WO2013011955A1 - 遅延蛍光材料およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

遅延蛍光材料およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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WO2013011955A1
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electron
ring
fluorescent material
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哲也 中川
安達　千波矢
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国立大学法人九州大学
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Definitions

  • the present invention relates to a novel delayed fluorescent material having high luminous efficiency and an organic electroluminescence element (organic EL element) using the same for a light emitting layer.
  • Patent Document 1 describes a phosphorescent organic electroluminescence device using a compound having a spirobifluorene skeleton in a hole blocking layer.
  • Patent Document 2 describes an organic electroluminescence device using a compound having a spirobifluorene skeleton having two carbazole groups bonded as a host material of a light emitting layer.
  • Patent Document 3 describes an organic electroluminescence device using a phenyl vinyl group or a compound having a spirobifluorene skeleton substituted with a phenyl group as a host material of a light emitting layer.
  • Patent Document 4 describes an organic electroluminescence device having a light-emitting layer composed only of a compound having a spirobifluorene skeleton substituted with a biphenyl group.
  • Patent Document 5 describes an organic electroluminescence device having a light emitting layer composed of only a benzene or naphthalene compound substituted with 1 to 3 spirobifluorene rings.
  • Patent Document 6 describes an organic electroluminescence device having a light emitting layer composed only of a benzene compound substituted with 3 to 6 spirobifluorene rings.
  • a compound having a spirobifluorene skeleton is not always easy to synthesize, it may be difficult to provide the compound itself.
  • the present inventors have synthesized various compounds having a spirobifluorene skeleton and studied for the purpose of evaluating the usefulness of the organic electroluminescence device as a light emitting material in detail. Proceeded.
  • a general formula of a compound useful as a light-emitting material has been derived, and extensive studies have been carried out for the purpose of generalizing the structure of an organic electroluminescence device having high luminous efficiency.
  • the present inventors have found that a specific compound having a spirobifluorene skeleton has excellent properties as a delayed fluorescent material for an organic electroluminescence device. . Based on this finding, the present inventors have provided the following present invention as means for solving the above-mentioned problems.
  • a delayed fluorescent material comprising a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or an electron-donating group, and at least one of Represents an electron donating group.
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or an electron withdrawing group, and at least one represents an electron withdrawing group.
  • At least two of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 in the general formula (1) are electron donating groups
  • At least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (1) is an electron donating group, and at least one of R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is an electron donating group.
  • the delayed fluorescent material according to [1] which is characterized in that it exists.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is a skeleton represented by any one of the following general formulas (2) to (4)
  • R 20 represents an atomic group necessary to form a ring structure represented by a hydrogen atom, an aryl group, or A 4, each independently as A 3 and A 4, heteroaromatic ring, or A non-aromatic heterocycle may be formed.
  • Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom.
  • At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is an electron donating group containing any one of the following skeletons of D1 to D10
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are electron withdrawing groups
  • the delayed fluorescent material according to any one of [8].
  • At least one of R 9 , R 10 , R 11 and R 12 in the general formula (1) is an electron withdrawing group, and at least one of R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is an electron withdrawing group.
  • An organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and at least one organic layer including a light-emitting layer between the anode and the cathode, wherein the organic electroluminescence element is any one of [1] to [12]
  • An organic electroluminescent device comprising the light-emitting layer containing the delayed fluorescent material.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or an electron-donating group, and at least one Represents an electron-donating group containing a skeleton represented by any one of the above general formulas (2) to (4).
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or an electron withdrawing group, and at least one represents an electron withdrawing group.
  • At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is an electron donating group containing a skeleton represented by any one of the above D1 to D8
  • the compound according to [14] which is characterized in that [16] At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is an electron donating group containing a skeleton represented by D9 [ 15].
  • the delayed fluorescent material of the present invention is the first delayed fluorescent material having a spirobifluorene skeleton.
  • an organic electroluminescence device having high light emission efficiency can be provided.
  • Example 2 is an emission spectrum of a co-deposited film in Example 1.
  • 3 is a graph showing PL transient attenuation in Example 1.
  • 2 is an emission spectrum of the organic electroluminescence element in Example 1.
  • 3 is a graph showing the relationship between temperature and luminous efficiency in Example 1.
  • 6 is a graph showing the relationship between the intensity ratio of long-life light emission to single-life light emission and the reciprocal of temperature in Example 1.
  • 3 is a graph showing the relationship between current density and external quantum efficiency in Example 1.
  • 3 is a graph showing current density-voltage-luminance (J-V-L) characteristics in Example 1. It is an emission spectrum of the solution in Example 42.
  • 42 is a graph showing PL transient attenuation in Example 42.
  • 42 is a graph showing PL transient attenuation in Example 43.
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • the delayed fluorescent material of the present invention is characterized by comprising a compound represented by the following general formula (1). Therefore, first, the compound represented by the general formula (1) will be described.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom or an electron donating group. However, at least one of these represents an electron donating group. When two or more of these represent an electron donating group, the two or more electron donating groups may be the same or different. Preferred is the case where they are identical.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 those representing an electron donating group are R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7.
  • the electron donating groups represented by R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 donate electrons to the spirobifluorene ring when bonded to the spirobifluorene ring. It is a group having properties.
  • the electron donating group may be an aromatic group, a heteroaromatic group, or an aliphatic group, or may be a group in which two or more of these are combined.
  • Examples of the electron donor group may be an alkyl group (which may be linear, branched or cyclic, preferably have 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, As a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a pentyl group, a hexyl group, and an isopropyl group) or an alkoxy group (straight, branched, or cyclic), preferably 1 carbon atom 6 or more, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and specific examples include a methoxy group), an amino group or a substituted amino group (preferably an amino group substituted with an aromatic group, Examples include diphenylamino group, anilyl group, and tolylamino group), aryl group (which may be monocyclic or fused ring, and may be further substituted with aryl group.
  • alkyl group which may be linear, branched or cyclic, preferably have 1 to 6 carbon atoms, more
  • An electron donating group containing a heterocyclic structure preferably an electron donating group containing a heterocyclic structure containing a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • Specific examples thereof include thiophenyl.
  • the electron donating group preferably has a ⁇ p value of ⁇ 0.06 or less, more preferably ⁇ 0.14 or less, and even more preferably ⁇ 0.28 or less.
  • At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 has a skeleton represented by any of the following general formulas (2) to (4)
  • the electron donating group is preferably contained.
  • Z 1 represents a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom or a silicon atom.
  • a 1 and A 2 in the general formula (2) may each independently form an aromatic ring, a heteroaromatic ring, an aliphatic ring or a non-aromatic heterocycle, or may not form these rings. May be.
  • the general formula (2) represents a carbazole skeleton.
  • the general formula (2) represents an indole skeleton.
  • the general formula (2) represents a pyrrole skeleton.
  • the general formula (2) represents a silafluoroene skeleton.
  • the general formula (2) represents a benzothiophene skeleton.
  • the ring structure may be a fused ring structure in which a plurality of rings are fused.
  • Such a fused ring may be a fused aromatic ring, a fused heteroaromatic ring, a fused alicyclic ring, Furthermore, it may be a fusion of different types of rings such as an aromatic ring and a heteroaromatic ring, and is not particularly limited. Moreover, the rings to be fused may be the same or different.
  • Z 1 is a sulfur atom
  • a 1 forms a ring structure in which a furan ring is fused to a benzene ring and A 2 does not form a ring structure
  • the general formula (2) is benzodifuran. Represents the skeleton.
  • the ring structure that A 1 and A 2 of the general formula (2) can form is preferably an aromatic ring or a heteroaromatic ring, and more preferably an aromatic ring.
  • the aromatic ring that A 1 and A 2 can form is a benzene ring.
  • the heteroaromatic ring that A 1 and A 2 can form include a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a furan ring, and a pyridine ring.
  • Pyridazine ring, pyrimidine ring and pyrazine ring is a furan ring.
  • Examples of the aliphatic ring that A 1 and A 2 can form include a cyclopentene ring, a cyclohexene ring, a cycloheptene ring, a cyclopentadiene ring, a cyclohexadiene ring, a cycloheptadiene ring, and a cycloheptatriene ring.
  • Examples of the non-aromatic heterocycle that A 1 and A 2 can form include a pyrroline ring, an imidazoline ring, and a pyrazoline ring.
  • fused ring examples include, for example, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, indole ring, isoindole ring, indazole ring, chromene ring, quinoline ring, isoquinoline ring, cinnoline ring, Examples thereof include a quinazoline ring, a quinoxaline ring, a phthalazine ring, a pteridine ring, a xanthene ring, a carbazole ring, a phenanthridine ring, an acridine ring, a phenazine ring, and a phenanthroline ring.
  • R 20 represents a hydrogen atom, an aryl group, or an atomic group necessary for forming a ring structure represented by A 4 .
  • a 3 and A 4 in the general formula (3) may each independently form a heteroaromatic ring or a non-aromatic heterocycle, or may not form these rings.
  • the heteroaromatic ring or non-aromatic heterocycle that A 3 and A 4 can form see the specific examples of the heteroaromatic ring or non-aromatic heterocycle that A 1 and A 2 can form above. be able to.
  • the aryl group that R 20 can take may be a single aromatic ring or a structure in which two or more aromatic rings are fused.
  • the number of carbon atoms constituting the aryl group is preferably 6-22, more preferably 6-18, still more preferably 6-14, and more preferably 6-10 (ie, benzene ring, naphthalene). Ring) is even more preferred, and a phenyl group is most preferred.
  • the general formula (3) represents an aniline skeleton.
  • the general formula (3) represents a diphenylamine skeleton.
  • the general formula (3) represents a julolidine skeleton.
  • Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 each independently represent an oxygen atom or a sulfur atom. These atoms may be the same or different, but are preferred when they are the same.
