原子（環骨格構成炭素原子）は、各々独立に窒素原子に置換されていてもよい。すなわち、一般式（６）～（１２）におけるＣ－Ｒ^４１～Ｃ－Ｒ^１１０は、各々独立にＮに置換されていてもよい。窒素原子に置換されている数は、一般式（６）～（１２）で表される基の中で０～４つであることが好ましく、１～２つであることがより好ましい。本発明の一態様では、窒素原子に置換されている数は０である。また、２つ以上が窒素原子に置換されている場合は、１つの環中に置換されている窒素原子の数は１つであることが好ましい。
一般式（６）～（１２）において、Ｘ^１～Ｘ^６は、酸素原子、硫黄原子またはＮ－Ｒを表す。本発明の一態様では、Ｘ^１～Ｘ^６は酸素原子である。本発明の一態様では、Ｘ^１～Ｘ^６は硫黄原子である。本発明の一態様では、Ｘ^１～Ｘ^６はＮ－Ｒである。Ｒは水素原子または置換基を表し、置換基であることが好ましい。置換基としては、上記置換基群Ａから選択される置換基を例示することができる。例えば、無置換のフェニル基や、アルキル基やアリール基からなる群より選択される１つの基または２つ以上を組み合わせた基で置換されているフェニル基を好ましく採用することができる。
一般式（６）～（１２）において、＊は結合位置を表す。

以下に、アシストドーパントである遅延蛍光材料として用いることができる好ましい化合物を挙げる。以下の例示化合物の構造式において、ｔ－Ｂｕはターシャリーブチル基を表す。

アシストドーパントである遅延蛍光材料には、上記以外にも公知の遅延蛍光材料を適宜組み合わせて用いることができる。また、知られていない遅延蛍光材料であっても、用いることが可能である。
アシストドーパントである遅延蛍光材料として、ＷＯ２０１３／１５４０６４号公報の段落０００８～００４８および００９５～０１３３、ＷＯ２０１３／０１１９５４号公報の段落０００７～００４７および００７３～００８５、ＷＯ２０１３／０１１９５５号公報の段落０００７～００３３および００５９～００６６、ＷＯ２０１３／０８１０８８号公報の段落０００８～００７１および０１１８～０１３３、特開２０１３－２５６４９０号公報の段落０００９～００４６および００９３～０１３４、特開２０１３－１１６９７５号公報の段落０００８～００２０および００３８～００４０、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報の段落０００７～００３２および００７９～００８４、ＷＯ２０１３／１６１４３７号公報の段落０００８～００５４および０１０１～０１２１、特開２０１４－９３５２号公報の段落０００７～００４１および００６０～００６９、特開２０１４－９２２４号公報の段落０００８～００４８および００６７～００７６、特開２０１７－１１９６６３号公報の段落００１３～００２５、特開２０１７－１１９６６４号公報の段落００１３～００２６、特開２０１７－２２２６２３号公報の段落００１２～００２５、特開２０１７－２２６８３８号公報の段落００１０～００５０、特開２０１８－１００４１１号公報の段落００１２～００４３、ＷＯ２０１８／０４７８５３号公報の段落００１６～００４４に記載される一般式に包含される化合物、特に例示化合物であって、遅延蛍光を放射するものを挙げることができる。また、特開２０１３－２５３１２１号公報、ＷＯ２０１３／１３３３５９号公報、ＷＯ２０１４／０３４５３５号公報、ＷＯ２０１４／１１５７４３号公報、ＷＯ２０１４／１２２８９５号公報、ＷＯ２０１４／１２６２００号公報、ＷＯ２０１４／１３６７５８号公報、ＷＯ２０１４／１３３１２１号公報、ＷＯ２０１４／１３６８６０号公報、ＷＯ２０１４／１９６５８５号公報、ＷＯ２０１４／１８９１２２号公報、ＷＯ２０１４／１６８１０１号公報、ＷＯ２０１５／００８５８０号公報、ＷＯ２０１４／２０３８４０号公報、ＷＯ２０１５／００２２１３号公報、ＷＯ２０１５／０１６２００号公報、ＷＯ２０１５／０１９７２５号公報、ＷＯ２０１５／０７２４７０号公報、ＷＯ２０１５／１０８０４９号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８２号公報、ＷＯ２０１５／０７２５３７号公報、ＷＯ２０１５／０８０１８３号公報、特開２０１５－１２９２４０号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１４号公報、ＷＯ２０１５／１２９７１５号公報、ＷＯ２０１５／１３３５０１号公報、ＷＯ２０１５／１３６８８０号公報、ＷＯ２０１５／１３７２４４号公報、ＷＯ２０１５／１３７２０２号公報、ＷＯ２０１５／１３７１３６号公報、ＷＯ２０１５／１４６５４１号公報、ＷＯ２０１５／１５９５４１号公報に記載される発光材料であって、遅延蛍光を放射するものを採用することもできる。なお、この段落に記載される上記の公報は、本明細書の一部としてここに引用している。

アシストドーパントである遅延蛍光材料は金属原子を含まないことが好ましい。例えば、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物を選択することができる。例えば、炭素原子、水素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される原子からなる化合物を選択することができる。例えば、炭素原子、水素原子および窒素原子からなる化合物を選択することができる。

