WO2022215541A1 - 化合物、発光素子材料、それを用いた発光素子、光電変換材料、それを用いた光電変換素子 - Google Patents

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WO2022215541A1
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substituted
unsubstituted
light
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星野秀尭
長尾和真
野田大貴
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東レ株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H10K59/8792—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers

Definitions

  • the present invention relates to a compound, a light-emitting device material, a light-emitting device using the same, a photoelectric conversion material, and a photoelectric conversion device using the same.
  • An organic thin film light-emitting device that emits light by recombination of electrons injected from the cathode and holes injected from the anode in the light-emitting layer sandwiched between the two electrodes can be made thinner and has a low driving voltage. , high luminance, and the ability to emit light in multiple colors.
  • a light-emitting device that efficiently emits light of the three primary colors of blue, green, and red can be obtained.
  • Pyromethene boron complexes having various structures have been reported so far as dopant materials capable of providing light-emitting devices with high luminance and high color purity (see, for example, Patent Document 1). Also, in recent years, with the aim of achieving higher device efficiency, light-emitting devices that combine thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials and pyrromethene boron complexes have been studied (see, for example, Patent Documents 2 and 3). ).
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • An optical sensor generally has a photoelectric conversion element that converts light into electrical energy and a light-emitting element independently of each other. Sensing by receiving light.
  • Such optical sensors can acquire biometric information such as fingerprints, vein shapes, and blood oxygen levels by using green light, red light, and near-infrared light, for example.
  • biometric information such as fingerprints, vein shapes, and blood oxygen levels by using green light, red light, and near-infrared light, for example.
  • the substrate, the light-emitting element, and the light-receiving element mainly from organic substances, it is possible to construct a thin and flexible device (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • a pyrromethene compound has been studied as photoelectric conversion materials for use in such photoelectric conversion elements (see Patent Documents 4 to 7, for example).
  • a pyrromethene compound generally has a high absorption coefficient, and has the advantage that the absorption wavelength region can be designed in a desired range by selecting a substituent.
  • An object of the present invention is to provide a light-emitting device material that enables a light-emitting device having excellent device efficiency and durability to be obtained.
  • the pyrromethene compounds described in Patent Documents 4 to 7 have high wavelength selectivity, they have the problem of insufficient photoelectric conversion efficiency. Accordingly, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion material capable of obtaining a photoelectric conversion element having a high photoelectric conversion efficiency for green light.
  • the present invention is a compound having a structure represented by the following general formula (1).
  • A is a monovalent group having a structure represented by the following general formula (2).
  • R 1 to R 4 may be the same or different and are substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted alkylthio groups, substituted or unsubstituted substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, nitro group, cyano group, substituted or unsubstituted silyl group or substituted or An unsubstituted siloxanyl group is shown.
  • R 5 and R 6 may be the same or different, and are hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, substituted or unsubstituted silyl group or a substituted or unsubstituted siloxanyl group.
  • Z 1 and Z 2 may be the same or different and are substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups, substituted or unsubstituted alkoxy groups, substituted or unsubstituted It represents a substituted aryloxy group, hydroxyl group, halogen atom or cyano group.
  • L represents a binding site with L in general formula (1).
  • L is a divalent aromatic hydrocarbon group having a structure represented by general formula (3) or (4) below.
  • A represents a binding site with A in general formula (1).
  • R 21 to R 25 and R 31 to R 37 may be the same or different, and may be a single bond, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted
  • R in general formula (1) when any one of R 21 to R 25 is a single bond, R in general formula (1) is bonded to the single bond.
  • R 21 to R 25 do not have a single bond, at least one of R 21 to R 25 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or R 22 and R 23 or a ring structure formed between R 23 and R 24 , and R in general formula (1) is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or a ring structure Combine with any.
  • R in general formula (1) when any one of R 31 to R 37 is a single bond, R in general formula (1) is bonded to the single bond.
  • R 31 to R 37 do not have a single bond at least one of R 31 to R 37 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or It has a ring structure formed therebetween, and R in general formula (1) is bonded to any of the substituted or unsubstituted aryl group, the substituted or unsubstituted heteroaryl group, and the ring structure.
  • R is a monovalent group having a structure represented by general formula (5) below.
  • X represents CR X1 R X2 , NR X1 or a divalent heteroatom.
  • One of X 1 to X 8 is a bonding site with in general formula (1) and is a carbon atom.
  • X 1 to X 8 other than the binding site to L may be the same or different and represent CR X1 R X2 , NR X1 or a divalent heteroatom, forming a ring structure between two adjacent substituents.
  • R X1 and R X2 may be the same or different and may be a single bond, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted Alkynyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, nitro group, cyano group, substituted
  • the compound of the present invention it is possible to provide a light-emitting device material capable of obtaining a light-emitting device with excellent device efficiency and durability. Moreover, a photoelectric conversion material can be provided that enables a photoelectric conversion element having high photoelectric conversion efficiency for green light to be obtained.
  • the compound of the present invention has a structure represented by the following general formula (1).
  • A is a monovalent group having a structure represented by the following general formula (2)
  • L has a structure represented by the following general formula (3) or (4) It is a divalent aromatic hydrocarbon group
  • R is a monovalent group having a structure represented by the following general formula (5).
  • a condensed ring represented by R is placed at a specific position of a pyrromethene boron complex having a specific substituent represented by A, via an aromatic hydrocarbon group having a specific structure represented by L.
  • the device efficiency and durability can be improved by increasing the distance between pyrromethene boron complex molecules with a bulky structure while suppressing intramolecular rotation to improve the light emission characteristics of the light emitting device.
  • the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion element can be improved by suppressing the intermolecular interaction.
  • R 1 to R 4 may be the same or different and are substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted alkylthio groups, substituted or unsubstituted substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, nitro group, cyano group, substituted or unsubstituted silyl group or substituted or An unsubstituted siloxanyl group is shown.
  • R 1 and R 4 may be the same or different, and are preferably substituted or unsubstituted alkyl groups or substituted or unsubstituted cycloalkyl groups.
  • R 2 and R 3 may be the same or different, and are preferably substituted or unsubstituted alkyl groups or substituted or unsubstituted cycloalkyl groups.
  • R 5 and R 6 may be the same or different, and are hydrogen atoms, substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted cycloalkyl groups, substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted alkoxy group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted silyl group or a substituted or unsubstituted siloxanyl group.
  • R 5 and R 6 may be the same or different, and are preferably a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group.
  • Z 1 and Z 2 may be the same or different and are substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups, substituted or unsubstituted It represents a substituted alkoxy group, substituted or unsubstituted aryloxy group, hydroxyl group, halogen atom or cyano group. By selecting these groups, the thermal stability of the light-emitting device material can be improved. Among these, a fluorine atom is preferable from the viewpoint of device efficiency. In general formula (2), both Z 1 and Z 2 are preferably fluorine atoms.
  • L represents a binding site with L in general formula (1).
  • R 21 to R 25 and R 31 to R 37 may be the same or different, and may be a single bond, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted
  • Device efficiency can be improved by selecting these groups.
  • a single bond a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group , a substituted or unsubstituted alkylthio group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted arylthio group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted amino group, a cyano group, or, A ring structure formed between R 22 and R 23 or between R 23 and R 24 is preferred.
  • a single bond a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group are further preferable.
  • R21 is not a hydrogen atom. If R 21 is hydrogen, intramolecular rotation cannot be suppressed, resulting in reduced device efficiency and durability.
  • R in general formula (1) when any one of R 21 to R 25 is a single bond, R in general formula (1) is bonded to the single bond.
  • R 21 to R 25 do not have a single bond, at least one of R 21 to R 25 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or R 22 and R 23 or a ring structure formed between R 23 and R 24 , and R in general formula (1) is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or a ring structure Combine with any.
  • R in general formula (1) when any one of R 31 to R 37 is a single bond, R in general formula (1) is bonded to the single bond.
  • R 31 to R 37 do not have a single bond at least one of R 31 to R 37 is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, or It has a ring structure formed therebetween, and R in general formula (1) is bonded to any of the substituted or unsubstituted aryl group, the substituted or unsubstituted heteroaryl group, and the ring structure. That is, R in general formula (1) is bonded to a ring structure (including an aromatic ring).
  • Thermal stability and film stability can be improved by bonding R in the general formula (1) to the ring structure.
  • any one of R 21 to R 25 in general formula (3) is a single bond, or any one of R 31 to R 37 in general formula (4) is a single bond. A bond is preferred.
  • X represents CR X1 R X2 , NR X1 or a divalent heteroatom.
  • X is preferably CR X1 R X2 , NR X1 or an oxygen atom.
  • One of X 1 to X 8 is a bonding site with in general formula (1) and is a carbon atom.
  • X 1 to X 8 other than the binding site to L may be the same or different and represent CR X1 R X2 , NR X1 or a divalent heteroatom, forming a ring structure between two adjacent substituents.
  • R X1 and R X2 may be the same or different and may be a single bond, a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group, substituted or unsubstituted alkylthio group, substituted or unsubstituted aryloxy group, substituted or unsubstituted arylthio group, substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted Alkynyl group, substituted or unsubstituted alkoxy group, halogen atom, carboxy group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, substituted or unsubstituted amino group, nitro group, cyano group, substituted
  • a single bond a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heteroaryl group , a halogen atom and a cyano group are preferred.
  • unsubstituted means that atoms bonded to the target basic skeleton or group are only hydrogen atoms or deuterium atoms.
  • the substituent includes, for example, an alkyl group, a halogen, an aryl group, a heteroaryl group, and the like.
  • the preferred carbon number range shown for each group does not include the carbon atoms of the substituents.
  • hydrogen may be deuterium in all groups.
  • the alkyl group is, for example, a saturated aliphatic hydrocarbon group such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, which is a substituent may or may not have
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, it is preferably in the range of 1 to 20, more preferably 1 to 8 in terms of availability and cost.
  • a cycloalkyl group is, for example, a saturated alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a norbornyl group, and an adamantyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of ring-forming carbon atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • An aryl group includes, for example, a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorenyl group, a benzofluorenyl group, a dibenzofluorenyl group, a phenanthryl group, anthracenyl group, a benzophenanthryl group, and a benzoanthracene.
  • an aromatic hydrocarbon group such as a nyl group, chrysenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group, benzofluoranthenyl group, dibenzoanthracenyl group, perylenyl group and helicenyl group, which has a substituent; may or may not have.
  • phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, anthracenyl group, pyrenyl group, fluoranthenyl group and triphenylenyl group are preferable.
  • the number of ring-forming carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 or more and 40 or less, more preferably 6 or more and 30 or less. Moreover, in the phenyl group, when there are substituents on two adjacent carbon atoms in the phenyl group, the substituents may form a ring structure.
  • the heteroaryl group includes, for example, pyridyl group, furanyl group, thiophenyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, pyrazinyl group, pyrimidyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, napthyridinyl group, cinnolinyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, quinazolinyl group, benzofuranyl group, benzothiophenyl group, indolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothiophenyl group, carbazolyl group, benzocarbazolyl group, carbolinyl group, indolocarbazolyl group, benzoflocarbazolyl group, benzothienocarba non-carbon groups such as zolyl, dihydroindenocarbazolyl, benzoquinolinyl, acridinyl, dibenzoacridin
  • An alkoxy group is, for example, a group in which an aliphatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and the aliphatic hydrocarbon group may have a substituent. You don't have to.
  • the number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, it is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • An alkylthio group is an alkoxy group in which the oxygen atom of the ether bond is substituted with a sulfur atom.
  • the hydrocarbon group of the alkylthio group may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkylthio group is not particularly limited, it is preferably in the range of 1 or more and 20 or less.
  • An aryloxy group is, for example, a group in which an aromatic hydrocarbon group is bonded via an ether bond, such as a phenoxy group, and the aromatic hydrocarbon group may or may not have a substituent.
  • the number of ring-forming carbon atoms in the aryloxy group is not particularly limited, it is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • An arylthio group is an aryloxy group in which the oxygen atom of the ether bond is substituted with a sulfur atom.