  • the atom or atomic group bonded to the skeleton represented by the general formulas (2) to (4) can be selected so that the entire substituent exhibits an electron donating property.
  • Typical substituents that can be bonded to these skeletons include alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, and aryloxy groups. It is also preferable to employ an electron donating group as a substituent.
  • the alkyl group as used herein may be linear, branched, or cyclic. Preference is given to a linear or branched alkyl group.
  • the alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms (ie, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group) is even more preferable.
  • Examples of the cyclic alkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group.
  • the aryl group as used herein may be composed of one aromatic ring or may have a structure in which two or more aromatic rings are fused.
  • the number of carbon atoms constituting the aryl group is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 18, still more preferably 6 to 14, and more preferably 6 to 10 (that is, phenyl group, 1 -Naphthyl group, 2-naphthyl group) is more preferred, and phenyl group is most preferred.
  • the alkoxy group as used herein may be linear, branched, or cyclic. Preferred is a linear or branched alkoxy group.
  • the alkoxy group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms (ie, a methoxy group, an ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group) is even more preferable.
  • Examples of the cyclic alkoxy group include a cyclopentyloxy group, a cyclohexyloxy group, and a cycloheptyloxy group.
  • the aryloxy group referred to in the present specification may be composed of one aromatic ring or may have a structure in which two or more aromatic rings are fused.
  • the aryloxy group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, still more preferably 6 to 14 carbon atoms, and more preferably 6 to 10 carbon atoms (ie, phenyloxy group, 1 -Naphtyloxy group, 2-naphthyloxy group) is even more preferable.
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom or an electron withdrawing group. However, at least one of these represents an electron withdrawing group. When two or more of these represent an electron withdrawing group, the two or more electron withdrawing groups may be the same or different. Preferred is the case where they are identical.
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 those representing an electron withdrawing group are R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15.
  • the electron-withdrawing group represented by R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15, and R 16 in the general formula (1) is a spirobifluorene when bonded to the spirobifluorene ring. It is a group having a property of attracting from a ring.
  • the electron withdrawing group may be an aromatic group, a heteroaromatic group, or an aliphatic group, or may be a group in which two or more of these are combined. Examples of the electron withdrawing group include a nitro group and a perfluoroalkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and specific examples include a trifluoromethyl group).
  • Sulfonyl group, electron-withdrawing group containing a heterocyclic structure an example of such an electron-withdrawing group is an electron-withdrawing group other than a triazino group, preferably an electron containing a heterocyclic structure containing a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • an electron-withdrawing group is an electron-withdrawing group other than a triazino group, preferably an electron containing a heterocyclic structure containing a nitrogen atom or a sulfur atom.
  • Specific examples include an oxadiazolyl group, a benzothiadiazolyl group, a tetrazolyl group, a thiazolyl group, an imidazolyl group, etc.), a group containing a phosphine oxide structure, a cyano group, and the like. .
  • the electron withdrawing group preferably has a ⁇ p value of 0.02 or more, more preferably 0.34 or more, and even more preferably 0.62 or more.
  • a group for example, nitro group having a larger electron withdrawing property than cyano group or cyano group can be exemplified.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is a diarylamino group optionally substituted with an electron donating group
  • R 9 , R Examples include a compound group in which at least one of 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is a cyano group, and a compound group in which the compound group is excluded from the general formula (1). it can.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R A group of compounds in which 11 to 14 of 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are hydrogen atoms can also be exemplified.
  • 4 to 7 of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are preferably hydrogen atoms, and 6 or 7 are hydrogen atoms. More preferably.
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are preferably hydrogen atoms, and 6 or 7 are hydrogen atoms. It is more preferable. As a preferred example, seven of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are hydrogen atoms, and R 9 , R 10 , R 11 , R A compound in which 7 of 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are hydrogen atoms, or R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 Examples include compounds in which six of them are hydrogen atoms and six of R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are hydrogen atoms.
  • a monospirobifluorene compound group can be exemplified.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 is not a group containing a spirobifluorene ring.
  • a compound group represented by the following general formula (1 ′) can also be exemplified.
  • General formula (1 ') includes a novel compound.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or an electron-donating group, and at least one Represents an electron-donating group containing a skeleton represented by any one of the above general formulas (2) to (4).
  • R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 are each independently a hydrogen atom or an electron withdrawing group, and at least one represents an electron withdrawing group.
  • At least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 includes a skeleton represented by any one of the above D1 to D8
  • a compound group which is an electron donating group can be preferably exemplified.
  • a compound group in which at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 is an electron donating group containing a skeleton represented by D9 is also preferably exemplified.
  • a compound group in which the electron-withdrawing group is a cyano group, a compound group having two or more electron-donating groups and two or more electron-withdrawing groups, and synthesis example 1 described later are synthesized.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is preferably 1500 or less, and preferably 1200 or less when it is intended to use an organic layer containing the compound by forming a film by a vapor deposition method, for example. More preferably, it is more preferably 1000 or less, and even more preferably 800 or less. About the lower limit of molecular weight, it can be set as 350 or more, for example.
  • the compound 4 having two 9-carbazolyl groups is a known compound and can be synthesized by combining known compound synthesis methods.
  • Compound 1 can be converted to 2 ′, 7′-diiodinated-2,7-dicyanospirobifluorene by diiodating 2,7-dicyanospirobifluorene with an iodinating agent and further reacted with diphenylamine.
  • the compound of the present invention can also be synthesized by dibromating substituted spirobifluorene and reacting with a boronic acid having a structure of D1 to D10, for example.
  • Other compounds of the present invention can also be synthesized by modifying these methods as necessary or combining them with known synthesis methods.
  • the reaction conditions for each step can be selected from known reaction conditions.
  • the organic electroluminescence device of the present invention has a structure having an anode, a cathode, and an organic layer between the anode and the cathode.
  • the organic layer includes at least a light emitting layer, and may consist of only the light emitting layer, or may have one or more organic layers in addition to the light emitting layer.
  • the organic electroluminescent element of this invention contains the compound represented by General formula (1) in a light emitting layer. If the compound represented by the general formula (1) is used as a thermally activated delayed fluorescent material in a light emitting layer of an organic electroluminescence device, high luminous efficiency can be achieved at a lower cost than before.
  • the organic electroluminescence device of the present invention has extremely high current efficiency, power efficiency, and luminance, reaching the world's highest level at the present time, and is extremely useful.
  • the organic electroluminescence element of the present invention has a structure in which at least an anode, an organic layer, and a cathode are laminated.
  • the organic electroluminescence device of the present invention preferably comprises a plurality of organic layers.
  • the organic layers other than the light-emitting layer are called a hole injection layer, a hole transport layer, an electron block layer, a light-emitting layer, a hole block layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or the like depending on their functions. They can be used in combination.
  • anode and cathode include: anode / light emitting layer / cathode, anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode, anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / cathode, anode / hole injection.
  • anode / organic layer / cathode structures can be formed on a substrate.
  • adopted by this invention is not limited to these.
  • the compound represented by the general formula (1) is particularly preferably used for the light emitting layer, but the use of the compound represented by the general formula (1) as an organic material other than the light emitting layer as a charge transport material or the like is excluded. Not what you want.
  • each organic layer or electrode constituting the organic electroluminescence element of the present invention When manufacturing each organic layer or electrode constituting the organic electroluminescence element of the present invention, a known manufacturing method can be appropriately selected and employed. For each organic layer or electrode, various materials employed in known organic electroluminescence elements can be selected and used. Furthermore, the organic electroluminescence element of the present invention can be modified as necessary with various modifications that can be easily conceived from known techniques and known techniques. Hereinafter, typical materials constituting the organic electroluminescence element will be described. However, materials that can be used for the organic electroluminescence element of the present invention are not limitedly interpreted by the following description.
  • the substrate functions as a support for supporting the structure of the anode / organic layer / cathode and also functions as a substrate in manufacturing the structure of the anode / organic layer / cathode.
  • the substrate may be made of a transparent material, or may be made of a translucent or opaque material. In the case where light emission is extracted from the anode side, it is preferable to use a transparent substrate. Examples of the material constituting the substrate include glass, quartz, metal, polycarbonate, polyester, polymethacrylate, and polysulfone. If a flexible substrate is used, a flexible organic electroluminescence element can be obtained.
  • the anode has a function of injecting holes toward the organic layer.
  • a material having a high work function is preferably used.
  • a material having 4 eV or more is preferably used.
  • metal for example, aluminum, gold, silver, nickel, palladium, platinum
  • metal oxide for example, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, a mixture of indium oxide and tin oxide [ITO], zinc oxide
  • ITO indium oxide
  • IZO metal halide
  • carbon black carbon black.
  • conductive polymers such as polyaniline, poly (3-methylthiophene), polypyrrole and the like.
  • the transmittance is preferably 10% or more, more preferably 50% or more, and further preferably 80% or more.
  • the thickness of the anode is usually 3 nm or more and preferably 10 nm or more.
  • the upper limit can be set to, for example, 1 ⁇ m or less, but may be thicker when transparency is not required for the anode.
  • the anode may have the above function as a substrate.
  • the anode can be formed, for example, by vapor deposition, sputtering, or coating.
  • a conductive polymer When a conductive polymer is used for the anode, it is also possible to form the anode on the substrate using an electrolytic polymerization method.
  • surface treatment can be performed for the purpose of improving the hole injection function. Specific examples of the surface treatment include plasma treatment (for example, argon plasma treatment, oxygen plasma treatment), UV treatment, ozone treatment, and the like.
  • the hole injection layer has a function of transporting holes from the anode to the light emitting layer side. Since the hole injection layer is generally formed on the anode, the hole injection layer is preferably a layer having excellent adhesion to the anode surface. For this reason, it is preferable to be comprised with the material with high thin film formation ability.