＜ホスト材料＞
TAFシステムの発光デバイスを構成する発光層には、発光材料である一般式（１）で表される化合物と、アシストドーパントである遅延蛍光材料（TADF材料）の他に、ホスト材料を用いてもよい。ホスト材料には、一般式（１）で表される化合物やアシストドーパントである遅延蛍光材料よりも最低励起一重項エネルギーが大きい材料を採用する。
ホスト材料としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。また、本発明の好ましい一態様では、ホスト材料は遅延蛍光を放射しない化合物の中から選択する。ホスト材料からの発光は、本発明の発光デバイスからの発光の１％未満であることが好ましく、０．１％未満であることがより好ましく、例えば０．０１％未満、検出限界以下であってもよい。
ホスト材料は金属原子を含まないことが好ましい。例えば、ホスト材料として、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子からなる化合物を選択することができる。例えば、炭素原子、水素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される原子からなる化合物を選択することができる。例えば、炭素原子、水素原子および窒素原子からなる化合物を選択することができる。
以下に、ホスト材料として用いることができる好ましい化合物を挙げる。

＜発光デバイス＞
（発光層）
本発明の発光デバイスの発光層は、一般式（１）で表される化合物、アシストドーパントである遅延蛍光材料を含む発光組成物からなる。発光組成物には、さらにホスト材料を含んでいてもよい。本発明の好ましい実施態様では、発光層は、一般式（１）で表される化合物、アシストドーパントである遅延蛍光材料、ホスト材料以外に、電荷やエネルギーの授受を行う化合物や金属元素を含まない。また、発光層は、一般式（１）で表される化合物、アシストドーパントである遅延蛍光材料、ホスト材料のみから構成することもできる。さらに発光層は、炭素原子、水素原子、窒素原子、ホウ素原子、酸素原子、硫黄原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子からなる化合物だけで構成することもできる。例えば、発光層は、炭素原子、水素原子、窒素原子、ホウ素原子、酸素原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子からなる化合物だけで構成することができる。本発明の好ましい実施態様では、発光層は、炭素原子、水素原子、窒素原子、ホウ素原子、酸素原子、フッ素原子を含み、さらに好ましくはこれら以外の元素を含まない。

発光層は、少なくとも一般式（１）で表される化合物およびアシストドーパントである遅延蛍光材料を含む発光組成物を用いて湿式工程で形成してもよいし、乾式工程で形成してもよい。
湿式工程では、発光組成物を溶解した溶液を面に塗布し、溶媒の除去後に発光層を形成する。湿式工程として、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法（スプレー法）、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。湿式工程では、発光組成物を溶解することができる適切な有機溶媒を選択して用いる。ある実施形態では、発光組成物に含まれる化合物に、有機溶媒に対する溶解性を上げる置換基（例えばアルキル基）を導入することができる。

乾式工程としては真空蒸着法を好ましく採用することができる。真空蒸着法を採用する場合は、発光層を構成する各化合物を個別の蒸着源から共蒸着させてもよいし、全化合物を混合した単一の蒸着源から共蒸着させてもよい。単一の蒸着源を用いる場合は、全化合物の粉末を混合した混合粉を用いてもよいし、その混合粉を圧縮した圧縮成形体を用いてもよいし、各化合物を加熱溶融して混合した後に冷却した混合物を用いてもよい。ある実施形態では、単一の蒸着源に含まれる複数の化合物の蒸着速度（重量減少速度）が一致ないしほぼ一致する条件で共蒸着を行うことにより、蒸着源に含まれる複数の化合物の組成比に対応する組成比の発光層を形成することができる。形成される発光層の組成比と同じ組成比で複数の化合物を混合して蒸着源とすれば、所望の組成比を有する発光層を簡便に形成することができる。ある実施形態では、共蒸着される各化合物が同じ重量減少率になる温度を特定して、その温度を共蒸着時の温度として採用することができる。発光層を蒸着法により製膜する場合は、一般式（１）で表される化合物、アシストドーパントである遅延蛍光材料、ホスト材料のそれぞれの分子量は１５００以下であることが好ましく、１２００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、９００以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、例えば２００であったり、４００であったり、６００であったりしてもよい。

（発光デバイスの層構成）
少なくとも一般式（１）で表される化合物およびアシストドーパントである遅延蛍光材料を含む発光組成物からなる発光層を形成することにより、有機フォトルミネッセンス素子（有機ＰＬ素子）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの優れた有機発光素子を提供することができる。
発光層の厚さは例えば１～１５ｎｍとしたり、２～１０ｎｍとしたり、３～７ｎｍとすることができる。
有機フォトルミネッセンス素子は、基材上に少なくとも発光層を形成した構造を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を形成した構造を有する。有機層は、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に１層以上の有機層を有するものであってもよい。そのような他の有機層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子障壁層、正孔障壁層、電子注入層、電子輸送層、励起子障壁層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。

ＵＳ２０２０／０１６８８１４Ａ１の［０１４１］～［０１６９］および［０１９２］～［０２４２］に記載される使用例、デバイス、ディスプレイ、スクリーン等の説明は、その全体を本明細書の一部としてここに引用し、本発明の説明とする。

本発明のある実施形態では、下記の化合物を電子阻止材料として好ましく用いることができる。

本発明のある実施形態では、下記の化合物を正孔阻止材料として好ましく用いることができる。

以下に、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。

次に、有機エレクトロルミネッセンス素子の電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。

さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子の各有機層に添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