  • the aromatic hydrocarbon group in the arylthio group may or may not have a substituent.
  • the number of ring-forming carbon atoms in the arylthio group is not particularly limited, it is preferably in the range of 6 or more and 40 or less.
  • alkenyl group is, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond such as a vinyl group, an allyl group, or a butadienyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkenyl group is not particularly limited, it is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • a cycloalkenyl group is an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond such as, for example, a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, a cyclohexenyl group, which may or may not have a substituent. You don't have to.
  • the number of ring-forming carbon atoms is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 or more and 20 or less.
  • An alkynyl group is, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond such as an ethynyl group, which may or may not have a substituent.
  • the number of carbon atoms in the alkynyl group is not particularly limited, it is preferably in the range of 2 or more and 20 or less.
  • the amino group may or may not have a substituent.
  • a nitro group is a group represented by —NO 2 .
  • it is the nitrogen atom that binds to other functional groups.
  • a silyl group is a group to which a substituted or unsubstituted silicon atom is bonded. , a phenyldimethylsilyl group, a tert-butyldiphenylsilyl group, a triphenylsilyl group, a trinaphthylsilyl group, and the like. Substituents on silicon may be further substituted. Although the number of carbon atoms in the silyl group is not particularly limited, it is preferably in the range of 1 or more and 30 or less.
  • a siloxanyl group is, for example, a silicon compound group via an ether bond such as a trimethylsiloxanyl group. Substituents on silicon may be further substituted.
  • a carboxyl group is a group in which a hydroxyl group is bonded to a carbonyl group.
  • An alkoxycarbonyl group is a group in which an alkoxy group or an aryloxy group is bonded to a carbonyl group.
  • a carbamoyl group is a functional group in which an amino group is bonded to a carbonyl group.
  • Halogen atom means an atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • a cyano group is a group whose structure is represented by -C ⁇ N. Here, it is the carbon atom that bonds to the other functional groups.
  • Examples of A having a structure represented by general formula (2) are shown below, but are not limited to these.
  • L represents a binding site with L in general formula (1).
  • L having a structure represented by general formula (3) or (4) are shown below, but are not limited to these. However, A shows the binding site with A in general formula (1), and R shows the binding site with R in general formula (1).
  • R having a structure represented by general formula (5) are shown below, but are not limited to these.
  • L represents a binding site with L.
  • the pyrromethene boron complex having the structure represented by general formula (1) consists of A, L and R above.
  • a pyrromethene boron complex having a structure represented by general formula (1) is disclosed, for example, in J. Am. Org. Chem. , vol. 64, No. 21, pp. 7813-7819 (1999), Angew. Chem. , Int. Ed. Engl. , vol. 36, pp. 1333-1335 (1997), Org. Lett. , vol. 12, pp. 296 (2010), etc. can be referred to.
  • the resulting pyrromethene boron complex undergoes organic synthetic purification such as recrystallization and column chromatography, and is then purified by heating under reduced pressure, generally called sublimation purification, to remove low-boiling components and improve purity. It is preferable to let The heating temperature in sublimation purification is not particularly limited, but from the viewpoint of preventing thermal decomposition of the pyrromethene boron complex, the temperature is preferably 330° C. or lower, more preferably 300° C. or lower.
  • the purity of the pyrromethene boron complex is preferably 99% by weight or more from the viewpoint of stabilizing light-emitting device characteristics and photoelectric conversion characteristics.
  • the emission spectrum of the light emitted by the pyrromethene boron complex having the structure represented by general formula (1) upon irradiation with excitation light is sharp.
  • top emission devices which are the mainstream in display devices and lighting devices, can achieve high brightness and high color purity due to the resonance effect of the microcavity structure. It appears strongly and is advantageous for high efficiency.
  • the half width of the emission spectrum is preferably 45 nm or less, more preferably 35 nm or less.
  • the light-emitting device material of the present invention comprises the compound of the present invention. That is, it represents a material that is composed of a pyrromethene boron complex having a structure represented by general formula (1) and that is used for any layer of the light-emitting device.
  • the light-emitting device material means the use of the compound of the present invention, that is, the pyrromethene boron complex having the structure represented by the general formula (1) described above.
  • Examples of light-emitting device materials include materials used for a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and/or a protective film (cap layer) for electrodes, which will be described later. Among these, since it has high device efficiency and durability, it is preferably used for the light-emitting layer.
  • the light-emitting device of the present invention has a light-emitting layer containing the light-emitting device material of the present invention between an anode and a cathode, and emits light by electrical energy.
  • the light-emitting device of the present invention may be either bottom emission type or top emission type.
  • the light-emitting device material of the present invention can be preferably used for a top-emission type light-emitting device because it has a narrow half width of an emission spectrum and a high device efficiency. That is, the light emitting device of the present invention is preferably a top emission type organic electroluminescent device.
  • a top-emission type light-emitting device has higher device efficiency as the half-value width becomes narrower due to the resonance effect of the microcavity. Therefore, both color purity and device efficiency can be achieved at a higher level.
  • the layer structure between the anode and the cathode in such a light-emitting element includes, in addition to the structure consisting only of the light-emitting layer, 1) light-emitting layer/electron transport layer, 2) hole transport layer/light-emitting layer, and 3) hole transport layer.
  • hole injection layer/emissive layer/electron transport layer 4) hole injection layer/hole transport layer/emissive layer/electron transport layer, 5) hole transport layer/emissive layer/electron transport layer/electron injection layer, 6) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer, 7) hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer, 8) positive Laminated structures such as hole injection layer/hole transport layer/electron blocking layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer can be mentioned.
  • the intermediate layer generally includes an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate insulating layer, and the like, and known material configurations can be used.
  • tandem type include: 9) hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/charge generation layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer; 10) hole injection layer/hole transport layer/ Two or more light-emitting layers between the anode and the cathode, such as light-emitting layer/electron-transporting layer/electron-injecting layer/charge-generating layer/hole-injecting layer/hole-transporting layer/light-emitting layer/electron-transporting layer/electron-injecting layer and including one or more charge generating layers between each light emitting layer.
  • each of the above layers may be either a single layer or multiple layers, and may be doped.
  • a protective layer may be further provided, and the device efficiency can be further improved by the optical interference effect.
  • the substrate It is preferable to form the light-emitting element over a substrate in order to maintain the mechanical strength of the light-emitting element, reduce thermal deformation, and have barrier properties to prevent water vapor and oxygen from entering the light-emitting layer.
  • the substrate include, but are not limited to, a glass plate, a ceramic plate, a resin film, a resin thin film, a metal thin plate, and the like.
  • a glass substrate is preferably used because it is transparent and easy to process.
  • a glass substrate having high transparency is preferable.
  • a heat-resistant film is used as the resin film, and specific examples thereof include a polyimide film and a polyethylene naphthalate film.
  • various wirings, circuits, and TFT switching elements for driving the organic EL may be provided on the surface of the substrate.
  • An anode is preferably formed on the substrate.
  • Various wiring, circuits and switching elements may be interposed between the substrate and the anode.
  • the material used for the anode is not particularly limited as long as it is a material that can efficiently inject holes into the organic layer. In this case, it is preferably a reflective electrode.
  • Examples of materials constituting the transparent or translucent electrode include conductive metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); gold, silver, aluminum; metals such as chromium; conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline; However, when using a metal, it is preferable to make the film thickness thin so that light can be semi-transmitted. Among these, indium tin oxide (ITO) is more preferable from the viewpoint of transparency and stability.
  • a material that does not absorb all light and has a high reflectance is preferable as the material that constitutes the reflective electrode.
  • Examples thereof include metals such as aluminum, silver, and platinum.
  • Two or more of these electrode materials may be used, or a plurality of materials may be laminated.
  • the film thickness of the anode is not particularly limited, it is preferably several nanometers to several hundreds of nanometers.
  • an optimum method can be selected according to the material to be formed.
  • a sputtering method is preferably used when forming an anode from a metal oxide
  • a vapor deposition method is preferably used when forming an anode from a metal.
  • the cathode is formed on the surface opposite to the anode with the organic layer interposed therebetween, and is preferably formed in contact with the electron-transporting layer or the electron-injecting layer.
  • the material used for the cathode is not particularly limited as long as it is a material that can efficiently inject electrons into the light-emitting layer. It is preferably an electrode.
  • Materials constituting the cathode generally include metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, and these metals and low work function materials such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium. Alloys with metals, multilayer laminated films, and conductive metal oxides such as zinc oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO) are preferred.
  • metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium
  • conductive metal oxides such as zinc oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO) are preferred.
  • aluminum, silver, and magnesium are preferable as the main component from the viewpoints of electrical resistance, ease of film formation, film stability, device efficiency, and the like.
  • it is composed of magnesium and silver, electron injection into the electron transport layer and the electron injection layer is facilitated, and the driving voltage can be reduced, which is preferable.
  • the film thickness of the cathode is not particularly limited, it is preferably several nm to several ⁇ m.
  • an optimum method can be selected according to the forming material, and examples thereof include a sputtering method and a vapor deposition method.
  • a vapor deposition method is preferably used when forming a cathode with a metal.
  • protective layer For cathodic protection, it is preferred to laminate a protective layer (cap layer) on the cathode.
  • the material constituting the protective layer is not particularly limited, but examples include metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, alloys using these metals, silica, titania and silicon nitride. Examples include inorganic substances, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, and organic polymer compounds such as hydrocarbon polymer compounds.
  • the material used for the protective layer is preferably selected from materials that transmit light in the visible light region.
  • the hole injection layer is a layer that is inserted between the anode and the hole transport layer to facilitate hole injection.
  • the hole injection layer may be a single layer or a laminate of a plurality of layers. If the hole injection layer exists between the hole transport layer and the anode, it can be driven at a lower voltage and the durability can be further improved. Furthermore, the carrier balance of the device is improved, and the device efficiency can be further improved.
  • a preferred example of the hole injection material that constitutes the hole injection layer is an electron-donating hole injection material (donor material). These materials have a HOMO level shallower than that of the hole transport layer and are close to the work function of the anode, so that they are materials capable of reducing the energy barrier with the anode.
  • donor material electron-donating hole injection material
  • benzidine derivatives 4,4′,4′′-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine (m-MTDATA), 4,4′,4′′-tris(1-naphthyl ( Aromatic amine materials such as starburst arylamines such as phenyl)amino)triphenylamine (1-TNATA), carbazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole Heterocyclic compounds such as derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, polycarbonates and styrene derivatives having the aforementioned monomers in side chains, polythiophenes such as PEDOT/PSS, polyaniline, polyfluorene, polyvinylcarbazole, and polysilane polymers are exemplified. . You may use 2 or more types of these.
  • the hole injection material is an electron-accepting hole injection material (acceptor material).
  • the hole injection layer may be composed of the acceptor material alone, or may be used by doping the acceptor material into the donor material.
  • the acceptor material is a material that forms a charge-transfer complex with the adjacent hole-transport layer when used alone, or with the donor material when doped with the donor material. The use of such a material is more preferable because it contributes to the improvement of the conductivity of the hole injection layer and the reduction of the driving voltage of the device, thereby further improving the efficiency and durability of the device.
  • Acceptor materials include metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, and ruthenium oxide, charge transfer complexes such as tris(4-bromophenyl)aminium hexachloroantimonate (TBPAH), ,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN6), 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), tetracyano Examples include quinodimethane derivatives, radialene derivatives, n-type organic semiconductor compounds such as fluorinated copper phthalocyanine, and fullerenes.
  • the hole injection layer may consist of one layer or may be formed by laminating a plurality of layers.
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer
  • the electron-blocking layer is a layer that efficiently blocks movement of electrons.
  • Both the hole-transporting layer and the electron-blocking layer may be composed of a single layer or a laminate of a plurality of layers.
  • the hole-transporting material used for the hole-transporting layer and the electron-blocking layer has high hole-injection efficiency and efficiently transports the injected holes.