  • the hole transport layer has a function of transporting holes to the light emitting layer side.
  • the hole transport layer is made of a material excellent in hole transportability.
  • a hole transport material having high hole mobility and low ionization energy is used. An ionization energy of, for example, 4.5 to 6.0 eV can be preferably selected.
  • As the hole transport material various materials that can be used for the hole injection layer or the hole transport layer of the organic electroluminescence element can be appropriately selected and used.
  • the hole transport material may be a polymer material having a repeating unit or a low molecular compound.
  • hole transport materials include aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazoles
  • Examples thereof include derivatives, polyarylalkane derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, silane polymers, aniline copolymers, thiophene polymers, and porphyrin compounds.
  • Preferred examples of the hole transporting material include aromatic tertiary amine compounds. Specifically, triphenylamine, tolylamine, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1 , 1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N, N ′, N ′-(4-methylphenyl) -1,1′-phenyl-4,4′-diamine, N, N, N ′ , N ′-(4-Methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-biphenyl-4,4 ′ -Diamine, N, N '-(methylphenyl) -N, N'-(4-n-butylphenyl) -phenanthrene-9,10-diamine, N, N-bis (4
  • phthalocyanine compounds can also be mentioned as preferable hole transport materials, and specifically, H 2 Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl 2 SiPc , (HO) AlPc, (HO) GaPc, VOPc, TiOPc, MoOPc, and GaPc—O—GaPc [Pc represents phthalocyanine].
  • metal oxides such as poly (ethylenedioxy) thiophene (PEDOT) and molybdenum oxide, and known aniline derivatives can also be preferably used.
  • the hole transport material used in the present invention may be used by selecting only one kind per layer, or may be used by combining two or more kinds per layer.
  • the hole injection layer and the hole transport layer can be formed by, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, or a coating method.
  • the thickness of the hole injection layer or the hole transport layer is usually 3 nm or more, and preferably 10 nm or more.
  • the upper limit value can be set to 5 ⁇ m or less, for example.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescence device of the present invention may contain a host material and a dopant material, or may consist of only a single material.
  • the light emitting layer of the organic electroluminescent element of the present invention contains a compound represented by the general formula (1).
  • the dopant material is preferably used at 10 wt% or less, more preferably 6 wt% or less, in order to prevent concentration quenching.
  • the dopant material and the host material one kind of material may be used alone, or two or more kinds of materials may be used in combination. Doping can be performed by co-evaporation of a host material and a dopant material. At this time, the host material and the dopant material may be mixed in advance and then simultaneously deposited.
  • Examples of the host material used for the light-emitting layer include carbazole derivatives, quinolinol derivative metal complexes, oxadiazole derivatives, distyrylarylene derivatives, and diphenylanthracene derivatives.
  • materials proposed as host materials for the light emitting layer can be appropriately selected and used.
  • a preferred host material for example, a compound represented by the following general formula (10) can be given.
  • Z represents a q-valent linking group, and q represents an integer of 2 to 4.
  • R 101 and R 102 each independently represent a substituent, and n 101 and n 102 each independently represent an integer of 0 to 4.
  • n101 is any integer of 2 to 4
  • n101 R 101's may be the same as or different from each other
  • n102 R 102 may be the same as or different from each other.
  • R 101 , R 102 , n101 and n102 in each of q structural units may be the same as or different from each other.
  • Examples of the substituent represented by R 101 and R 102 in the general formula (10) include a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryl group, and a substituted or unsubstituted aryloxy group. And a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, and a cyano group.
  • n101 and n102 are each independently preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2. Moreover, it is also preferable that both n101 and n102 are 0.
  • Z in the general formula (10) is preferably a linking group containing an aromatic ring or a heterocyclic ring.
  • the aromatic ring may be a single ring or a fused ring in which two or more aromatic rings are fused.
  • the number of carbon atoms in the aromatic ring is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 18, still more preferably 6 to 14, and still more preferably 6 to 10.
  • Specific examples of the aromatic ring include a benzene ring and a naphthalene ring.
  • the heterocyclic ring may be a single ring or a fused ring in which one or more heterocyclic rings and an aromatic ring or a heterocyclic ring are fused.
  • the number of carbon atoms in the heterocyclic ring is preferably 5 to 22, more preferably 5 to 18, still more preferably 5 to 14, and still more preferably 5 to 10.
  • the hetero atom constituting the heterocyclic ring is preferably a nitrogen atom.
  • Specific examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a triazine ring, a triazole ring, and a benzotriazole ring.
  • Z in the general formula (10) contains an aromatic ring or a heterocyclic ring, and may contain a non-aromatic linking group. Examples of such a non-aromatic linking group include those having the following structure.
  • R 107 , R 108 , R 109 and R 110 in the above non-aromatic linking group each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted It is preferable that the alkyl group is a substituted or unsubstituted aryl group.
  • R 111 , R 112 and R 113 each independently represent a substituent, n111 and n112 each independently represent an integer of 1 to 4, and n113 is any of 1 to 5 Represents an integer.
  • At least one R 111 , at least one R 112 , and at least one R 113 are aryl groups.
  • n111 is an integer of 2 to 4, it may be the being the same or different each n111 amino R 111
  • n112 is an integer of 2 to 4
  • n112 amino R 112 may be the same as or different from each other.
  • n113 is an integer of 2 to 5
  • n113 R 113 may be the same as or different from each other.
  • n111, n112 and n113 are preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2.
  • the hole blocking layer has a function of preventing holes passing through the light emitting layer from moving to the cathode side. It is preferably formed between the light emitting layer and the organic layer on the cathode side.
  • the organic material forming the hole blocking layer include an aluminum complex compound, a gallium complex compound, a phenanthroline derivative, a silole derivative, a quinolinol derivative metal complex, an oxadiazole derivative, and an oxazole derivative.
  • BCP 2,9-dimethyl And -4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • the hole block layer can be formed by, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, or a coating method.
  • the thickness of the hole block layer is usually 3 nm or more, and preferably 10 nm or more.
  • the upper limit value can be set to 5 ⁇ m or less, for example.
  • the electron injection layer has a function of transporting electrons from the cathode to the light emitting layer. Since the electron injection layer is generally formed so as to be in contact with the cathode, it is preferably a layer having excellent adhesion to the cathode surface.
  • the electron transport layer has a function of transporting electrons to the light emitting layer side.
  • the electron transport layer is made of a material having excellent electron transport properties. For the electron injection layer and the electron transport layer, an electron transport material having high electron mobility and high ionization energy is used. As the electron transport material, various materials that can be used for the electron injection layer or the electron transport layer of the organic electroluminescence element can be appropriately selected and used.
  • the electron transport material may be a polymer material having a repeating unit or a low molecular compound.
  • electron transport materials include fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, diphenoquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, perylenetetracarboxylic acid derivatives, quinoxaline derivatives. , Fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives and the like.
  • preferred electron transport materials include 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5 -Bis (1-phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ′′ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2, 5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyl) Oxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ′′ -biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1- Naphthyl) -1,3,4-thiadiazole, 1,4-
  • the electron transport material used in the present invention may be used by selecting only one kind for one layer, or may be used by combining two or more kinds for one layer.
  • the electron injection layer and the electron transport layer can be formed by, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, or a coating method.
  • the thickness of the electron injection layer or the electron transport layer is usually 3 nm or more, and preferably 10 nm or more.
  • the upper limit value can be set to 5 ⁇ m or less, for example.
  • the cathode has a function of injecting electrons toward the organic layer.
  • a material having a low work function is preferably used.
  • a material having 4 eV or less is preferably used.
  • Specific examples include metals (eg, tin, magnesium, indium, calcium, aluminum, silver) and alloys (eg, aluminum-lithium alloy, magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy).
  • metals eg, tin, magnesium, indium, calcium, aluminum, silver
  • alloys eg, aluminum-lithium alloy, magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy.
  • the transmittance is preferably 10% or more, more preferably 50% or more, and further preferably 80% or more.
  • the thickness of the cathode is usually 3 nm or more, and preferably 10 nm or more.
  • the upper limit value can be set to 1 ⁇ m or less, for example, but may be thicker if the cathode is not required to be transparent.
  • the cathode can be formed, for example, by vapor deposition or sputtering.
  • a protective layer is preferably formed on the cathode in order to protect the cathode.
  • Such a protective layer is preferably a layer made of a stable metal having a high work function. For example, a metal layer such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold, or platinum can be formed.
  • the organic electroluminescence device of the present invention can be further applied to various uses. For example, it is possible to produce an organic electroluminescence display device using the organic electroluminescence element of the present invention. For details, see “Organic EL Display” by Osamu Shigeru Tokito, Chiba Adachi, and Hideyuki Murata. ) Can be referred to. In particular, the organic electroluminescence device of the present invention can be applied to organic electroluminescence illumination that is in great demand.
  • Example 1 In this example, a test was conducted using Compound 1, and an organic electroluminescence device having the structure shown in FIG. 1 was produced. (1) Observation of delayed fluorescence 6% by weight of Compound 1 and mCP were co-evaporated to form a film on a quartz substrate, and an emission spectrum was measured (FIG. 2). The co-deposited film showed yellow light emission, and the PL quantum yield was as high as 27%. Next, in order to examine the thermally activated delayed fluorescence characteristics of Compound 1, the PL transient attenuation of the co-deposited film was measured at 300 K using a streak camera (FIG. 3).
  • the PL transient decay curve was in good agreement with the two-component fitting, and a 24 ns short-life component and a 24 ⁇ s long-life component were observed. That is, with compound 1, in addition to short-lived fluorescence, thermally activated delayed fluorescence derived from long-lived components was observed.