最低励起一重項エネルギーＥ_Ｓ１と最低励起三重項エネルギーＥ_Ｔ１は下記の方法で測定し、ΔＥ_ＳＴは、下記の方法で測定したＥ_Ｓ１およびＥ_Ｔ１を用い、ΔＥ_ＳＴ＝Ｅ_Ｓ１－Ｅ_Ｔ１を計算することにより求めた。
（１）最低励起一重項エネルギーＥ_Ｓ１
測定対象化合物とホスト材料とを、測定対象化合物が濃度６重量％となるように共蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。具体的には、励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の蛍光スペクトルを得る。この発光スペクトルの短波側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥ_Ｓ１とする。
換算式：Ｅ_Ｓ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
発光スペクトルの測定には、励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を検出器には、ストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いることができる。
（２）最低励起三重項エネルギーＥ_Ｔ１
最低励起一重項エネルギーＥ_Ｓ１の測定で用いたものと同じ試料を７７［Ｋ］に冷却し、励起光を燐光測定用試料に照射し、ストリークカメラを用いて、燐光強度を測定する。具体的には、励起光入射後１ミリ秒から入射後１０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥ_Ｔ１とする。
換算式：Ｅ_Ｔ１［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。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。

発光性能の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：２４００シリーズ）、半導体パラメータ・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製：Ｅ５２７３Ａ）、光パワーメータ測定装置（ニューポート社製：１９３０Ｃ）、光学分光器（オーシャンオプティクス社製：ＵＳＢ２０００）、分光放射計（トプコン社製：ＳＲ－３）およびストリークカメラ（浜松ホトニクス（株）製Ｃ４３３４型）を用いて行った。

本実施例で用いた一般式（１）で表される化合物と比較化合物を以下に示す。
＜実施例で用いた一般式（１）で表される化合物＞

＜比較化合物＞

（合成例１）構造５（CzBN）のホウ素のパラ位にナフチル基を導入した化合物CzBNNaの合成

２－ブロモ－１，３－ジフルオロ－５－ヨードベンゼン（６．００ｇ、１８．８ｍｍｏｌ）、ナフタレン－２－イルボロン酸（３．５６ｇ、２０．７ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（７．８０ｇ、５６．４ｍｍｏｌ）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（１．０８ｇ、０．９ｍｍｏｌ）を、脱気したテトラヒドロフランと水（容量比で２：１）の混合溶媒に、窒素雰囲気下で溶解して一晩加熱還流した。この反応物を室温まで冷却した後、水（１００ｍＬ）に注ぎ入れ、酢酸エチルで抽出を行った。得られた有機層の溶媒を減圧下で蒸発させて濃縮物を得た。この濃縮物を、ｎ－ヘキサンを溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体ａ１の白色固体を収量４．９２ｇ、収率８３％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me4Si): δ = 8.01 (s, 1H), 7.95-7.87 (m, 3H), 7.66 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 7.55-7.53 (m, 2H), 7.32 (d, 2H, J= 8.5 Hz).
MS (APCI) calcd. for C₁₆H₉BrF₂: m/z = 317.99; found: 318.01 [M]⁺.

窒素雰囲気下、９Ｈ－カルバゾール（２．３０ｇ、１３．８ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（脱水）（１００ｍＬ）と丸底フラスコに入れて溶解した。この溶液に、水素化ナトリウム（０．５５ｇ、１３．８ｍｍｏｌ）の６０％鉱油分散液を徐々に加え、室温で１時間攪拌した後、中間体ａ１（２．００ｇ、６．３ｍｍｏｌ）を添加して１３０℃で１６時間加熱した。この反応物に水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝４：６の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ａ２を収量３．０４ｇ、収率７９％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me4Si): δ = 8.21 (d, 4H, J = 7.5 Hz), 8.11-8.08 (m, 3H), 7.92 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 7.86-7.84 (m, 2H,), 7.75 (d, 1H, J = 7.5 Hz), 7.53-7.50 (m, 6H), 7.43-7.33 (m, 8H).
MS (APCI) calcd. for C₄₀H₂₅BrN₂: m/z = 612.12; found: 612.27 [M]⁺.

脱水トルエン（６０ｍＬ）に中間体ａ２（１．５０ｇ、２．４ｍｍｏｌ）を溶解して調製した溶液に、－３０℃の窒素雰囲気下で、ｎ－ブチルリチウム（１．８０ｍｌ、２．９ｍｍｏｌ）の１．６Ｍヘキサン溶液を徐々に加え、室温まで温めた後、６０℃に加熱して２時間攪拌した。この混合物に三臭化ホウ素（０．３５ｍＬ、３．６ｍｍｏｌ）を－１５℃で添加して室温で２時間攪拌し、さらに、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン（０．９８ｍＬ、５．２ｍｍｏｌ）を０℃で添加し、室温まで温めた後、１１０℃に加熱して１０時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却し、酢酸ナトリウム水溶液と酢酸エチルを加え、析出した沈殿物（粗生成物）を濾別した。この粗生成物を、温めたトルエンに溶解して再結晶させた後、昇華させることにより、目的のCzBNNaを収量０．３７ｇ、収率２８％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me4Si): δ = 8.98 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 8.66 (s, 2H), 8.55 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 8.39 (d, 2H, J = 7.0 Hz), 8.34 (s, 1H), 8.26 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 8.12 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 8.06 (t, 2H, J = 9.5 Hz), 7.99 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 7.70 (t, 2H, J = 7.5 Hz), 7.65-7.59 (m, 4H), 7.47 (t, 2H, J = 7.5 Hz).
MS (APCI) calcd. for C₄₀H₂₃BN₂: m/z = 542.20; found: 542.31 [M]⁺.
Elemental analysis calcd. (%) for C₄₀H₂₃BN₂: C 88.57, H 4.27, N 5.16; found: C 88.48, H 4.28, N 5.28.