  • Substances that satisfy these conditions are not particularly limited, but examples include benzidine derivatives, a group of aromatic amine materials called starburst arylamines, carbazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene compounds, hydrazone compounds, Heterocyclic compounds such as benzofuran derivatives, dibenzofuran derivatives, thiophene derivatives, benzothiophene derivatives, dibenzothiophene derivatives, fluorene derivatives, spirofluorene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and polycarbonates having the aforementioned monomers in side chains and polymers such as styrene derivatives, polythiophenes, polyanilines, polyfluorenes, polyvinylcarbazoles and polysilanes. You may use 2 or more types of these.
  • the light-emitting layer is a layer that emits light by excitation energy generated by recombination of holes and electrons.
  • the light-emitting layer may be composed of a single material, it preferably contains a first compound and a second compound, which is a dopant that emits strong light, from the viewpoint of color purity.
  • Suitable examples of the first compound include a host material responsible for charge transfer and a TADF material.
  • the light-emitting device material having the structure represented by the general formula (1) has a narrow half width of the emission spectrum and can achieve high color purity. Therefore, it is preferable to use it as the second compound that is the dopant for the light-emitting layer. That is, in the light-emitting device of the present invention, the light-emitting layer preferably contains a first compound and a second compound as a dopant, and the second compound is preferably the light-emitting device material of the present invention. From the viewpoint of further suppressing the concentration quenching phenomenon, the content of the second compound is preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less, in the light-emitting layer. On the other hand, from the viewpoint of more efficient energy transfer, the content of the second compound in the light-emitting layer is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more.
  • the host material examples include, but are not limited to, compounds having condensed aryl rings such as naphthacene, pyrene, anthracene, fluoranthene, derivatives thereof, N,N'-dinaphthyl-N,N'-diphenyl-4,4'- Aromatic amine derivatives such as diphenyl-1,1′-diamine, metal chelated oxinoid compounds such as tris(8-quinolinato)aluminum (III), bisstyryl derivatives such as distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, indene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives, pyrrolopyridine derivatives, perinone derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, dibenzofuran derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, triazine derivatives, polyphenylenevinylene derivative
  • a fluorescence emitting material other than the pyrromethene boron complex having the structure represented by general formula (1) may be contained.
  • compounds having a condensed aryl ring such as naphthacene, pyrene, anthracene, and fluoranthene and their derivatives, compounds having a heteroaryl ring and their derivatives, distyrylbenzene derivatives, aminostyryl derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and stilbene derivatives.
  • aldazine derivatives aldazine derivatives, pyrromethene derivatives, diketopyrrolo[3,4-c]pyrrole derivatives, coumarin derivatives, azole derivatives and their metal complexes, and aromatic amine derivatives. It may also be a molecule utilizing the multiple resonance effect by containing boron and nitrogen in the same molecule. You may use 2 or more types of these.
  • a phosphorescent material may be contained as a dopant material.
  • Phosphorescent materials include at least one metal selected from the group consisting of iridium (Ir), ruthenium (Ru), palladium (Pd), platinum (Pt), osmium (Os) and rhenium (Re).
  • a complex compound is preferable, and an iridium complex or a platinum complex is more preferable from the viewpoint of high-efficiency light emission.
  • the ligand preferably has a nitrogen-containing heteroaryl group such as a phenylpyridine skeleton, a phenylquinoline skeleton, and a carbene skeleton, but is not limited to these.
  • the dopant material preferably consists of only a light-emitting element material having a structure represented by general formula (1).
  • the light-emitting layer may further contain a third component for adjusting the carrier balance in the light-emitting layer and stabilizing the layer structure of the light-emitting layer, in addition to the above host material or dopant material.
  • a third component it is preferable to select a material that does not interact with the host material and the dopant material.
  • the delayed fluorescence material promotes the reverse intersystem crossing from the triplet excited state to the singlet excited state and increases the probability of singlet exciton generation. It is a material that improves By utilizing delayed fluorescence by this TADF mechanism, the theoretical internal efficiency can be increased to 100%. Furthermore, when Förster type energy transfer occurs from the singlet excited state of the first compound having delayed fluorescence to the singlet excited state of the second compound, fluorescence emission from the singlet excited state of the second compound is observed.
  • the second compound is a fluorescent light-emitting material having a sharp emission spectrum, a light-emitting device with excellent device efficiency and color purity can be obtained.
  • the delayed fluorescence material may be a material that exhibits delayed fluorescence with a single material, or a material that exhibits delayed fluorescence with a plurality of materials as in the case of forming an exciplex complex.
  • the delayed fluorescence compound a single material or a plurality of materials may be used, and known materials can be used. Specific examples include benzonitrile derivatives, triazine derivatives, disulfoxide derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, dihydrophenazine derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Examples of such a delayed fluorescence compound include, but are not limited to, the following examples. You may contain 2 or more types of these.
  • the first compound is preferably a delayed fluorescent compound.
  • the second compound is preferably a pyrromethene boron complex having a structure represented by the general formula (1).
  • the light-emitting layer further contains a third compound having a singlet energy higher than that of the first compound.
  • the third compound can have a function of confining the energy of the light-emitting material in the light-emitting layer, enabling efficient light emission.
  • the lowest excited triplet energy of the third compound is preferably higher than the lowest excited triplet energy of the first compound.
  • the third compound is preferably an organic compound with high charge transport ability and high glass transition temperature.
  • Examples of the third compound include, but are not particularly limited to, the following. You may contain 2 or more types of these.
  • the electron transport layer is a layer into which electrons are injected from the cathode and transports the electrons
  • the hole blocking layer is a layer that efficiently blocks the movement of holes.
  • the electron-transporting material used for the electron-transporting layer and the hole-blocking layer is preferably a substance that has high electron affinity, high electron mobility, excellent stability, and does not easily generate trapping impurities. . From the viewpoint of suppressing film quality deterioration due to crystallization, a compound having a molecular weight of 400 or more is preferable.
  • electron transport materials include polycyclic aromatic derivatives, styryl aromatic ring derivatives, quinone derivatives, phosphorus oxide derivatives, quinolinol complexes such as tris(8-quinolinolate) aluminum (III), benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, and azomethine complexes. , tropolone metal complexes and flavonol metal complexes. From the viewpoint of reducing driving voltage and further improving device efficiency, it is preferable to use a compound having a heteroaryl group containing electron-accepting nitrogen.
  • electron-accepting nitrogen represents a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom.
  • a heteroaryl group containing an electron-accepting nitrogen has a high electron affinity, so electrons are easily injected from the cathode, and the driving voltage can be further reduced. In addition, more electrons are supplied to the light-emitting layer, and the recombination probability increases, so that the device efficiency is further improved.
  • Examples of compounds having a heteroaryl group structure containing an electron-accepting nitrogen include pyridine derivatives, triazine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, quinazoline derivatives, naphthyridine derivatives, benzoquinoline derivatives, phenanthroline derivatives, and imidazole.
  • oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine. You may use 2 or more types of these.
  • the electron transport material has a condensed polycyclic aromatic skeleton, because the glass transition temperature is improved, the electron mobility is large, and the driving voltage can be reduced.
  • condensed polycyclic aromatic skeletons are quinolinol complexes, triazine derivatives, fluoranthene skeletons, anthracene skeletons, pyrene skeletons and phenanthroline skeletons.
  • the electron transport layer may contain a donor material.
  • the donor material is a compound that facilitates injection of electrons from the cathode or the electron injection layer into the electron transport layer by improving the electron injection barrier, and further improves the electrical conductivity of the electron transport layer.
  • Preferred examples of the donor material include alkali metals such as Li, inorganic salts containing alkali metals such as LiF, complexes of alkali metals and organic substances such as lithium quinolinol, alkaline earth metals, and alkali earth metals.
  • Examples include inorganic salts, complexes of alkaline earth metals and organic substances, rare earth metals such as Eu and Yb, inorganic salts containing rare earth metals, and complexes of rare earth metals and organic substances. You may use 2 or more types of these. Among these, metallic lithium, rare earth metals, and lithium quinolinol (Lq) are preferred.
  • the charge generation layer in the present invention is a layer that generates or separates charges upon application of a voltage and injects the charges into an adjacent layer.
  • the charge generation layer may be formed of one layer, or may be a laminate of a plurality of layers.
  • a layer that easily generates electrons as charges is called an n-type charge generation layer, and a layer that easily generates holes is called a p-type charge generation layer.
  • the charge generation layer preferably comprises a double layer, more preferably a pn junction type charge generation layer comprising an n-type charge generation layer and a p-type charge generation layer.
  • a pn-junction charge generation layer generates charges or separates charges into holes and electrons when a voltage is applied in a light emitting device, and transfers these holes and electrons to a hole transport layer and an electron transport layer. is injected into the light-emitting layer via Specifically, it functions as a charge-generating layer, which is an intermediate layer, in a light-emitting element in which a plurality of light-emitting layers are stacked.
  • the n-type charge-generating layer supplies electrons to the first light-emitting layer on the anode side, and the p-type charge-generating layer supplies holes to the second light-emitting layer on the cathode side.
  • the light-emitting device of the present invention preferably has two or more light-emitting layers between the anode and the cathode, and one or more charge generation layers between the respective light-emitting layers.
  • the n-type charge generation layer consists of an n-type dopant and an n-type host, and conventional materials can be used for these.
  • the donor material exemplified as the material for the electron transport layer is preferably used.
  • alkali metals or salts thereof, and rare earth metals are preferable, and metallic lithium, lithium fluoride (LiF), lithium quinolinol (Liq), and metallic ytterbium are more preferable.
  • metallic lithium, lithium fluoride (LiF), lithium quinolinol (Liq), and metallic ytterbium are more preferable.
  • the n-type host those exemplified as the electron transport material are preferably used.
  • the light-emitting device of the present invention preferably contains the phenanthroline derivative represented by the general formula (6) in the charge generation layer.
  • Ar 1 is selected from the group consisting of p-valent aromatic hydrocarbon groups and p-valent aromatic heterocyclic groups.
  • p is a natural number from 1 to 3;
  • R 8 to R 14 may be the same or different, and are each a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, a heterocyclic group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted It represents an unsubstituted heteroaryl group.
  • Ar 1 can be substituted with p phenanthrolyl groups at any position.
  • the aromatic hydrocarbon group is, for example, an aryl group when it is monovalent.
  • aromatic hydrocarbon groups include phenyl, biphenyl, terphenyl, naphthyl, fluorenyl, phenanthryl, anthracenyl, pyrenyl, fluoranthenyl, and triphenylenyl groups. and groups from which at least part of these hydrogen atoms are removed are preferred.
  • the ring-forming carbon number of the aromatic hydrocarbon group is preferably 6 or more and 40 or less, more preferably 6 or more and 30 or less. Also, when there are substituents on two adjacent carbon atoms, the substituents may form a ring structure.
  • An aromatic heterocyclic group refers to a cyclic aromatic group having one or more atoms other than carbon in the ring, for example, a heteroaryl group in the case of monovalent.
  • the number of ring-forming atoms of the aromatic heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably 3 or more and 40 or less, more preferably 3 or more and 30 or less.
  • aromatic hydrocarbon group or aromatic heterocyclic group may further have a substituent in addition to the phenanthryl group.
  • p is preferably 2.
  • the p-type charge generation layer consists of a p-type dopant and a p-type host, and conventional materials can be used.
  • the acceptor material exemplified as the material of the hole injection layer, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 and the like are preferably used.
  • Specific examples include HAT-CN6, F4-TCNQ, tetracyanoquinodimethane derivatives, radialene derivatives, iodine, FeCl 3 , FeF 3 , SbCl 5 and the like. You may contain 2 or more types of these.
  • a p-type dopant thin film may be formed, and the film thickness is preferably 10 nm or less.
  • an arylamine derivative is preferable as the p-type host.
  • the electron injection layer is a layer that helps inject electrons from the cathode into the electron transport layer, and is preferably formed between the cathode and the electron transport layer.
  • the electron injection material used for the electron injection layer include compounds having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen, and the above-described donor materials. You may contain 2 or more types of these. Among these, triazine derivatives, phenanthroline derivatives and oligopyridine derivatives are preferred, phenanthroline derivatives and terpyridine derivatives are more preferred, and phenanthroline derivatives represented by the general formula (6) are even more preferred. That is, the light emitting device of the present invention preferably has an electron injection layer between the cathode and the electron transport layer, and contains the phenanthroline derivative represented by the general formula (6) in the electron injection layer.
