JPWO2019215535A1 - 発光素子、表示装置、電子機器、有機化合物及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

発光効率及び信頼性が高い発光素子を提供する。発光層にエネルギードナーとして作用する材料と発光材料を含む発光素子である。エネルギードナーとして作用する材料は三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、発光材料は蛍光を発する。発光材料の分子構造は、発光団と保護基を有する構造であり、保護基はゲスト材料１分子中に５個以上含まれる。保護基を分子中に導入することで、エネルギードナーとして作用する材料から発光材料へのデクスター機構による三重項励起エネルギーのエネルギー移動を抑制する。保護基としては、アルキル基、分岐鎖アルキル基を用いる。発光材料及びエネルギードナーとして作用する材料双方から発光が得られる。

Description

本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、有機化合物及び照明装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の有機化合物を含むＥＬ層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができる。
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３である。そのため、蛍光を発する化合物（蛍光性材料）を用いた発光素子より、燐光を発する化合物（燐光性材料）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な燐光性材料を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
燐光性材料を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性材料を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光性材料を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索されている。
三重項励起状態のエネルギーの一部もしくは全てを発光に変換することが可能な材料として、燐光性材料の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が知られている。ＴＡＤＦ材料では、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される。
ＴＡＤＦ材料を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、ＴＡＤＦ材料において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは困難である。
また、熱活性化遅延蛍光性材料と、蛍光性材料と、を有する発光素子において、熱活性化遅延蛍光性材料の一重項励起エネルギーを、蛍光性材料へと移動させ、蛍光性材料から発光を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１４−４５１７９号公報
Ｈｉｒｏｋｉ Ｎｏｄａ ｅｔ ａｌ．，"ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＤＶＡＮＣＥＳ"，２０１８，ｖｏｌ．４，ｎｏ．６，ｅａａｏ６９１０
白色発光素子に代表される多色発光素子はディスプレイ等に応用が期待される発光素子である。該多色発光素子を得るための素子構成としては、電荷発生層を介し、複数のＥＬ層を設けた発光素子（タンデム素子ともいう）が挙げられる。該タンデム素子は異なる発光色を呈する材料をそれぞれ異なるＥＬ層に用いることができるため、多色発光素子を作製するのに好適である。しかし、タンデム素子は層数が多いため、製造工程が多いという課題がある。
そこで、一つのＥＬ層から複数の発光色が得られる発光素子が求められている。複数の発光色を得る場合、発光層には２種以上の発光材料が用いられるが、信頼性の観点から蛍光材料を用いた多色発光素子の開発が求められている。
上述のように、蛍光発光素子の高効率化としては例えば、ホスト材料とゲスト材料を有する発光層において、ホスト材料の三重項励起子を一重項励起子に変換後に、ゲスト材料である蛍光性材料へ一重項励起エネルギーを移動させる方法が挙げられる。しかし、上述のホスト材料が有する三重項励起エネルギーが一重項励起エネルギーに変換される過程は、三重項励起エネルギーが失活する過程と競合する。そのため、ホスト材料の三重項励起エネルギーが十分に一重項励起エネルギーに変換されない場合がある。例えば、三重項励起エネルギーが失活する経路としては、発光デバイスの発光層中において、蛍光性材料をゲスト材料として用いた場合、蛍光性材料が有する最低三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）にホスト材料が有する三重項励起エネルギーが移動する失活経路が考えられる。この失活経路によるエネルギー移動は発光に寄与しないため、蛍光発光デバイスの発光効率低下につながる。
そこで、蛍光発光素子の発光効率を高め、かつ信頼性も向上させるためには、発光層中の三重項励起エネルギーが効率良く一重項励起エネルギーに変換できること、そして、三重項励起エネルギーが蛍光発光材料へ一重項励起エネルギーとして効率良くエネルギー移動することが好ましい。そのため、ホスト材料の三重項励起状態からゲスト材料の一重項励起状態を効率よく生成させ、発光素子の発光効率をさらに向上させると共に、信頼性も向上させる手法の開発が求められている。
したがって、本発明の一態様では、一つのＥＬ層から複数の発光色が得られる発光素子を提供することを課題とする。本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、信頼性が高い発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
上述のように、蛍光を呈する発光素子において、三重項励起エネルギーを効率良く発光に変換する手法の開発が求められている。そのため、発光層に用いる材料間のエネルギー移動効率を高めることが求められる。そのためには、エネルギードナー−エネルギーアクセプター間のデクスター機構による三重項励起エネルギーの移動を抑制する必要がある。
従って、本発明の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び５個以上の保護基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、５個以上の保護基は、それぞれ独立に炭素数１以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
上記構成において、５個以上の保護基の内、少なくとも４個がそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換または無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一であると好ましい。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び少なくとも４つの保護基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、４つの保護基は縮合芳香環または縮合複素芳香環とは直接結合せず、４つの保護基はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び２以上のジアリールアミノ基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、縮合芳香環または縮合複素芳香環は２以上のジアリールアミノ基と結合し、２以上のジアリールアミノ基は、それぞれ独立に、少なくとも１つの保護基を有し、保護基は、それぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び２以上のジアリールアミノ基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、縮合芳香環または縮合複素芳香環は２以上のジアリールアミノ基と結合し、２以上のジアリールアミノ基は、それぞれ独立に、少なくとも２つの保護基を有し、保護基は、それぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
また、上記構成において、ジアリールアミノ基がジフェニルアミノ基であると好ましい。
また、上記構成において、アルキル基が分岐鎖アルキル基であると好ましい。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び複数の保護基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、縮合芳香環または縮合複素芳香環の一方の面の直上に位置し、かつ、複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、縮合芳香環または縮合複素芳香環の他方の面の直上に位置し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、第２の材料は、発光団及び２以上のジフェニルアミノ基を有し、発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、縮合芳香環または縮合複素芳香環は２以上のジフェニルアミノ基と結合し、２以上のジフェニルアミノ基中のフェニル基は、それぞれ独立に、３位および５位に保護基を有し、保護基は、それぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子である。
また、上記構成において、アルキル基が分岐鎖アルキル基であると好ましい。
また、上記構成において、分岐鎖アルキル基が４級炭素を有すると好ましい。
また、上記構成において、縮合芳香環または縮合複素芳香環が、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、クリセン、トリフェニレン、ピレン、テトラセン、ペリレン、クマリン、キナクリドン、ナフトビスベンゾフランのいずれか一を含むと好ましい。
また、上記構成において、第１の材料は、第１の有機化合物と第２の有機化合物を有し、第１の有機化合物と第２の有機化合物は励起錯体を形成すると好ましい。第１の有機化合物は燐光発光を呈するとより好ましい。
また、上記構成において、第１の材料の発光スペクトルのピーク波長は、第２の材料の発光スペクトルのピーク波長よりも短波長側に位置すると好ましい。
また、上記構成において、第１の材料が燐光または遅延蛍光を呈する化合物であると好ましい。
また、上記構成において、第１の材料の発光スペクトルは第２の材料の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。
また、上記構成において、発光層中の第２の材料の濃度が、０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光素子にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも発光装置に含む場合がある。
本発明の一態様により、一つのＥＬ層から複数の発光色が得られる発光素子を提供することができる。本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、信頼性が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
（Ａ） 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。（Ｂ）本発明の一態様の発光素子の発光層の断面模式図。（Ｃ）本発明の一態様の発光デバイスの発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。 （Ａ） 従来のゲスト材料の概念図。（Ｂ）本発明の一態様の発光素子に用いるゲスト材料の概念図。 （Ａ） 本発明の一態様の発光素子の用いるゲスト材料の構造式。（Ｂ）本発明の一態様の発光素子の用いるゲスト材料の球棒図。 （Ａ） 本発明の一態様の発光素子の発光層の断面模式図。（Ｂ）乃至（Ｄ）本発明の一態様の発光デバイスの発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。 （Ａ） 本発明の一態様の発光素子の発光層の断面模式図。（Ｂ）（Ｃ）本発明の一態様の発光デバイスの発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。 （Ａ） 本発明の一態様の発光素子の発光層の断面模式図。（Ｂ）（Ｃ）本発明の一態様の発光デバイスの発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 （Ａ） 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図。（Ｂ）本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 （Ａ）（Ｂ） 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 （Ａ）（Ｂ） 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 （Ａ）乃至（Ｄ） 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 （Ａ）乃至（Ｃ） 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 本発明の一態様の表示装置を説明する斜視図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性測定結果を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性測定結果を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性測定結果を説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の発光寿命測定結果を説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性測定結果を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトル及び化合物の吸収及び発光スペクトルを説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 （Ａ）（Ｂ） 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 参考例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、発光素子の発光寿命測定結果を説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、Ｓ１準位は一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い一重項励起状態（Ｓ１状態）の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、Ｔ１準位は、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態（Ｔ１状態）の励起エネルギー準位のことである。なお、本明細書等において、単に一重項励起状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、Ｓ１状態およびＳ１準位を表す場合がある。また、三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、Ｔ１状態およびＴ１準位を表す場合がある。
また、本明細書等において蛍光性材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える化合物である。燐光性材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える化合物である。換言すると燐光性材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な化合物の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは０℃以上４０℃以下の範囲の温度をいう。
また、本明細書等において、青色の波長領域は、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満であり、青色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、緑色の波長領域は、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満であり、緑色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域は、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であり、赤色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、２種の発光スペクトルが同じ波長領域にそれぞれ発光スペクトルピークを有する場合でも、ピーク波長が異なる場合、該２種の発光スペクトルは異なる色の発光であるとみなす場合がある。なお、発光スペクトルピークは、極大値またはショルダーを含むものとする。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図６を用いて以下説明する。
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１を用いて、以下説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子１５０の構成としては、その限りではない。つまり、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい。
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
＜発光素子の発光機構＞
次に、発光層１３０の発光機構について、以下説明を行う。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。キャリア（電子および正孔）の再結合によって生じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は、統計的確率により、１：３となる。すなわち、一重項励起子が生成する割合は２５％であり、三重項励起子が生成する割合は７５％であるため、三重項励起子を発光に寄与させることが、発光素子の発光効率を向上させるためには重要である。したがって、発光層１３０には、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料を用いると好ましい。
三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料として、燐光を発することができる化合物（以下、燐光性材料ともいう）が挙げられる。本明細書等において、燐光性材料とは、低温（例えば７７Ｋ）以上室温以下の温度範囲（すなわち、７７Ｋ以上３１３Ｋ以下）のいずれかにおいて、燐光を呈し、且つ蛍光を呈さない化合物のことをいう。該燐光性材料としては、スピン軌道相互作用の大きい金属元素を有すると好ましく、具体的には遷移金属元素が好ましく、特に白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ））を有することが好ましく、中でもイリジウムを有することで、一重項基底状態と三重項励起状態との間の直接遷移に係わる遷移確率を高めることができ好ましい。
また、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料としては、ＴＡＤＦ材料が挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば１０Ｋ）で観測される燐光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、室温または低温における蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．２ｅＶ以下であることが好ましい。
また、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料としては、ペロブスカイト構造を有する遷移金属化合物のナノ構造体が挙げられる。特に金属ハロゲン化物ペロブスカイト類のナノ構造体がこのましい。該ナノ構造体としては、ナノ粒子、ナノロッドが好ましい。
図１（Ｂ）は本発明の一態様である発光素子の発光層１３０を表す断面模式図である。本発明の一態様では、発光層１３０は化合物１３１及び化合物１３２を有する。化合物１３１は三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、化合物１３２は一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。信頼性の高い発光素子を得るためには、化合物１３２として蛍光性材料を用いることが好ましい。ここで、発光層１３０において、化合物１３１はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。すなわち図１（Ｃ）においては、ホスト材料はエネルギードナー、ゲスト材料はエネルギーアクセプターとしての機能を有する。また、本発明の一態様の発光素子において、化合物１３１は上述のように、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有するため、発光層１３０からはエネルギードナーである化合物１３１からの発光及びエネルギーアクセプターである化合物１３２からの発光を得ることができる。上述のようにエネルギードナーとして、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、エネルギーアクセプターとして、蛍光性材料を用いた発光素子を本明細書では三重項増感素子と呼称する場合がある。
＜発光層の構成例１＞
図１（Ｃ）は、本発明の一態様の発光素子中の発光層におけるエネルギー準位の相関の一例である。本構成例では化合物１３１にＴＡＤＦ材料を用いた場合について示している。
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、のエネルギー準位の相関を図１（Ｃ）に示す。なお、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１３１）：化合物１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：化合物１３２
・ＴＣ１：化合物１３１のＴ１準位
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
・ＳＧ：化合物１３２のＳ１準位
・ＴＧ：化合物１３２のＴ１準位
ここで、電流励起によって生じた化合物１３１の三重項励起エネルギーに着目する。化合物１３１はＴＡＤＦ性を有する。そのため、化合物１３１は三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図１（Ｃ） ルートＡ１）。化合物１３１が有する一重項励起エネルギーは、化合物１３２へ移動することができる。（図１（Ｃ） ルートＡ２）。このとき、ＳＣ１≧ＳＧであると好ましい。ここで、ルートＡ２の過程は化合物１３１の発光の過程（化合物１３１のＳ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３１が有する一重項励起エネルギーは化合物１３１の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３１からの発光及び化合物１３２からの発光の２種類の発光を得ることができる。なお、電流励起によって生じた化合物１３１の一重項励起エネルギーも同様に化合物１３１及び化合物１３２の発光へ変換される。
なお、具体的には、化合物１３１の蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳＣ１とし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＳＣ１≧ＳＧであることが好ましい。また、化合物１３１の発光スペクトルは、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。
化合物１３１で生じた三重項励起エネルギーが、上記ルートＡ１及びルートＡ２を経てゲスト材料である化合物１３２のＳ１準位へエネルギー移動し化合物１３２が発光することによって、効率良く三重項励起エネルギーを蛍光発光に変換することができる。ルートＡ２において、化合物１３１がエネルギードナー、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。また、本発明の一態様の発光素子において、化合物１３１はエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能する。
化合物１３１がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって、化合物１３１の励起エネルギーは化合物１３１の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また、化合物１３１及び化合物１３２の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
また、図１（Ｃ）に示すように、化合物１３１のＳ１準位は化合物１３２のＳ１準位よりも高い。そのため、化合物１３１からの発光スペクトルは化合物１３２よりも短波長側に得られる。より具体的には、化合物１３１の発光スペクトルのピーク波長が、化合物１３２の発光スペクトルのピーク波長よりも短波長側に位置する。該構成とすることによって、効率良く化合物１３１から化合物１３２へエネルギー移動することができ、発光効率が良好な多色発光素子を得ることができる。
ここで、発光層１３０において、化合物１３１と化合物１３２は混合されている。そのため、上記ルートＡ１及びルートＡ２と競合して化合物１３１の三重項励起エネルギーが化合物１３２の三重項励起エネルギーへ変換される過程（図１（Ｃ）ルートＡ３）が起こり得る。化合物１３２は蛍光性材料であるため、化合物１３２の三重項励起エネルギーは発光に寄与しない。すなわち、ルートＡ３のエネルギー移動が生じると発光素子の発光効率が低下してしまう。なお実際は、ＴＣ１からＴＧへのエネルギー移動（ルートＡ３）は、直接ではなく、化合物１３２のＴＧよりも高位の三重項励起状態に一度エネルギー移動し、その後内部変換によりＴＧになる経路があり得るが、図中ではその過程を省略している。以降の本明細書中における望ましくない熱失活過程、すなわちＴＧへの失活過程は、全て同様である。
ここで、分子間のエネルギー移動機構として、フェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）が知られている。エネルギーアクセプターである化合物１３２が蛍光性材料であるため、ルートＡ３のエネルギー移動はデクスター機構が支配的である。一般的に、デクスター機構はエネルギードナーである化合物１３１とエネルギーアクセプターである化合物１３２の距離が１ｎｍ以下で有意に生じる。そのため、ルートＡ３を抑制するためには、ホスト材料とゲスト材料の距離、すなわちエネルギードナーとエネルギーアクセプターの距離を遠ざけることが重要である。
また、化合物１３１の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ１）から、化合物１３２の三重項励起エネルギー準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、化合物１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくいため、図示していない。
図１（Ｃ）中のＴＧはエネルギーアクセプター中の発光団に由来するエネルギー準位であることが多い。そのため、より詳細にはルートＡ３を抑制するためには、エネルギードナーとエネルギーアクセプターが有する発光団の距離を遠ざけることが重要である。
そこで、本発明者らはエネルギーアクセプターとして、エネルギードナーとの距離を遠ざけるための保護基を有する蛍光性材料を用いることで、上記発光効率の低下を抑制可能であることを見出した。
＜保護基を有する蛍光性材料の概念＞
図２（Ａ）に一般的な蛍光性材料である、保護基を有さない蛍光性材料をゲスト材料としてホスト材料に分散させた場合の、図２（Ｂ）に本発明の一態様の発光素子に用いる、保護基を有する蛍光性材料をゲスト材料としてホスト材料に分散させた場合の概念図を示す。ホスト材料はエネルギードナー、ゲスト材料はエネルギーアクセプターと読み替えても構わない。ここで、保護基は、発光団とホスト材料との距離を遠ざける機能を有する。図２（Ａ）において、ゲスト材料３０１は発光団３１０を有する。一方、図２（Ｂ）において、ゲスト材料３０２は発光団３１０と保護基３２０を有する。また、図２（Ａ）及び（Ｂ）においてゲスト材料３０１及びゲスト材料３０２はホスト材料３３０に囲まれている。図２（Ａ）では発光団とホスト材料の距離が近いため、ホスト材料３３０からゲスト材料３０１へのエネルギー移動として、フェルスター機構によるエネルギー移動（図２（Ａ）及び（Ｂ）中、ルートＡ４）とデクスター機構によるエネルギー移動（図２（Ａ）及び（Ｂ）中、ルートＡ５）の両方が生じうる。デクスター機構によるホスト材料からゲスト材料への三重項励起エネルギーのエネルギー移動が生じゲスト材料の三重項励起状態が生成すると、ゲスト材料が蛍光性材料である場合、三重項励起エネルギーが無放射失活するため、発光効率低下の一因となる。