（合成例２）構造５（CzBN）のホウ素のパラ位にピレニル基を導入した化合物CzBNPyrの合成

２－ブロモ－１、３－ジフルオロ－５－ヨードベンゼン（３．２０ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）、ピレン－１－イルボロン酸（２．７４ｇ、１１．０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（４．１６ｇ、３０．０ｍｍｏｌ）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．５８ｇ、０．５ｍｍｏｌ）を、脱気したテトラヒドロフランと水（容量比で２：１）の混合溶媒に、窒素雰囲気下で溶解して一晩加熱還流した。この反応物を室温まで冷却した後、水（７０ｍｌ）に注ぎ入れ、酢酸エチルで抽出を行った。得られた有機層の溶媒を減圧下で蒸発させて濃縮物を得た。この濃縮物を、ｎ－ヘキサンを溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体ｂ１の白色固体を収量３．３７ｇ、収率８５％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CD₂Cl₂, 298K, relative to Me4Si): δ = 8.25-8.21 (m, 3H), 8.16-8.10 (m, 4H), 8.05 (t, 1H, J= 7.5 Hz), 7.94 (d, 1H, J = 7.5 Hz), 7.27 (d, 2H, J = 8.0 Hz).
MS (APCI) calcd. for C₂₂H₁₁BrF₂: m/z = 392.00; found: 392.08 [M]⁺.

窒素雰囲気下、９Ｈ－カルバゾール（３．０７ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）をＮ、Ｎ－ジメチルホルムアミド（脱水）（１８０ｍＬ）と丸底フラスコに入れて溶解した。この溶液に、水素化ナトリウム（０．７３ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）の６０％鉱油分散液を徐々に加え、室温で１時間攪拌した後、中間体ｂ１（３．３０ｇ、８．３ｍｍｏｌ）を添加して１３０℃で１６時間加熱した。この反応物に水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝４：６の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｂ２を収量４．３２ｇ、収率７５％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CD₂Cl₂, 298K, relative to Me4Si): δ = 8.39 (d, 1H, J = 9.5 Hz), 8.27-8.09 (m, 11H), 8.06-8.02 (m, 3H), 7.53 (t, 4H, J = 8.0 Hz), 7.43 (d, 4H, J = 8.0 Hz), 7.34 (t, 4H, J = 7.5 Hz).
MS (APCI) calcd. for C₄₆H₂₇BrN₂: m/z = 686.14; found: 686.30 [M]⁺.

脱水キシレン（１００ｍＬ）に中間体ｂ２（１．５０ｇ、２．２ｍｍｏｌ）を溶解して調製した溶液に、－３０℃の窒素雰囲気下で、ｎ－ブチルリチウム（１．６０ｍＬ、２．６ｍｍｏｌ）の１．６Ｍヘキサン溶液を徐々に加え、室温まで温めた後、６０℃に加熱して２時間攪拌した。この混合物に臭化ホウ素（０．３１ｍＬ、３．３ｍｍｏｌ）を－１５℃で添加して室温で２時間攪拌し、さらに、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン（０．８７ｍＬ、５．１ｍｍｏｌ）を０℃で添加し、室温まで温めた後、１１０℃に加熱して１０時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却し、酢酸ナトリウムの水溶液と酢酸エチルを加え、析出した沈殿物（粗生成物）を濾別した。この粗生成物を、温めたトルエンに溶解して再結晶させた後、昇華させることにより、目的のCzBNPyrを収量０．４７ｇ、収率３５％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me4Si): δ = 9.10 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 8.71 (s, 2H), 8.54 (d, 1H, J = 7.5 Hz), 8.45 (d, 4H, J = 8.0 Hz), 8.41 (d, 1H, J = 7.0 Hz), 8.34-8.21 (m, 6H), 8.15-8.09 (m, 2H), 7.77 (t, 1H, J = 7.0 Hz), 7.51-7.41 (m, 6H).
MS (APCI) calcd. for C₄₆H₂₅BN₂: m/z = 616.21; found: 616.31 [M]⁺.
Elemental analysis calcd. (%) for C₄₆H₂₅BN₂: C 89.62, H 4.09, N 4.54; found: C 89.20, H 3.99, N 4.46.

（合成例３）２つのフェニル基が導入された構造１７（BiPhOB）にピレニル基を導入した化合物BiPhOBPyrの合成

１－（４－ブロモ－３、５－ジフルオロフェニル）ピレン（２．００ｇ）、［１、１’－ビフェニル］－４－オール（２．１６ｇ）、および炭酸カリウム（１．７６ｇ）を窒素雰囲気下でｎ－メチルピロリドン（２５ｍＬ）に溶解し、１７０℃で１４時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却した後、水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝４：６の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｃ１を収量２．６８ｇ、収率７６％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 8.14-7.94 (m, 8H), 7.84 (d, 1H), 7.55 (d, 4H), 7.50 (d, 4H), 7.36 (t, 4H), 7.27 (t, 2H), 7.20 (m, 4H), 7.03 (s, 2H).