  • inorganic materials such as insulators and semiconductors can also be used for the electron injection layer. By using these materials, short-circuiting of the light-emitting element can be suppressed and electron injection properties can be improved.
  • metal compounds such as alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides are preferable. You may use 2 or more types of these.
  • a method for forming each layer constituting the light-emitting element may be either a dry process or a wet process, and examples thereof include resistance heating deposition, electron beam deposition, sputtering, molecular lamination, coating, inkjet, and printing. . Among these, resistance heating vapor deposition is preferable from the viewpoint of device characteristics.
  • the thickness of the organic layer depends on the resistance value of the light-emitting substance and cannot be limited, but is preferably 1 to 1000 nm.
  • Each of the light emitting layer, electron transport layer, hole blocking layer, hole transport layer, electron blocking layer and charge generation layer preferably has a thickness of 1 nm or more and 200 nm or less, more preferably 5 nm or more and 100 nm or less.
  • a light emitting device has a function of converting electrical energy into light.
  • direct current is mainly used as electric energy, but pulse current and alternating current can also be used.
  • the current value and voltage value are not particularly limited, and the required characteristic values differ depending on the purpose of the device. However, from the viewpoint of power consumption and life of the device, it is preferable to obtain high luminance at a low voltage.
  • the light-emitting element according to the embodiment of the present invention preferably has a half-value width of 45 nm or less, more preferably 35 nm or less, in the fluorescent light emission spectrum when energized.
  • a light-emitting device is preferably used as a display device such as a display that displays in a matrix and/or a segment system.
  • the light-emitting element according to the embodiment of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices.
  • Backlights are mainly used for the purpose of improving the visibility of display devices such as non-self-luminous displays, and are used in display devices such as liquid crystal displays, clocks, audio equipment, automobile panels, display boards and signs.
  • the light-emitting device of the present invention is preferably used for liquid crystal displays, particularly for backlights for personal computers, for which thinning is being considered, and can provide backlights that are thinner and lighter than conventional ones.
  • the light-emitting device according to the embodiment of the present invention is also preferably used as various lighting devices.
  • the light emitting device according to the embodiment of the present invention can achieve both high device efficiency and high color purity, and can be made thinner and lighter. It is possible to realize a lighting device with a high degree of design.
  • the photoelectric conversion material of the invention comprises the compound of the invention. That is, in a photoelectric conversion element comprising a pyrromethene boron complex represented by the general formula (1) and having a photoelectric conversion layer between an anode and a cathode, it represents a material used for a material constituting a photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion material means the use of the compound of the present invention, that is, the pyrromethene boron complex represented by the above general formula (1).
  • the photoelectric conversion material of the present invention may be composed only of the compound having the structure represented by the general formula (1) of the present invention, but in order to further increase the photoelectric conversion efficiency, further other photoelectric conversion materials may contain.
  • the photoelectric conversion element of the present invention is a photoelectric conversion element that has a photoelectric conversion layer between an anode and a cathode and converts light into electrical energy, wherein the photoelectric conversion layer contains the photoelectric conversion material of the present invention. element.
  • the photoelectric conversion layer preferably contains two or more types of photoelectric conversion materials.
  • the photoelectric conversion material having the structure represented by the general formula (1) of the present invention can be combined with other photoelectric conversion materials.
  • the photoelectric conversion material to be combined is preferably an organic semiconductor exhibiting p-type or n-type semiconductor characteristics.
  • n-type semiconductors include 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA), 3,4,9,10 -perylenetetracarboxylic bisbenzimidazole (PTCBI), N,N'-dioctyl-3,4,9,10-naphthyltetracarboxydiimide (PTCDI-C8H); 2-(4-biphenylyl)-5-(4- t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (PBD), 2,5-di(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazole (BND) and other oxazole derivatives, 3-( 4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1,2,4-triazole (TAZ) and other
  • fullerene compounds are preferably used because of their high charge separation speed and electron transfer speed.
  • fullerene compounds include unsubstituted compounds such as C60, C70, C76, C78, C82, C84, C90, and C94, [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester ([6,6]-PCBM ), [5,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester ([5,6]-PCBM), [6,6]-phenyl C61 butyric acid hexyl ester ([6,6]-PCBH), [6 ,6]-phenyl C61 butyric acid dodecyl ester ([6,6]-PCBD), phenyl C71 butyric acid methyl ester (PC70BM), phenyl C85 butyric acid methyl ester (PC84BM) and the like.
  • p-type semiconductors examples include oligothiophene compounds such as terthiophene, quarterthiophene, sexithiophene, and octithiophene, phenylene vinylene compounds, p-phenylene compounds, polyfluorene compounds, compound H2 phthalocyanine (H2Pc), and copper.
  • oligothiophene compounds such as terthiophene, quarterthiophene, sexithiophene, and octithiophene
  • phenylene vinylene compounds such as terthiophene, quarterthiophene, sexithiophene, and octithiophene
  • phenylene vinylene compounds such as terthiophene, quarterthiophene, sexithiophene, and octithiophene
  • phenylene vinylene compounds such as terthiophene, quarterthiophene, sexithi
  • the photoelectric conversion layer contains two or more types of photoelectric conversion materials
  • these materials may be mixed or laminated, but from the viewpoint of rectification, they are preferably laminated.
  • the layer containing the material exhibiting p-type semiconductor characteristics be located on the anode side, and the layer containing the material exhibiting n-type semiconductor characteristics be located on the cathode side.
  • it may have a mixed layer (i-layer) at the lamination interface.
  • a pin structure in which the i-layer is mainly responsible for charge separation, and the p-layer and n-layer are mainly responsible for hole transport and electron transport, respectively. can be further enhanced.
  • the material to be combined with the photoelectric conversion material having the structure represented by the general formula (1) is compatible at the molecular level or phase-separated at the nano level.
  • the domain size of the phase-separated structure is preferably 1 nm or more and 50 nm or less.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer is preferably 10 nm to 500 nm, more preferably 20 nm to 100 nm.
  • the thickness of the layer containing the photoelectric conversion material having the structure represented by the general formula (1) and the thickness of the stacked layers The thickness is preferably 5 nm to 495 nm, more preferably 10 nm to 50 nm.
  • the i-layer preferably has a thickness of 1 nm to 100 nm, more preferably 5 nm to 50 nm.
  • the anode and/or the cathode have optical transparency.
  • the light transmittance of the electrode is not particularly limited as long as incident light reaches the photoelectric conversion layer to generate an electromotive force.
  • the optical transparency is a value obtained by [transmitted light intensity (W/m 2 )/incident light intensity (W/m 2 )] ⁇ 100(%).
  • the thickness of the light-transmitting electrode may be within a range in which light-transmitting properties and electrical conductivity are maintained, and is preferably 20 nm to 300 nm although it varies depending on the electrode material.
  • the other electrode does not necessarily need to be light-transmitting as long as it has conductivity, and the thickness is not particularly limited.
  • the electrode material it is preferable to use a conductive material with a large work function for one electrode and a conductive material with a small work function for the other electrode.
  • the electrode using a conductive material with a large work function becomes the anode.
  • conductive materials with a large work function include metals such as gold, platinum, chromium, and nickel, transparent metal oxides such as indium, tin, and molybdenum, indium tin oxide (ITO), and indium zinc.
  • Composite metal oxides such as oxides (IZO) are preferably used.
  • the conductive material used for the anode is ohmic-contacted with the photoelectric conversion layer.
  • the conductive material used for the anode preferably forms an ohmic contact with the hole transport layer.
  • an optimum method can be selected according to the material for forming the anode, and examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method, an inkjet method, and the like.
  • a sputtering method is preferably used when forming an anode from a metal oxide
  • a vapor deposition method is preferably used when forming an anode from a metal.
  • the electrode using a conductive material with a small work function becomes the cathode.
  • the conductive material with a small work function for example, alkali metals such as lithium, alkaline earth metals such as magnesium and calcium, tin, silver, aluminum, and alloys thereof are preferably used. A laminate using two or more of these may be used.
  • the conductive material used for the cathode preferably forms an ohmic contact with the photoelectric conversion layer.
  • the conductive material used for the cathode preferably forms an ohmic contact with the electron transport layer.
  • a metal fluoride such as lithium fluoride or cesium fluoride into the interface between the cathode and the electron transport layer, it is possible to improve the extraction current.
  • the photoelectric conversion element it is preferable to form the photoelectric conversion element on the substrate in order to maintain the mechanical strength of the photoelectric conversion element, suppress thermal deformation, and provide a barrier property that suppresses the penetration of water vapor and oxygen into the photoelectric conversion layer.
  • the substrate include a glass plate, a ceramic plate, a resin film, a resin thin film obtained by curing varnish, and a metal thin plate.
  • a glass substrate is preferably used because it is transparent and easy to process.
  • flexible displays and foldable displays are increasing mainly in mobile devices such as smartphones, and resin films and resin thin films are suitable for these applications. Examples include heat-resistant films such as polyimide film and polyethylene naphthalate film. be done.
  • the photoelectric conversion element of the present invention may have a hole transport layer between the anode and the photoelectric conversion layer.
  • Materials for forming the hole transport layer include the above-mentioned oligothiophene compounds, phenylene vinylene compounds, p-phenylene compounds, polyfluorene compounds, H2 phthalocyanine (H2Pc), copper phthalocyanine (CuPc), and zinc phthalocyanine (ZnPc).
  • phthalocyanine derivatives such as porphyrin derivatives, N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine (TPD), N,N'- triarylamine derivatives such as dinaphthyl-N,N'-diphenyl-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine (NPD), 4,4'-di(carbazol-9-yl)biphenyl (CBP), etc. and metal oxides exhibiting p-type semiconductor properties such as molybdenum oxide and tungsten oxide.
  • the thickness of the hole transport layer is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.
  • the photoelectric conversion element of the present invention may have a hole extraction layer between the anode and the hole transport layer.
  • materials for forming the hole extraction layer include charge transfer complexes such as tris(4-bromophenyl)aminium hexachloroantimonate (TBPAH), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene- Hexacarbonitrile (HAT-CN6), 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ), tetracyanoquinodimethane derivative, radialene derivative, fluorine and copper phthalocyanine.
  • TPAH tris(4-bromophenyl)aminium hexachloroantimonate
  • HAT-CN6 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene- Hexacarbonitrile
  • F4-TCNQ 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8
  • the photoelectric conversion element of the present invention may have an electron transport layer between the photoelectric conversion layer and the cathode.
  • materials for forming the electron transport layer include, in addition to the above-described n-type organic semiconductors, polycyclic aromatic derivatives, styryl aromatic ring derivatives, quinone derivatives, phosphorus oxide derivatives, tris(8-quinolinolate) aluminum (III) and various metal complexes such as quinolinol complexes, benzoquinolinol complexes, hydroxyazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, and flavonol metal complexes.
  • electron-accepting nitrogen represents a nitrogen atom forming a multiple bond with an adjacent atom.
  • a heteroaryl group containing an electron-accepting nitrogen has a large electron affinity, so that it becomes easy to transport electrons and contributes to the improvement of the photoelectric conversion efficiency.
  • Examples of compounds having a heteroaryl group structure containing an electron-accepting nitrogen include pyridine derivatives, triazine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, quinazoline derivatives, naphthyridine derivatives, benzoquinoline derivatives, phenanthroline derivatives, and imidazole.
  • Preferred such condensed polycyclic aromatic skeletons are quinolinol complexes, triazine derivatives, fluoranthene skeletons, anthracene skeletons, pyrene skeletons and phenanthroline skeletons.
  • the electron-transporting layer may contain an electron-donating material.
  • the electron-donating material is a compound that improves the electrical conductivity of the electron-transporting layer.
  • Preferred examples of the electron donor material include alkali metals such as Li, inorganic salts containing alkali metals such as LiF, complexes of alkali metals and organic substances such as lithium quinolinol, alkaline earth metals, and alkaline earth metals. inorganic salts, complexes of alkaline earth metals and organic substances, rare earth metals such as Eu and Yb, inorganic salts containing rare earth metals, and complexes of rare earth metals and organic substances. You may use 2 or more types of these. Among these, metallic lithium, rare earth metals, and lithium quinolinol (Liq) are preferred.