一方、図２（Ｂ）では、ゲスト材料３０２は保護基３２０を有している。そのため、発光団３１０とホスト材料３３０の距離を遠ざけることができる。よって、デクスター機構によるエネルギー移動（ルートＡ５）を抑制することができる。
ここで、ゲスト材料３０２が発光するためには、デクスター機構を抑制しているため、ゲスト材料３０２はフェルスター機構によりホスト材料３３０からエネルギーを受け取る必要がある。すなわち、デクスター機構によるエネルギー移動は抑制しつつ、フェルスター機構によるエネルギー移動を効率良く利用することが好ましい。フェルスター機構によるエネルギー移動もホスト材料とゲスト材料の距離に影響を受けることが知られている。一般に、ホスト材料３３０とゲスト材料３０２の距離が１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下ではフェルスター機構が優勢となる。一般にホスト材料３３０とゲスト材料３０２の距離が１０ｎｍ以上ではエネルギー移動は生じにくい。ここで、ホスト材料３３０とゲスト材料３０２の距離はホスト材料３３０と発光団３１０との距離と読み替えて構わない。
よって、保護基３２０は発光団３１０から１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲に広がると好ましい。より好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ以下である。該構成とすることで、ホスト材料３３０からゲスト材料３０２へのデクスター機構によるエネルギー移動を抑制しつつ、効率良くフェルスター機構によるエネルギー移動を利用することができる。そのため、高い発光効率を有する発光素子を作製することができる。
本発明の一態様の発光素子には、発光層に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。デクスター機構によるエネルギー移動を抑制しながら、フェルスター機構によるエネルギー移動を効率良く利用することができるため、本発明の一態様の発光素子は発光効率が高い発光素子を得ることができる。さらに、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料をホスト材料に利用することによって、燐光発光素子と同等の高い発光効率を有する蛍光発光素子を作製できる。また、安定性が高い蛍光性材料を用いて発光効率を向上させることができるので、信頼性の良好な発光素子を作製できる。また、ホスト材料に利用した三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料からの発光も得ることによって、通常、発光層を積層させなければ得られない多色発光素子を、１層の発光層で得ることができる。
ここで、発光団とは、蛍光性材料において、発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は一般的にπ結合を有しており、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。また、他の態様として、発光団とは、環平面上に遷移双極子ベクトルが存在する芳香環を含む原子団（骨格）と見なすことができる。また、一つの蛍光性材料が複数の縮合芳香環または縮合複素芳香環を有する場合、該複数の縮合芳香環または縮合複素芳香環のうち、最も低いＳ１準位を有する骨格を該蛍光性材料の発光団と考える場合がある。また、該複数の縮合芳香環または縮合複素芳香環のうち、最も長波長側に吸収端を有する骨格を該蛍光性材料の発光団と考える場合がある。また、該複数の縮合芳香環または縮合複素芳香環それぞれの発光スペクトルの形状から該蛍光性材料の発光団を予想できる場合がある。
縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光性材料は蛍光量子収率が高いため好ましい。
また保護基として用いられる置換基は、発光団及びホスト材料が有するＴ１準位よりも高い三重項励起エネルギー準位を有する必要がある。そのため飽和炭化水素基を用いることが好ましい。π結合を有さない置換基は三重項励起エネルギー準位が高いためである。また、π結合を有さない置換基は、キャリア（電子またはホール）を輸送する機能が低い。そのため、飽和炭化水素基はホスト材料の励起状態またはキャリア輸送性にほとんど影響を与えずに、発光団とホスト材料の距離を遠ざけることができる。また、π結合を有さない置換基とπ共役系を有する置換基を同時に有する有機化合物においては、π共役系を有する置換基側にフロンティア軌道｛ＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、最高被占軌道ともいう）及びＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、最低空軌道ともいう）｝が存在する場合が多く、特に発光団がフロンティア軌道を有する場合が多い。後述するように、デクスター機構によるエネルギー移動には、エネルギードナー及びエネルギーアクセプターのＨＯＭＯの重なりと、ＬＵＭＯの重なりが重要になる。そのため、飽和炭化水素基を保護基に用いることによって、エネルギードナーであるホスト材料のフロンティア軌道と、エネルギーアクセプターであるゲスト材料のフロンティア軌道との距離を遠ざけることができ、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。
保護基の具体例としては、炭素数１以上１０以下のアルキル基が挙げられる。また、保護基は発光団とホスト材料との距離を遠ざける必要があるため、嵩高い置換基が好ましい。そのため、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基を好適に用いることができる。特にアルキル基としては、嵩高い分岐鎖アルキル基が好ましい。また、該置換基は４級炭素を有すると嵩高い置換基となるため特に好ましい。
また、保護基は１つの発光団に対して５個以上有すると好ましい。該構成とすることで、発光団全体を保護基で覆うことができるため、ホスト材料と発光団との距離を適当に調整することができる。また、図２（Ｂ）では発光団と保護基が直接結合している様子を表しているが、保護基は発光団と直接結合していない方がより好ましい。例えば、保護基はアリーレン基やアミノ基等の２価以上の置換基を介して発光団と結合していても良い。該置換基を介して保護基が発光団と結合することによって、効果的に発光団とホスト材料の距離を遠ざけることができる。そのため、発光団と保護基が直接結合しない場合、保護基は１つの発光団に対して４個以上有すると、効果的にデクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。
また、発光団と保護基を結ぶ２価以上の置換基はπ共役系を有する置換基であると好ましい。該構成とすることで、ゲスト材料の発光色やＨＯＭＯ準位、ガラス転移点等の物性を調整することができる。なお、保護基は発光団を中心に分子構造を見た際に、最も外側に配置されると好ましい。
＜保護基を有する蛍光性材料と分子構造例＞
ここで下記構造式（１０２）で示される、本発明の一態様の発光素子に用いることができる蛍光性材料である、Ｎ，Ｎ’−［（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン）−９，１０−ジイル］−Ｎ，Ｎ’−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミン（略称：２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈ）の構造を示す。２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈにおいて、アントラセン環が発光団であり、ターシャリーブチル基（ｔＢｕ基）が保護基として作用する。
Figure 2019215535
上記２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの球棒モデルによる表示を図３（Ｂ）に示す。なお図３（Ｂ）は２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈを図３（Ａ）の矢印の方向（アントラセン環面に対して水平方向）から見た時の様子を表している。図３（Ｂ）の網掛け部分は発光団であるアントラセン環面の直上部分を表しており、該直上部分に保護基であるｔＢｕ基が重なる領域を有することが分かる。例えば、図３（Ｂ）中、矢印（ａ）で示す原子は、該網掛け部分と重なるｔＢｕ基の炭素原子であり、矢印（ｂ）で示す原子は、該網掛け部分と重なるｔＢｕ基の水素原子である。すなわち、２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈは発光団面の一方の直上に保護基を構成する原子が位置し、他方の面直上にも、保護基を構成する原子が位置している。該構成とすることによって、ゲスト材料がホスト材料に分散した状態であっても、発光団であるアントラセン環の平面方向および垂直方向の双方において、アントラセン環とホスト材料の距離を遠ざけることができ、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。
また、デクスター機構によるエネルギー移動は、例えばエネルギー移動に係わる遷移がＨＯＭＯとＬＵＭＯとの間の遷移である場合、ホスト材料とゲスト材料のＨＯＭＯの重なり及びホスト材料とゲスト材料のＬＵＭＯの重なりが重要である。両材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯが重なるとデクスター機構は有意に生じる。そのため、デクスター機構を抑制するためには、両材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの重なりを抑制することが重要である。すなわち、励起状態に関わる骨格とホスト材料との距離を遠ざけることが重要である。ここで、蛍光性材料においては、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯ共に発光団が有することが多い。例えば、ゲスト材料のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯは発光団の面の上方と下方（２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈにおいては、アントラセン環の上方と下方）に広がっている場合、発光団の面の上方及び下方を保護基で覆うことが分子構造において重要である。
また、ピレン環やアントラセン環のような発光団として機能する縮合芳香環や縮合複素芳香環は、該環平面上に遷移双極子ベクトルが存在する。よって図３（Ｂ）においては２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈは遷移双極子ベクトルが存在する面、すなわちアントラセン環の面直上に、保護基であるｔＢｕ基が重なる領域を有すると好ましい。具体的には、複数の保護基（図３（Ａ）、（Ｂ）においてはｔＢｕ基）を構成する原子の少なくとも一つが、縮合芳香環または縮合複素芳香環（図３（Ａ）、（Ｂ）においてはアントラセン環）の一方の面の直上に位置し、かつ、前記複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、前記縮合芳香環または縮合複素芳香環の他方の面の直上に位置する。該構成とすることによって、ゲスト材料がホスト材料に分散した状態であっても、発光団とホスト材料の距離を遠ざけることができ、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。また、アントラセン環のような発光団を覆うようにｔＢｕ基が配置されていることが好ましい。
＜発光層の構成例２＞
図４（Ｃ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の発光層１３０におけるエネルギー準位の相関の一例である。図４（Ａ）に示す発光層１３０は、化合物１３１と、化合物１３２と、さらに化合物１３３と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３２は、蛍光性材料であると好ましい。また、本構成例では、化合物１３１と化合物１３３は励起錯体を形成する組合せである。
化合物１３１と化合物１３３との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔を輸送する機能（正孔輸送性）を有する化合物であり、他方が電子を輸送する機能（電子輸送性）を有する化合物であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。また、化合物１３１と化合物１３３との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
また、効率よく励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、化合物１３１及び化合物１３３のうち一方のＨＯＭＯ準位が他方のＨＯＭＯ準位より高く、一方のＬＵＭＯ準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。なお、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３３のＨＯＭＯ準位と同等、または化合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３３のＬＵＭＯ準位と同等であってもよい。
なお、化合物のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される化合物の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
例えば、化合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３３が電子輸送性を有する場合、図４（Ｂ）に示すエネルギーバンド図のように、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３３のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３３のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすることで、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及び電子が、化合物１３１および化合物１３３に、それぞれ注入されやすくなり好適である。
なお、図４（Ｂ）において、Ｃｏｍｐ（１３１）は化合物１３１を表し、Ｃｏｍｐ（１３３）は化合物１３３を表し、ΔＥＣ１は化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表し、ΔＥＣ３は化合物１３３のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表し、ΔＥＥは化合物１３３のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表す、表記及び符号である。
また、化合物１３１と化合物１３３とが形成する励起錯体は、化合物１３１にＨＯＭＯの分子軌道を有し、化合物１３３にＬＵＭＯの分子軌道を有する励起錯体となる。また、該励起錯体の励起エネルギーは、化合物１３３のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＥ）に概ね相当し、化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＣ１）及び化合物１３３のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＣ３）より小さくなる。したがって、化合物１３１と化合物１３３とで励起錯体を形成することで、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。また、より低い励起エネルギーを有するため、該励起錯体は、安定な励起状態を形成することができる。
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、のエネルギー準位の相関を図４（Ｃ）に示す。なお、図４（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｃｏｍｐ（１３１）：化合物１３１
・Ｃｏｍｐ（１３３）：化合物１３３
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：化合物１３２
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
・ＴＣ１：化合物１３１のＴ１準位
・ＳＣ３：化合物１３３のＳ１準位
・ＴＣ３：化合物１３３のＳ１準位
・ＳＧ：化合物１３２のＳ１準位
・ＴＧ：化合物１３２のＴ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１と化合物１３３とで励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）と励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図４（Ｃ） ルートＡ６参照）。
励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥおよびＴＥ）は、励起錯体を形成する各物質（化合物１３１および化合物１３３）のＳ１準位（ＳＣ１およびＳＣ３）より低くなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）とＴ１準位（ＴＥ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、逆項間交差しやすく、ＴＡＤＦ性を有する。そのため、励起錯体は三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図４（Ｃ） ルートＡ７）。励起錯体が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３２へ移動することができる。（図４（Ｃ） ルートＡ８）。このとき、ＳＥ≧ＳＧであると好ましい。ルートＡ８において、励起錯体がエネルギードナーであり、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。ここで、ルートＡ８の過程は励起錯体の発光の過程（励起錯体のＳ１準位から基底状態への遷移または励起錯体のＴ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、励起錯体が有する一重項及び三重項励起エネルギーは励起錯体の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は励起錯体からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。
励起錯体がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１及び化合物１３３の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって、励起錯体の励起エネルギーは励起錯体の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３３の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
なお、具体的には、励起錯体の蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳＥとし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＳＥ≧ＳＧであることが好ましい。また、励起錯体の発光スペクトルは、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。
なお、励起錯体のＴＡＤＦ性を高めるには、化合物１３１および化合物１３３の双方のＴ１準位、すなわちＴＣ１およびＴＣ３が、ＴＥ以上であることが好ましい。その指標としては、化合物１３１および化合物１３３の燐光スペクトルの最も短波長側の発光ピーク波長が、いずれも励起錯体の最大発光ピーク波長以下であることが好ましい。あるいは、励起錯体の蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳＥとし、化合物１３１および化合物１３３の燐光スペクトルの短波長側の裾において各々接線を引き、それらの外挿線の波長のエネルギーを各化合物のＴＣ１およびＴＣ３とした際に、ＳＥ−ＴＣ１≦０．２ｅＶ、かつ、ＳＥ−ＴＣ３≦０．２ｅＶであることが好ましい。
発光層１３０で生じた三重項励起エネルギーが、上記ルートＡ６及び励起錯体のＳ１準位からゲスト材料へのＳ１準位へのエネルギー移動（ルートＡ８）を経ることで、ゲスト材料が発光することができる。よって、発光層１３０に励起錯体を形成する組合せの材料を用いることで、蛍光発光素子の発光効率を高めることができる。
ここで、本発明の一態様である発光素子では、化合物１３２に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。該構成とすることで、上述のように、ルートＡ９で表されるデクスター機構によるエネルギー移動を抑制し、三重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。そのため、発光効率の高い蛍光発光素子を得ることができる。
上記に示すルートＡ６乃至Ａ８の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層１３０は、励起錯体から蛍光性材料への励起エネルギーの供与がある。
＜発光層の構成例３＞
本構成例では、上述のＥｘＥＦを利用した発光素子の化合物１３３として、燐光性材料を用いた場合について説明する。すなわち、励起錯体を形成する化合物の一方に燐光性材料を用いた場合について説明する。
本構成例では励起錯体を形成する一方の化合物に重原子を有する化合物を用いる。そのため、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が促進される。よって、三重項励起状態から一重項基底状態への遷移が可能な（すなわち燐光を呈することが可能な）励起錯体を形成することができる。この場合、通常の励起錯体とは異なり、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）がエネルギードナーの準位となるため、ＴＥが発光材料である化合物１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）以上であることが好ましい。具体的には、重原子を用いた励起錯体の発光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴＥとし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＴＥ≧ＳＧであることが好ましい。
このようなエネルギー準位の相関とすることで、生成した励起錯体の三重項励起エネルギーは、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）から化合物１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。なお、励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）とＴ１準位（ＴＥ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、発光スペクトルにおいて、蛍光と燐光とを明確に区別することが困難な場合がある。その場合、発光寿命によって、蛍光または燐光を区別することが可能な場合がある。
なお、上記構成で用いる燐光性材料はＩｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｐｄ等の重原子を含んでいることが好ましい。すなわち、励起錯体が有する三重項励起エネルギー準位からゲスト材料の一重項励起エネルギー準位へのエネルギー移動が許容遷移となれば良い。上述のような燐光性材料から構成される励起錯体や燐光性材料からゲスト材料へのエネルギー移動は、エネルギードナーの三重項励起エネルギー準位からゲスト材料（エネルギーアクセプター）の一重項励起エネルギー準位へのエネルギー移動が許容遷移となるため好ましい。よって、図４（Ｃ）中のルートＡ７の過程を経ることなく、励起錯体の三重項励起エネルギーをルートＡ８の過程によってゲスト材料のＳ１準位（ＳＧ）へ移動させることができる。すなわち、ルートＡ６及びルートＡ８の過程のみでゲスト材料のＳ１準位へ三重項及び一重項励起エネルギーを移動させることができる。ルートＡ８において、励起錯体がエネルギードナーであり、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。ここで、ルートＡ８の過程は励起錯体の発光の過程（励起錯体のＳ１準位またはＴ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、励起錯体が有する一重項励起エネルギーまたは三重項励起は化合物１３１の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３１からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。また、本構成例において、発光層１３０における化合物１３３の濃度を調整することによって化合物１３３に由来する発光も得ることができる。
化合物１３３及び励起錯体がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１及び化合物１３３の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって、化合物１３３及び励起錯体の励起エネルギーは化合物１３３の発光、励起錯体の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３３の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
ここで、本発明の一態様である発光素子では、化合物１３２に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。該構成とすることで、上述のように、ルートＡ９で表されるデクスター機構によるエネルギー移動を抑制し、三重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。そのため、発光効率の高い蛍光発光素子を得ることができる。
＜発光層の構成例４＞
本構成例では上述のＥｘＥＦを利用した発光素子の化合物１３３として、ＴＡＤＦ性を有する材料を用いた場合について図４（Ｄ）を用いて説明する。
化合物１３３はＴＡＤＦ材料であるため、励起錯体を形成していない化合物１３３は、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図４（Ｄ）ルートＡ１０）。化合物１３３が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３２へ移動することができる。（図４（Ｄ） ルートＡ１１）。このとき、ＳＣ３≧ＳＧであると好ましい。
先の発光層の構成例と同様に、本発明の一態様の発光素子では、図４（Ｄ）中のルートＡ６乃至ルートＡ８を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３２へ移動する経路と、図４（Ｄ）中のルートＡ１０及びルートＡ１１を経て化合物１３２へ移動する経路が存在する。三重項励起エネルギーが蛍光性材料へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。ルートＡ８において、励起錯体がエネルギードナーであり、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。ルートＡ１１において、化合物１３３がエネルギードナーであり、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。ここで、ルートＡ１１の過程は化合物１３３の発光の過程（化合物１３３のＳ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３３が有する一重項励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３３からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。また、上述のように、ルートＡ８の過程は励起錯体の発光の過程（励起錯体のＳ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、励起錯体が有する一重項励起エネルギーは励起錯体の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は励起錯体からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。
化合物１３３及び励起錯体がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１及び化合物１３３の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって、化合物１３３及び励起錯体の励起エネルギーは化合物１３３の発光、励起錯体の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３３の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
本構成例において、励起錯体及び化合物１３３がエネルギードナーであり、化合物１３２がエネルギーアクセプターとして機能する。
＜発光層の構成例５＞