脱水キシレン（２０ｍＬ）に中間体ｃ１（１．００ｇ）を溶解して調製した溶液に、ｎ－ブチルリチウム（１．００ｍＬ）の１．５９Ｍヘキサン溶液を、－３０℃の窒素雰囲気下で徐々に加え、室温まで温めた後、６０℃に加熱して２時間攪拌した。この混合物に三臭化ホウ素（０．１７ｍＬ）を－１５℃で添加して室温で２時間攪拌し、さらに、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチル－アミン（０．６０ｍＬ）を０℃で添加し、室温まで温めた後、１１０℃に加熱して８時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却し、酢酸ナトリウムの水溶液と酢酸エチルを加え、析出した沈殿物（粗生成物）を濾別した。この粗生成物を、温めたトルエンに溶解して再結晶させた後、昇華させることにより、目的のBiPhOBPyrを収量０．２５ｇ、収率２８％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 9.03 (s, 2H), 8.36-8.07 (m, 9H), 8.02 (d, 2H), 7.78 (d, 4H), 7.70 (d, 2H), 7.58 (s, 2H), 7.52 (t, 4H), 7.44 (t, 2H).

（合成例４）フェニル基が導入された構造１８（BiPhOCzNB）にピレニル基を導入した化合物BiPhOCzNBPyrの合成

窒素雰囲気下、９Ｈ－カルバゾール（２．２３ｇ）をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（脱水）（２５０ｍＬ）と丸底フラスコに入れて溶解した。この溶液に、水素化ナトリウム（０．５６ｇ）の６０％鉱油分散液を徐々に加え、室温で１時間攪拌した後、１－（４－ブロモ－３、５－ジフルオロフェニル）ピレン（５．００ｇ）を添加して８０℃で５時間加熱した。この反応物に水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝２：８の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｄ１を収量２．３０ｇ、収率３８％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CD₂Cl₂, 298K): δ = 8.29-8.06 (m, 11H), 7.71-7.68 (m, 2H), 7.49 (t, 2H), 7.36-7.30 (m, 4H).

中間体ｄ１（２．３０ｇ）、［１、１’－ビフェニル］－４－オール（０．８７ｇ）、および炭酸カリウム（０．７１ｇ）を窒素雰囲気下でｎ－メチルピロリドン（４０ｍＬ）に溶解し、１７０℃で１２時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却した後、水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｄ２を収量２．４６ｇ、収率８４％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 8.25-8.18 (m, 6H), 8.10-7.97 (m, 5H), 7.63 (d, 2H), 7.60 (s, 1H), 7.55 (d, 2H), 7.50 (t, 2H), 7.45 (s, 1H), 7.42 (t, 2H), 7.37-7.30 (m, 7H).

中間体ｄ２（１．２０ｇ）をフラスコに入れて真空下で乾燥し、脱水トルエン（５０ｍＬ）を加えて溶解した。この溶液を－２０℃に冷却し、１．５９Ｍのｎ－ブチルリチウム溶液（１．６８ｍＬ）を徐々に加え、－２０℃で２時間撹拌した後、２－イソプロポキシ－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン（１．４０ｍＬ）を徐々に加え、室温で４時間撹拌した。この反応混合物に水を加え、ジクロロメタンで抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濾過し、その濾液を真空下で蒸発乾固した。この乾固物を、クロロホルム：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、中間体ｄ３を収量０．８０ｇ、収率６３％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 8.25 (d, 1H), 8.20-7.99 (m, 10H), 7.59-7.57 (m, 3H), 7.53 (d, 4H,), 7.46 (t, 2H), 7.45-7.39 (m, 3H), 7.32-7.27 (m, 5H), 0.70 (s, 12H).

中間体ｄ３（０．３２ｇ）と塩化アルミニウム（０．５８ｇ）をクロロベンゼンに溶解し、窒素雰囲気下、１２０℃で５時間攪拌した。この反応混合物に水を加えて反応を停止させた後、酢酸エチルで抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濾過し、その濾液を真空下で蒸発乾固した。この乾固物を、クロロホルム：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、目的のBiPhOCzNBPyrを収量０．０５ｇ、収率１６％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 9.08 (s, 1H), 9.99 (d, 1H), 8.56-8.07 (m, 12H,), 7.98 (d, 1H), 7.82 (d, 2H), 7.75 (t, 1H), 7.71-7.41 (m, 8H).

（合成例５）構造１８（PhOCzNB）の他の位置にピレニル基を導入した化合物PyrPhOCzNBの合成

窒素雰囲気下、９Ｈ－カルバゾール（５．００ｇ）をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（脱水）（１８０ｍＬ）と丸底フラスコに入れて溶解した。この溶液に、水素化ナトリウム（１．３２ｇ、）の６０％鉱油分散液を徐々に加え、室温で１時間攪拌した後、２－ブロモ－１、３－ジフルオロベンゼン（６．３５ｇ）を添加して８０℃で８時間加熱した。この反応物に水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｅ１を収量５．１８ｇ、収率５１％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 8.16 (d, 2H), 7.52-7.50 (m, 1H), 7.42 (t, 2H), 7.36-7.30 (m, 4H), 7.08 (d, 2H).