  • the thickness of the electron transport layer is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.
  • each layer constituting the photoelectric conversion element may be either a dry process or a wet process, and examples thereof include resistance heating deposition, electron beam deposition, sputtering, molecular lamination, coating, inkjet, and printing. be done. Among these, resistance heating vapor deposition is preferable from the viewpoint of device characteristics.
  • the photoelectric conversion element of the present invention has the function of converting light into electrical energy.
  • the absorption peak wavelength is preferably 490 nm or more and 580 nm or less from the viewpoint of efficiently photoelectrically converting green light of different wavelengths, and the absorption peak wavelength is 500 nm. More preferably, the thickness is equal to or greater than 570 nm and equal to or less than 570 nm.
  • the photoelectric conversion element of the present invention can be applied to various electronic devices and optical sensing devices that utilize the function of selectively and highly efficiently photoelectrically converting green light.
  • it can be used as an optical sensor, an optical switch, and an imaging device, and biometric information such as fingerprints, veins, pulse waves, and blood oxygen levels can be obtained with high sensitivity.
  • a display device having the photoelectric conversion element of the present invention and an organic light-emitting element and performing fingerprint authentication using light from the organic light-emitting element.
  • a fingerprint authentication function can be imparted to the organic EL display by using the photoelectric conversion element of the present invention for part of the pixels of the organic EL display that displays in a matrix and/or segment system.
  • the green light emitted from the organic light-emitting element of the organic EL display is reflected and scattered by a finger touching the display, and the photoelectric conversion element of the present invention receives and photoelectrically converts the light, thereby obtaining highly accurate fingerprint information. can be obtained.
  • Light-emitting device characteristics A voltage was applied to the light-emitting devices obtained in Examples and Comparative Examples so that the current density was 0.1 mA/cm 2 , and light was emitted using a spectroradiometer CS-1000 manufactured by Konica Minolta. Spectra were measured. Based on the obtained emission spectrum, the external quantum efficiency EQE was calculated on the assumption that Lambassian radiation was performed, and used as an index of the device efficiency.
  • Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4 were caused to emit light at 1000 cd/m 2 and their emission spectra were similarly measured to calculate peak wavelengths and half widths.
  • the luminance of the light emitting devices was measured using a photodiode. Then, the time (LT90) at which the luminance reaches 90% of the initial luminance was measured and used as an index of durability.
  • the organic layer was separated and washed with saturated brine.
  • the organic layer was dried over magnesium sulfate, filtered, and the solvent was distilled off.
  • the obtained reaction product was purified by silica gel chromatography to obtain a red powder. Further, 60 mL of butyl acetate was added to the obtained powder, and the mixture was heated and stirred at 140° C. for 30 minutes, then allowed to cool, and the precipitated solid was filtered. This operation was repeated three more times to obtain 0.98 g of red powder.
  • the obtained powder was analyzed by 1 H-NMR and LC-MS, and the red powder was confirmed to be compound D-1, which is a pyrromethene boron complex.
  • Sublimation purification was performed to further increase the purity.
  • a metal container containing compound D-1 was placed in a glass tube and heated at 250° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump to sublimate compound D-1.
  • the solid adhering to the wall of the glass tube was recovered, and the molecular weight and purity were measured by the methods described above.
  • the molecular weight was 566 and the purity was 99%.
  • a glass substrate manufactured by Geomatec, 11 ⁇ / ⁇ , sputter product on which an ITO transparent conductive film of 165 nm was deposited as an anode was cut into 38 ⁇ 46 mm and etched.
  • the obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes with "Semico Clean 56" (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.), then washed with ultrapure water, and dried.
  • This substrate was treated with UV-ozone for 1 hour immediately before device fabrication, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the pressure in the apparatus was reduced to 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • HAT-CN6 was vapor-deposited to a thickness of 10 nm as a hole injection layer
  • HT-1 was vapor-deposited to a thickness of 50 nm as a hole transport layer by resistance heating.
  • H-1 as a host material and Compound D-1 as a dopant material were vapor-deposited to a thickness of 20 nm as a light-emitting layer with a doping concentration of 1.0% by weight.
  • ET-1 was used as an electron transport layer
  • 2E-1 was used as a donor material
  • the deposition rate ratio of ET-1 and 2E-1 was set to 1:1 to form a layer having a thickness of 30 nm.
  • magnesium and silver were co-deposited with a thickness of 1000 nm to form a cathode, and a 5 mm ⁇ 5 mm square light-emitting device was fabricated.
  • the emission peak wavelength was 524 nm
  • the half width was 25 nm
  • the external quantum efficiency was 3.1%.
  • LT90 was 61 hours.
  • Sublimation purification was performed to further increase the purity.
  • a metal container containing compound D-2 was placed in a glass tube and heated at 230° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump to sublimate compound D-2.
  • the solid adhering to the wall of the glass tube was recovered, and the molecular weight and purity were measured by the methods described above.
  • the molecular weight was 540 and the purity was 99%.
  • red powder was analyzed by 1 H-NMR and LC-MS, and the red powder was confirmed to be compound D-3, which is a pyrromethene boron complex.
  • Sublimation purification was performed to further increase the purity.
  • a metal container containing compound D-3 was placed in a glass tube and heated at 290° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump to sublimate compound D-3.
  • the solid adhering to the wall of the glass tube was recovered, and the molecular weight and purity were measured by the methods described above.
  • the molecular weight was 666 and the purity was 99%.
  • Sublimation purification was performed to further increase the purity.
  • a metal container containing compound D-14 was placed in a glass tube and heated at 230° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump to sublimate compound D-14.
  • the solid adhering to the wall of the glass tube was recovered, and the molecular weight and purity were measured by the methods described above.
  • the molecular weight was 594 and the purity was 99%.
  • Sublimation purification was performed to further increase the purity.
  • a metal container containing compound D-14 was placed in a glass tube and heated at 235° C. under a pressure of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa using an oil diffusion pump to sublimate compound D-14.
  • the solid adhering to the wall of the glass tube was recovered, and the molecular weight and purity were measured by the methods described above.
  • the molecular weight was 568 and the purity was 99%.
  • Examples 6-15, Comparative Examples 1-5 A light-emitting device material and a light-emitting device were produced in the same manner as in Example 1, except that the compound shown in Table 1 was used as the dopant material instead of compound D-1. Table 1 shows the evaluation results.
  • Examples 1-15 had improved device efficiency (external quantum efficiency) and durability (LT90) compared to Comparative Examples 1-5.
  • Example 16 (Heat-activated delayed fluorescence element evaluation)
  • a glass substrate manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product
  • ITO transparent conductive film was deposited to a thickness of 165 nm was cut into a size of 38 mm ⁇ 46 mm and etched.
  • the obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean” (registered trademark) 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) and then cleaned with ultrapure water.
  • This substrate was treated with UV-ozone for 1 hour immediately before manufacturing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus reached 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • HAT-CN6 was vapor-deposited to a thickness of 10 nm as a hole injection layer, and then HT-1 was vapor-deposited to a thickness of 30 nm as a hole transport layer by resistance heating.
  • host material H-1, compound D-1, and compound H-2 which is a TADF material, were mixed in a weight ratio of 79.0:1.0:20, and the thickness was 30 nm.
  • ET-1 was laminated to a thickness of 10 nm as a hole blocking layer
  • ET-2 was laminated to a thickness of 40 nm as an electron transport layer.
  • magnesium and silver were co-deposited with a thickness of 100 nm to form a cathode, and a 5 mm ⁇ 5 mm square light-emitting device was fabricated.
  • the obtained light-emitting device When the obtained light-emitting device was evaluated by the method described above, it had an emission peak wavelength of 524 nm, a half width of 27 nm, an external quantum efficiency of 15.0%, and an LT90 of 61 hours.
  • Examples 16-22, Comparative Examples 6-9 A light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 14, except that the compound shown in Table 2 was used as the dopant material instead of the pyrromethene boron complex D-1. Table 2 shows the evaluation results.
  • Examples 16-22 improved the external quantum efficiency and device durability (LT90) while keeping the half width small. Furthermore, compared with Examples 1 to 13, the external quantum efficiency was improved. From this, it can be seen that the device efficiency can be further improved by using the thermally activated delayed fluorescence material.
  • Example 23 A glass substrate (manufactured by Geomatec Co., Ltd., 11 ⁇ / ⁇ , sputtered product) on which an ITO transparent conductive film was deposited to a thickness of 165 nm was cut into a size of 38 mm ⁇ 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned for 15 minutes using "Semico Clean" 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) and then cleaned with ultrapure water. This substrate was treated with UV-ozone for 1 hour immediately before manufacturing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus reached 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less.
  • "Semico Clean" 56 trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.
  • HAT-CN6 was vapor-deposited to a thickness of 5 nm as a hole injection layer, and then HT-1 was vapor-deposited to a thickness of 50 nm as a hole transport layer by resistance heating.
  • H-1 as a hole blocking layer is 10 nm, and as a light emitting layer, the host material H-1 and the compound D-1 are mixed so that the weight ratio is 99.5:0.5, and the thickness is 20 nm. vapor-deposited.
  • ET-1 was laminated to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer
  • compound ET-3 was laminated to a thickness of 35 nm as an electron transporting layer.
  • n-type charge generation layer compound ET-3 as an n-type host and metallic lithium as an n-type dopant were deposited to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate ratio of 99:1. Furthermore, HAT-CN6 was laminated to a thickness of 10 nm as a p-type charge generation layer. A hole transport layer of 50 nm, a hole blocking layer of 10 nm and a light emitting layer of 20 nm were formed thereon in the same manner as described above. Furthermore, ET-2 was vapor-deposited to a thickness of 10 nm as an electron-blocking layer, and ET-3 to a thickness of 35 nm as an electron-transporting layer.
  • magnesium and silver were co-deposited to a thickness of 1000 nm to form a cathode, and a 5 mm ⁇ 5 mm square tandem light emitting device was fabricated.
  • the obtained light-emitting device When the obtained light-emitting device was evaluated by the method described above, it had an emission peak wavelength of 524 nm, a half width of 24 nm, an external quantum efficiency of 4.9%, and an LT90 of 74 hours.
  • Example 24 (Production of photoelectric conversion element) A glass substrate having an ITO transparent conductive film deposited thereon to a thickness of 125 nm was ultrasonically cleaned using "Semico Clean" 56 (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.). This substrate was treated with UV-ozone for 30 minutes immediately before manufacturing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus reached about 3 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa. First, N-[1,1′-biphenyl]-4-yl-9,9-dimethyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9H- was used as a hole transport layer.
  • Fluorene-2-amine (40 nm) was evaporated. Next, compound D-1 (15 nm) and fullerene (15 nm) were vapor-deposited in this order as a photoelectric conversion layer. After opening to the atmosphere, the vapor deposition source was installed again, and after decompression, Liq (5 nm) as an electron transport layer and aluminum (41 nm) as a cathode were vapor-deposited in that order to produce a photoelectric conversion device.
  • Example 25 A photoelectric conversion device was produced in the same manner as in Example 24, except that compound D-14 was used as the photoelectric conversion layer instead of compound D-1.
  • compound D-1 and compound D-14 can efficiently convert green light into electrical energy.