図５（Ａ）は発光層１３０に４種の材料を用いた場合について示している。図５（Ａ）において発光層１３０は化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３、化合物１３４と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３３は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。本構成例では化合物１３３が燐光性材料である場合について説明する。化合物１３２は、蛍光発光を呈するゲスト材料である。また、化合物１３１は化合物１３４と励起錯体を形成する有機化合物である。
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、化合物１３４のエネルギー準位の相関を図５（Ｂ）に示す。なお、図５（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りであり、その他の表記及び符号は図４（Ｃ）に示す表記及び符号と同様である。
・Ｃｏｍｐ（１３４）：化合物１３４
・ＳＣ４：化合物１３４のＳ１準位
・ＴＣ４：化合物１３４のＴ１準位
本構成例に示す、本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１と化合物１３４とで励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）と励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図５（Ｂ） ルートＡ１２参照）。
上記の過程によって生成した励起錯体は、上述の通り、励起エネルギーを失うことによって励起錯体を形成していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。
励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥおよびＴＥ）は、励起錯体を形成する各物質（化合物１３１および化合物１３４）のＳ１準位（ＳＣ１およびＳＣ４）より低くなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
ここで、化合物１３３は燐光性材料であると、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が許容される。そのため、励起錯体が有する一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が速やかに化合物１３３へと移動する（ルートＡ１３）。このとき、ＴＥ≧ＴＣ３であると好ましい。また、化合物１３３が有する三重項励起エネルギーを効率良く化合物１３２の一重項励起エネルギーへと変換することができる（ルートＡ１４）。ここで、図５（Ｂ）に示すように、ＴＥ≧ＴＣ３≧ＳＧであると、化合物１３３の励起エネルギーが一重項励起エネルギーとして効率良くゲスト材料である化合物１３２へ移動するため好ましい。具体的には、化合物１３３の燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴＣ３とし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＴＣ３≧ＳＧであることが好ましい。また、化合物１３３の発光スペクトルのピーク波長は、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。ルートＡ１４において、化合物１３３はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。ここで、ルートＡ１４の過程は化合物１３３の発光の過程（化合物１３３のＴ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３３が有する三重項励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３３からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。
このとき、化合物１３１と化合物１３４との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。
化合物１３３がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１、化合物１３３及び化合物１３４の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって化合物１３３の励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３及び化合物１３４の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
また、効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、化合物１３１及び化合物１３４のうち一方のＨＯＭＯ準位が他方のＨＯＭＯ準位より高く、一方のＬＵＭＯ準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。
また、化合物１３１と化合物１３４とのエネルギー準位の相関は、図５（Ｂ）に限定されない。すなわち、化合物１３１の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ１）は、化合物１３４の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ４）より高くても低くてもよい。また、化合物１３１の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ１）は、化合物１３４の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ４）より高くても低くてもよい。
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３１はπ電子不足骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３１のＬＵＭＯ準位が低くなり、励起錯体の形成に好適となる。
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３１はπ電子過剰骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が高くなり、励起錯体の形成に好適となる。
ここで、本発明の一態様である発光素子では、化合物１３２に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。該構成とすることで、上述のように、ルートＡ１５で表されるデクスター機構によるエネルギー移動を抑制し、三重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。そのため、発光効率の高い蛍光発光素子を得ることができる。
なお、上記に示すルートＡ１２及びＡ１３の過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層１３０は、励起錯体から化合物１３３への励起エネルギーの供与がある。よって、本構成例は、ＥｘＴＥＴを利用可能な発光層に保護基を有する蛍光性材料を混合した構成と言うことができる。
＜発光層の構成例６＞
本構成例では、上述の発光層の構成例５で説明した化合物１３４にＴＡＤＦ性を有する材料を用いた場合について説明する。
図５（Ｃ）は発光層１３０に４種の材料を用いた場合について示している。図５（Ｃ）において発光層１３０は化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３、化合物１３４と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３３は三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。化合物１３２は、蛍光発光を呈するゲスト材料である。また、化合物１３１は化合物１３４と励起錯体を形成する有機化合物である。
ここで、化合物１３４はＴＡＤＦ材料であるため、励起錯体を形成していない化合物１３４は、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図５（Ｃ） ルートＡ１６）。化合物１３４が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３２へ移動することができる。（図５（Ｃ） ルートＡ１７）。このとき、ＳＣ４≧ＳＧであると好ましい。ここで、ルートＡ１７の過程は化合物１３４の発光の過程（化合物１３４のＳ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３４が有する一重項励起エネルギーは化合物１３４の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３４からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。また、発光層の構成例５で示したように化合物１３３が有する三重項励起エネルギーを効率良く化合物１３２の一重項励起エネルギーへと変換することができ（ルートＡ１４）、化合物１３３からの発光も得ることができる。
化合物１３３及び化合物１３４がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１、化合物１３３及び化合物１３４の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって化合物１３３及び化合物１３４の励起エネルギーは化合物１３３の発光、化合物１３４の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３及び化合物１３４の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
具体的には、化合物１３４の蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳＣ４とし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＳＣ４≧ＳＧであることが好ましい。また、化合物１３４の発光スペクトルは、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。
先の発光層の構成例と同様に、本発明の一態様の発光素子では、図５（Ｃ）中のルートＡ１２乃至ルートＡ１４を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３２へ移動する経路と、図５（Ｃ）中のルートＡ１６及びルートＡ１７を経て化合物１３２へ移動する経路が存在する。三重項励起エネルギーが蛍光性材料へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。ルートＡ１４において、化合物１３３はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。また、ルートＡ１７において、化合物１３４はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。
上述のように、本発明の一態様の発光素子は、エネルギー移動の経路によって、多色発光を得ることができる。また、発光層１３０における化合物１３２、化合物１３３及び化合物１３４の濃度を調整することで、発光色を調整することができる。すなわち、発光層１３０における化合物１３２、化合物１３３及び化合物１３４の濃度を調整することで、化合物１３２からの発光強度、化合物１３３からの発光強度、励起錯体からの発光強度を調整することができる。
＜発光層の構成例７＞
図６（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の発光層１３０におけるエネルギー準位の相関の一例である。図６（Ａ）に示す発光層１３０は、化合物１３１と、化合物１３２と、さらに化合物１３３と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３２は、保護基を有する蛍光性材料である。また、化合物１３３は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。本構成例では化合物１３３が燐光性材料である場合について説明する。
なお、図６（Ｂ）及び後述する図６（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｃｏｍｐ（１３１）：化合物１３１
・Ｃｏｍｐ（１３３）：化合物１３３
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：化合物１３２
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
・ＴＣ１：化合物１３１のＴ１準位
・ＴＣ３：化合物１３３のＴ１準位
・ＴＧ：化合物１３２のＴ１準位
・ＳＧ：化合物１３２のＳ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１において主としてキャリアの再結合が生じることにより、一重項励起子及び三重項励起子が生じる。ここで化合物１３３は燐光性材料であるため、ＴＣ３≦ＴＣ１という関係の材料を選択することで、化合物１３１で生じた一重項及び三重項励起エネルギー双方を化合物１３３のＴＣ３準位へ移動することができる（図６（Ｂ）ルートＡ１８）。なお、一部のキャリアは、化合物１３３で再結合し得る。
なお、上記構成で用いる燐光性材料はＩｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｐｄ等の重原子を含んでいることが好ましい。燐光性材料を化合物１３３として用いた場合、エネルギードナーの三重項励起エネルギー準位からゲスト材料（エネルギーアクセプター）の一重項励起エネルギー準位へのエネルギー移動が許容遷移となるため好ましい。よって、化合物１３３の三重項励起エネルギーをルートＡ１９の過程によってゲスト材料のＳ１準位（ＳＧ）へ移動させることができる。ルートＡ１９において、化合物１３３はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。この場合、ＴＣ３≧ＳＧであると、化合物１３３の励起エネルギーが効率良くゲスト材料である化合物１３２の一重項励起状態へ移動するため好ましい。ここで、ルートＡ１９の過程は化合物１３３の発光の過程（化合物１３３のＴ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３３が有する三重項励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３３からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。
化合物１３３がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１及び化合物１３３の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって化合物１３３の励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３３の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
具体的には、化合物１３３の燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴＣ３とし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＴＣ３≧ＳＧであることが好ましい。また、化合物１３３の発光スペクトルは、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。
ここで、本発明の一態様である発光素子では、化合物１３２に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。該構成とすることで、上述のように、ルートＡ２０で表されるデクスター機構によるエネルギー移動を抑制し、三重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。そのため、発光効率の高い蛍光発光素子を得ることができる。
＜発光層の構成例８＞
図６（Ｃ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の発光層１３０におけるエネルギー準位の相関の一例である。図６（Ｃ）に示す発光層１３０は、化合物１３１と、化合物１３２と、さらに化合物１３３と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３２は、保護基を有する蛍光性材料である。また、化合物１３３は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。本構成例では化合物１３３がＴＡＤＦ性を有する化合物である場合について説明する。
図６（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りであり、その他の表記及び符号は図６（Ｂ）に示す表記及び符号と同様である。
・ＳＣ３：化合物１３３のＳ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１において主としてキャリアの再結合が生じることにより、一重項励起子及び三重項励起子が生じる。ここでＳＣ３≦ＳＣ１かつＴＣ３≦ＴＣ１という関係の材料を選択することで、化合物１３１で生じた一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギー双方を化合物１３３のＳＣ３及びＴＣ３準位へ移動することができる（図６（Ｃ）ルートＡ２１）。なお、一部のキャリアは、化合物１３３で再結合し得る。
ここで、化合物１３３はＴＡＤＦ材料であるため、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図６（Ｃ） ルートＡ２２）。また、化合物１３３が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３２へ移動することができる（図６（Ｃ）ルートＡ２３）。このとき、ＳＣ３≧ＳＧであると好ましい。ここで、ルートＡ２３の過程は化合物１３３の発光の過程（化合物１３３のＳ１準位から基底状態への遷移）と競合する。すなわち、化合物１３３が有する一重項励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光へと変換される。そのため、本発明の一態様の発光素子は化合物１３３からの発光及び化合物１３２からの発光を得ることができる。
化合物１３３がエネルギードナーとして機能するとともに、発光材料としても機能するためには、化合物１３１及び化合物１３３の総量に対して化合物１３２の濃度は０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下であると好ましい。該構成とすることによって化合物１３３の励起エネルギーは化合物１３３の発光及び化合物１３２の発光に効率良く変換できるため、効率の良い多色発光素子を得ることができる。また化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３３の濃度を調整することによって、発光色を調整することができる。
具体的には、化合物１３３の蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳＣ３とし、化合物１３２の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーをＳＧとした際に、ＳＣ３≧ＳＧであることが好ましい。また、化合物１３３の発光スペクトルは、化合物１３２の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なると好ましい。ルートＡ２１乃至ルートＡ２３の過程を経ることで、発光層１３０中の三重項励起エネルギーを化合物１３２の蛍光発光へ変換することができる。ルートＡ２３において、化合物１３３はエネルギードナー、化合物１３２はエネルギーアクセプターとして機能する。
ここで、本発明の一態様である発光素子では、化合物１３２に発光団に保護基を有するゲスト材料を用いる。該構成とすることで、上述のように、ルートＡ２４で表されるデクスター機構によるエネルギー移動を抑制し、三重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。そのため、発光効率の高い蛍光発光素子を得ることができる。
＜エネルギー移動機構＞
ここで、フェルスター機構と、デクスター機構について説明する。ここでは、励起状態である第１の材料から基底状態である第２の材料への励起エネルギーの供与に関し、第１の材料と第２の材料との分子間のエネルギー移動過程について説明するが、どちらか一方が励起錯体の場合も同様である。
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、第１の材料及び第２の材料の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振動の共鳴現象によって第１の材料が第２の材料にエネルギーを受け渡し、励起状態の第１の材料が基底状態になり、基底状態の第２の材料が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す。
Figure 2019215535
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、第１の材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、εｇ（ν）は、第２の材料のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎは、媒体の屈折率を表し、Ｒは、第１の材料と第２の材料の分子間距離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は、第１の材料と第２の材料の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０から４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、第１の材料と第２の材料が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態の第１の材料の電子と、基底状態の第２の材料との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
Figure 2019215535
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、第１の材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は、第２の材料の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、Ｒは、第１の材料と第２の材料の分子間距離を表す。
ここで、第１の材料から第２の材料へのエネルギー移動効率φＥＴは、数式（３）で表される。ｋｒは、第１の材料の発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光）の速度定数を表し、ｋｎは、第２の材料の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測される第１の材料の励起状態の寿命を表す。
Figure 2019215535
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に小さくなれば良いことがわかる。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネルギー移動効率φＥＴは、第１の材料の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φが高い方が良いと言える。
また、第１の材料の発光スペクトルと第２の材料の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、第２の材料のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、第２の材料における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、第２の材料において三重項励起状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構による第１の材料の励起状態から第２の材料への三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、第２の材料の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。
また、フェルスター機構によるエネルギー移動速度は数式（１）より第１の材料と第２の材料の分子間距離Ｒの６乗に反比例する。また上述のように、Ｒが１ｎｍ以下ではデクスター機構によるエネルギー移動が優勢となる。そのため、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制しつつ、フェルスター機構によるエネルギー移動速度を高めるためには、分子間距離は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。よって、上述の保護基は嵩高くなりすぎないことが求められるため、保護基を構成する炭素数は３以上１０以下が好ましい。
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくするには第１の材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）と第２の材料の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネルギー移動過程であるため、第１の材料の一重項励起状態から第２の材料の一重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、第１の材料の三重項励起状態から第２の材料の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
本発明の一態様の発光素子においては、第２の材料は蛍光性材料であるため、第２の材料の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、第１の材料から第２の材料へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましく、第１の材料から第２の材料へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
また、既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、第１の材料の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率は、第１の材料の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、第１の材料の励起寿命τは短いことが好ましい。
そこで、本発明の一態様は、第１の材料として励起錯体や燐光性材料、ＴＡＤＦ材料を用いる。これらの材料は三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。フェルスター機構のエネルギー移動効率は、エネルギードナーの発光量子収率に依存するため、燐光性材料、励起錯体、あるいはＴＡＤＦ材料のように三重項励起状態のエネルギーを発光に変換できる第１の材料は、その励起エネルギーをフェルスター機構により第２の材料に移動させることができる。一方、本発明の一態様の構成により、第１の材料（励起錯体またはＴＡＤＦ材料）の三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を促進させ、第１の材料の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることができる。また、第１の材料（燐光性材料または燐光性材料を用いた励起錯体）の三重項励起状態から一重項基底状態への遷移を促進させ、第１の材料の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることができる。その結果、第１の材料の三重項励起状態から蛍光性材料（第２の材料）への三重項励起状態へのデクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させることができる。
また、本発明の一態様の発光素子では、上述の通り、第２の材料として保護基を有する蛍光性材料を用いる。そのため、第１の材料と第２の材料の分子間距離を大きくすることができる。よって、本発明の一態様の発光素子では、第１の材料に三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料を、第２の材料に保護基を有する蛍光性材料を用いることによって、デクスター機構によるエネルギー移動効率を低下させることができる。その結果、発光層１３０における三重項励起エネルギーの無放射失活を抑制することができ、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。本発明の一態様の発光素子の発光層には、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有するエネルギーアクセプターと、発光団に保護基を有するエネルギードナーを用いる。三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料としては、ＴＡＤＦ性材料や燐光性材料が挙げられる。
エネルギーアクセプターとして機能する化合物１３２が有する発光団としては、例えばフェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光性材料は蛍光量子収率が高いため好ましい。
また、保護基としては炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基が好ましい。