中間体ｅ１（３．５０ｇ）、４－（ピレン－１－イル）フェノール（３．３３ｇ）、および炭酸カリウム（１．７０ｇ）を窒素雰囲気下でｎ－メチルピロリドン（４０ｍＬ）に溶解し、１７０℃で１２時間撹拌した。この反応混合物を室温まで冷却した後、水を加えて反応を停止させ、沈殿物（粗生成物）を濾別した。得られた粗生成物を、クロロホルム：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を溶離液に用いてフラッシュカラムクロマトグラフィー（シリカゲル）にて精製することにより、中間体ｅ２を収量４．１０ｇ、収率６５％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CD₂Cl₂, 298K): δ = 8.27 (d, 1H), 8.24-8.03 (m, 10H), 7.70 (d, 2H), 7.60 (t, 1H,), 7.45 (t, 2H), 7.38-7.30 (m, 6H), 7.18 (d, 2H).

中間体ｅ２（１．００ｇ）をフラスコに入れて真空下で乾燥し、脱水トルエン（１２０ｍｌ）を加えて溶解した。この溶液を－２０℃に冷却し、１．５９Ｍのｎ－ブチルリチウム溶液（１．６３ｍｌ）を徐々に加え、－２０℃で２時間撹拌した後、２－イソプロポキシ－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン（１．３２ｍＬ）を徐々に加え、室温で６時間撹拌した。この反応混物に水を加え、ジクロロメタンで抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濾過し、その濾液を真空下で蒸発乾固した。この乾固物を、クロロホルム：ヘキサン＝４：６の混合溶媒を溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、中間体ｅ３を収量０．６５ｇ、収率６１％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CD₂Cl₂, 298K): δ = 8.26-7.99 (m, 11H), 7.69 (t, 1H), 7.63 (d, 2H), 7.43 (t, 2H), 7.33 (t, 2H), 7.30-7.24 (m, 6H), 0.66 (s, 12H).

中間体ｅ３（０．５０ｇ）と塩化アルミニウム（１．００ｇ）をクロロベンゼンに溶解し、窒素雰囲気下、１２０℃で５時間攪拌した。この反応混合物に水を加えて反応を停止させた後、ジクロロメタンで抽出を行った。得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、濾過し、その濾液を真空下で蒸発乾固した。この乾固物を、クロロホルム：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を溶離液に用いてカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、目的のPyrPhOCzNBを収量０．０９ｇ、収率２４％で得た。
¹H NMR (500 MHz, CDCl₃, 298K, relative to Me₄Si): δ = 8.99-8.86 (m, 2H), 8.46-8.08 (m, 13H), 7.95-7.77 (m, 2H), 7.70-7.43 (m, 4H,), 7.35 (d, 1H).

（時間依存密度汎関数（ＴＤＤＦＴ）計算）
ＴＤＤＦＴ計算で求めた各化合物の分子軌道分布、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギー、最低励起一重項エネルギーＳ_１、最低励起三重項エネルギーＴ_１、最低励起一重項エネルギーＳ_１と最低励起三重項エネルギーＴ_１の差ΔＥ_ＳＴ、および振動子強度ｆを図１、２に示す。各図中、上下のラインに付した数値は、それぞれＬＵＭＯのエネルギー、ＨＯＭＯのエネルギーを示し、中間の２つのラインに付した数値は、それぞれ励起一重項エネルギーＳ_１、励起三重項エネルギーＴ_１を示す。

（比較例１） CzBNNaを用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製
Ａｒ雰囲気のグローブボックス中でCzBNNaのトルエン溶液（濃度１０^－５ｍｏｌ／Ｌ）を調製した。
また、石英基板上に真空蒸着法にて、真空度８×１０^－５Ｐａ以下の条件にてＣｚＢＮＮａとｍＣＢＰとを異なる蒸着源から蒸着し、ＣｚＢＮＮａの濃度が１重量％である薄膜を５０ｎｍの厚さで形成して有機フォトルミネッセンス素子とした。

（実施例１） CzBNPyrを用いた有機フォトルミネッセンス素子の作製
CzBNNaの代わりにCzBNPyrを用いること以外は、比較例１と同様にしてCzBNPyrのトルエン溶液を調製し、CzBNPyrとmCBPの薄膜を形成して有機フォトルミネッセンス素子とした。

（実施例２～４、比較例２、３）他の化合物を用いた有機フォトルミネッセンス素子（トルエン溶液）の調製
CzBNNaの代わりに表１に示す化合物を用いること以外は、比較例１と同様にして各化合物のトルエン溶液を調製した。