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Abstract

本発明の目的は、素子効率や耐久性に優れた発光素子を得ることのできる発光素子材料および緑色光の光電変換効率が高い光電変換素子を得ることができる光電変換材料を提供することである。本発明はピロメテン構造と芳香族環構造と縮合環構造と有する特定の構造を有する化合物である。

Description

化合物、発光素子材料、それを用いた発光素子、光電変換材料、それを用いた光電変換素子
　本発明は、化合物、発光素子材料、それを用いた発光素子、光電変換材料、それを用いた光電変換素子に関する。
　陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が、両極に挟まれた発光層内で再結合することにより発光する有機薄膜発光素子は、薄型化が可能であること、駆動電圧が低いこと、輝度が高いこと、多色発光が可能であることなどの特徴を有する。特に、発光層にホスト材料とドーパント材料を組み合わせることにより、青、緑、赤の三原色の光を高効率に発光する発光素子を得ることができる。
　高輝度かつ高色純度の発光素子を提供することのできるドーパント材料として、これまでに、種々の構造を有するピロメテンホウ素錯体が報告されている（例えば、特許文献１参照）。また、近年、より高い素子効率を目指して、ＴＡＤＦ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、熱活性化遅延蛍光）材料とピロメテンホウ素錯体とを組み合わせた発光素子が検討されている（例えば、特許文献２～３参照）。
　また近年、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）やビッグデータが注目を集めており、それを支える様々なデータを取得するセンシング技術の重要度が増している。センシング技術には様々な方式が存在するが、中でも、光センシングは、対象波長を選択することによりセンシング対象を変更することができるなど、多様な用途展開が可能であり、有用性が高いセンシング技術である。
　光センサは、一般に、光を電気エネルギーに変換する光電変換素子と発光素子とを独立に備え、発光素子からの光を対象物に照射し、対象物を透過もしくは反射した光を光電変換素子で受光してセンシングする。このような光センサは、例えば、緑色光や赤色光、近赤外光を用いることにより、指紋や静脈の形状、血中酸素濃度などの生体情報を取得することが可能である。さらに、基板や発光素子、受光素子を主に有機物で形成することにより、薄型でフレキシブルなデバイスを構成することが可能である（例えば非特許文献１参照）。
　このような光電変換素子に用いる光電変換材料として、ピロメテン化合物が検討されている（例えば、特許文献４～７参照）。ピロメテン化合物は一般的に吸光係数が高く、置換基を選択することにより吸収波長領域を所望の範囲に設計することができる特長がある。
「サイエンス　アドバンシズ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ａｄｖａｎｃｅｓ）」、２０１６年、２巻、ｅ１５０１８５６頁
国際公開第２００９／１１６４５６号 国際公開第２０１６／０５６５５９号 国際公開第２０１９／０１３０６３号 特開２０２０－７２２７０号公報 国際公開第２０１５／１１９０３９号 特開２００８－１０９０９７号公報 国際公開第２０１７／０１８３５１号
　これまでに、前述のとおり、ドーパント材料としてピロメテンホウ素錯体を用いた発光素子が提案されてきたものの、素子効率や耐久性が十分でないという課題があった。本発明は、素子効率や耐久性に優れた発光素子を得ることのできる発光素子材料を提供することを目的とするものである。また、特許文献４～７に記載されるピロメテン化合物は、波長選択性が高いものの、光電変換効率が不十分である課題があった。そこで、本発明は、緑色光の光電変換効率が高い光電変換素子を得ることができる光電変換材料を提供することを目的とする。
　本発明は、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　上記一般式（１）中、Ａは下記一般式（２）で表される構造を有する１価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　上記一般式（２）中、Ｒ１～Ｒ４は同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。Ｒ５およびＲ６は同一でも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基、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ルキルチオ基、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リールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。Ｚ１およびＺ２は同一でも異なっていてもよく、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ヘテロアリール基、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、水酸基、ハロゲン原子またはシアノ基を示す。Ｌは一般式（１）におけるＬとの結合部位を示す。
　上記一般式（１）中、Ｌは下記一般式（３）または（４）で表される構造を有する２価の芳香族炭化水素基である。Ａは一般式（１）におけるＡとの結合部位を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　上記一般式（３）～（４）中、Ｒ２１～Ｒ２５およびＲ３１～Ｒ３７は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基、または、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を示す。ただし、Ｒ２１は水素原子ではない。
　上記一般式（３）において、Ｒ２１～Ｒ２５のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ２１～Ｒ２５に単結合を有しない場合、Ｒ２１～Ｒ２５のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。
　上記一般式（４）において、Ｒ３１～Ｒ３７のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ３１～Ｒ３７に単結合を有しない場合、Ｒ３１～Ｒ３７のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、隣接基との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。
　上記一般式（１）中、Ｒは下記一般式（５）で表される構造を有する１価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　上記一般式（５）中、ＸはＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示す。Ｘ１～Ｘ８のうち、１つは一般式（１）におけるとの結合部位であり、炭素原子である。Ｌとの結合部位以外のＸ１～Ｘ８は同一でも異なっていてもよく、ＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示し、２つの隣接置換基の間で環構造を形成してもよい。ＲＸ１およびＲＸ２は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。
　本発明の化合物により、素子効率および耐久性に優れた発光素子を得ることのできる発光素子材料を提供することができる。また緑色光の光電変換効率が高い光電変換素子を得ることのできる光電変換材料を提供することができる。
　以下、本発明に係る化合物、発光素子材料、それを用いた発光素子、光電変換材料、それを用いた光電変換素子の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。
　本発明の化合物は、下記一般式（１）で表される構造を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　上記一般式（１）中、Ａは下記一般式（２）で表される構造を有する１価の基であり、Ｌは、下記一般式（３）または（４）で表される構造を有する２価の芳香族炭化水素基であり、Ｒは下記一般式（５）で表される構造を有する１価の基である。
　本発明においては、Ａに示す特定の置換基を有するピロメテンホウ素錯体の特定の位置に、Ｌに示す特定の構造を有する芳香族炭化水素基を介して、Ｒに示す縮合環を配置することにより、分子内回転を抑制して発光素子の発光特性を向上させつつ、嵩高い構造によってピロメテンホウ素錯体分子間の距離を大きくすることにより、素子効率と耐久性を向上させることができる。また、分子間相互作用を抑制することにより、光電変換素子の光電変換効率を向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　上記一般式（２）中、Ｒ１～Ｒ４は同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。これらの中でも、素子効率と耐久性をより向上させる観点から、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シクロアルキル基であることが好ましい。中でもＲ１およびＲ４が同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基であることが好ましい。また、Ｒ２およびＲ３が同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基であることが好ましい。これらの基を選択することにより、本発明の化合物の吸収ピーク波長が４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の領域に調整しやすくなり、緑色光を効率的に吸収させ、光電変換素子の光電変換効率を高めることができる。
　上記一般式（２）中、Ｒ５およびＲ６は同一でも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基、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ルキルチオ基、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リールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。これらの中でも、熱安定性の観点から、Ｒ５およびＲ６が同一でも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基であることが好ましい。
　上記一般式（２）中、Ｚ１およびＺ２は同一でも異なっていてもよく、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ヘテロアリール基、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、水酸基、ハロゲン原子またはシアノ基を示す。これらの基を選択することにより、発光素子材料の熱安定性を向上させることができる。これらの中でも、素子効率の観点から、フッ素原子が好ましい。一般式（２）において、Ｚ１およびＺ２がいずれもフッ素原子であることが好ましい。
　上記一般式（２）中、Ｌは一般式（１）におけるＬとの結合部位を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　上記一般式（３）～（４）中、Ｒ２１～Ｒ２５およびＲ３１～Ｒ３７は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基、または、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を示す。これらの基を選択することにより、素子効率を向上させることができる。これらの中でも、熱安定性の観点から、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは無置換のアミノ基、シアノ基、または、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造であることが好ましい。耐久性をより向上させる観点から、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基がさらに好ましい。　ただし、Ｒ２１は水素原子ではない。Ｒ２１が水素であると、分子内回転を抑制することができず、素子効率および耐久性が低下する。
　上記一般式（３）において、Ｒ２１～Ｒ２５のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ２１～Ｒ２５に単結合を有しない場合、Ｒ２１～Ｒ２５のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。また、上記一般式（４）において、Ｒ３１～Ｒ３７のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ３１～Ｒ３７に単結合を有しない場合、Ｒ３１～Ｒ３７のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、隣接基との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。すなわち、一般式（１）におけるＲは、環構造（芳香族環を含む）に結合する。一般式（１）におけるＲが環構造に結合することにより、熱安定性や膜安定性を向上させることができる。耐久性をより向上させる観点から、一般式（３）において、Ｒ２１～Ｒ２５のいずれかが単結合であるか、または、一般式（４）において、Ｒ３１～Ｒ３７のいずれかが単結合であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　上記一般式（５）中、ＸはＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示す。ＸがＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または酸素原子であることが好ましい。Ｘ１～Ｘ８のうち、１つは一般式（１）におけるとの結合部位であり、炭素原子である。Ｌとの結合部位以外のＸ１～Ｘ８は同一でも異なっていてもよく、ＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示し、２つの隣接置換基の間で環構造を形成してもよい。ＲＸ１およびＲＸ２は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。これらの中でも、熱安定性の観点から、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、ハロゲン原子、シアノ基が好ましい。
　本発明の説明において、「無置換」とは、対象となる基本骨格または基に結合する原子が水素原子または重水素原子のみであることを意味する。また、対象となる基が置換基を有する場合、その置換基としては、例えば、アルキル基、ハロゲン、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられる。また、各基に示す好ましい炭素数範囲には、置換基の炭素は含めないものとする。
　本発明の説明において、全ての基において、水素は重水素であってもよい。
　アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、好ましくは１以上２０以下、より好ましくは１以上８以下の範囲である。
　シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチル基などの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　アリール基とは、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ベンゾフェナントリル基、ベンゾアントラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基、ベンゾフルオランテニル基、ジベンゾアントラセニル基、ペリレニル基、ヘリセニル基などの芳香族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。中でも、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基が好ましい。環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは６以上４０以下、より好ましくは６以上３０以下の範囲である。また、フェニル基においては、そのフェニル基中の隣接する２つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。
　ヘテロアリール基とは、例えば、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピラジニル基、ピリミジル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、ナフチリジニル基、シンノリニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチオフェニル基、インドリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチオフェニル基、カルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、カルボリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾフロカルバゾリル基、ベンゾチエノカルバゾリル基、ジヒドロインデノカルバゾリル基、ベンゾキノリニル基、アクリジニル基、ジベンゾアクリジニル基、ベンゾイミダゾリル基、イミダゾピリジル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェナントロリニル基などの、炭素以外の原子を一個または複数個環内に有する環状芳香族基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。ヘテロアリール基の環形成原子数は特に限定されないが、好ましくは、３以上４０以下、より好ましくは３以上３０以下の範囲である。
　アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基などのエーテル結合を介して脂肪族炭化水素基が結合した基を示し、この脂肪族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アルキルチオ基の炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アルキルチオ基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上２０以下の範囲である。