  • ITO 2 Indium tin oxide (ITO) 2 is formed on glass 1 with a thickness of about 30 to 100 nm, and further, N, N′-di (naphthalene-1- Yl) -N, N′-diphenylbenzidine ( ⁇ -NPD) 3 was formed to a thickness of 60 nm. Then, 6% by weight of Compound 1 and 4,4-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino)] biphenyl (mCP) are co-evaporated to form a light emitting layer 4 with a thickness of 20 nm. did.
  • Bphen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Bphen) 5 was formed to a thickness of 40 nm.
  • magnesium-silver (MgAg) 6 was vacuum-deposited with a thickness of 100 nm, and then silver (Ag) 7 was vapor-deposited with a thickness of 20 nm to obtain an organic electroluminescence device having the layer structure shown in FIG.
  • the result of having measured the emission spectrum of the manufactured organic electroluminescent element is shown in FIG. Yellow light emission was observed at the maximum current.
  • the graph shown in FIG. 5 was obtained. In FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the reciprocal of temperature and the intensity ratio of long-life luminescence to single-life luminescence (Berberan-Santos Plot). The energy difference ( ⁇ E ST ) between the T1 level and the S1 level was 0.057 eV, which was confirmed to be extremely small as compared with the conventional delayed fluorescent material.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between current density and external quantum efficiency.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of measuring current density-voltage-luminance (JVL) characteristics using a semiconductor parameter-analyzer and a power meter. 12000 cd / m 2 was achieved at a current efficiency of 13.5 cd / A, a power efficiency of 13.0 lm / W, and a drive voltage of 15V.
  • JVL current density-voltage-luminance
  • Example 42 In this example, a toluene solution of compound 4 was prepared and the emission spectrum was measured (FIG. 9). When PL transient attenuation was measured in the same manner as in Example 1, a short-life component of 11.55 ns and a long-life component of 124.9 ⁇ s were observed (FIG. 10). That is, by the compound 4, in addition to the short-lived fluorescence, thermally activated delayed fluorescence derived from the long-lived component was observed.
  • Example 43 Using the compound 10 synthesized in Synthesis Example 1, the emission spectrum of the solution was measured in the same manner as in Example 42. As a result, light emission having a peak at 550 nm was observed. Further, when PL transient attenuation was measured, a short-life component of 10.61 ns and a long-life component of 434.38 ⁇ s were observed (FIG. 11). That is, by the compound 10, in addition to the short-lived fluorescence, thermally activated delayed fluorescence derived from the long-lived component was observed.
  • the organic electroluminescence element of the present invention can be manufactured at low cost, and can achieve high luminance with high luminous efficiency.
  • the delayed fluorescent material of the present invention is useful as a light emitting material for such an organic electroluminescence device. For this reason, this invention has high industrial applicability.

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Abstract

下記一般式で表される化合物からなる遅延蛍光材料［Ｒ１～Ｒ８の少なくとも１つは電子供与基で、他は水素原子を表し、Ｒ９～Ｒ１６の少なくとも１つは電子吸引基で、他は水素原子を表す。］。

Description

遅延蛍光材料およびそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
　本発明は、発光効率が高い新規遅延蛍光材料とそれを発光層に用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に関する。
　有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高める研究が盛んに行われている。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、ホール輸送材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、発光効率を高める工夫が種々なされてきている。その中には、スピロビフルオレン骨格を有する化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も見受けられ、これまでにも幾つかの提案がなされてきている。
　例えば特許文献１には、スピロビフルオレン骨格を有する化合物を正孔遮蔽層に用いたリン光有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。また、特許文献２には、カルバゾール基が２つ結合したスピロビフルオレン骨格を有する化合物を発光層のホスト材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。さらに、特許文献３には、フェニルビニル基やフェニル基で置換されたスピロビフルオレン骨格を有する化合物を発光層のホスト材料として用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。また、特許文献４には、ビフェニル基で置換されたスピロビフルオレン骨格を有する化合物だけで構成される発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。また、特許文献５には、１～３個のスピロビフルオレン環で置換されたベンゼンまたはナフタレン化合物だけで構成される発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。また、特許文献６には、３～６個のスピロビフルオレン環で置換されたベンゼン化合物だけで構成される発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が記載されている。
特表２００６－５２８８３６号公報 特開２０１０－２７６８１号公報 特開２００１－３０７８７９号公報 特開平７－２７８５３７号公報 特開２００２－１２１５４７号公報 特開２００６－２５６９８２号公報
　このようにスピロビフルオレン骨格を有する化合物については、これまで種々の検討がなされており、有機エレクトロルミネッセンス素子への応用に関する幾つかの提案がなされている。しかしながら、スピロビフルオレン骨格を有する化合物のすべてについて網羅的な研究がされ尽くされているとは言えない。特に、スピロビフルオレン骨格を有する化合物の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光材料としての用途については、ほんの一部の化合物について有用性が確認されているに過ぎない。また、スピロビフルオレン骨格を有する化合物の化学構造とその化合物の発光材料としての有用性の間には、明確な関係が見出されるに至っておらず、化学構造に基づいて発光材料としての有用性を予測することは困難な状況にある。さらに、スピロビフルオレン骨格を有する化合物は、合成が必ずしも容易ではないことから、化合物を提供すること自体に困難が伴うこともある。本発明者らはこれらの課題を考慮して、スピロビフルオレン骨格を有する種々の化合物を合成して、その有機エレクトロルミネッセンス素子の発光材料としての有用性を詳細に評価することを目的として検討を進めた。また、発光材料として有用な化合物の一般式を導きだし、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を一般化することも目的として鋭意検討を進めた。
　上記の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、スピロビフルオレン骨格を有する特定の化合物に、有機エレクトロルミネッセンス素子の遅延蛍光材料として優れた性質があることを見出した。本発明者らは、この知見に基づいて、上記の課題を解決する手段として、以下の本発明を提供するに至った。
［１］　下記一般式（１）で表される化合物からなる遅延蛍光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ［一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基であって、少なくとも１つは電子供与基を表す。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基であって、少なくとも１つは電子吸引基を表す。］
［２］　一般式（１）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも２つが電子供与基であることを特徴とする［１］に記載の遅延蛍光材料。
［３］　一般式（１）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の少なくとも１つが電子供与基であって、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが電子供与基であることを特徴とする［１］に記載の遅延蛍光材料。
［４］　一般式（１）のＲ２およびＲ３の少なくとも１つが電子供与基であって、Ｒ６およびＲ７の少なくとも１つが電子供与基であることを特徴とする［１］に記載の遅延蛍光材料。
［５］　一般式（１）のＲ２またはＲ３が電子供与基であって、Ｒ６またはＲ７が電子供与基であることを特徴とする［１］に記載の遅延蛍光材料。
［６］　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは、下記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする［１］～［５］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 ［一般式（２）において、Ｚ１は窒素原子、酸素原子、硫黄原子または珪素原子を表し、Ａ１およびＡ２として各々独立に芳香環、ヘテロ芳香環、脂肪環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（３）において、Ｒ２０は水素原子、アリール基またはＡ４で表される環構造を形成するのに必要な原子群を表し、Ａ３およびＡ４として各々独立に、ヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（４）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は各々独立に酸素原子または硫黄原子を表す。］
［７］　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは、下記Ｄ１～Ｄ１０のいずれかの骨格を含む電子供与基であることを特徴とする［１］～［５］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 ［８］　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが前記Ｄ３またはＤ９で表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする［７］に記載の遅延蛍光材料。
［９］　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の少なくとも２つが電子吸引基であることを特徴とする［１］～［８］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
［１０］　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つが電子吸引基であって、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の少なくとも１つが電子吸引基であることを特徴とする［１］～［８］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
［１１］　一般式（１）のＲ１０またはＲ１１が電子吸引基であって、Ｒ１４またはＲ１５が電子吸引基であることを特徴とする［１］～［８］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
［１２］　一般式（１）のＲ１０またはＲ１１がシアノ基であって、Ｒ１４またはＲ１５がシアノ基であることを特徴とする［１］～［８］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
［１３］　陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、［１］～［１２］のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料を前記発光層に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