炭素数１以上１０以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられるが、後述する炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基が特に好ましい。なお、該アルキル基はこれらに限定されない。
炭素数３以上１０以下の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、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。該シクロアルキル基はこれらに限定されない。また該シクロアルキル基が置換基を有する場合、該置換基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基のような炭素数１乃至７のアルキル基や、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、８，９，１０−トリノルボルナニル基、のような炭素数５乃至７のシクロアルキル基や、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基のような炭素数６乃至１２のアリール基等が挙げられる。
炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基としては、イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、３−メチルペンチル基、２−メチルペンチル基、２−エチルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基等が挙げられる。該分岐鎖アルキル基はこれらに限定されない。
炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。該トリアルキルシリル基はこれらに限定されない。
また、該エネルギーアクセプターの分子構造としては、発光団と２つ以上のジアリールアミノ基が結合し、ジアリールアミノ基が有するアリール基のそれぞれが少なくとも一つの保護基を有する構造であると好ましい。該アリール基のそれぞれに少なくとも２つの保護基が結合するとさらに好ましい。保護基の数が多い方が、発光層に該ゲスト材料を用いた場合、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制する効果が大きいためである。なお、分子量の増大を抑制し、昇華性を保つため、ジアリールアミノ基はジフェニルアミノ基であることが好ましい。
また、発光団に２つ以上のアミノ基を結合させることによって、発光色を調整しつつ、量子収率が高い蛍光性材料を得ることができる。また、該アミノ基は発光団に対して対称の位置に結合すると好ましい。該構成とすることによって、高い量子収率を有する蛍光性材料とすることができる。
また、発光団に直接保護基を導入するのではなく、ジアリールアミンが有するアリール基を介して保護基を導入しても構わない。該構成とすることで、発光団を覆うように保護基を配置することができるため、どの方向からでもホスト材料と発光団との距離を遠ざけることができるため好ましい。また、発光団に直接保護基を結合させない場合、保護基は発光団１つに対して４つ以上導入することが好ましい。
また、図３で示したように、複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、発光団すなわち縮合芳香環または縮合複素芳香環の一方の面の直上に位置し、かつ、複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、該縮合芳香環または該縮合複素芳香環の他方の面の直上に位置する構成が好ましい。その具体的な手法としては、以下のような構成が挙げられる。すなわち、発光団である縮合芳香環または縮合複素芳香環が、２以上のジフェニルアミノ基と結合し、該２以上のジフェニルアミノ基中のフェニル基は、それぞれ独立に、３位および５位に保護基を有する。
このような構成とすることで、図３にて示したように、フェニル基上の３位または５位の保護基が、発光団である縮合芳香環または縮合複素芳香環の直上に来るような立体配置を取ることができる。その結果、該縮合芳香環または該縮合複素芳香環の面の上方及び下方を効率良く覆うことができ、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。
以上で述べたようなエネルギーアクセプター材料としては、例えば、下記一般式（Ｇ１）または（Ｇ２）で表される有機化合物を好適に用いることができる。
Figure 2019215535
一般式（Ｇ１）及び（Ｇ２）中、Ａは炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合芳香環または炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合複素芳香環を表し、Ａｒ１乃至Ａｒ６はそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数６乃至１３の芳香族炭化水素基を表し、Ｘ１乃至Ｘ１２はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を表し、Ｒ１乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に、水素、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を表す。
炭素数６乃至１３の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基等が挙げられる。なお、該芳香族炭化水素基はこれらに限定されない。また、該芳香族炭化水素基が置換基を有する場合、該置換基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基のような炭素数１乃至７のアルキル基や、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、８，９，１０−トリノルボルナニル基、のような炭素数５乃至７のシクロアルキル基や、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基のような炭素数６乃至１２のアリール基等が挙げられる。
一般式（Ｇ１）中、炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合芳香環または炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合複素芳香環は上述の発光団を表し、上述の骨格を用いることができる。また、一般式（Ｇ１）及び（Ｇ２）中、Ｘ１乃至Ｘ１２は保護基を表す。
また、一般式（Ｇ２）では、保護基がアリーレン基を介して発光団であるキナクリドン骨格と結合されている。該構成とすることによって、発光団を覆うように保護基を配置することができるため、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。なお、発光団に直接結合する保護基を有していても構わない。
また、該エネルギーアクセプター材料としては、下記一般式（Ｇ３）または（Ｇ４）で表される有機化合物を好適に用いることができる。
Figure 2019215535
一般式（Ｇ３）及び（Ｇ４）中、Ａは炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合芳香環または炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合複素芳香環を表しＸ１乃至Ｘ１２はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を表す。
また、保護基がフェニレン基を介して発光団と結合されていると好ましい。該構成とすることによって、発光団を覆うように保護基を配置することができるため、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。また、発光団と保護基がフェニレン基を介して結合し、該フェニレン基に２つの保護基が結合される場合、一般式（Ｇ３）及び（Ｇ４）に示すように、該２つの保護基はフェニレン基に対してメタ位で結合されると好ましい。該構成とすることによって、発光団を効率良く覆うことができるため、デクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。一般式（Ｇ３）で表される有機化合物の一例としては、上述の２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが挙げられる。すなわち、本発明の一態様において、一般式（Ｇ３）は特に好ましい例である。
また、該エネルギーアクセプター材料としては、下記一般式（Ｇ５）で表される有機化合物を好適に用いることができる。
Figure 2019215535
一般式（Ｇ５）中、Ｘ１乃至Ｘ８はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を表し、Ｒ１１乃至Ｒ１８はそれぞれ独立に、水素、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基、置換若しくは無置換の炭素数６以上２５以下のアリール基のいずれか一を表す。
炭素数６以上２５以下のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、スピロフルオレニル基等が挙げられる。なお、炭素数６以上２５以下のアリール基はこれらに限定されない。なお、該アリール基が置換基を有する場合、該置換基としては、上述の炭素数１以上１０以下のアルキル基、炭素数３以上１０以下の分岐鎖アルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基が挙げられる。
アントラセン化合物は発光量子収率が高く、発光団の面積が小さいため、保護基によってアントラセンの面の上方及び下方を効率良く覆うことができる。一般式（Ｇ５）で表される有機化合物の一例としては、上述の２ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが挙げられる。
また、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）で挙げられる化合物の一例を以下に構造式（１０２）乃至（１０５）及び（２００）乃至（２８４）に示す。なお、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）で挙げられる化合物はこれらに限定されない。また、構造式（１０２）乃至（１０５）及び（２００）乃至（２８４）に示す化合物は本発明の一態様の発光素子のゲスト材料に好適に用いることができる。なお、該ゲスト材料はこれらに限定されない。
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また、本発明の一態様の発光素子のゲスト材料に好適に用いることができる材料の一例を構造式（１００）及び（１０１）に示す。なお、該ゲスト材料はこれらに限定されない。
Figure 2019215535
化合物１３３がエネルギードナーとして機能する場合、例えばＴＡＤＦ材料を用いることができる。化合物１３３のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は小さいことが好ましく、具体的には０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下である。
化合物１３３は、正孔輸送性を有する骨格と、電子輸送性を有する骨格と、を有することが好ましい。あるいは、化合物１３３は、π電子過剰骨格または芳香族アミン骨格と、π電子不足骨格と、を有することが好ましい。そうすることで、分子内でドナー−アクセプター型の励起状態を形成しやすくなる。さらに、化合物１３３の分子内でドナー性とアクセプター性が共に強くなるよう、電子輸送性を有する骨格と、正孔輸送性を有する骨格と、が直接結合する構造を有することが好ましい。あるいは、π電子過剰骨格または芳香族アミン骨格と、π電子不足骨格と、が直接結合する構造を有すると好ましい。分子内でのドナー性とアクセプター性を共に強くすることで、化合物１３３のＨＯＭＯにおける分子軌道が分布する領域と、ＬＵＭＯにおける分子軌道が分布する領域との重なりを小さくすることができ、化合物１３３の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差を小さくすることが可能となる。また、化合物１３３の三重項励起エネルギー準位を高いエネルギーに保つことが可能となる。
ＴＡＤＦ材料が、一種類の材料から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。
まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
Figure 2019215535
また、一種の材料から構成されるＴＡＤＦ材料としては、π電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）、９−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２）等が挙げられる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差が小さくなるため、特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
Figure 2019215535
化合物１３３が三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有さない場合、化合物１３１と化合物１３３または化合物１３１と化合物１３４の組合せとしては、互いに励起錯体を形成する組み合わせが好ましいが、特に限定はない。一方が電子を輸送する機能を有し、他方が正孔を輸送する機能を有すると好ましい。化合物１３１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。
また、以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：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）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、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）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４乃至炭素数４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、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）、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）等の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、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またはα−ＮＰＤ）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）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、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）、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：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレ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１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい材料（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、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）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、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。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、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）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
化合物１３３または化合物１３４としては、化合物１３１と励起錯体を形成できる材料が好ましい。具体的には、上記で示した正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。この場合、化合物１３１と化合物１３３または化合物１３１と化合物１３４とで形成される励起錯体の発光ピークが、化合物１３２（蛍光性材料）の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように化合物１３１と化合物１３３または化合物１３１と化合物１３４、および化合物１３２（蛍光性材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。
また、化合物１３３としては、燐光性材料を用いることができる。燐光性材料としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられる。また、ポルフィリン配位子を有する白金錯体や有機イリジウム錯体が挙げられ、中でも例えば、イリジウム系オルトメタル錯体等の有機イリジウム錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。この場合、化合物１３３（燐光性材料）は三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯を有する。また化合物１３３の発光ピークが、化合物１３２（蛍光性材料）の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるよう化合物１３３、および化合物１３２（蛍光性材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。また、化合物１３３が燐光性材料の場合であっても、化合物１３１と励起錯体を形成して構わない。励起錯体を形成する場合、燐光性材料は常温で発光する必要はなく、励起錯体を形成した際に常温で発光できればよい。この場合、例えば、Ｉｒ（ｐｐｚ）３などを燐光性材料として用いることができる。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：Ｆｉｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｆｉｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｆｉｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格およびイミダゾール骨格のような含窒素五員複素環骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、高い三重項励起エネルギーを有し、信頼性や発光効率にも優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノルボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、上述のエネルギードナーとして用いることができる材料としては、金属ハロゲン化物ペロブスカイト類を挙げることができる。該金属ハロゲン化物ペロブスカイト類は下記一般式（ｇ１）乃至（ｇ３）のいずれかで表すことができる。
（ＳＡ）ＭＸ３：（ｇ１）
（ＬＡ）２（ＳＡ）ｎ−１ＭｎＸ３ｎ＋１：（ｇ２）
（ＰＡ）（ＳＡ）ｎ−１ＭｎＸ３ｎ＋１：（ｇ３）
上記一般式においてＭは２価の金属イオンを表し、Ｘはハロゲンイオンを表す。
２価の金属イオンとしては具体的には、鉛、スズなどの２価の陽イオンが用いられている。
ハロゲンイオンとしては、具体的には、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素などのアニオンが用いられる。
また、ｎは１乃至１０の整数を表しているが、一般式（ｇ２）または一般式（ｇ３）において、ｎが１０よりも大きい場合、その性質は一般式（ｇ１）で表される金属ハロゲン化物ペロブスカイト類に近いものとなる。
また、ＬＡはＲ３０−ＮＨ３ ＋で表されるアンモニウムイオンを表す。
一般式Ｒ３０−ＮＨ３ ＋で表されるアンモニウムイオンにおいて、Ｒ３０は炭素数２乃至２０のアルキル基、アリール基及びヘテロアリール基のいずれか１又は炭素数２乃至２０のアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基と、炭素数１乃至１２のアルキレン基、ビニレン基、炭素数６乃至１３のアリーレン基及びヘテロアリーレン基の組み合わせからなる基であり、後者の場合はアルキレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基は複数連なっていても良く、同じ種類の基が複数個用いられても良い。なお、上記アルキレン基、ビニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基が複数連なっている場合、アルキレン基、ビニレン基、アリーレン基及びヘテロアリーレン基の総数は３５以下であることが好ましい。
また、ＳＡは一価の金属イオンまたはＲ３１−ＮＨ３ ＋で表され、Ｒ３１が炭素数１乃至６のアルキル基であるアンモニウムイオンを表す。
また、ＰＡは、ＮＨ３ ＋−Ｒ３２−ＮＨ３ ＋若しくはＮＨ３ ＋−Ｒ３３−Ｒ３４−Ｒ３５−ＮＨ３ ＋、またはアンモニウムカチオンを有する分岐ポリエチレンイミンの一部または全部を表し、当該部分の価数は＋２である。なお、一般式中の電荷はほぼつりあっている。
ここで、金属ハロゲン化物ペロブスカイト類の電荷は、上記式により材料中すべての部分において厳密に釣り合っているものではなく、材料全体の中性が概ね保たれていれば良い。材料中には局所的に遊離のアンモニウムイオンや遊離のハロゲンイオン、不純物イオンなどその他のイオンなどが存在する場合があり、それらが電荷を中和している場合がある。また、粒子や膜の表面、結晶のグレイン境界などでも局所的に中性が保たれていない場合があり、必ずしもすべての場所において、中性が保たれていなくとも良い。
なお、上記式（ｇ２）における（ＬＡ）には例えば、下記一般式（ａ−１）乃至（ａ−１１）、一般式（ｂ−１）乃至（ｂ−６）で表される物質などを用いることができる。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
また、上記一般式（ｇ３）における（ＰＡ）は、代表的には下記一般式（ｃ−１）、（ｃ−２）及び（ｄ）のいずれかで表される物質およびアンモニウムカチオンを有する分岐ポリエチレンイミンなどの一部分、または全部を表しており、＋２価の電荷を有している。これらポリマーは、複数の単位格子にわたって電荷を中和している場合があり、また、異なる二つのポリマー分子が有する電荷一つずつによって一つの単位格子の電荷が中和されている場合もある。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
但し、上記一般式においてＲ２０は炭素数２乃至１８のアルキル基を表し、Ｒ２１、Ｒ２２およびＲ２３は水素または炭素数１乃至１８のアルキル基を表し、Ｒ２４は下記構造式および一般式（Ｒ２４−１）乃至（Ｒ２４−１４）を表す。また、Ｒ２５およびＲ２６はそれぞれ独立に水素または炭素数１乃至６のアルキル基を表す。また、Ｘは上記（ｄ−１）乃至（ｄ−６）のいずれかの組で表されるモノマーユニットＡおよびＢの組み合わせを有し、Ａがｕ個、Ｂがｖ個含まれている構造を表している。なお、ＡおよびＢの並び順は限定されない。また、ｍおよびｌはそれぞれ独立に０乃至１２の整数であり、ｔは１乃至１８の整数である。また、ｕは０乃至１７の整数、ｖは１乃至１８の整数であり、ｕ＋ｖは１乃至１８の整数である。
Figure 2019215535
なお、これらは例示であり、（ＬＡ）、（ＰＡ）として用いることができる物質はこれらに限られることはない。
一般式（ｇ１）で表される（ＳＡ）ＭＸ３の組成を有する３次元構造の金属ハロゲン化物ペロブスカイト類では、中心に金属原子Ｍを置き６個の頂点にハロゲン原子を配置した正八面体構造が各頂点のハロゲン原子を共有して３次元に配列することで骨格を形成している。この各頂点にハロゲン原子を有する正八面体の構造ユニットをペロブスカイトユニットと呼ぶことにする。このペロブスカイトユニットが孤立して存在するゼロ次元構造体、頂点のハロゲン原子を介して１次元的に連結した線状構造体、２次元的に連結したシート状構造体、３次元的に連結した構造体があり、更にペロブスカイトユニットが２次元的に連結したシート状構造体が複数層積層して形成される複雑な２次元構造体もある。更により複雑な構造体もある。これらのペロブスカイトユニットを有するすべての構造体の総称として、金属ハロゲン化物ペロブスカイト類と定義して用いる。
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１３０において、化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３及び化合物１３４以外の材料（化合物１３５）を有していても良い。その場合、化合物１３１及び化合物１３３（または化合物１３４）が効率よく励起錯体を形成するためには、化合物１３１及び化合物１３３（または化合物１３４）のうち一方のＨＯＭＯ準位が発光層１３０中の材料のうち最も高いＨＯＭＯ準位を有し、他方のＬＵＭＯ準位が発光層１３０中の材料のうち最も低いＬＵＭＯ準位を有すると好ましい。そのようなエネルギー準位の相関とすることで、化合物１３１と化合物１３５とで励起錯体を形成する反応を抑制することができる。
例えば、化合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３３（または化合物１３４）が電子輸送性を有する場合、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３３のＨＯＭＯ準位および化合物１３５のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３３のＬＵＭＯ準位が化合物１３１のＬＵＭＯ準位および化合物１３５のＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい。この場合、化合物１３５のＬＵＭＯ準位は、化合物１３１のＬＵＭＯ準位より高くても低くてもよい。また、化合物１３５のＨＯＭＯ準位は、化合物１３３のＨＯＭＯ準位より高くても低くてもよい。
発光層１３０に用いることが可能な材料（化合物１３５）としては、特に限定はないが、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、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−（ｐ−ｔｅｒｔ−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−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、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またはα−ＮＰＤ）、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）、４，４’−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が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記化合物１３１及び化合物１３２のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム（Ｍｇ）などの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、タングステン及び亜鉛を含有したインジウム酸化物などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、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含む層、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）等の電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミンおよびカルバゾール誘導体を用いることができる。また、芳香族炭化水素およびスチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４以上炭素数４２以下である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、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）、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）等の高分子化合物を用いることもできる。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１のＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を用いることができる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層１３０に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の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構わない。また、電子輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であり、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、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。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１９にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層１１９に、電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