　アリールオキシ基とは、例えば、フェノキシ基など、エーテル結合を介して芳香族炭化水素基が結合した基を示し、芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールオキシ基の環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　アリールチオ基とは、アリールオキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換されたものである。アリールチオ基における芳香族炭化水素基は置換基を有していても有していなくてもよい。アリールチオ基の環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、６以上４０以下の範囲である。
　アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。環形成炭素数は特に限定されないが、好ましくは、３以上２０以下の範囲である。
　アルキニル基とは、例えば、エチニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは置換基を有していても有していなくてもよい。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、２以上２０以下の範囲である。
　アミノ基は、置換基を有していてもいなくてもよい。
　ニトロ基とは、－ＮＯ２で表される基である。ここで他の官能基と結合するのは窒素原子である。
　シリル基とは、置換もしくは無置換のケイ素原子が結合した基を示し、例えば、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、プロピルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基などのアルキルシリル基や、フェニルジメチルシリル基、ｔｅｒｔ－ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基などのアリールシリル基などが挙げられる。ケイ素上の置換基はさらに置換されてもよい。シリル基の炭素数は特に限定されないが、好ましくは、１以上３０以下の範囲である。
　シロキサニル基とは、例えば、トリメチルシロキサニル基などのエーテル結合を介したケイ素化合物基を示す。ケイ素上の置換基はさらに置換されてもよい。
　カルボニル基とは、－Ｃ（＝Ｏ）－で表される基である。ここで他の官能基と結合するのは炭素原子である。
　カルボキシル基とは、カルボニル基に水酸基が結合した基である。
　アルコキシカルボニル基とは、カルボニル基にアルコキシ基やアリールオキシ基が結合した基である。
　カルバモイル基とは、カルボニル基にアミノ基が結合した官能基である。
　ハロゲン原子とは、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる原子を示す。
　シアノ基とは、構造が－Ｃ≡Ｎで表される基である。ここで他の官能基と結合するのは炭素原子である。
　一般式（２）で表される構造を有するＡの例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。ただし、Ｌは一般式（１）におけるＬとの結合部位を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　一般式（３）または（４）で表される構造を有するＬの例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。ただし、Ａは一般式（１）におけるＡとの結合部位を示し、Ｒは一般式（１）におけるＲとの結合部位を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　一般式（５）で表される構造を有するＲの例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。ただし、ＬはＬとの結合部位を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体は、上記Ａ、ＬおよびＲから成り立つ。
　一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体は、例えば、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，ｖｏｌ．６４，Ｎｏ．２１，ｐｐ．７８１３－７８１９（１９９９）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．，Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，ｖｏｌ．３６，ｐｐ．１３３３－１３３５（１９９７）、Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１２，ｐｐ．２９６（２０１０）などに記載されている方法を参考に製造することができる。
　得られたピロメテンホウ素錯体は、再結晶やカラムクロマトグラフィーなどの有機合成的な精製を行った後、さらに、一般的に昇華精製と呼ばれる減圧加熱による精製により低沸点成分を除去し、純度を向上させることが好ましい。昇華精製における加熱温度は特に限定されないが、ピロメテンホウ素錯体の熱分解を防ぐ観点から、３３０℃以下が好ましく、３００℃以下がより好ましい。
　ピロメテンホウ素錯体の純度は、発光素子特性と光電変換特性の安定化の観点から、９９重量％以上であることが好ましい。
　色純度を向上させる観点から、一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体が励起光の照射により発する光の発光スペクトルが、シャープであることが好ましい。また、表示装置や照明装置において主流となっているトップエミッション素子では、マイクロキャビティ構造による共振効果により、高輝度および高色純度を達成できるが、発光スペクトルがシャープであると、この共振効果がより強く表れ、高効率化に有利である。この観点から、発光スペクトルの半値幅は、４５ｎｍ以下であることが好ましく、３５ｎｍ以下であることがより好ましい。
　＜発光素子材料＞
　本発明の発光素子材料は、本発明の化合物からなる。すなわち、一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体からなり、発光素子のいずれかの層に使用される材料を表す。つまり、発光素子材料とは、本発明の化合物、すなわち前述の一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体の用途を意味する。発光素子材料としては、例えば、後述する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および／または電極の保護膜（キャップ層）に使用される材料などが挙げられる。これらの中でも、高い素子効率と耐久性を有することから、発光層に好適に使用される。
　＜発光素子＞
　次に、本発明の発光素子の実施の形態について説明する。本発明の発光素子は、陽極と陰極の間に、本発明の発光素子材料を含有する発光層を有し、電気エネルギーによって発光する。
　本発明の発光素子は、ボトムエミッション型、またはトップエミッション型のいずれであってもよい。これらの中でも、本発明の発光素子材料は、発光スペクトルの半値幅が狭く、素子効率が高いため、トップエミッション型発光素子に好ましく用いることができる。すなわち、本発明の発光素子は、トップエミッション型有機電界発光素子であることが好ましい。トップエミッション型発光素子は、マイクロキャビティによる共振効果により、半値幅が狭いほど素子効率が高くなる。そのため、色純度と素子効率をより高いレベルで両立することができる。
　このような発光素子における陽極と陰極の間の層構成は、発光層のみからなる構成の他に、１）発光層／電子輸送層、２）正孔輸送層／発光層、３）正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、５）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層、７）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層、８）正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層などの積層構成が挙げられる。
　さらに、上記の積層構成を、中間層を介して複数積層したタンデム型であってもよい。中間層としては、一般的に、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層などが挙げられ、公知の材料構成を用いることができる。タンデム型の好ましい具体例として、９）正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷発生層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、１０）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／電荷発生層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層などの、陽極と陰極の間に２層以上の発光層を有し、それぞれの発光層と発光層の間に、１層以上の電荷発生層を含む積層構成が挙げられる。
　また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよく、ドーピングされていてもよい。また、上記各層に加えて、保護層をさらに有してもよく、光学干渉効果により素子効率をより向上させることができる。
　以下に発光素子の構成の具体例を挙げるが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。
　（基板）
　発光素子の機械的強度を保ち、熱変形が少なく、発光層に水蒸気や酸素が侵入することを防ぐバリア性を有するために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板としては、特に限定されないが、例えば、ガラス板、セラミック版、樹脂製フィルム、樹脂薄膜、金属製薄板などが挙げられる。これらの中でも、透明であり、加工が容易である観点から、ガラス基板が好適に用いられる。特に、基板を通して光を取り出すボトムエミッション型発光素子の場合、高い透明性を有するガラス基板が好ましい。また、主にスマートフォンなどのモバイル機器において、フレキシブルディスプレイやフォルダブルディスプレイが増加しており、この用途には、樹脂製フィルムやワニスを硬化した樹脂薄膜が好適に用いられる。樹脂製フィルムとしては、耐熱フィルムが使用されており、具体的には、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなどが例示される。
　また、基板の表面には、有機ＥＬを駆動させるための各種配線、回路およびＴＦＴによるスイッチング素子が設けられていてもよい。
　（陽極）
　陽極は、前記基板上に形成されることが好ましい。基板と陽極の間に、各種配線、回路およびスイッチング素子が介在してもよい。陽極に用いる材料は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料であれば特に限定されないが、ボトムエミッション型発光素子の場合、透明または半透明電極であることが好ましく、トップエミッション型発光素子の場合、反射電極であることが好ましい。
　透明または半透明電極を構成する材料としては、例えば、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物、金、銀、アルミニウム、クロムなどの金属；ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。ただし、金属を用いるときは、光を半透過できるように、膜厚を薄くすることが好ましい。これらの中でも、透明性と安定性の観点から、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）がより好ましい。
　反射電極を構成する材料としては、全ての光に対し吸収がなく高い反射率を有するものが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、白金などの金属が挙げられる。
　これらの電極材料を２種以上用いてもよく、複数の材料を積層してもよい。
　陽極の膜厚は、特に限定されないが、数ｎｍ～数百ｎｍが好ましい。
　陽極の形成方法は、その形成材料に応じて最適な方法を選択することができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法などが挙げられる。例えば、金属酸化物によって陽極を形成する場合にはスパッタ法、金属によって陽極を形成する場合には蒸着法が好ましく用いられる。
　（陰極）
　陰極は、有機層を挟んで陽極の反対側の表面に形成され、特に電子輸送層または電子注入層に接して形成されることが好ましい。陰極に用いる材料は、電子を効率よく発光層に注入できる材料であれば特に限定されないが、ボトムエミッション型発光素子の場合、反射電極であることが好ましく、トップエミッション型発光素子の場合、半透明電極であることが好ましい。
　陰極を構成する材料としては、一般的には、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウム、インジウムなどの金属、これらの金属とリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの低仕事関数金属との合金や多層積層膜、酸化亜鉛、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属酸化物などが好ましい。これらの中でも、主成分としては、電気抵抗値や製膜しやすさ、膜の安定性、素子効率などの観点から、アルミニウム、銀、マグネシウムが好ましい。また、マグネシウムと銀で構成されると、電子輸送層および電子注入層への電子注入が容易になり、駆動電圧を低減することができるため好ましい。
　陰極の膜厚は、特に限定されないが、数ｎｍ～数μｍが好ましい。
　陰極の形成方法は、その形成材料に応じて最適な方法を選択することができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法などが挙げられる。例えば、金属によって陰極を形成する場合には蒸着法が好ましく用いられる。
　（保護層）
　陰極保護のために、陰極上に保護層（キャップ層）を積層することが好ましい。保護層を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、これら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物などが挙げられる。ただし、トップエミッション型発光素子の場合、保護層に用いられる材料は、可視光領域で光透過性のある材料から選択されることが好ましい。
　（正孔注入層）
　正孔注入層は、陽極と正孔輸送層の間に挿入され、正孔注入を容易にする層である。正孔注入層は１層であっても複数の層が積層されていてもよい。正孔輸送層と陽極の間に正孔注入層が存在すると、より低電圧で駆動することができ、耐久性をより向上させることができる。さらに、素子のキャリアバランスが向上して、素子効率をより向上させることができる。
　正孔注入層を構成する正孔注入材料の好ましい一例として、電子供与性正孔注入材料（ドナー材料）が挙げられる。これらはＨＯＭＯ準位が正孔輸送層より浅く、かつ陽極の仕事関数に近いため、陽極とのエネルギー障壁を小さくできる材料である。具体的には、ベンジジン誘導体、４，４’，４”－トリス（３－メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４”－トリス（１－ナフチル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミン（１－ＴＮＡＴＡ）などのスターバーストアリールアミンなどの芳香族アミン系材料群、カルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳなどのポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリシランのポリマーなどが例示される。これらを２種以上用いてもよい。また、複数の材料を積層して正孔注入層としてもよい。
　また正孔注入材料の別の好ましい一例として、電子受容性正孔注入材料（アクセプター材料）が挙げられる。ここで正孔注入層はアクセプター材料単独で構成されていても、前記のドナー材料にアクセプター材料をドープして用いられていてもよい。アクセプター材料は、単独で用いる場合は隣接している正孔輸送層との間で、またドナー材料にドープして用いる場合はドナー材料との間で電荷移動錯体を形成する材料である。このような材料を用いると、正孔注入層の導電性向上と、素子の駆動電圧低下に寄与し、素子効率および耐久性をより向上させる効果が得られるため、より好ましい。アクセプター材料としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化ルテニウムなどの金属酸化物、トリス（４－ブロモフェニル）アミニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）などの電荷移動錯体、１，４，５，８，９，１１－ヘキサアザトリフェニレン－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ６）、２，３，５，６－テトラフルオロ－７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、フッ素化銅フタロシアニンなどのｎ型有機半導体化合物、フラーレンなどが例示される。正孔注入層にアクセプター性化合物を含む場合、正孔注入層は１層であってもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。
　（正孔輸送層および電子阻止層）
　正孔輸送層は、陽極から注入された正孔を発光層まで輸送する層であり、電子阻止層は、電子の移動を効率よく阻止する層である。正孔輸送層および電子阻止層はいずれも単層であっても複数の層が積層されて構成されていてもよい。また、正孔輸送層および電子阻止層に用いられる正孔輸送材料は、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率良く輸送することが好ましい。そのためには、適切なイオン化ポテンシャルを持ち、正孔移動度が大きく、に安定性に優れ、トラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが好ましい。