［１４］　下記一般式（１’）で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 ［一般式（１’）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基であって、少なくとも１つは上記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基を表す。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基であって、少なくとも１つは電子吸引基を表す。］
［１５］　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは上記Ｄ１～Ｄ８のいずれかで表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする［１４］に記載の化合物。
［１６］　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが前記Ｄ９で表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする［１５］に記載の化合物。
　本発明の遅延蛍光材料は、スピロビフルオレン骨格を有する初めての遅延蛍光材料である。本発明の遅延蛍光材料を発光材料として用いれば、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成を示す概略断面図である。 実施例１における共蒸着膜の発光スペクトルである。 実施例１におけるＰＬ過渡減衰を示すグラフである。 実施例１における有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルである。 実施例１における温度と発光効率の関係を示すグラフである。 実施例１における長寿命発光の単寿命発光に対する強度比と温度の逆数との関係を示すグラフある。 実施例１における電流密度と外部量子効率の関係を示すグラフである。 実施例１における電流密度－電圧－輝度（J-V-L）特性を示すグラフである。 実施例４２における溶液の発光スペクトルである。 実施例４２におけるＰＬ過渡減衰を示すグラフである。 実施例４３におけるＰＬ過渡減衰を示すグラフである。
　以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
［一般式（１）で表される化合物］
　本発明の遅延蛍光材料は、下記一般式（１）で表される化合物からなることを特徴とする。そこで、一般式（１）で表される化合物について、まず説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　一般式（１）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基を表す。ただし、これらの少なくとも１つは電子供与基を表す。これらの２つ以上が電子供与基を表すとき、２つ以上の電子供与基は同一であっても異なっていてもよい。好ましいのは、同一である場合である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のうち、電子供与基を表すものはＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であることが好ましく、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６およびＲ７のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であることがより好ましい。さらに好ましくは、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６およびＲ７のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であり、２つである場合はＲ２およびＲ３のいずれか１つと、Ｒ６およびＲ７のいずれか１つであることが好ましい。
　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８が表す電子供与基は、スピロビフルオレン環に結合したときに電子をスピロビフルオレン環に対して供与する性質を有する基である。電子供与基は、芳香族基、ヘテロ芳香族基、脂肪族基のいずれであってもよく、これらの２つ以上が複合した基であってもよい。電子供与基の例として、アルキル基（直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数１～６であり、より好ましくは炭素数１～３であり、具体例としてメチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソプロピル基を挙げることができる）、アルコキシ基（直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよく、好ましくは炭素数１～６であり、より好ましくは炭素数１～３であり、具体例としてメトキシ基を挙げることができる）、アミノ基または置換アミノ基（好ましくは芳香族基で置換されたアミノ基であり、具体例としてジフェニルアミノ基、アニリル基、トリルアミノ基を挙げることができる）、アリール基（単環でも融合環でもよいし、さらにアリール基で置換されていてもよく、具体例としてフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基を挙げることができる）、複素環構造を含む電子供与基（好ましくは窒素原子または硫黄原子を含む複素環構造を含む電子供与基である。具体例として、チオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジュロリジル基、ピロリル基、インドリル基、カルバゾリル基を挙げることができる。）等を挙げることができる。電子供与基は、例えばσｐ値が－０．０６以下であるものが好ましく、－０．１４以下であるものがより好ましく、－０．２８以下であるものがさらに好ましい。
　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のうちの少なくとも１つは、下記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　一般式（２）において、Ｚ１は窒素原子、酸素原子、硫黄原子または珪素原子を表す。また、一般式（２）におけるＡ１およびＡ２は、各々独立に芳香環、ヘテロ芳香環、脂肪環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよいし、これらの環を形成していなくてもよい。例えば、Ｚ１が窒素原子であるとき、Ａ１およびＡ２が両方ともベンゼン環を形成している場合は、一般式（２）はカルバゾール骨格を表す。また、Ａ１がベンゼン環を形成していて、Ａ２が環構造を形成していない場合は、一般式（２）はインドール骨格を表す。さらに、Ａ１およびＡ２が両方とも環構造を形成していない場合は、一般式（２）はピロール骨格を表す。他の例として、Ｚ１が珪素原子であるとき、Ａ１およびＡ２が両方ともベンゼン環を形成している場合は、一般式（２）はシラフロオレン骨格を表す。また、Ｚ１が硫黄原子であるとき、Ａ１がベンゼン環を形成していて、Ａ２が環構造を形成していない場合は、一般式（２）はベンゾチオフェン骨格を表す。
　一般式（２）のＡ１およびＡ２が環構造を形成しているとき、その環構造は複数の環が融合した融合環構造であってもい。そのような融合環は、芳香環どうしが融合したものであってもよいし、ヘテロ芳香環どうしが融合したものであってもよいし、脂肪環どおりが融合したものであってもよいし、さらには芳香環とヘテロ芳香環のように異なる種類の環が融合したものであってもよく、特に制限されない。また、融合する環どうしは同一であっても異なっていてもよい。例えば、Ｚ１が硫黄原子であるとき、Ａ１がフラン環がベンゼン環に融合した環構造を形成していて、Ａ２が環構造を形成していない場合は、一般式（２）はベンゾジフラン骨格を表す。
　一般式（２）のＡ１およびＡ２が形成しうる環構造は、芳香環または複素芳香環であることが好ましく、芳香環であることがより好ましい。
　Ａ１およびＡ２が形成しうる芳香環はベンゼン環である。Ａ１およびＡ２が形成しうるヘテロ芳香環としては、例えばフラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環を挙げることができる。Ａ１およびＡ２が形成しうる脂肪環として、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、シクロヘプテン環、シクロペンタジエン環、シクロヘキサジエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタトリエン環を挙げることができる。Ａ１およびＡ２が形成しうる非芳香族ヘテロ環として、例えば、ピロリン環、イミダゾリン環、ピラゾリン環を挙げることができる。Ａ１およびＡ２が形成しうる融合環としては、例えば、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、インドール環、イソインドール環、インダゾール環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、キサンテン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環等を挙げることができる。
　一般式（３）において、Ｒ２０は水素原子、アリール基またはＡ４で表される環構造を形成するのに必要な原子群を表す。また、一般式（３）におけるＡ３およびＡ４は、各々独立にヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよいし、これらの環を形成していなくてもよい。Ａ３およびＡ４が形成しうるヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環の具体例については、上記のＡ１およびＡ２が形成しうるヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環の具体例を参照することができる。また、Ｒ２０が採りうるアリール基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリール基の環構成炭素数は、６～２２であることが好ましく、６～１８であることがより好ましく、６～１４であることがさらに好ましく、６～１０であること（すなわちベンゼン環、ナフタレン環）がさらにより好ましく、フェニル基が最も好ましい。
　一般式（３）で表される構造の例として、例えば、Ｒ２０が水素原子で、Ａ３が環構造を形成していない場合は、一般式（３）はアニリン骨格を表す。また、Ｒ２０がベンゼン環で、Ａ３が環構造を形成していない場合は、一般式（３）はジフェニルアミン骨格を表す。さらに、Ｒ２０がピペリジン環を形成するのに必要な原子群であり、Ａ３がピペリジン環を形成している場合は、一般式（３）はジュロリジン骨格を表す。
　一般式（４）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は各々独立に酸素原子または硫黄原子を表す。これらの原子は同一であっても異なっていてもよいが、好ましいのは同一である場合である。
　以下に一般式（２）～（４）で表される環構造の好ましい具体例を例示する。ただし、本発明において採用することができる環構造は、これらの具体例によって限定的に解釈されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　一般式（２）～（４）で表される骨格に結合する原子または原子群は、置換基全体が電子供与性を示すように選択することができる。これらの骨格に結合することができる典型的な置換基として、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基を挙げることができる。また、電子供与基を置換基として採用することも好ましい。
　本明細書でいうアルキル基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルキル基である。アルキル基の炭素数は、１～２０であることが好ましく、１～１２であることがより好ましく、１～６であることがさらに好ましく、１～３であること（すなわちメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基）がさらにより好ましい。環状のアルキル基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。
　本明細書でいうアリール基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリール基の環構成炭素数は、６～２２であることが好ましく、６～１８であることがより好ましく、６～１４であることがさらに好ましく、６～１０であること（すなわちフェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基）がさらにより好ましく、フェニル基が最も好ましい。
　本明細書でいうアルコキシ基は、直鎖状であっても、分枝状であっても、環状であってもよい。好ましいのは直鎖状または分枝状のアルコキシ基である。アルコキシ基の炭素数は、１～２０であることが好ましく、１～１２であることがより好ましく、１～６であることがさらに好ましく、１～３であること（すなわちメトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基）がさらにより好ましい。環状のアルコキシ基としては、例えばシクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基を挙げることができる。
　本明細書でいうアリールオキシ基は、１つの芳香環からなるものであってもよいし、２以上の芳香環が融合した構造を有するものであってもよい。アリールオキシ基の炭素数は、６～２２であることが好ましく、６～１８であることがより好ましく、６～１４であることがさらに好ましく、６～１０であること（すなわちフェニルオキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基）がさらにより好ましい。
　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基を表す。ただし、これらの少なくとも１つは電子吸引基を表す。これらの２つ以上が電子吸引基を表すとき、２つ以上の電子吸引基は同一であっても異なっていてもよい。好ましいのは、同一である場合である。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のうち、電子吸引基を表すものはＲ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であることが好ましく、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１４およびＲ１５のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であることがより好ましい。さらに好ましくは、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１４およびＲ１５のいずれか１つ以上、望ましくは２つ以上であり、２つである場合はＲ１０およびＲ１１のいずれか１つと、Ｒ１４およびＲ１５のいずれか１つであることが好ましい。
　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６が表す電子吸引基は、スピロビフルオレン環に結合したときに電子をスピロビフルオレン環から吸引する性質を有する基である。電子吸引基は、芳香族基、ヘテロ芳香族基、脂肪族基のいずれであってもよく、これらの２つ以上が複合した基であってもよい。電子吸引基の例として、ニトロ基、パーフルオロアルキル基（好ましくは炭素数１～６であり、より好ましくは炭素数１～３であり、具体例としてトリフルオロメチル基を挙げることができる）、スルホニル基、複素環構造を含む電子吸引基（そのような電子吸引基群として例えばトリアジノ基以外の電子吸引基群を挙げることができ、好ましくは窒素原子または硫黄原子を含む複素環構造を含む電子吸引基であり、具体例として、オキサジアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、テトラゾリル基、チアゾリル基、イミダゾリル基等を挙げることができる）、フォスフィンオキシド構造を含む基、シアノ基等を挙げることができる。電子吸引基は、例えばσp値が０．０２以上であるものが好ましく、０．３４以上であるものがより好ましく、０．６２以上であるものがさらに好ましい。また、好ましい電子吸引基として、シアノ基またはシアノ基よりも電子吸引性が大きな基（例えばニトロ基）を挙げることができる。