また、電子注入層１１９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１１８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。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、ノズルプリント法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。
また、発光層に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジオクチル−１，４−フェニレンビニレン）等のポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（略称：ＰＦ８）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，８−ジイル）］（略称：Ｆ８ＢＴ）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，２’−ビチオフェン−５，５’−ジイル）］（略称Ｆ８Ｔ２）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−（９，１０−アントラセン）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，５−ジメチル−１，４−フェニレン）］等のポリフルオレン誘導体、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｐ３ＨＴ）等のポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）誘導体、ポリフェニレン誘導体等が挙げられる。また、これらの高分子化合物や、ＰＶＫ、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリ［ビス（４−フェニル）（２，４，６−トリメチルフェニル）アミン］（略称：ＰＴＡＡ）等の高分子化合物に、発光性の化合物をドープして発光層に用いてもよい。発光性の化合物としては、先に挙げた発光性の化合物を用いることができる。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又は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、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、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、本明細書等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含むセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）や紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子に好適に用いることのできる有機化合物の合成法の一例について、一般式（Ｇ１）及び（Ｇ２）で表される有機化合物を例に説明する。
＜一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の合成方法＞
上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、種々の反応を適用した合成方法により合成することができる。例えば、下記に示す合成スキーム（Ｓ−１）および（Ｓ−２）により合成することができる。化合物１と、アリールアミン（化合物２）と、アリールアミン（化合物３）とをカップリングすることにより、ジアミン化合物（化合物４）を得る。
続いて、ジアミン化合物（化合物４）と、ハロゲン化アリール（化合物５）と、ハロゲン化アリール（化合物６）とをカップリングすることにより、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を得ることができる。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
なお、上記合成スキーム（Ｓ−１）および（Ｓ−２）において、Ａは炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合芳香環または炭素数１０乃至３０の置換若しくは無置換の縮合複素芳香環を表し、Ａｒ１乃至Ａｒ４はそれぞれ独立に置換または無置換の炭素数６乃至１３の芳香族炭化水素基を表し、Ｘ１乃至Ｘ８はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を表す。該縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、クリセン、フェナントレン、スチルベン、アクリドン、フェノキサジン、フェノチアジン等が挙げられる。特にアントラセン、ピレン、クマリン、キナクリドン、ペリレン、テトラセン、ナフトビスベンゾフランであると好ましい。
なお、上記合成スキーム（Ｓ−１）及び（Ｓ−２）において、パラジウム触媒を用いたブッフバルト・ハートウィッグ反応を行う場合、Ｘ１０乃至Ｘ１３はハロゲン基又はトリフラート基を表し、ハロゲンとしては、ヨウ素又は臭素又は塩素が好ましい。当該反応では、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、酢酸パラジウム（ＩＩ）等のパラジウム化合物と、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン、トリ（ｎ−ヘキシル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル等の配位子を用いることができる。また、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基等を用いることができる。また、溶媒として、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を用いることができる。なお、当該反応で用いることができる試薬類は、これらの試薬類に限られるものではない。
また、上記合成スキーム（Ｓ−１）及び（Ｓ−２）において行う反応は、ブッフバルト・ハートウィッグ反応に限られるものではなく、有機錫化合物を用いた右田・小杉・スティルカップリング反応、グリニヤール試薬を用いたカップリング反応、銅、又は銅化合物を用いたウルマン反応等を用いることができる。
上記合成スキーム（Ｓ−１）において、化合物２と化合物３とが異なる構造である場合、化合物１と化合物２とを先に反応させてカップリング体とし、得られたカップリング体と、化合物３とを反応させることが好ましい。なお、化合物１に対して、化合物２及び化合物３を段階的に反応させる場合は、化合物１は、ジハロゲン体であることが好ましく、Ｘ１０及びＸ１１は異なるハロゲンを用いて選択的に１つずつアミノ化反応を行うことが好ましい。
さらに合成スキーム（Ｓ−２）において、化合物５と化合物６とが異なる構造である場合、化合物４と化合物５とをまず反応させてカップリング体を得てから、さらに得られたカップリング体と化合物６とを反応させることが好ましい。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す発光素子の構成と異なる構成の発光素子について、図７を用いて、以下説明を行う。なお、図７において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例２＞
図７は、発光素子２５０の断面模式図である。図７に示す発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。複数の発光ユニットのうちいずれか一つの発光ユニットは、図１（Ａ）に示した、ＥＬ層１００と同様な構成を有すると好ましい。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子２５０は、複数の発光ユニットを有すると好ましい。なお、発光素子２５０において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２５０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図７に示す発光素子２５０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０８に、ＥＬ層１００と同様な構成を用いると好ましい。
また、発光素子２５０は、発光層１２０と、発光層１７０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１２０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１７０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
発光素子２５０は発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８が有するいずれかの層に本発明の一態様に係る化合物が含まれていればよい。なお、該化合物が含まれる層として好ましくは発光層１２０または発光層１７０である。
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、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。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けない構成であっても良い。あるいは、発光ユニットの陰極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの電子注入層または電子輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには電子注入層または電子輸送層を設けない構成であっても良い。
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電極１０１と電極１０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図７において、電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する。
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的には、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率であっても機能する。
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、図７においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子２５０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
なお、上記各構成において、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、に用いるゲスト材料が呈する発光色としては、互いに同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、で互いに同じ色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、で互いに異なる色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。この場合、発光層１２０及び発光層１７０のいずれか一方もしくは双方、に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、発光素子２５０が呈する発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１２０及び発光層１７０、の光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
発光層１２０及び発光層１７０の一方または両方に実施の形態１で示した発光層１３０の構成を用いると好ましい。該構成にすることによって、発光効率及び信頼性が良好な発光素子を得ることができる。発光層１３０に含まれるゲスト材料は蛍光性材料である。そのため、発光層１２０及び発光層１７０の一方または両方に実施の形態１で示した発光層１３０の構成を用いることで、高効率、高信頼性を有する発光素子を得ることができる。
また、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子の場合、それぞれの発光ユニットに用いるゲスト材料が呈する発光色は、互いに同じであっても異なっていてもよい。同色の発光を呈する発光ユニットを複数有する場合、この複数の発光ユニットが呈する発光色は、その他の色と比較して、少ない電流値で高い発光輝度を得ることができる。このような構成は、発光色の調整に好適に用いることができる。特に、発光効率が異なり且つ、異なる発光色を呈するゲスト材料を用いる場合に好適である。例えば、３層の発光ユニットを有する場合、同色の蛍光性材料を有する発光ユニットを２層、該蛍光性材料とは異なる発光色を呈する燐光材料を有する発光ユニットを１層とすることで、蛍光発光と燐光発光の発光強度を調整することができる。すなわち、発光ユニットの数によって発光色の強度を調整可能である。
このような蛍光発光ユニットを２層、燐光発光ユニットを１層有する発光素子の場合、青色蛍光性材料を含む発光ユニットを２層及び黄色燐光材料を含む発光ユニットを１層含有する発光素子、青色蛍光性材料を含む発光ユニットを２層及び、赤燐光材料及び緑燐光材料を含む発光ユニットを１層有する発光素子または、青色蛍光性材料を含む発光ユニットを２層及び赤燐光材料、黄色燐光材料及び緑燐光材料を含む発光ユニットを１層有する発光素子、であると効率良く白色発光が得られるため好ましい。このように本発明の一態様の発光素子は、燐光発光ユニットと適宜組み合わせることができる。
また、発光層１２０または発光層１７０の少なくとも一つを層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。すなわち、発光層１２０、または発光層１７０の少なくとも一つが２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する材料を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する材料を用いる構成などがある。この場合、第１の発光層と第２の発光層とが有する発光材料は、同じ材料あっても異なる材料であってもよく、同じ色の発光を呈する機能を有する材料であっても、異なる色の発光を呈する機能を有する材料であってもよい。互いに異なる色の発光を呈する機能を有する複数の発光材料を有する構成により、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では実施の形態１及び実施の形態３で説明した発光素子を用いた発光装置について、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて説明する。
図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６２５は乾燥材、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態を含むものとする。
次に、上記発光装置の断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上に駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、ＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく、外部に形成することもできる。
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆うように絶縁物６１４が形成されている。絶縁物６１４は、ポジ型の感光性樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、絶縁物６１４上に形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料として感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲面をもたせることが好ましい。該曲面の曲率半径は０．２μｍ以上０．３μｍ以下が好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型、ポジ型、いずれの感光材料も使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７により、発光素子６１８が形成されている。発光素子６１８は実施の形態１及び実施の形態２の構成を有する発光素子であると好ましい。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１及び実施の形態２で説明した構成を有する発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、樹脂若しくは乾燥材又はその両方で充填される場合もある。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態３で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
＜発光装置の構成例１＞
図９には発光装置の一例として、白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）を形成した発光装置の例を示す。
図９（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２６、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２、赤色画素１０４４Ｒ、緑色画素１０４４Ｇ、青色画素１０４４Ｂ、白色画素１０４４Ｗなどが図示されている。
また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）には着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図９（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図９（Ｂ）では赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂをゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。図９（Ｂ）に示すように着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。
＜発光装置の構成例２＞
トップエミッション型の発光装置の断面図を図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜１０２１と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）のようなトップエミッション型の発光装置である場合、下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂは反射電極とすることが好ましい。なお、第２の電極１０２９は光を反射する機能と、光を透過する機能を有すると好ましい。また、第２の電極１０２９と下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂとの間でマイクロキャビティ構造を適用し特定波長の光を増幅する機能を有すると好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１及び実施の形態３で説明したような構成とし、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において、白色の発光が得られるＥＬ層の構成としては、発光層を複数層用いること、複数の発光ユニットを用いることなどにより実現すればよい。なお、白色発光を得る構成はこれらに限られない。
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）のようなトップエミッション構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３０を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）１０３５はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いる。
また、図１０（Ａ）では赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成を示したが、図１０（Ｂ）に示すように、赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行っても構わない。また、フルカラー表示を行う構成はこれらに限定されない。例えば、また、赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
本発明の一態様に係る発光素子は、ゲスト材料として蛍光性材料を用いる。蛍光性材料は燐光材料と比較し、スペクトルがシャープであるため、色純度が高い発光を得ることができる。そのため、本実施の形態に示す発光装置に該発光素子を用いることによって、色再現性が高い発光装置を得ることができる。
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態３で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び表示装置について説明する。
本発明の一態様によって、平面を有し、発光効率が良好な、信頼性の高い電子機器及び表示装置を作製できる。また、本発明の一態様により、曲面を有し、発光効率が良好な、信頼性の高い電子機器及び表示装置を作製できる。また、上述のように色再現性が高い発光素子を得ることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末９００は、筐体９０１、筐体９０２、表示部９０３、及びヒンジ部９０５等を有する。
筐体９０１と筐体９０２は、ヒンジ部９０５で連結されている。携帯情報端末９００は、折り畳んだ状態（図１１（Ａ））から、図１１（Ｂ）に示すように展開させることができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。
携帯情報端末９００には、ヒンジ部９０５により連結された筐体９０１と筐体９０２に亘って、フレキシブルな表示部９０３が設けられている。
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９０３に用いることができる。これにより、高信頼性を有する携帯情報端末を作製することができる。
表示部９０３は、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末９００を電子書籍端末として用いることができる。
携帯情報端末９００を展開すると、表示部９０３が曲率半径が大きい状態で保持される。例えば、曲率半径１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に湾曲した部分を含んで、表示部９０３が保持される。表示部９０３の一部は、筐体９０１から筐体９０２にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
表示部９０３は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。
表示部９０３は、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体９０１と筐体９０２の間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体９０１と筐体９０２のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。
ヒンジ部９０５は、携帯情報端末９００を展開したときに、筐体９０１と筐体９０２との角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、１５０度、または１７５度などとすることができる。これにより、携帯情報端末９００の利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。
ヒンジ部９０５がロック機構を有すると、表示部９０３に無理な力がかかることなく、表示部９０３が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い携帯情報端末を実現できる。
筐体９０１及び筐体９０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
筐体９０１または筐体９０２のいずれか一方には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
図１１（Ｃ）に示す携帯情報端末９１０は、筐体９１１、表示部９１２、操作ボタン９１３、外部接続ポート９１４、スピーカ９１５、マイク９１６、カメラ９１７等を有する。
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９１２に用いることができる。これにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
携帯情報端末９１０は、表示部９１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部９１２に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン９１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部９１２に表示される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
また、携帯情報端末９１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末９１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部９１２の画面表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部９１２に触れること、操作ボタン９１３の操作、またはマイク９１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
携帯情報端末９１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末９１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
図１１（Ｄ）に示すカメラ９２０は、筐体９２１、表示部９２２、操作ボタン９２３、シャッターボタン９２４等を有する。またカメラ９２０には、着脱可能なレンズ９２６が取り付けられている。
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９２２に用いることができる。これにより、高信頼性を有するカメラを作製することができる。
ここではカメラ９２０を、レンズ９２６を筐体９２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ９２６と筐体９２１とが一体となっていてもよい。
カメラ９２０は、シャッターボタン９２４を押すことにより、静止画または動画を撮像することができる。また、表示部９２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部９２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
なお、カメラ９２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体９２１に組み込まれていてもよい。
図１２（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器５１４０で確認することもできる。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
図１２（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６、障害物センサ２１０７および移動機構２１０８を備える。
マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
図１２（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、第２の表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。