［有機フォトルミネッセンス素子の評価］
比較例１と実施例１～４で調製したトルエン溶液について、紫外吸収スペクトルと３４０ｎｍ励起光による蛍光スペクトルとリン光スペクトルを測定した。CzBNNaのトルエン溶液の測定結果を図３に示し、CzBNPyrの測定結果を図４に示し、BiPhOBPyrのトルエン溶液の測定結果を図５に示し、BiPhOCzNBPyrのトルエン溶液の測定結果を図６に示し、PyrPhOCzNBの測定結果を図７に示す。図３～７中、「ＵＶ＠Ｒ．Ｔ．」は室温で測定した紫外吸収スペクトルを示し、「ＦＬ＠Ｒ．Ｔ．」は室温で測定した蛍光スペクトルを示し、「ＦＬ＠７７Ｋ」は７７Ｋで測定した蛍光スペクトルを示し、「Ｐｈ＠７７Ｋ」は７７Ｋで測定したリン光スペクトルを示す。
比較例１と実施例１で作製した薄膜の発光スペクトルを図８に示し、様々な温度で測定した発光の過渡減衰曲線を図９、１０に示す。図１０中の挿入図は、５０Ｋで測定した即時蛍光の過渡減衰曲線を示す。図１０に示すCzBNPyrドープ膜の過渡減衰曲線からは、５０～３００Ｋのいずれの温度においても遅延蛍光は認められなかった。
また、比較例１と実施例１で調製したトルエン溶液と薄膜の各種特性値を表２に示し、実施例２～４で調製したトルエン溶液の各種特性値を表３に示す。各表において、λａｂｓは吸収極大波長、λｍａｘは発光極大波長、Stokes shiftはλｍａｘとλａｂｓの差、ＦＷＨＭは発光ピークの半値全幅、Φ_Ａｒはアルゴン雰囲気で測定したフォトルミネッセンス（ＰＬ）量子収率、ΔＥ_ＳＴは最低励起一重項エネルギーＳ_１と最低励起三重項エネルギーＴ_１の差ΔＥ_ＳＴ、τ_ｐは即時蛍光の発光寿命、τ_ｄは遅延蛍光の発光寿命、Ｋ_ｒは放射遷移の速度定数、Ｋ_ｎｒは無放射遷移の速度定数、ｋ_ＩＳＣは項間交差の速度定数、ｋ_ＲＩＳＣは逆項間交差の速度定数である。

また、実施例１，３および比較例１～３で調製したトルエン溶液（３ｍＬ）について、３００～４００ｎｍのバンドパスフィルターを通過した光を５ｍＷ／ｃｍ^２の照射パワーで連続照射し、発光強度の経時劣化を測定した結果を図１１～１４に示し、各図から発光強度が初期の９０％になるまでの時間ＬＴ９０を求めた結果を表４、５に示す。ここで、発光強度の経時劣化の測定は、大気中（in air：酸素存在下）と窒素雰囲気中（in N₂：酸素非存在下）とで行った。大気中で観測される経時劣化は、一重項励起子の劣化に対応し、窒素雰囲気中で観測される経時劣化は、一重項励起子と三重項励起子の劣化に対応する。また、表４には、表２に示したλｍａｘ、ＦＷＨＭ、Φ_Ａｒ、ΔＥ_ＳＴと、大気中で測定したＰＬ量子収率Φ_Ａｉｒを併せて示した。

多重共鳴型狭帯発光TADF材料の一種であるCzBN（構造５）のホウ素のパラ位にフェニル基（Ph）、ナフチル基（Na）、ピレニル基（Pyr）を導入したところ、いずれも発光波長、ストークスシフト、スペクトル半値幅がほとんど同じ化合物が得られた。S₁とT₁のエネルギー差（ΔE_ST）はフェニル修飾体（CzBNPh）およびナフチル修飾体（CzBNNa）が無修飾体と同じ0.15 eVであったのに対し、ピレニル体（CzBNPyr）は0.61 eVと非常に低い三重項励起子を有しており、TADF性を示さないことを見出した。発光量子収率は無修飾体が99%であるのに対し、フェニル体が99%、ナフチル体が77%、ピレニル体が83%と依然高い発光性を有していた。
また、他の多重共鳴型骨格を有する化合物としてPhOB（構造１７)やPhOCzNB（構造１８）のホウ素原子のパラ位にピレニル基を導入した化合物（BiPhOBPyr、BiPhOCzNBPyr）や、構造１８の他の位置にピレニル基を導入した化合物（PyrPhOCzNB）についても評価を行ったところ、いずれも低いT₁エネルギーと高いＰＬ量子収率を示し、また、スペクトル半値幅が狭く、ストークスシフトが小さいという良好な特性を示した。さらに、BiPhOCzNBPyrと、ピレニル基を導入していない無修飾体（BiPhOCzNB）の寿命（ＬＴ９０）を比較したところ、両者はS₁エネルギーが同等であるものの、BiPhOCzNBPyrの方が、BiPhOCzNBよりも長い寿命を示した。
以上のことから、本発明において多重共鳴効果によってTADF性を示す化合物群にピレンなどの多環芳香族を導入することで、その発光特性を損なうことなく三重項励起子を効率的に除去することができ、これにより、安定性が高い狭帯域発光材料を提供できることが示された。

［エレクトロルミネッセンス素子の作製］
下記の各実施例および各比較例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成と各層のエネルギー準位を図１５に示す。図１５中、各層の下方に記した数値はＨＯＭＯのエネルギーを示し、上方に記した数値はＬＵＭＯのエネルギーを示す。Emitterは、実施例５、比較例４、５で用いたドーパントであり、比較例４ではCzBNNa、実施例５ではCzBNPyr、比較例５ではCzBNPhである。また、C56は比較例６で用いたドーパントである。

（比較例４） CzBNNaを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ITO）からなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度６×１０^－５Ｐａで積層することにより作製した。まず、ITO上にHAT-CNを１０ｎｍの厚さに形成し、その上に、Tris-PCzを３０ｎｍの厚さに形成した。続いて、mCBPを５ｎｍの厚さに形成した。次に、CzBNNaとmCBPを異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの層を形成して発光層とした。この時、CzBNNaの濃度は０．５重量％とした。次に、SF₃-TRZを１０ｎｍの厚さに形成した。その上に、LiqとSF₃-TRZを異なる蒸着源から共蒸着し、２０ｎｍの厚さの層を形成した。この時、Liqの濃度は３０重量％とした。さらにLiqを２ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに蒸着することにより陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子（比較素子４）とした。