　一般式（１）で表される化合物の集合体として、種々の化合物群を規定することが可能である。例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが電子供与基で置換されていてもよいジアリールアミノ基であって、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の少なくとも１つがシアノ基である化合物群や、一般式（１）からその化合物群を除いた化合物群などを挙げることができる。
　一般式（１）で表される化合物の別の集合体として、例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のうちの１１～１４個が水素原子である化合物群を挙げることもできる。このとき、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のうちの４～７個が水素原子であることが好ましく、６または７個が水素原子であることがより好ましい。また、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のうちの４～７個が水素原子であることが好ましく、６または７個が水素原子であることがより好ましい。好ましい例として、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のうちの７個が水素原子であって、なおかつＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のうちの７個が水素原子である化合物や、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８のうちの６個が水素原子であって、なおかつＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６のうちの６個が水素原子である化合物を挙げることができる。
　一般式（１）で表される化合物のさらに別の集合体として、例えば、モノスピロビフルオレン化合物群を挙げることもできる。この化合物群では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６が、スピロビフルオレン環を含む基であることはない。
　一般式（１）で表される化合物のさらに別の集合体として、下記一般式（１’）で表される化合物群を挙げることもできる。一般式（１’）は新規化合物を包含するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ［一般式（１’）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基であって、少なくとも１つは上記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基を表す。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基であって、少なくとも１つは電子吸引基を表す。］
　一般式（１’）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは上記Ｄ１～Ｄ８のいずれかで表される骨格を含む電子供与基である化合物群を好ましく例示することができる。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが前記Ｄ９で表される骨格を含む電子供与基である化合物群も好ましく例示することができ、その中でも、さらに前記電子吸引基がシアノ基である化合物群や、２つ以上の電子供与基と２つ以上の電子吸引基を有する化合物群や、後掲の合成例１で合成される化合物１０やその誘導体を挙げることができる。
　一般式（１）で表される化合物の分子量は、例えば該化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、１５００以下であることが好ましく、１２００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、８００以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値については、例えば３５０以上とすることができる。
　以下において、一般式（１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明において用いることができる一般式（１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。なお、表中において、Ｄ１～Ｄ１０は上記の骨格を有する無置換の電子供与基を表し、ＣＮはシアノ基を表し、Ｈは水素原子を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　９－カルバゾリル基を２つ有する上記化合物４は公知化合物であり、既知の化合物合成法を組み合わせることにより合成することが可能である。例えば、化合物１は、２，７－ジシアノスピロビフルオレンをヨウ化剤でジヨード化することにより、２’、７’－ジヨウ化－２，７－ジシアノスピロビフルオレンとし、さらにジフェニルアミンと反応させることによって合成することができる。また、本発明の化合物は、置換スピロビフルオレンをジブロミド化して、例えばＤ１～Ｄ１０の構造を有するボロン酸と反応させることによって合成することもできる。本発明の他の化合物もこれらの方法を必要に応じて改変したり、既知の合成法と組み合わせたりすることにより合成することができる。なお、各ステップの反応条件は、公知の反応条件を選択して採用することができる。
[有機エレクトロルミネッセンス素子]
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を有する構造を備えている。有機層は、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に１層以上の有機層を有するものであってもよい。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層に一般式（１）で表される化合物を含むものである。
　一般式（１）で表される化合物を、熱活性化遅延蛍光材料として有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に用いれば、高い発光効率を従来よりも安価に達成しうる。従来は、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するために、励起子生成効率が高いリン光材料を用いた研究が活発に行われてきた。しかしながら、リン光材料を用いる場合は、ＩｒやＰｔといった希少金属を利用する必要があるため、コストが高くなるという問題があった。遅延蛍光材料を用いれば、このような高価な材料を必要としないため、発光効率が高い有機エレクトロルミネッセンス素子を安価に提供することが可能になる。特に一般式（１）で表される化合物は、Ｔ１レベルとＳ１レベルのエネルギー差（ΔＥＳＴ）が従来の遅延蛍光材料と比べて極めて小さい。そして、一般式（１）で表される化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、従来は低かった外部量子効率を飛躍的に高めることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、電流効率、電力効率、輝度のいずれも極めて高く、現時点における世界最高水準に達するものであり、極めて有用である。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極と有機層と陰極を積層した構造を有するものである。単層型有機エレクトロルミネッセンス素子の場合は、陽極と陰極の間に発光層だけを備えているが、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には複数の有機層を備えていることが好ましい。発光層以外の有機層は、その機能に応じて、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロック層、発光層、ホールブロック層、電子輸送層、電子注入層などと呼ばれ、既知の材料を適宜組み合わせて用いることができる。陽極と陰極を含めた具体的な構成例として、陽極＼発光層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼発光層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼ホール輸送層＼発光層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼発光層＼電子注入層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼ホール輸送層＼発光層＼電子注入層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼発光層＼電子輸送層＼電子注入層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼ホール輸送層＼発光層＼電子輸送層＼電子注入層＼陰極、陽極＼発光層＼電子注入層＼陰極、陽極＼発光層＼電子注入層＼電子輸送層＼陰極、陽極＼ホール注入層＼発光層＼ホール阻止層＼電子注入層＼陰極を挙げることができる。これらの陽極＼有機層＼陰極の構造は、基板の上に形成することができる。なお、本発明で採用することができる構成はこれらに限定されるものではない。また、一般式（１）で表される化合物は発光層に用いることが特に好ましいが、一般式（１）で表される化合物を電荷輸送材料等として発光層以外の有機層に用いることを排除するものではない。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各有機層や電極を製造する際には、既知の製造方法を適宜選択して採用することができる。また、各有機層や電極には、既知の有機エレクトロルミネッセンス素子に採用されている種々の材料を選択して用いることができる。さらに、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、公知の技術や公知の技術から容易に想到しうる様々な改変を必要に応じて加えることができる。以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する代表的な材料について説明するが、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる材料は以下の記載によって制限的に解釈されることはない。
（基板）
　基板は、陽極＼有機層＼陰極の構造を支える支持体として機能するとともに、陽極＼有機層＼陰極の構造を製造する際の基板として機能するものである。基板は、透明材料で構成されていても、半透明ないし不透明な材料で構成されていてもよい。陽極側から発光を取り出す場合は、透明な基板を用いることが好ましい。基板を構成する材料として、ガラス、石英、金属、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリスルホンを挙げることができる。可撓性を有する基板を用いれば、フレキシブルな有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができる。
（陽極）
　陽極は、有機層へ向けてホールを注入する機能を有する。そのような陽極としては、仕事関数が高い材料を用いることが好ましく、例えば４ｅＶ以上の材料を用いることが好ましい。具体的には、金属（例えば、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金）、金属酸化物（例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムと酸化スズの混合物［ＩＴＯ］、酸化亜鉛と酸化インジウムの混合物［ＩＺＯ］）、ハロゲン化金属（例えば、ヨウ化銅）、カーボンブラックを挙げることができる。また、ポリアニリン、ポリ（３－メチルチオフェン）、ポリピロール等の導電性ポリマーを用いることも可能である。陽極側から発光を取り出す場合は、ＩＴＯやＩＺＯなどの発光に対する透過率が高い材料を用いることが好ましい。透過率は、１０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。また、陽極の厚みは、通常は３ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。上限値は、例えば１μｍ以下とすることができるが、陽極に透明性が要求されない場合はさらに厚くてもよく、例えば、上記の基板としての機能を陽極が兼ね備えるようにすることもできる。陽極は、例えば蒸着法、スパッタリング法、塗布法により形成することができる。導電性ポリマーを陽極に用いる場合は、電解重合法を用いて基板上に陽極を形成することも可能である。陽極の形成後は、ホール注入機能を向上させること等を目的として表面処理を行うことができる。表面処理の具体例として、プラズマ処理（例えば、アルゴンプラズマ処理、酸素プラズマ処理）、ＵＶ処理、オゾン処理などが挙げられる。
（ホール注入層およびホール輸送層）
　ホール注入層は、ホールを陽極から発光層側へ輸送する機能を有する。ホール注入層は、一般に陽極の上に形成されることから、陽極表面との密着性に優れた層であることが好ましい。このため、薄膜形成能が高い材料で構成されることが好ましい。ホール輸送層は、ホールを発光層側へ輸送する機能を有している。ホール輸送層には、ホール輸送性に優れた材料から構成される。
　ホール注入層およびホール輸送層には、ホール移動度が高くてイオン化エネルギーが小さいホール輸送材料を用いる。イオン化エネルギーは、例えば４．５～６．０ｅＶのものを好ましく選択することができる。ホール輸送材料としては、有機エレクトロルミネッセンス素子のホール注入層またはホール輸送層に用いることができるとされている種々の材料を適宜選択して用いることができる。ホール輸送材料は、繰り返し単位を有するポリマー材料であってもよいし、低分子化合物であってもよい。
　ホール輸送材料として、例えば、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、シラン系重合体、アニリン系共重合体、チオフェン系重合体、ポルフィリン化合物を挙げることができる。
　好ましいホール輸送材料として芳香族第三級アミン化合物を挙げることができ、具体的には、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－（３－メチルフェニル）－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－（４－メチルフェニル）－１，１’－フェニル－４，４’－ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－（４－メチルフェニル）－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－１，１’－ビフェニル－４，４’－ジアミン、Ｎ，Ｎ’－（メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－（４－ｎ－ブチルフェニル）－フェナントレン－９，１０－ジアミン、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ジ－４－トリルアミノフェニル）－４－フェニル－シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’－ビス（４’－ジフェニルアミノ－４－ビフェニリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス（４’－ジフェニルアミノ－４－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス（４’－ジフェニルアミノ－４－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）ベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス（４’－フェニル（１－ナフチル）アミノ－４－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン、Ｎ，Ｎ’－ビス（４’－フェニル（１－ナフチル）アミノ－４－フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジ（１－ナフチル）ベンジジン等を挙げることができる。また、好ましいホール輸送材料としてフタロシアニン系化合物を挙げることもでき、具体的には、Ｈ2Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＣｏＰｃ、ＮｉＰｃ、ＺｎＰｃ、ＰｄＰｃ、ＦｅＰｃ、ＭｎＰｃ、ＣｌＡｌＰｃ、ＣｌＧａＰｃ、ＣｌＩｎＰｃ、ＣｌＳｎＰｃ、Ｃｌ2ＳｉＰｃ、（ＨＯ）ＡｌＰｃ、（ＨＯ）ＧａＰｃ、ＶＯＰｃ、ＴｉＯＰｃ、ＭｏＯＰｃ、ＧａＰｃ－Ｏ－ＧａＰｃを挙げることができる［Ｐｃはフタロシアニンを表す］。さらに、ポリ（エチレンジオキシ）チオフェン（ＰＥＤＯＴ）、酸化モリブデン等の金属酸化物、公知のアニリン誘導体も好ましく用いることができる。