また、図１３（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１３（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末５１５０を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸びて、屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。
なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置に適用する一例について、図１４を用いて説明する。本発明の一態様である発光素子を用いることで、発光効率が良好な、信頼性の高い照明装置を作製できる。
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様の発光素子を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図１４は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の照明装置及び電子機器に適用することが可能である。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表１に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
≪比較発光素子１の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＣＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３と、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３がＩｒを有する燐光性材料であり、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３は励起錯体を形成する組合せである。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、比較発光素子１を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により比較発光素子１を得た。
≪発光素子２の作製≫
発光素子２は先に示す比較発光素子１と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表１に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。なお、発光素子２の発光層１３０中、構造式（１００）で表される有機化合物である、２−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−９，１０−アントラセンジアミン（略称：２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈ）が発光団の周りに保護基を有するゲスト材料である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子１及び発光素子２の特性を測定した。輝度およびＣＩＥ色度の測定には色彩輝度計（トプコン社製、ＢＭ−５Ａ）を用い、電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製、ＰＭＡ−１１）を用いた。
比較発光素子１及び発光素子２の外部量子効率−輝度特性を図１５に示す。また、比較発光素子１及び発光素子２に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図１６にそれぞれ示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。なお、図１６には発光素子２のゲスト材料である、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルを合わせて示す。
なお、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いた。図１６に示す発光スペクトル及び吸収スペクトルは、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の各スペクトルから、トルエンのみを石英セルに入れて測定した各スペクトルを差し引いたスペクトルである。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子１及び発光素子２の素子特性を表２に示す。
Figure 2019215535
図１６に示すように、比較発光素子１の発光スペクトルは、ピーク波長が５０２ｎｍであり、半値幅が９１ｎｍであった。これは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３それぞれから得られる発光スペクトルと異なるため、比較発光素子１から得られる発光は４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３から形成される励起錯体の発光であることが分かった。また、発光素子２の発光スペクトルは、ピーク波長が５２４ｎｍであり、半値幅が６７ｎｍであった。発光素子２の発光スペクトルは、主として２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光であるが、図１６に示すように、発光素子２の発光スペクトルは、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。
ここで、発光素子２の発光スペクトルは４４０ｎｍ付近から４７０ｎｍ付近に２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈとは異なる発光を含んでいる。発光素子２は発光を呈する材料として４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３との励起錯体及びゲスト材料である２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈを含んでいる。また、４４０ｎｍ付近から４７０ｎｍ付近の発光は、図１６より４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３との励起錯体の発光にも含まれている。よって、上述及び図１６より発光素子２からは該励起錯体と該ゲスト材料双方からの発光を得られていることが分かった。以上より本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。また、図４（Ｃ）に示したように、励起錯体が有する励起エネルギーは励起錯体の発光と、ゲスト材料の発光に寄与することができる。
発光素子２は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図１５及び表２で示すように、外部量子効率２５％を超える非常に高い発光効率を示した。本結果より本発明の一態様の発光素子では、発光団の周囲に保護基を有する蛍光性材料を用いるため、三重項励起子の無放射失活が抑制され、一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの双方が蛍光性材料及び励起錯体の発光に効率良く変換されていると言える。
一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成する一重項励起子の生成確率が最大で２５％であるため、外部への光取り出し効率を３０％とした場合、蛍光発光素子の外部量子効率は、最大で７．５％となる。しかし、発光素子２においては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている。これは、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、三重項励起子からのエネルギー移動に由来する発光、または励起錯体における逆項間交差によって三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が蛍光性材料より得られているためである。すなわち、発光素子２はＥｘＥＦを利用した発光素子である。
＜ＣＶ測定結果＞
次に、各発光素子の発光層に用いた、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＩｒ（ＭＰｔｚ１−ｍｐ）３の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。測定方法及び算出方法を以下に示す。
測定装置としては電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０乃至２５℃）で行った。また、ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一し、参照電極に対する酸化電位Ｅａ［Ｖ］および還元電位Ｅｃ［Ｖ］を測定した。Ｅａは酸化−還元波の中間電位とし、Ｅｃは還元−酸化波の中間電位とした。ここで、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．９４［ｅＶ］であることが分かっているため、ＨＯＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅａ、ＬＵＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅｃという式から、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる。
ＣＶ測定の結果、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの酸化電位は０．９５Ｖ、還元電位は−２．０６Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位は−５．８９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．８８ｅＶであった。また、Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３の酸化電位は０．４９Ｖ、還元電位は−３．１７Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出したＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３のＨＯＭＯ準位は−５．３９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−１．７７ｅＶであった。
以上のように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位は、Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３のＬＵＭＯ準位より低く、Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３のＨＯＭＯ準位は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位より高い。そのため、発光層に該化合物を用いた場合、電子および正孔が、効率よく４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３にそれぞれ注入され、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３とで励起錯体を形成することができる。
また図１６より、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と該励起錯体の発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子２は上述の励起錯体の励起エネルギーを受け取り発光することができる。
なお図１６より４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３との励起錯体から得られる発光スペクトルは２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈから得られる発光スペクトルよりも短波長側にピークを有する。そのため、該励起錯体が有する励起エネルギーは効率良く２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈへエネルギー移動することができる。よって本発明の一態様によって、発光効率が良好な多色発光素子を作製することができる。
＜発光素子の信頼性測定＞
次に、比較発光素子１及び発光素子２の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。その結果を図１７に示す。図１７より蛍光性材料を発光層に有する発光素子２の方が比較発光素子１よりも信頼性が良好であることが分かった。これは、蛍光性材料を加えることによって、発光層内の励起エネルギーを効率良く発光に変換できていることを示唆している。蛍光性材料は発光速度が速いため、発光層中の励起状態の分子は、蛍光性材料に励起エネルギーを受け渡すことで、速やかに基底状態へ戻ることができる。そのため、蛍光性材料を加えることによって、輝度劣化の要因となり得る、分子の劣化や消光因子の発生を抑制することができる。三重項増感素子において、一般的な蛍光材料を用いると、発光層中の三重項励起子が失活してしまい、発光効率が良好かつ信頼性も良好な発光素子を作製することは困難である。しかし、本発明の一態様の発光素子では、発光団の周囲に保護基を有する蛍光性材料を用いるため、三重項励起子の失活を抑制できる。そのため、高効率かつ高信頼性の発光素子を作製することができる。
以上より本発明の一態様の発光素子によって、高効率、高信頼性を有する多色発光素子を提供することができる。
本実施例では、先の実施例とは異なる本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表３に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の有機化合物については先の実施例及び実施の形態を参照すればよい。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
≪比較発光素子３の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＣＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０（１）として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣＣＰと、Ｆｉｒｐｉｃと、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣＰ：Ｆｉｒｐｉｃ）が０．５：０．５：０．１、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。続いて、発光層１３０（１）上に発光層１３０（２）として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣＣＰと、Ｆｉｒｐｉｃと、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣＰ：Ｆｉｒｐｉｃ）が０．８：０．２：０．１、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、比較発光素子３を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により比較発光素子３を得た。
≪発光素子４、比較発光素子５及び発光素子６の作製≫
発光素子４の作製工程は、先に示す比較発光素子３の作製工程と発光層１３０が、比較発光素子５及び発光素子６の作製工程は比較発光素子３の作製工程と正孔輸送層１１２及び発光層１３０が異なり、それ以外の工程は比較発光素子３と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表３に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。
比較発光素子３及び比較発光素子５は発光層１３０に蛍光性材料を有さないが、発光素子４及び発光素子６は保護基を有する蛍光性材料を有している。また、本実施例では、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＣＰとが励起錯体を形成する組合せであり、Ｆｉｒｐｉｃ及びＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３がＩｒを有する燐光性材料である。よって、発光素子４及び発光素子６では励起錯体または燐光性材料がエネルギードナーとなるため、三重項励起エネルギーを蛍光発光に変換できる発光素子である。また、発光素子４及び発光素子６の発光層は、ＥｘＴＥＴを利用可能な発光層に蛍光性材料を加えた発光層であるともいえる。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子３、発光素子４、比較発光素子５及び発光素子６の素子特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
比較発光素子３、発光素子４、比較発光素子５及び発光素子６の外部量子効率−輝度特性を図１８に示す。また、比較発光素子３及び発光素子４に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図１９に示す。同様に、比較発光素子５及び発光素子６にそれぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図２０に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。なお図１９及び図２０には、発光素子４及び発光素子６のゲスト材料である、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の発光と吸収スペクトルを合わせて示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子３、発光素子４、比較発光素子５及び発光素子６の素子特性を表４に示す。
Figure 2019215535
図１９に示すように、比較発光素子３の発光スペクトルは、ピーク波長が４７３ｎｍ及び５０１ｎｍであり、半値幅が７２ｎｍであった。これは、Ｆｉｒｐｉｃに由来する発光である。また、発光素子４の発光スペクトルは、ピーク波長が５２７ｎｍであり、半値幅が６９ｎｍであった。発光素子４の発光スペクトルは、主として２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光であるが、図１９に示すように、発光素子４の発光スペクトルは、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。実施例１に示した発光素子２と同様に、発光素子４から得られる発光スペクトルには、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光に加えてエネルギードナーである、Ｆｉｒｐｉｃの発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。また、図５（Ｂ）に示したように、Ｉｒ錯体であるＦｉｒｐｉｃが有する励起エネルギーはＦｉｒｐｉｃの発光と、ゲスト材料の発光に寄与することができる。
図２０に示すように、比較発光素子５の発光スペクトルは、ピーク波長が４８２ｎｍ及び５０７ｎｍであり、半値幅が６５ｎｍであった。これは、Ｉｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３に由来する発光である。また、発光素子６の発光スペクトルは、ピーク波長が５２４ｎｍであり、半値幅が６８ｎｍであった。発光素子６の発光スペクトルは、主として２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光であるが、図２０に示すように、発光素子６の発光スペクトルは、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。実施例１に示した発光素子２と同様に、発光素子６から得られる発光スペクトルには、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光に加えてエネルギードナーである、Ｉｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３の発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。また、図５（Ｂ）に示したように、Ｉｒ錯体であるＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３が有する励起エネルギーはＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３の発光と、ゲスト材料の発光に寄与することができる。
また、発光素子４及び発光素子６は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図１８及び表４で示すように、外部量子効率２０％を超える高い発光効率を示した。本結果より、本発明の一態様の発光素子では、三重項励起子の無放射失活が抑制され、発光に効率良く変換されていると言える。よって、保護基を有するゲスト材料を発光層に用いることによって、ホスト材料からゲスト材料への三重項励起エネルギーのデクスター機構によるエネルギー移動および三重項励起エネルギーの無放射失活を抑制できることが分かった。
＜ＣＶ測定結果＞
次に、各発光素子の発光層に用いた、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣＣＰの電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。測定は実施例１に示す方法と同様に行った。
上述のように、ＣＶ測定より算出した４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位は−５．８９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．８８ｅＶであった。同様にＰＣＣＰのＨＯＭＯ準位は−５．６３ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−１．９６ｅＶであった。
以上のように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位は、ＰＣＣＰのＬＵＭＯ準位より低く、ＰＣＣＰのＨＯＭＯ準位は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位より高い。そのため、発光層に該化合物を用いた場合、電子および正孔が、効率よく４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＣＰにそれぞれ注入され、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＣＰとで励起錯体を形成することができる。比較発光素子３の発光スペクトルはＦｉｒｐｉｃに由来する発光が、比較発光素子５の発光スペクトルはＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３に由来する発光が得られている。すなわち、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＣＰからＦｉｒｐｉｃまたはＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３への励起エネルギーの供与がある。よって、比較発光素子３及び比較発光素子５はＥＸＴＥＴを利用した発光素子であると言える。発光素子４は比較発光素子３に保護基を有する蛍光性材料を添加した発光素子とみることができ、発光素子６は比較発光素子５に保護基を有する蛍光性材料を添加した発光素子とみることができる。よって、発光素子４及び発光素子６はＥｘＴＥＴを利用した発光素子に保護基を有する蛍光性材料を添加した発光素子であると言える。
また、図１９に示すように、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯とＦｉｒｐｉｃの発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子４は上述のＦｉｒｐｉｃの励起エネルギーを受け取り発光することができる。同様に図２０に示すように、２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯とＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３の発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子４は上述のＩｒ（Ｆｐｐｙ−ｉＰｒ）３の励起エネルギーを受け取り発光することができる。
＜発光素子の信頼性測定＞
次に、比較発光素子３、発光素子４、比較発光素子５、発光素子６の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。その結果を図２１に示す。図２１より蛍光性材料を発光層に有する発光素子４及び発光素子６の方が比較発光素子３及び比較発光素子５よりも信頼性が良好であることが分かった。これは、実施例１で述べたように、蛍光性材料を加えることによって、発光層内の励起エネルギーを効率良く発光に変換できていることを示唆している。よって、本発明の一態様の発光素子では、三重項増感素子において、保護基を有する蛍光性材料を用いることで、高効率かつ高信頼性の発光素子を作製することができる。
以上より、本発明の一態様の発光素子はホスト材料として励起錯体または燐光性材料を好適に用いることができる。また、ＥｘＴＥＴを利用可能な発光層に蛍光性材料を加えた構成でも好適に用いることができる。
本実施例では、先の実施例とは異なる本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表５に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の有機化合物については先の実施例及び実施の形態を参照すればよい。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
≪比較発光素子７の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ｍＣｚＦＬＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）と、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）が０．８：０．２、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。４ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料であり、比較発光素子７は４ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する発光が得られる。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、比較発光素子７を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により比較発光素子７を得た。
≪比較発光素子８及び発光素子９の作製≫
比較発光素子８及び発光素子９は先に示す比較発光素子７と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子７と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表５に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。なお、発光素子９の発光層１３０中、ＦｉｒｐｉｃはＩｒを有する燐光性材料であり、エネルギードナーとして機能する。また、構造式（１０３）で表される有機化合物である、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−９，１０−アントラセンジアミン（略称：２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈ）が発光団の周りに保護基を有するゲスト材料である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子７、比較発光素子８及び発光素子９の特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
比較発光素子７、比較発光素子８及び発光素子９の外部量子効率−輝度特性を図２２に示す。また、比較発光素子７、比較発光素子８及び発光素子９に、２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図２３に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。また、図２３には発光素子９のゲスト材料である、２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の発光と吸収スペクトルを合わせて示す。２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の発光スペクトル及び吸収スペクトルの測定方法は実施例１に示す方法と同様に行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子７、比較発光素子８及び発光素子９の素子特性を表６に示す。
Figure 2019215535