（実施例５、比較例５、６）他の化合物をドーパントに用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
発光層を形成する際、CzBNNaの代わりに表６に示す化合物を用いること以外は、比較例４と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（素子５、比較素子４～６）を作製した。ここで、CzBNPyrおよびCzBNPhの発光層における濃度は５重量％とし、C56の発光層における濃度は２０重量％とした。

［有機エレクトロルミネッセンス素子の評価］
比較素子４、素子５の発光スペクトルを図１６に示し、電流密度－電圧特性を図１７に示し、外部量子効率（ＥＱＥ）－輝度特性を図１８に示す。また、素子５、比較素子４～６の窒素雰囲気中（酸素非存在下）で測定した発光強度の経時変化を図１９に示し、大気中（酸素存在下）で測定した発光強度の経時変化を図２０に示す。また、比較素子４、素子５のデバイス特性を表７に示す。表７中、Ｖ_ｏｎはオン電圧、Ｌ_ｍａｘは最大輝度、ＣＥは電流効率、ＰＥは電力効率、ＥＱＥは外部量子効率、λ_ＥＬは発光極大波長、ＦＷＨＭは発光ピークの半値全幅、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）は１０００nitsで測定したＣＩＥ色度座標、ＬＴ９５は１０００nitsで連続駆動したときの輝度が初期輝度の９５％になるまでの時間、ＬＴ９０は１０００nitsで連続駆動したときの輝度が初期輝度の９０％になるまでの時間、Driving voltageは５ｍＡ／ｃｍ^２での電圧をそれぞれ示す。ここで、ＥＱＥ欄の上段に示した数値は、左側から順に、図１８から読み取ったＥＱＥの最大値、１００ｃｄ／ｍ^２でのＥＱＥ、１０００ｃｄ／ｍ^２でのＥＱＥ、１００００ｃｄ／ｍ^２でのＥＱＥであり、下段に示した数値は、ＥＱＥの最大値に対する相対値である。この相対値が小さいもの程、ロールオフが抑えられていることを意味する。ＬＴ９０およびＬＴ９５は酸素非存在下で測定した値であり、ＬＴ９５の欄の括弧内の数値は、輝度が初期輝度の９５％になったときの電流密度である。また、表７には、表２に示した薄膜のＰＬ量子収率Φ_Ａｒを併せて示した。

図１９に示す、酸素非存在下での発光強度の経時劣化は、発光ドーパントの一重項励起子と三重項励起子の劣化を反映する。図１９に示すように、発光ドーパントとして、CzBNにナフチル基を導入した化合物（CzBNNa）を用いた比較素子４とCzBNにピレニル基を導入した化合物（CzBNPyr）を用いた素子５は、CzBNにフェニル基を導入した化合物（CzBNPh）を用いた比較素子５に比べて劣化が抑えられていた。さらに、比較素子４と素子５の間では、CzBNPyrを用いた素子５の方が長寿命であった（表７のＬＴ９５、ＬＴ９０）。このことから、多重共鳴型TADF材料に多環芳香族基を導入することにより寿命が改善すること、特にピレニル基の導入が好ましいことが、エレクトロルミネッセンス素子においても確認することができた。

多重共鳴効果型狭帯発光材料に多環芳香族を導入することにより、多重共鳴骨格上より効果的に三重項励起子を取り除き、発光性がほとんど変わらない蛍光分子を得ることができる。
本発明によれば、色純度が高い安定な狭帯域幅発光材料を提供し、発光デバイスの安定性を向上させることができる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。

Claims

下記一般式（１）で表される化合物。
一般式（１）
Ｍ_Ｒ－Ｘ
（上式において、Ｍ_Ｒは、Ｘが水素原子であるときに多重共鳴効果を用いた発光材料として機能する部分構造を表し、Ｘは３環以上の縮合環を含む多環芳香族基を表す。）
前記多環芳香族基が３つ以上のベンゼンの縮合環を含む芳香族基である、請求項１に記載の化合物（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
前記多環芳香族基が、前記３環以上の縮合環の環骨格構成原子で結合する基である、請求項１または２に記載の化合物。
最低一重項励起状態－最低三重項状態のエネルギー差が0.30eV以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の化合物。
Ｍ_Ｒが、下記の構造１～１８の構造からなる群より選択される１以上の骨格構造を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の化合物。
Ｘが、４環以上の縮合環を含む芳香族基である、請求項１～５のいずれか１項に記載の化合物。
Ｘが置換もしくは無置換のピレニル基である、請求項１～５のいずれか１項に記載の化合物。
請求項１～７のいずれか１項に記載の化合物を含む、発光デバイス。
多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を、３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換することを特徴とする、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の設計方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換した分子を２種以上想定し、その２種以上の想定分子を計算により評価して最適な分子を選択することを含む、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の設計方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。
請求項９または１０の設計方法を実施するためのプログラム。
多重共鳴効果を用いた発光材料分子を構成する１つ以上の水素原子を、３環以上の縮合環を含む多環芳香族基で置換することを特徴とする、安定性を向上させた狭帯域幅発光材料の製造方法（ここでいう芳香族基を構成する環骨格には複素原子が含まれていてもよい）。