　本発明で用いるホール輸送材料は、１層に１種のみを選択して用いてもよいし、１層に２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ホール注入層やホール輸送層は、例えば蒸着法、スパッタリング法、塗布法により形成することができる。ホール注入層やホール輸送層の厚みは、通常は３ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。上限値は、例えば５μｍ以下とすることができる。
（発光層）
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、ホスト材料とドーパント材料を含むものであってもよいし、単一材料のみからなるものであってもよい。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層は、一般式（１）で表される化合物を含む。
　発光層がホスト材料とドーパント材料を含むとき、濃度消光を防ぐために、ドーパント材料はホスト材料に対して１０重量％以下で用いることが好ましく、６重量％以下で用いることがより好ましい。ドーパント材料およびホスト材料は、いずれも１種の材料を単独で用いてもよいし、２種以上の材料を組み合わせて用いてもよい。ドーピングは、ホスト材料とドーパント材料を共蒸着することにより行うことができるが、このときホスト材料とドーパント材料はあらかじめ混合しておいてから同時に蒸着してもよい。
　発光層に用いられるホスト材料として、カルバゾール誘導体、キノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジフェニルアントラセン誘導体等が挙げられる。これら以外にも、発光層のホスト材料として提案されているものを適宜選択して用いることができる。好ましいホスト材料として、例えば下記一般式（１０）で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　一般式（１０）において、Ｚはｑ価の連結基を表し、ｑは２～４のいずれかの整数を表す。Ｒ１０１およびＲ１０２は各々独立に置換基を表し、ｎ１０１およびｎ１０２は各々独立に０～４のいずれかの整数を表す。ｎ１０１が２～４のいずれかの整数であるとき、ｎ１０１個のＲ１０１はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１０２が２～４のいずれかの整数であるとき、ｎ１０２個のＲ１０２はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。さらに、ｑ個の各構造単位におけるＲ１０１、Ｒ１０２、ｎ１０１およびｎ１０２は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
　一般式（１０）におけるＲ１０１およびＲ１０２が表す置換基として、例えば置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ハロゲン原子、シアノ基を挙げることができる。好ましいのは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、置換もしくは無置換のアリールオキシ基であり、より好ましいのは、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基である。
　ｎ１０１およびｎ１０２は、各々独立に０～３のいずれかの整数であることが好ましく、０～２のいずれかの整数であることがより好ましい。また、ｎ１０１およびｎ１０２がいずれも０であるものも好ましい。
　一般式（１０）におけるＺは、芳香環または複素環を含む連結基であることが好ましい。芳香環は、単環であっても、２以上の芳香環が融合した融合環であってもよい。芳香環の炭素数は、６～２２であることが好ましく、６～１８であることがより好ましく、６～１４であることがさらに好ましく、６～１０であることがさらにより好ましい。芳香環の具体例として、ベンゼン環、ナフタレン環を挙げることができる。複素環は、単環であっても、１以上の複素環と芳香環または複素環が融合した融合環であってもよい。複素環の炭素数は５～２２であることが好ましく、５～１８であることがより好ましく、５～１４であることがさらに好ましく、５～１０であることがさらにより好ましい。複素環を構成する複素原子は窒素原子であることが好ましい。複素環の具体例として、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環を挙げることができる。一般式（１０）におけるＺは、芳香環または複素環を含むとともに、非芳香族連結基を含んでいてもよい。そのような非芳香族連結基として、以下の構造を有するものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　上記の非芳香族連結基におけるＲ１０７、Ｒ１０８、Ｒ１０９およびＲ１１０は、各々独立に水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基を表し、置換もしくは無置換のアルキル基、または置換もしくは無置換のアリール基であることが好ましい。
　好ましいホスト材料として、例えば下記一般式（１１）で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　一般式（１１）において、Ｒ１１１、Ｒ１１２およびＲ１１３は各々独立に置換基を表し、ｎ１１１およびｎ１１２は各々独立に１～４のいずれかの整数を表し、ｎ１１３は１～５のいずれかの整数を表す。少なくとも１つのＲ１１１、少なくとも１つのＲ１１２、および少なくとも１つのＲ１１３は、アリール基である。ｎ１１１が２～４のいずれかの整数であるとき、ｎ１１１個のＲ１１１はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１１２が２～４のいずれかの整数であるとき、ｎ１１２個のＲ１１２はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよく、ｎ１１３が２～５のいずれかの整数であるとき、ｎ１１３個のＲ１１３はそれぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。
　一般式（１１）におけるｎ１１１、ｎ１１２およびｎ１１３は１～３であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。
　以下において、一般式（１０）または一般式（１１）で表される化合物の具体例を例示するが、本発明において用いることができる一般式（１０）または一般式（１１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
（ホールブロック層）
　ホールブロック層は、発光層を経由したホールが陰極側へ移動するのを防げる機能を有する。発光層と陰極側の有機層との間に形成されることが好ましい。ホールブロック層を形成する有機材料としては、アルミニウム錯体化合物、ガリウム錯体化合物、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、キノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体を挙げることができる。具体的には、ビス（８－ヒドロキシキノリナート）（４－フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２－メチル－８－ヒドロキシキノリナート）（４－フェニルフェノラート）ガリウム、２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）等を挙げることができる。ホールブロック層には、１種の有機材料を選択して単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ホールブロック層は、例えば蒸着法、スパッタリング法、塗布法により形成することができる。ホールブロック層の厚みは、通常は３ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。上限値は、例えば５μｍ以下とすることができる。
（電子注入層および電子輸送層）
　電子注入層は、電子を陰極から発光層側へ輸送する機能を有する。電子注入層は、一般に陰極に接するように形成されることから、陰極表面との密着性に優れた層であることが好ましい。電子輸送層は、電子を発光層側へ輸送する機能を有している。電子輸送層には、電子輸送性に優れた材料から構成される。
　電子注入層および電子輸送層には、電子移動度が高くてイオン化エネルギーが大きい電子輸送材料を用いる。電子輸送材料としては、有機エレクトロルミネッセンス素子の電子注入層または電子輸送層に用いることができるとされている種々の材料を適宜選択して用いることができる。電子輸送材料は、繰り返し単位を有するポリマー材料であってもよいし、低分子化合物であってもよい。
　電子輸送材料として、例えば、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体、キノキサリン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体等を挙げることができる。好ましい電子輸送材料の具体例として、２，５－ビス（１－フェニル）－１，３，４－オキサゾール、２，５－ビス（１－フェニル）－１，３，４－チアゾール、２，５－ビス（１－フェニル）－１，３，４－オキサジアゾール、２－（４’－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－５－(４”－ビフェニル)１，３，４－オキサジアゾール、２，５－ビス（１－ナフチル）－１，３，４－オキサジアゾール、１，４－ビス［２－(５－フェニルオキサジアゾリル)］ベンゼン、１，４－ビス［２－(５－フェニルオキサジアゾリル)－４－ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン］、２－（４’－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－５－(４”－ビフェニル)－１，３，４－チアジアゾール、２，５－ビス（１－ナフチル）－１，３，４－チアジアゾール、１，４－ビス［２－(５－フェニルチアジアゾリル)］ベンゼン、２－（４’－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－５－(４”－ビフェニル)－１，３，４－トリアゾール、２，５－ビス（１－ナフチル）－１，３，４－トリアゾール、１，４－ビス［２－(５－フェニルトリアゾリル)］ベンゼン、８－ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス（８－ヒドロキシキノリナート）亜鉛、ビス（８－ヒドロキシキノリナート）銅、ビス（８－ヒドロキシキノリナート）マンガン、トリス（８－ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（２－メチル－８－ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８－ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２－メチル－８－キノリナート）クロロガリウム、ビス（２－メチル－８－キノリナート）（ｏ－クレゾラート）ガリウム、ビス（２－メチル－８－キノリナート）（１－ナフトラート）アルミニウム、ビス（２－メチル－８－キノリナート）（２－ナフトラート）ガリウム等が挙げられる。
　本発明で用いる電子輸送材料は、１層に１種のみを選択して用いてもよいし、１層に２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、電子注入層や電子輸送層は、例えば蒸着法、スパッタリング法、塗布法により形成することができる。電子注入層や電子輸送層の厚みは、通常は３ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。上限値は、例えば５μｍ以下とすることができる。
（陰極）
　陰極は、有機層へ向けて電子を注入する機能を有する。そのような陰極としては、仕事関数が低い材料を用いることが好ましく、例えば４ｅＶ以下の材料を用いることが好ましい。具体的には、金属（例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀）、合金（例えば、アルミニウム－リチウム合金、マグネシウム－銀合金、マグネシウム－インジウム合金）を挙げることができる。陰極側から発光を取り出す場合は、透過率が高い材料を用いることが好ましい。透過率は、１０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。また、陰極の厚みは、通常は３ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であることが好ましい。上限値は、例えば１μｍ以下とすることができるが、陰極に透明性が要求されない場合はさらに厚くてもよい。陰極は、例えば蒸着法、スパッタリング法により形成することができる。陰極の上には、陰極を保護するために保護層を形成することが好ましい。そのような保護層は、仕事関数が高くて安定な金属からなる層であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属層を形成することができる。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ＥＬディスプレイ」（オーム社）を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明に応用することができる。
　以下に合成例、試験例および製造例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
（合成例１）
　本合成例において、以下のスキームにしたがって化合物１０を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　２，７－ジブロモ－２’，７’－ジシアノ－９，９’－スピロビフルオレン０．５２ｇ（０．９９ｍｍｏｌ、化合物ａ）、（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）ボロン酸０．６２ｇ（２．９ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三つ口フラスコに入れ、この混合物へ、トルエン１０ｍＬ、エタノール２ｍＬ、２Ｍ　炭酸カリウム水溶液３ｍＬを加えた。この混合物を、窒素を用いて２０分間バブリングした。バブリング後、この混合物へ、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．０９０ｇ（０．０７８ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、７０℃で２１時間攪拌した。攪拌後、この混合物をトルエン２００ｍＬと水２００ｍＬに加えて攪拌した。攪拌後、有機層と水層を分離し、有機層を飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて、乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体をメタノールで洗浄した。洗浄後、この固体をクロロホルムに溶解した後、ヘキサンを加えて再沈殿し、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により精製した（展開溶媒：クロロホルム）。精製後、得られたフラクションを濃縮し、固体を回収したところ、黄色粉末状固体（化合物１０）を収量０．２３ｇ、収率３３％で得た。
1H NMR (500MHz, CDCl3): 7.98 (d, J=8.0Hz, 2H), 7.83 (d, J=8.0Hz, 2H), 7.71 (d, J=8.0Hz, 2H), 7.57　(d, J=8.0Hz, 2H), 7.14 (s, 2H), 6.84 (s, 4H), 6.67 (s, 2H), 3.12 (d, J=11Hz, 8H), 2.72 (t, J=6.4Hz, 8H), 1.93 (d, J=11Hz, 8H).