図２３に示すように、比較発光素子７の発光スペクトルは、ピーク波長が４８８ｎｍであり、半値幅が９２ｎｍであった。これは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する発光である。また、比較発光素子８の発光スペクトルは、ピーク波長が４７１ｎｍ及び５０１ｎｍであり、半値幅が７５ｎｍであった。比較発光素子８の発光スペクトルは、Ｆｉｒｐｉｃに由来する発光である。発光素子９の発光スペクトルは、ピーク波長が５１１ｎｍであり、半値幅が６９ｎｍであった。２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光であるが、図２３に示すように、発光素子９の発光スペクトルは、２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。発光素子９から得られる発光スペクトルには、２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光に加えてエネルギードナーである、Ｆｉｒｐｉｃの発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。
また、発光素子９は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図２２及び表６で示すように、外部量子効率１５％を超える高い発光効率を示した。本結果より、本発明の一態様の発光素子では、三重項励起子の無放射失活が抑制され、発光に効率良く変換されていると言える。よって、保護基を有するゲスト材料を発光層に用いることによって、ホスト材料からゲスト材料への三重項励起エネルギーのデクスター機構によるエネルギー移動および三重項励起エネルギーの無放射失活を抑制できることが分かった。
上述のように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料であり、Ｆｉｒｐｉｃは燐光性材料である。また、図２３に示すように、２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトル及びＦｉｒｐｉｃの発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子９は上述の４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び／またはＦｉｒｐｉｃの励起エネルギーを受け取り発光することができる。
＜発光素子の蛍光寿命測定＞
次に比較発光素子７、比較発光素子８、及び発光素子９の蛍光寿命測定を行った。測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近になるよう印加パルス電圧を３Ｖから４Ｖ付近で印加し、印加パルス時間幅が１００μｓｅｃ、負バイアス電圧が−５Ｖ（素子駆動のＯＦＦ時）、測定時間範囲が２０μｓｅｃの条件で行った。測定結果を図４３に示す。なお、測定結果を図４３において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。
図４３に示す減衰曲線について、指数関数によりフィッティングを行ったところ、比較発光素子７は、０．２μｓ以下の早い蛍光成分と１１μｓ程度の遅延蛍光成分を有する発光を示し、遅延蛍光成分の割合は３０％程度であることが分かった。比較発光素子７からは４ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する発光が観測される。よって、４ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料であることが示された。
また、比較発光素子８は、１μｓ程度の発光成分を有する発光を示し、発光素子９は、０．４μｓ以下の蛍光成分を有する発光を示すことが分かった。また、図４３から、比較発光素子８においては、１０μｓ以上の遅延蛍光成分は観測されず、燐光発光が観測された。また、発光素子９からは、比較発光素子８より早い発光が観測された。このことから、発光素子９からは、蛍光発光が観測され、励起エネルギーが効率よく発光に変換されていることが示唆される。
＜発光素子の信頼性測定＞
次に、比較発光素子８及び発光素子９の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。その結果を図２４に示す。図２４より蛍光性材料を発光層に有する発光素子９の方が比較発光素子８よりも信頼性が良好であることが分かった。これは、実施例１で述べたように、蛍光性材料を加えることによって、発光層内の励起エネルギーを効率良く発光に変換できていることを示唆している。よって、本発明の一態様の発光素子では、三重項増感素子において、保護基を有する蛍光性材料を用いることで、高効率かつ高信頼性の発光素子を作製することができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表７に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の有機化合物については先の実施例及び実施の形態を参照すればよい。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
≪比較発光素子１０及び発光素子１１の作製≫
比較発光素子１０及び発光素子１１は先に示す比較発光素子８と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子８と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表７に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。なお、比較発光素子１０及び発光素子１１の発光層１３０中、８−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−４−フェニル−２−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍ）はＴＡＤＦ材料である。また、発光素子１１の発光層１３０中、２，６−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−９，１０−アントラセンジアミン（略称：２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈ）が発光団の周りに保護基を有するゲスト材料である。発光素子１１は図６（Ｃ）に示す、本発明の一態様の発光素子である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子１０及び発光素子１１の特性を測定した。測定は実施例１と同様に行った。
発光素子１１の外部量子効率−輝度特性を図２９に示す。また、比較発光素子１０及び発光素子１１に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３０にそれぞれ示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。なお、図３０には発光素子１１のゲスト材料である、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルを合わせて示す。２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の発光スペクトル及び吸収スペクトルの測定方法は実施例１に示す方法と同様に行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子１０及び発光素子１１の素子特性を表８に示す。
Figure 2019215535
図３０に示すように、比較発光素子１０の発光スペクトルは、ピーク波長が５１６ｎｍであり、半値幅が９３ｎｍであった。これは、４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する発光である。発光素子１１の発光スペクトルは、ピーク波長が５４０ｎｍであり、半値幅が７１ｎｍであった。これは、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光を含むが、図３０に示すように、発光素子１１の発光スペクトルは、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。発光素子１１から得られる発光スペクトルには、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光に加えてエネルギードナーである、４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。
また、発光素子１１は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図２９及び表８で示すように、外部量子効率の最大値が１５％を超える高い発光効率を示した。本結果より、本発明の一態様の発光素子では、三重項励起子の無放射失活が抑制され、発光に効率良く変換されていると言える。よって、保護基を有するゲスト材料を発光層に用いることによって、ホスト材料からゲスト材料への三重項励起エネルギーのデクスター機構によるエネルギー移動および三重項励起エネルギーの無放射失活を抑制できることが分かった。
上述のように、４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料である。また、図３０に示すように、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子１１では、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍの励起エネルギーを受け取り発光していることが分かった。
＜発光素子の蛍光寿命測定＞
次に比較発光素子１０の蛍光寿命測定を行った。測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近になるよう印加パルス電圧を３Ｖから４Ｖ付近で印加し、印加パルス時間幅が１００μｓｅｃ、負バイアス電圧が−５Ｖ（素子駆動のＯＦＦ時）、測定時間範囲が２００μｓｅｃの条件で行った。測定結果を図３１に示す。なお、図３１において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。
図３１に示す減衰曲線について、指数関数によりフィッティングを行ったところ、比較発光素子１０は、０．４μｓ以下の早い蛍光成分と８９μｓ程度の遅延蛍光成分を有する発光を示すことが分かった。比較発光素子１０からは４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する発光が観測される。よって、４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料であることが示された。
＜発光素子の信頼性測定＞
次に、比較発光素子１０及び発光素子１１の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。その結果を図３２に示す。図３２より蛍光性材料を発光層に有する発光素子１１の方が比較発光素子１０よりも信頼性が良好であることが分かった。これは、実施例１で述べたように、蛍光性材料を加えることによって、発光層内の励起エネルギーを効率良く発光に変換できていることを示唆している。よって、本発明の一態様の発光素子では、三重項増感素子において、保護基を有する蛍光性材料を用いることで、高効率かつ高信頼性の発光素子を作製することができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表９に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の有機化合物については先の実施例及び実施の形態を参照すればよい。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
≪比較発光素子１２及び発光素子１３の作製≫
比較発光素子１２は先に示す比較発光素子８と、発光層１３０及び電子輸送層１１８（２）の膜厚の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子８と同様の作製方法とした。また、発光素子１３は先に示す比較発光素子８と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子８と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表９に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。なお、比較発光素子１２及び発光素子１３の発光層１３０中、２，４，６−トリス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−３，５−ビス（３，６−ジフェニルカルバゾール−９−イル）ベンゾニトリル（略称：３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮ）はＴＡＤＦ材料である。このことは非特許文献１に記載されている。また、発光素子１３の発光層１３０中、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが発光団の周りに保護基を有するゲスト材料である。発光素子１３は図６（Ｃ）に示す、本発明の一態様の発光素子である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子１２及び発光素子１３の特性を測定した。測定は実施例１と同様に行った。
比較発光素子１２及び発光素子１３の外部量子効率−輝度特性を図３３に示す。また、比較発光素子１２及び発光素子１３に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３４にそれぞれ示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。なお、図３４には発光素子１３のゲスト材料である、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルを合わせて示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子１２及び発光素子１３の素子特性を表１０に示す。
Figure 2019215535
図３４に示すように、比較発光素子１２の発光スペクトルは、ピーク波長が５０６ｎｍであり、半値幅が８１ｎｍであった。これは、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮに由来する発光である。発光素子１３の発光スペクトルは、ピーク波長が５４０ｎｍであり、半値幅が７３ｎｍであった。これは２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈに由来する緑色の発光を含むが、図３４に示すように、発光素子１３の発光スペクトルは、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光スペクトルと異なっている。発光素子１３から、得られる発光スペクトルには、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの発光に加えてエネルギードナーである、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮの発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。
また、発光素子１３は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図３３及び表１０で示すように、外部量子効率の最大値が２０％を超える高い発光効率を示した。本結果より、本発明の一態様の発光素子では、三重項励起子の無放射失活が抑制され、発光に効率良く変換されていると言える。よって、保護基を有するゲスト材料を発光層に用いることによって、ホスト材料からゲスト材料への三重項励起エネルギーのデクスター機構によるエネルギー移動および三重項励起エネルギーの無放射失活を抑制できることが分かった。また、発光素子１３はＴＡＤＦ材料のみが発光材料である比較発光素子１２よりも高い発光効率を有していることが分かる。
上述のように、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮはＴＡＤＦ材料である。また、図３４に示すように、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮの発光スペクトルが重なりを有することが分かる。よって、発光素子１３では、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮの励起エネルギーを受け取り発光していることが分かった。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例と該発光素子の特性について説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表１１に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の有機化合物については先の実施例及び実施の形態を参照すればよい。
Figure 2019215535
Figure 2019215535
≪比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６の作製≫
比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６は先に示す比較発光素子８と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子８と同様の作製方法とした。素子構造の詳細は表１１に示す通りであるため、作製方法の詳細は省略する。なお、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６の発光層１３０中、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮはＴＡＤＦ材料である。また、比較発光素子１５中、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）は発光団の周りに保護基を有さない蛍光性材料である。また、発光素子１６の発光層１３０中、１，３，８，１０−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−７，１４−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５，１２−ジヒドロキノ［２，３−ｂ］アクリジン−７，１４−ジオン（略称：Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄ）が発光団の周りに保護基を有するゲスト材料である。発光素子１６は図６（Ｃ）に示す、本発明の一態様の発光素子である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６の特性を測定した。測定は実施例１と同様に行った。
比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６の外部量子効率−輝度特性を図３５に示す。また、比較発光素子１４及び発光素子１６に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３６に示す。また、比較発光素子１４及び比較発光素子１５に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３７に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。なお、図３６には発光素子１６のゲスト材料である、Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルを合わせて示す。また、図３７には比較発光素子１５のゲスト材料である、ＤＰＱｄのトルエン溶液の吸収及び発光スペクトルを合わせて示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び発光素子１６の素子特性を表１２に示す。
Figure 2019215535
図３６及び３７に示すように、比較発光素子１４の発光スペクトルは、ピーク波長が５０６ｎｍであり、半値幅が８１ｎｍであった。これは、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮに由来する発光である。また、発光素子１６の発光スペクトルは、ピーク波長が５２４ｎｍであり、半値幅が３３ｎｍであった。これはＯｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄに由来する緑色の発光を含むが、図３６に示すように、発光素子１６の発光スペクトルは、Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄの発光スペクトルと異なっている。発光素子１６から得られる発光スペクトルには、Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄの発光に加えてエネルギードナーである、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮの発光が含まれていることが分かった。よって、本発明の一態様の発光素子からは、多色発光を得ることができる。また、比較発光素子１５の発光スペクトルは、ピーク波長が５２６ｎｍであり、半値幅が２６ｎｍであった。これはＤＰＱｄに由来する緑色の発光であるが、図３７に示すように、比較発光素子１５の発光スペクトルは、ＤＰＱｄの発光スペクトルと異なっている。比較発光素子１５から得られる発光スペクトルには、ＤＰＱｄの発光に加えてエネルギードナーである、３Ｃ２ｚＤＰｈＣｚＢＮの発光が含まれていることが分かった。
また、発光素子１６は、蛍光性材料に由来する発光を示しているにも関わらず、図３５及び表１２で示すように、外部量子効率の最大値が２０％を超える高い発光効率を示した。本結果より、本発明の一態様の発光素子では、三重項励起子の無放射失活が抑制され、発光に効率良く変換されていると言える。また、比較発光素子１５よりも発光素子１６の方が外部量子効率が高い結果となった。比較発光素子１５と発光素子１６は発光層に用いた蛍光性材料が異なる。この結果から、保護基を有する蛍光性材料を用いることによって、保護基を有さない蛍光性材料を用いた場合よりも発光効率が高い発光素子が得られることが分かった。これは、発光層中の三重項励起子のデクスター機構による失活が抑制されたためである。
（参考例１）
本参考例では、実施例１及び実施例２に用いた保護基を有する蛍光性材料である２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの合成法について説明する。
１．２ｇ（３．１ｍｍｏｌ）の２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセンと、１．８ｇ（６．４ｍｍｏｌ）のビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミンと、１．２ｇ（１３ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔ−ブトキシドと、６０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）の２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル（略称：ＳＰｈｏｓ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に３５ｍＬのキシレンを加え、この混合物を減圧脱気した後、混合物に４０ｍｇ（７０μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を窒素気流下、１７０℃で４時間攪拌した。
撹拌後、得られた混合物にトルエン４００ｍＬを加えてから、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：０６６−０５２６５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）、酸化アルミニウムを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、褐色固体を得た。
この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝９：１）により精製したところ、目的物の黄色固体を得た。得られた黄色固体をトルエンとヘキサンとエタノールにて再結晶したところ、目的物の黄色固体を１．５ｇ、収率６１％で得た。本合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。
Figure 2019215535
得られた黄色固体１．５ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力４．５Ｐａの条件で、黄色固体を３１５℃で１５時間加熱して行った。昇華精製後、目的物の黄色固体を収量１．３ｇ、回収率８９％で得た。
また、本合成で得られた黄色固体の１Ｈ ＮＭＲによる測定結果を以下に示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２５及び図２６に示す。なお、図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）における６．５ｐｐｍ乃至９．０ｐｐｍの範囲の拡大図である。また、図２６は、図２５（Ａ）における０．５ｐｐｍ乃至２．０ｐｐｍの範囲の拡大図である。この結果から、目的物である２ｔＢｕ−ｐｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：σ＝８．２０−８．１３（ｍ、２Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝８．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．０５（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、１Ｈ）、７．４２（ｄｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、２．０Ｈｚ、１Ｈ）、７．３２−７．２６（ｍ、２Ｈ）７．２０（ｄ、Ｊ＝８．８Ｈｚ、８Ｈ）、７．０４（ｄｄ、Ｊ＝８．８Ｈｚ、２．４Ｈｚ、８Ｈ）、１．２６（ｓ、３６Ｈ）、１．１８（ｓ、９Ｈ）。
（参考例２）
本参考例では、実施例３に用いた保護基を有する蛍光性材料である２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの合成法について説明する。
１．１ｇ（２．５ｍｍｏｌ）の２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセンと、２．３ｇ（５．８ｍｍｏｌ）のビス（３，５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミンと、１．１ｇ（１１ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔ−ブトキシドと、６０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）の２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシ−１，１’−ビフェニル（略称：ＳＰｈｏｓ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に２５ｍＬのキシレンを加え、この混合物を減圧脱気した後、混合物に４０ｍｇ（７０μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を窒素気流下、１５０℃で６時間攪拌した。
撹拌後、得られた混合物にトルエン４００ｍＬを加えてから、フロリジール、セライト、酸化アルミニウムを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、褐色固体を得た。
この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン：トルエン＝９：１）により精製したところ、目的物の黄色固体を得た。得られた黄色固体をヘキサンとメタノールにて再結晶したところ、目的物の黄色固体を０．４５ｇ、収率１７％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（Ｂ−１）に示す。
Figure 2019215535
得られた黄色固体０．４５ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力５．０Ｐａの条件で、黄色固体を２７５℃で１５時間加熱して行った。昇華精製後、目的物の黄色固体を収量０．３７ｇ、回収率８２％で得た。
また、上記ステップ１で得られた黄色固体の１Ｈ ＮＭＲによる測定結果を以下に示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２７及び図２８に示す。なお、図２７（Ｂ）は、図２８（Ａ）における６．５ｐｐｍ乃至９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。また、図２８は、図２７（Ａ）における０．５ｐｐｍ乃至２．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、２，６ｔＢｕ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：σ＝８．１１（ｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、２Ｈ）、７．９２（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）、７．３４（ｄｄ、Ｊ＝９．３Ｈｚ、２．０Ｈｚ、２Ｈ）、６．９６−６．９５（ｍ、８Ｈ）、６．９１−６．９０（ｍ、４Ｈ）、１．１３−１．１２（ｍ、９０Ｈ）。
（参考例３）
本参考例では、実施例４に用いた保護基を有する蛍光性材料である２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの合成法について説明する。