MS(MALDI): m/z calcd: 708.33 [M+H]+; found: 708.29.
（実施例１）
　本実施例において、化合物１を用いて試験を行うとともに、図１に示す構造の有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
（１）遅延蛍光の観測
　６重量％の化合物１とｍＣＰを共蒸着することにより石英基板上に製膜し、発光スペクトルを測定した（図２）。共蒸着膜は黄色発光を示し、ＰＬ量子収率は２７％と高い値を示した。次に化合物１の熱活性化遅延蛍光特性を検討するために、ストリークカメラを用いて共蒸着膜のＰＬ過渡減衰を３００Ｋで測定した（図３）。ＰＬ過渡減衰曲線は２成分のフィッティングによく一致し、２４ｎｓの短寿命成分と２４μｓの長寿命成分が観測された。すなわち、化合物１によって、短寿命の蛍光に加え、長寿命成分に由来する熱活性化遅延蛍光が観測された。
（２）有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
　ガラス１上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）２をおよそ３０～１００ｎｍの厚さで製膜し、さらにその上にＮ，Ｎ’－ジ（ナフタレン－１－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（α－ＮＰＤ）３を６０ｎｍの厚さで製膜した。次いで、６重量％の化合物１と４，４－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ）］ビフェニル（ｍＣＰ）を共蒸着することによって発光層４を２０ｎｍの厚さで製膜した。さらにその上に、４，７－ジフェニル－１，１０－フェノアントロリン（Ｂｐｈｅｎ）５を厚さ４０ｎｍで製膜した。次いで、マグネシウム－銀（ＭｇＡｇ）６を１００ｎｍ真空蒸着し、次いで銀（Ａｇ）７を２０ｎｍの厚さに蒸着して、図１に示す層構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
　製造した有機エレクトロルミネッセンス素子の発光スペクトルを測定した結果を図４に示す。最大電流で黄色発光を示した。温度と発光効率の関係を測定したところ図５に示すグラフが得られた。図５において、ΦTOTALは全発光、ΦTADF長寿命発光（遅延蛍光）、ΦPromptは単寿命発光を示す。温度上昇に伴ってΦTADFが大きくなっていることが確認され、Ｔ１からＳ１へ効率良く変換されていることが示された。図６は、温度の逆数と長寿命発光の単寿命発光に対する強度比との関係を示すグラフである（Berberan-Santos Plot）。Ｔ１レベルとＳ１レベルのエネルギー差（ΔＥＳＴ）は０．０５７ｅＶであり、従来の遅延蛍光材料と比べて極めて小さいことが確認された。図８は、電流密度と外部量子効率の関係を示すグラフである。従来１．４％程度であった外部量子効率は、本実施例では４．４％に達した。図９は、半導体パラメータ－アナライザーおよびパワーメータを用いて電流密度－電圧－輝度（J-V-L）特性を測定した結果を示すグラフである。電流効率１３．５ｃｄ／Ａ、電力効率１３．０ lm／Ｗ、駆動電圧１５Ｖにおいて１２０００ｃｄ／ｍ２を達成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
（実施例２～４１）
　実施例１と同様にして、化合物２～４１についても有用性を確認することができる。
（実施例４２）
　本実施例において、化合物４のトルエン溶液を調製して発光スペクトルを測定した（図９）。実施例１と同様にしてＰＬ過渡減衰を測定したところ、１１．５５ｎｓの短寿命成分と１２４．９μｓの長寿命成分が観測された（図１０）。すなわち、化合物４によって、短寿命の蛍光に加え、長寿命成分に由来する熱活性化遅延蛍光が観測された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
（実施例４３）
　合成例１で合成した化合物１０を用いて、実施例４２と同様に溶液の発光スペクトルを測定したところ５５０ｎｍをピークとする発光が認められた。また、ＰＬ過渡減衰を測定したところ、１０．６１ｎｓの短寿命成分と４３４．３８μｓの長寿命成分が観測された（図１１）。すなわち、化合物１０によって、短寿命の蛍光に加え、長寿命成分に由来する熱活性化遅延蛍光が観測された。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、低コストで製造することが可能であり、高い発光効率で高輝度を実現しうるものである。また、本発明の遅延蛍光材料は、そのような有機エレクトロルミネッセンス素子用の発光材料として有用である。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
　１　ガラス
　２　ＩＴＯ
　３　ｍＣＰ
　４　発光層
　５　Ｂｐｈｅｎ
　６　ＭｇＡｇ
　７　Ａｇ

Claims (16)

  1. 　下記一般式（１）で表される化合物からなる遅延蛍光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基であって、少なくとも１つは電子供与基を表す。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基であって、少なくとも１つは電子吸引基を表す。］
  2. 　一般式（１）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも２つが電子供与基であることを特徴とする請求項１に記載の遅延蛍光材料。
  3. 　一般式（１）のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４の少なくとも１つが電子供与基であって、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが電子供与基であることを特徴とする請求項１に記載の遅延蛍光材料。
  4. 　一般式（１）のＲ２およびＲ３の少なくとも１つが電子供与基であって、Ｒ６およびＲ７の少なくとも１つが電子供与基であることを特徴とする請求項１に記載の遅延蛍光材料。
  5. 　一般式（１）のＲ２またはＲ３が電子供与基であって、Ｒ６またはＲ７が電子供与基であることを特徴とする請求項１に記載の遅延蛍光材料。
  6. 　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは、下記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［一般式（２）において、Ｚ１は窒素原子、酸素原子、硫黄原子または珪素原子を表し、Ａ１およびＡ２として各々独立に芳香環、ヘテロ芳香環、脂肪環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（３）において、Ｒ２０は水素原子、アリール基またはＡ４で表される環構造を形成するのに必要な原子群を表し、Ａ３およびＡ４として各々独立に、ヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（４）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は各々独立に酸素原子または硫黄原子を表す。］
  7. 　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは、下記Ｄ１～Ｄ１０のいずれかの骨格を含む電子供与基であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  8. 　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが前記Ｄ３またはＤ９で表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする請求項７に記載の遅延蛍光材料。
  9. 　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の少なくとも２つが電子吸引基であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
  10. 　一般式（１）のＲ９、Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２の少なくとも１つが電子吸引基であって、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６の少なくとも１つが電子吸引基であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
  11. 　一般式（１）のＲ１０またはＲ１１が電子吸引基であって、Ｒ１４またはＲ１５が電子吸引基であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
  12. 　一般式（１）のＲ１０またはＲ１１がシアノ基であって、Ｒ１４またはＲ１５がシアノ基であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料。
  13. 　陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極の間に発光層を含む少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、請求項１～１２のいずれか一項に記載の遅延蛍光材料を前記発光層に含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  14. 　下記一般式（１’）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［一般式（１’）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８は、各々独立に水素原子または電子供与基であって、少なくとも１つは下記一般式（２）～（４）のいずれかで表される骨格を含む電子供与基を表す。Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、各々独立に水素原子または電子吸引基であって、少なくとも１つは電子吸引基を表す。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     ［一般式（２）において、Ｚ１は窒素原子、酸素原子、硫黄原子または珪素原子を表し、Ａ１およびＡ２として各々独立に芳香環、ヘテロ芳香環、脂肪環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（３）において、Ｒ２０は水素原子、アリール基またはＡ４で表される環構造を形成するのに必要な原子群を表し、Ａ３およびＡ４として各々独立に、ヘテロ芳香環または非芳香族ヘテロ環を形成していてもよい。一般式（４）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は各々独立に酸素原子または硫黄原子を表す。］
  15. 　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つは下記Ｄ１～Ｄ８のいずれかで表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする請求項１４に記載の化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  16. 　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つが前記Ｄ９で表される骨格を含む電子供与基であることを特徴とする請求項１５に記載の化合物。
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