＜ステップ１：２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈの合成＞
１．８ｇ（３．６ｍｍｏｌ）の９，１０−ジブロモ−２，６−ジフェニルアントラセンと、２．８ｇ（７．２ｍｍｏｌ）のビス（３，５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミンと、１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔ−ブトキシドと、６０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）のＳＰｈｏｓを２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に３６ｍＬのキシレンを加え、この混合物を減圧脱気した後、混合物に４０ｍｇ（７０μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を窒素気流下、１５０℃で３時間攪拌した。撹拌後、得られた混合物にトルエン４００ｍＬを加えてから、フロリジール、セライト、酸化アルミニウムを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、褐色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝９：１）により精製したところ、黄色固体を得た。得られた黄色固体を酢酸エチルとエタノールにて再結晶したところ、目的物の黄色固体を０．６１ｇ、収率１５％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（Ｃ−１）に示す。
Figure 2019215535
得られた黄色固体０．６１ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．８Ｐａの条件で、黄色固体を２８０℃で１５時間加熱して行った。昇華精製後、目的物の黄色固体を収量０．５６ｇ、回収率９１％で得た。
また、上記ステップ１で得られた黄色固体の１Ｈ ＮＭＲによる測定結果を以下に示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図３８及び図３９に示す。なお、図３８（Ｂ）は、図３８（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。また、図３９は、図３８（Ａ）における０．５ｐｐｍ〜２．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、２，６Ｐｈ−ｍｍｔＢｕＤＰｈＡ２Ａｎｔｈが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：σ＝８．３５（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、２Ｈ）、８．２４（ｄ、Ｊ＝８．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．６０（ｄｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、８．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．４３−７．４０（ｍ、４Ｈ）、７．３５−７．２４（ｍ、６Ｈ）、７．０３−７．０２（ｍ、８Ｈ）、６．９７−６．９６（ｍ、４Ｈ）、１．１６（ｓ、７２Ｈ）。
（参考例４）
本参考例では、実施例４に用いたＴＡＤＦ材料である４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍの合成法について説明する。
＜ステップ１；２，８−ジクロロ−４−フェニル［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンの合成＞
まず、２，４，８−トリクロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン１０ｇ（３７ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸４．５ｇ（３７１ｍｍｏｌ）、２Ｍ炭酸カリウム水溶液３７ｇ、トルエン１８０ｍＬ、エタノール１８ｍＬを５００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を脱気、窒素置換した。この混合物にビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド１．３ｇ（１．８ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で１６時間撹拌した。所定時間経過後、得られた反応混合物を濃縮し、水を加えて吸引ろ過した。得られたろ物をエタノールで洗浄し、固体を得た。この固体をトルエンに溶解して、セライト・アルミナ・セライトの順に積層したろ過材を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して目的物である白色固体を１１ｇ、収率９１％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（Ｄ−１）に示す。
Figure 2019215535
＜ステップ２；８−クロロ−４−フェニル−２−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンの合成＞
次に、ステップ１で得られた２，８−ジクロロ−４−フェニル［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン５．０ｇ（１６ｍｍｏｌ）、９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール６．５ｇ（１６ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ナトリウムブトキシド３．１ｇ（３２ｍｍｏｌ）、キシレン１５０ｍＬを３００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここにジ−ｔｅｒｔ−ブチル（１−メチル−２，２−ジフェニルシクロプロピル）ホスフィン（略称：ｃＢＲＩＤＰ）２２４ｍｇ（０．６４ｍｍｏｌ）、アリルパラジウム（ＩＩ）クロリド ダイマー５８ｍｇ（０．１６ｍｍｏｌ）を加え、９０℃で７時間加熱撹拌した。得られた反応混合物に水を加え、水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。得られた混合物を自然濾過し、ろ液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には、トルエン：ヘキサン＝１：１の混合溶媒を用いた。得られたフラクションを濃縮して、目的物である黄色固体を５．５ｇ、収率５０％で得た。ステップ２の合成スキームを下記（Ｄ−２）に示す。
Figure 2019215535
＜ステップ３；８−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−４−フェニル−２−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍ）の合成＞
次に、上記ステップ２で得られた８−クロロ−４−フェニル−２−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン２．２５ｇ（３．３ｍｍｏｌ）、４−ジベンゾチオフェンボロン酸０．８２ｇ（３．６ｍｍｏｌ）、フッ化セシウム１．５ｇ（９．８ｍｍｏｌ）、キシレン３５ｍＬを三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物を６０℃に昇温し、ここにトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）６０ｍｇ（０．０６５ｍｍｏｌ）と、２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）アセトフェノンエチレンケタール７７ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え１００℃で１６時間加熱撹拌した。ここに、さらにトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）３０ｍｇ（０．０３２ｍｍｏｌ）、２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）アセトフェノンエチレンケタール３６ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加え、１１０℃で７時間、１２０℃で７時間加熱撹拌した。得られた反応物に水を加え、吸引ろ過し、ろ物をエタノールで洗浄した。この固体をトルエンに溶解し、セライト・アルミナ・セライトの順に積層したろ過材を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、トルエンにて再結晶を行い目的物である黄色固体を１．８７ｇ、収率６８％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（Ｄ−３）に示す。
Figure 2019215535
なお、上記ステップ３で得られた黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図４０（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図４０（Ｂ）は、図４０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜１０．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これらから４Ｐｈ−８ＤＢｔ−２ＰＣＣｚＢｆｐｍが得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：７．３３（ｔ，１Ｈ），７．４１−７．５３（ｍ，７Ｈ），７．５９（ｔ，１Ｈ），７．６２−７．７０（ｍ，７Ｈ），７．７２−７．７５（ｍ，２Ｈ），７．８３（ｄｄ，１Ｈ），７．８７（ｄｄ，１Ｈ），７．９３−７．９５（ｍ，２Ｈ），８．１７（ｄｄ，１Ｈ），８．２３−８．２６（ｍ，４Ｈ），８．４４（ｄ，１Ｈ），８．５２（ｄ，１Ｈ），８．７５（ｄ，１Ｈ），８．２（ｄ，２Ｈ），９．０２（ｄ，１Ｈ），９．０７（ｄ，１Ｈ）。
（参考例５）
本参考例では、実施例６に用いた保護基を有する蛍光性材料であるＯｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄの合成法について説明する。
＜ステップ１：１，４−シクロヘキサジエン−１，４−ジカルボン酸，２，５−ビス［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルの合成＞
５．６ｇ（２４ｍｍｏｌ）の１，４−シクロヘキサンジオン−２，５−ジカルボン酸ジメチルと、１０ｇ（４８ｍｍｏｌ）の３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリンを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、この混合物を１７０℃で２時間撹拌した。得られた赤橙色固体にメタノールを加えてスラリー化し、混合物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をヘキサンとメタノールにて洗浄し乾燥させたところ、目的物の赤橙色固体を１２ｇ、収率８２％で得た。ステップ１の合成スキームを以下（Ｅ−１）に示す。
Figure 2019215535
得られた固体の１Ｈ ＮＭＲの数値データを以下に示す。これにより、目的化合物が得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝１０．６（ｓ、２Ｈ）、７．２０（ｔ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、２Ｈ）、６．９４（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、４Ｈ）、３．６５（ｓ、６Ｈ）、３．４８（ｓ、４Ｈ）、１．３３（ｓ、３６Ｈ）。
＜ステップ２：１，４−ベンゼンジカルボン酸，２，５−ビス［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルの合成＞
ステップ１で得られた１２ｇ（２０ｍｍｏｌ）の１，４−シクロヘキサジエン−１，４−ジカルボン酸，２，５−ビス［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルと、１５０ｍＬのトルエンとを、還流管を付けた３００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物に空気をバブリングしながら１５時間還流した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、得られた固体をヘキサンとメタノールを用いて洗浄したところ、目的物の赤色固体を７．３ｇ得た。得られたろ液を濃縮しさらに固体を得た。この固体をヘキサンとメタノールを用いて洗浄し吸引ろ過により回収したところ、目的物の赤色固体を３．１ｇ得た。よって、目的化合物を計１０．４ｇ、収率８５％で得た。ステップ２の合成スキームを以下（Ｅ−２）に示す。
Figure 2019215535
得られた固体の１Ｈ ＮＭＲの数値データを以下に示す。これにより、目的化合物が得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．８４（ｓ、２Ｈ）、８．１８（ｓ、２Ｈ）、７．０８（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．２０（ｔ、Ｊ＝１．０Ｈｚ、２Ｈ）、３．８３（ｓ、６Ｈ）、１．３４（ｓ、３６Ｈ）。
＜ステップ３：１，４−ベンゼンジカルボン酸，２，５−ビス［Ｎ，Ｎ’−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルの合成＞
ステップ２で得られた４．０ｇ（６．７ｍｍｏｌ）の１，４−ベンゼンジカルボン酸，２，５−ビス［（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルと、３．９ｇ（１４．６ｍｍｏｌ）の１−ブロモ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンと、０．４６ｇ（７．３ｍｍｏｌ）の銅と、５０ｍｇのヨウ化銅（０．２６ｍｍｏｌ）と、１．０ｇ（７．３ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムと、１０ｍＬのキシレンとを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。この混合物を２０時間還流した。得られた混合物に、０．４６ｇ（７．３ｍｍｏｌ）の銅と、５０ｍｇのヨウ化銅（０．２６ｍｍｏｌ）を加えて更に１６時間還流した。得られた混合物にジクロロメタンを加えてスラリー化した。吸引ろ過にて固体を除去し、得られたろ液を濃縮した。得られた固体をヘキサンとエタノールで洗浄した。洗浄した固体を、ヘキサン／トルエンを用いて再結晶したところ、目的化合物の黄色固体を４．４ｇ、収率７２％で得た。ステップ３の合成スキームを以下（Ｅ−３）に示す。
Figure 2019215535
得られた固体の１Ｈ ＮＭＲの数値データを以下に示す。これにより、目的化合物が得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝７．４８（ｓ、２Ｈ）、６．９７（ｔ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．０８（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、８Ｈ）、３．２５（ｓ、６Ｈ）、１．２３（ｓ、７２Ｈ）。
＜ステップ４：１，３，８，１０−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−７，１４−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５，１２−ジヒドロキノ［２，３−ｂ］アクリジン−７，１４−ジオン（略称：Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄ）の合成＞
ステップ３で得られた４．４ｇ（４．８ｍｍｏｌ）の１，４−ベンゼンジカルボン酸，２，５−ビス［Ｎ，Ｎ’−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）アミノ］−ジメチルエステルと、２０ｍＬのメタンスルホン酸を、還流管を付けた１００ｍＬ三口フラスコに入れ、この混合物を１６０℃で７時間撹拌した。この混合物を常温まで冷ましてから、３００ｍＬの氷水へゆっくり注いだ後常温になるまで放置した。この混合物を自然ろ過し、得られた固体を水と飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。この固体をトルエンに溶かし、得られたトルエン溶液を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）と酸化アルミニウムを通してろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、３．３ｇの黒褐色固体を得た。得られた固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル＝２０：１）により精製したところ、目的化合物の赤橙色固体を１５０ｍｇ、収率５％で得た。ステップ４の合成スキームを以下（Ｅ−４）に示す。
Figure 2019215535
また、上記ステップ４で得られた黄色固体の１Ｈ ＮＭＲによる測定結果を以下に示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図４１（Ａ）（Ｂ）及び図４２に示す。なお、図４１（Ｂ）は、図４１（Ａ）における６．５ｐｐｍ乃至９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。また、図４２は、図４１（Ａ）における０．５ｐｐｍ乃至２．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、Ｏｃｔ−ｔＢｕＤＰＱｄが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．００（ｓ、２Ｈ）、７．６５（ｔ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、２Ｈ）、７．３９（ｄ、Ｊ＝１．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．２０（ｄ、Ｊ＝２．０Ｈｚ、２Ｈ）、６．５０（ｄ、Ｊ＝１．０Ｈｚ、２Ｈ）、１．６０（ｓ、１８Ｈ）、１．３９（ｓ、３６Ｈ）、１．１３（ｓ、１８Ｈ）。
１００：ＥＬ層、１０１：電極、１０２：電極、１０６：発光ユニット、１０８：発光ユニット、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１３：電子輸送層、１１４：電子注入層、１１５：電荷発生層、１１６：正孔注入層、１１７：正孔輸送層、１１８：電子輸送層、１１９：電子注入層、１２０：発光層、１３０：発光層、１３１：化合物、１３２：化合物、１３３：化合物、１３４：化合物、１３５：化合物、１５０：発光素子、１７０：発光層、２５０：発光素子、３０１：ゲスト材料、３０２：ゲスト材料、３１０：発光団、３２０：保護基、３３０：ホスト材料、６０１：ソース側駆動回路、６０２：画素部、６０３：ゲート側駆動回路、６０４：封止基板、６０５：シール材、６０７：空間、６０８：配線、６０９：ＦＰＣ、６１０：素子基板、６１１：スイッチング用ＴＦＴ、６１２：電流制御用ＴＦＴ、６１３：電極、６１４：絶縁物、６１６：ＥＬ層、６１７：電極、６１８：発光素子、６２３：ｎチャネル型ＴＦＴ、６２４：ｐチャネル型ＴＦＴ、６２５：乾燥材、９００：携帯情報端末、９０１：筐体、９０２：筐体、９０３：表示部、９０５：ヒンジ部、９１０：携帯情報端末、９１１：筐体、９１２：表示部、９１３：操作ボタン、９１４：外部接続ポート、９１５：スピーカ、９１６：マイク、９１７：カメラ、９２０：カメラ、９２１：筐体、９２２：表示部、９２３：操作ボタン、９２４：シャッターボタン、９２６：レンズ、１００１：基板、１００２：下地絶縁膜、１００３：ゲート絶縁膜、１００６：ゲート電極、１００７：ゲート電極、１００８：ゲート電極、１０２０：層間絶縁膜、１０２１：層間絶縁膜、１０２２：電極、１０２４Ｂ：電極、１０２４Ｇ：電極、１０２４Ｒ：電極、１０２４Ｗ：電極、１０２５Ｂ：下部電極、１０２５Ｇ：下部電極、１０２５Ｒ：下部電極、１０２５Ｗ：下部電極、１０２６：隔壁、１０２８：ＥＬ層、１０２９：電極、１０３１：封止基板、１０３２：シール材、１０３３：基材、１０３４Ｂ：着色層、１０３４Ｇ：着色層、１０３４Ｒ：着色層、１０３５：黒色層、１０３６：オーバーコート層、１０３７：層間絶縁膜、１０４０：画素部、１０４１：駆動回路部、１０４２：周辺部、１０４４Ｂ：青色画素、１０４４Ｇ：緑色画素、１０４４Ｒ：赤色画素、１０４４Ｗ：白色画素、２１００：ロボット、２１０１：照度センサ、２１０２：マイクロフォン、２１０３：上部カメラ、２１０４：スピーカ、２１０５：ディスプレイ、２１０６：下部カメラ、２１０７：障害物センサ、２１０８：移動機構、２１１０：演算装置、５０００：筐体、５００１：表示部、５００２：表示部、５００３：スピーカ、５００４：ＬＥＤランプ、５００５：操作キー、５００６：接続端子、５００７：センサ、５００８：マイクロフォン、５０１２：支持部、５０１３：イヤホン、５１００：掃除ロボット、５１０１：ディスプレイ、５１０２：カメラ、５１０３：ブラシ、５１０４：操作ボタン、５１２０：ゴミ、５１４０：携帯電子機器、５１５０：携帯情報端末、５１５１：筐体、５１５２：表示領域、５１５３：屈曲部、８５０１：照明装置、８５０２：照明装置、８５０３：照明装置、８５０４：照明装置

Claims (22)

  1. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び５個以上の保護基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記５個以上の保護基は、それぞれ独立に炭素数１以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
    前記第１の材料及び前記第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記５個以上の保護基のうち、少なくとも４個がそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換または無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一である、発光素子。
  3. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び少なくとも４つの保護基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記４つの保護基は前記縮合芳香環または前記縮合複素芳香環とは直接結合せず、
    前記４つの保護基はそれぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
    前記第１の材料及び前記第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  4. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び２以上のジアリールアミノ基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記縮合芳香環または縮合複素芳香環は前記２以上のジアリールアミノ基と結合し、
    前記２以上のジアリールアミノ基中のアリール基は、それぞれ独立に、少なくとも１つの保護基を有し、
    前記保護基は、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
    前記第１の材料及び前記第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  5. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び２以上のジアリールアミノ基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記縮合芳香環または縮合複素芳香環は前記２以上のジアリールアミノ基と結合し、
    前記２以上のジアリールアミノ基中のアリール基は、それぞれ独立に、少なくとも２つの保護基を有し、
    前記保護基は、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
    前記第１の材料及び前記第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  6. 請求項４または請求項５において、
    前記ジアリールアミノ基がジフェニルアミノ基である、発光素子。
  7. 請求項２乃至請求項６のいずれか一項において、前記アルキル基が、分岐鎖アルキル基である発光素子。
  8. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び複数の保護基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、前記縮合芳香環または縮合複素芳香環の一方の面の直上に位置し、かつ、前記複数の保護基を構成する原子の少なくとも一つが、前記縮合芳香環または縮合複素芳香環の他方の面の直上に位置し、
    前記第１の材料及び第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  9. 一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料を有し、
    前記第２の材料は、発光団及び２以上のジフェニルアミノ基を有し、
    前記発光団は縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
    前記縮合芳香環または縮合複素芳香環は前記２以上のジフェニルアミノ基と結合し、
    前記２以上のジフェニルアミノ基中のフェニル基は、それぞれ独立に、３位および５位に保護基を有し、
    前記保護基は、それぞれ独立に、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
    前記第１の材料及び前記第２の材料双方から発光が得られる、発光素子。
  10. 請求項９において、前記アルキル基が、分岐鎖アルキル基である発光素子。
  11. 請求項７または請求項１０において、
    前記分岐鎖アルキル基は４級炭素を有する、発光素子。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか１項において、
    前記縮合芳香環または前記縮合複素芳香環が、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、クリセン、トリフェニレン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クマリン、キナクリドン、ナフトビスベンゾフランのいずれか一を含む、発光素子。
  13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項において、
    前記第１の材料は、第１の有機化合物と第２の有機化合物を有し、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は励起錯体を形成する、発光素子。
  14. 請求項１３において、
    前記第１の有機化合物は燐光発光を呈する化合物である、発光素子。
  15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
    前記第１の材料の発光スペクトルのピーク波長は、前記第２の材料の発光スペクトルのピーク波長よりも短波長側に位置する、発光素子。
  16. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項において、
    前記第１の材料が燐光発光を呈する化合物である、発光素子。
  17. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項において、
    前記第１の材料が遅延蛍光を呈する化合物である、発光素子。
  18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか１項において、
    前記第１の材料の発光スペクトルは前記第２の材料の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる、発光素子。
  19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか１項において、
    前記発光層において、前記第２の材料の濃度が、０．０１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下である、発光素子。
  20. 請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光素子と、
    カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、
    を有する発光装置。
  21. 請求項２０に記載の発光装置と、
    筐体または表示部の少なくとも一方と、
    を有する電子機器。
  22. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子と、
    筐体を有する照明装置。
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