　このような条件を満たす物質として、特に限定されるものではないが、例えば、ベンジジン誘導体、スターバーストアリールアミンと呼ばれる芳香族アミン系材料群、カルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、チオフェン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、フルオレン誘導体、スピロフルオレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどのポリマーなどが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
　（発光層）
　発光層は、正孔と電子の再結合によって発生した励起エネルギーにより発光する層である。発光層は単一の材料で構成されていてもよいが、色純度の観点から第一の化合物と、強い発光を示すドーパントである第二の化合物とを有することが好ましい。第一の化合物として、例えば、電荷移動を担うホスト材料や、ＴＡＤＦ材料が好適な例として挙げられる。
　一般式（１）で表される構造を有する発光素子材料は、発光スペクトルの半値幅が狭く高色純度を達成できること、嵩高い構造によって分子間の距離を離し、濃度消光を防ぐことが可能となることから、発光層のドーパントである第二の化合物として用いることが好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、発光層が、第一の化合物とドーパントである第二の化合物とを有し、第二の化合物が、本発明の発光素子材料であることが好ましい。　第二の化合物の含有量は、濃度消光現象をより抑制する観点から、発光層中、５重量％以下が好ましく、２重量％以下がより好ましい。一方、エネルギー移動をより効率よく行う観点から、第二の化合物の含有量は、発光層中、０．１重量％以上が好ましく、０．５重量％以上がより好ましい。
　ホスト材料としては、特に限定されないが、例えば、ナフタセン、ピレン、アントラセン、フルオランテンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミンなどの芳香族アミン誘導体、トリス（８－キノリナート）アルミニウム（ＩＩＩ）をはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物、ジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、インデン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体などのポリマーなどが挙げられる。これらを２種以上用いてもよいし、２種以上のホスト材料を積層してもよい。これらの中でも、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体が好ましい。
　ドーパント材料として、一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体以外の蛍光発光材料を含有してもよい。具体的には、ナフタセン、ピレン、アントラセン、フルオランテンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、ヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、ピロメテン誘導体、ジケトピロロ［３，４－ｃ］ピロール誘導体、クマリン誘導体、アゾール誘導体およびその金属錯体、芳香族アミン誘導体などが挙げられる。また同一分子内にホウ素と窒素を含有することにより、多重共鳴効果を利用した分子でもよい。これらを２種以上用いてもよい。
　また、ドーパント材料として、リン光発光材料を含有してもよい。リン光発光材料としては、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、オスミウム（Ｏｓ）およびレニウム（Ｒｅ）からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む金属錯体化合物が好ましく、高効率発光の観点から、イリジウム錯体または白金錯体がより好ましい。配位子は、フェニルピリジン骨格、フェニルキノリン骨格、カルベン骨格などの含窒素ヘテロアリール基を有することが好ましいが、これらに限定されるものではない。
　ドーパント材料は、一般式（１）で表される構造を有する発光素子材料のみからなることが好ましい。
　発光層には、上記ホスト材料またはドーパント材料の他に、発光層内のキャリアバランスを調整するためや発光層の層構造を安定化させるための第３成分を更に含有してもよい。ただし、第３成分としては、ホスト材料およびドーパント材料との間で相互作用を起こさないような材料を選択することが好ましい。
　遅延蛍光材料は、一重項励起状態と三重項励起状態間のエネルギーギャップを小さくすることにより、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し、一重項励起子の生成確率を向上させた材料である。このＴＡＤＦ機構による遅延蛍光を利用することにより、理論的内部効率を１００％まで高めることができる。さらに遅延蛍光性を有する第一の化合物の一重項励起状態から第二の化合物の一重項励起状態へとフェルスター型のエネルギー移動が起こる場合、第二の化合物の一重項励起状態からの蛍光発光が観測される。ここで、第二の化合物がシャープな発光スペクトルを有する蛍光発光材である場合、素子効率および色純度により優れた発光素子を得ることができる。このように、発光層が遅延蛍光材料を含有すると、素子効率がより向上し、ディスプレイの低消費電力化に寄与する。遅延蛍光材料は、単一の材料で遅延蛍光を示す材料であってもいいし、エキサイプレックス錯体を形成する場合のように複数の材料で遅延蛍光を示す材料であってもよい。
　遅延蛍光性の化合物としては、単一でも複数の材料でもよく、公知の材料を用いることができる。具体的には、例えば、ベンゾニトリル誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホキシド誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ジヒドロフェナジン誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。このような遅延蛍光性化合物として、特に限定されるものではないが、以下のような例が挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
　上記第一の化合物が、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。そして、上記第二の化合物が、上記一般式（１）で表される構造を有するピロメテンホウ素錯体であることが好ましい。また、第一の化合物が遅延蛍光性の化合物である場合、発光層が、一重項エネルギーが第一の化合物の一重項エネルギーよりも大きい第三の化合物をさらに含有することが好ましい。これにより、第三の化合物は発光材料のエネルギーを発光層内に閉じ込める機能を有することができ、効率よく発光させることが可能となる。また、第三の化合物の最低励起三重項エネルギーが、第一の化合物の最低励起三重項エネルギーよりも大きいことが好ましい。
　第三の化合物としては、電荷輸送能が高く、かつガラス転移温度が高い有機化合物であることが好ましい。第三の化合物として、特に限定されるものではないが、以下のような例が挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
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Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
　（電子輸送層および正孔阻止層）
　電子輸送層は、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送する層であり、正孔阻止層は、正孔の移動を効率よく阻止する層である。電子輸送層および正孔阻止層に用いられる電子輸送材料は、電子親和力が大きいこと、電子移動度が大きいこと、安定性に優れること、およびトラップとなる不純物が発生しにくい物質であることが好ましい。また、結晶化による膜質劣化を抑制する観点から、分子量４００以上の化合物が好ましい。
　電子輸送材料としては、多環芳香族誘導体、スチリル系芳香環誘導体、キノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられる。駆動電圧を低減し、素子効率をより向上させる観点から、電子受容性窒素を含むヘテロアリール基を有する化合物を用いることが好ましい。ここで、電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。電子受容性窒素を含むヘテロアリール基は、電子親和力が大きいため、陰極から電子が注入しやすくなり、より駆動電圧を低減することができる。また、発光層への電子の供給が多くなり、再結合確率が高くなるため素子効率がより向上する。電子受容性窒素を含むヘテロアリール基構造を有する化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、キナゾリン誘導体、ナフチリジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、フェナンスロイミダゾール誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
　また、電子輸送材料が縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上し、電子移動度が大きく、駆動電圧を低減することができるためより好ましい。このような縮合多環芳香族骨格としては、キノリノール錯体、トリアジン誘導体、フルオランテン骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格が好ましい。
　電子輸送層は、ドナー性材料を含有してもよい。ここで、ドナー性材料とは、電子注入障壁の改善により、陰極または電子注入層からの電子輸送層への電子注入を容易にし、さらに電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。ドナー性材料の好ましい例としては、Ｌｉなどのアルカリ金属、ＬｉＦなどのアルカリ金属を含有する無機塩、リチウムキノリノールなどのアルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩、アルカリ土類金属と有機物との錯体、ＥｕやＹｂなどの希土類金属、希土類金属を含有する無機塩、希土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。これらの中でも、金属リチウム、希土類金属、リチウムキノリノール（Ｌｑ）が好ましい。
　（電荷発生層）
　本発明における電荷発生層は、電圧の印加により電荷を発生または分離し、隣接する層へ電荷を注入する層である。電荷発生層は、一つの層で形成されていてもよく、複数の層が積層されていてもよい。一般的に、電荷として電子を発生しやすいものはｎ型電荷発生層と呼ばれ、正孔を発生しやすいものはｐ型電荷発生層と呼ばれる。電荷発生層は二重層からなることが好ましく、ｎ型電荷発生層およびｐ型電荷発生層からなるｐｎ接合型電荷発生層がより好ましい。ｐｎ接合型電荷発生層は、発光素子中において、電圧が印加されることにより電荷を発生、または電荷を正孔および電子に分離し、これらの正孔および電子を正孔輸送層および電子輸送層を経由して発光層に注入する。具体的には、複数の発光層が積層された発光素子において、中間層である電荷発生層として機能する。ｎ型電荷発生層は陽極側に存在する第一発光層に電子を供給し、ｐ型電荷発生層は陰極側に存在する第二発光層に正孔を供給する。そのため、複数の発光層を積層した発光素子における素子効率をより向上させ、駆動電圧を低減することができ、素子の耐久性をより向上させることができる。すなわち、本発明の発光素子は、陽極と陰極の間に２層以上の発光層を有し、それぞれの発光層と発光層の間に１層以上の電荷発生層を有することが好ましい。
　ｎ型電荷発生層は、ｎ型ドーパントおよびｎ型ホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、ｎ型ドーパントとして、電子輸送層の材料として例示したドナー性材料が好適に用いられる。これらの中でも、アルカリ金属もしくはその塩、希土類金属が好ましく、金属リチウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、リチウムキノリノール（Ｌｉｑ）、金属イッテルビウムがさらに好ましい。また、ｎ型ホストとしては、電子輸送材料として例示したものが好適に用いられる。これらの中でも、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体、オリゴピリジン誘導体が好ましく、フェナントロリン誘導体、ターピリジン誘導体がより好ましく、下記一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体がさらに好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、電荷発生層に一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
　上記一般式（６）中、Ａｒ１は、ｐ価の芳香族炭化水素基、およびｐ価の芳香族複素環基からなる群より選ばれる。ｐは１～３の自然数である。Ｒ８～Ｒ１４は、それぞれ同じでも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基、複素環基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を示す。Ａｒ１のうち、ｐ個のフェナントロリル基による置換位置は任意の位置である。
　芳香族炭化水素基は、例えば、１価の場合、アリール基である。芳香族炭化水素基としては、合成容易性、昇華性の観点から、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基や、これらの水素原子の少なくとも１部を除いた基が好ましい。芳香族炭化水素基の環形成炭素数は、好ましくは６以上４０以下、より好ましくは６以上３０以下の範囲である。また、隣接する２つの炭素原子上に各々置換基がある場合、それらの置換基同士で環構造を形成していてもよい。
　芳香族複素環基とは、炭素以外の原子を１個以上環内に有する環状芳香族基を示し、例えば、１価の場合、ヘテロアリール基である。芳香族複素環基の環形成原子数特に限定されないが、好ましくは３以上４０以下、より好ましくは３以上３０以下の範囲である。
　芳香族炭化水素基または芳香族複素環基は、フェナントリル基以外にさらに置換基を有していてもよい。
　昇華性および薄膜形成性の観点から、ｐは２が好ましい。
　一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体の一例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
　上記ｐ型電荷発生層は、ｐ型ドーパントおよびｐ型ホストからなり、これらは従来の材料を用いることができる。例えば、ｐ型ドーパントとして、正孔注入層の材料として例示したアクセプター材料や、ヨウ素、ＦｅＣｌ３、ＦｅＦ３、ＳｂＣｌ５などが好適に用いられる。具体的には、ＨＡＴ－ＣＮ６、Ｆ４－ＴＣＮＱ、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、ヨウ素、ＦｅＣｌ３、ＦｅＦ３、ＳｂＣｌ５などが挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。これらの中でも、ＨＡＴ－ＣＮ６や、（２Ｅ，２’Ｅ，２’’Ｅ）－２，２’，２’’－（シクロプロパン－１，２，３－トリイリデン）トリス（２－（ペルフルオロフェニル）－アセトニトリル）、（２Ｅ，２’Ｅ，２’’Ｅ）－２，２’，２’’－（シクロプロパン－１，２，３－トリイリデン）トリス（２－（４－シアノペルフルオロフェニル）－アセトニトリル）などのラジアレン誘導体がより好ましい。ｐ型ドーパントの薄膜を形成してもよく、その膜厚は１０ｎｍ以下が好ましい。また、ｐ型ホストとして、アリールアミン誘導体が好ましい。
　（電子注入層）
　電子注入層は、陰極から電子輸送層への電子の注入を助ける層であり、陰極と電子輸送層の間に形成されることが好ましい。電子注入層に用いられる電子注入材料としては、例えば、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造を有する化合物や、上記のドナー性材料などが挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。これらの中でも、トリアジン誘導体、フェナントロリン誘導体、オリゴピリジン誘導体が好ましく、フェナントロリン誘導体、ターピリジン誘導体がより好ましく、上記一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体がさらに好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、陰極と電子輸送層の間に電子注入層を有し、電子注入層に一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体を含有することが好ましい。
　また、電子注入層に絶縁体や半導体の無機物を用いることもできる。これらの材料を用いることにより、発光素子の短絡を抑制し、電子注入性を向上させることができる。
　このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物などの金属化合物が好ましい。これらを２種以上用いてもよい。
　（発光素子の製造方法）
　発光素子を構成する上記各層の形成方法は、ドライプロセスまたはウェットプロセスのいずれでもよく、例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法などが挙げられる。これらの中でも、素子特性の観点から、抵抗加熱蒸着が好ましい。
　有機層の厚みは、発光物質の抵抗値によるため限定することはできないが、１～１０００ｎｍであることが好ましい。発光層、電子輸送層、正孔阻止層、正孔輸送層、電子阻止層、電荷発生層の膜厚はそれぞれ、好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　（発光素子の特性）
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はなく、素子の目的によって要求される特性値が異なるが、素子の消費電力や寿命の観点から低電圧で高い輝度が得られることが好ましい。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、色純度をより高める観点から、通電による蛍光発光スペクトルにおいて、半値幅が、４５ｎｍ以下であることが好ましく、３５ｎｍ以下がより好ましい。
　（発光素子の用途）
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示するディスプレイ等の表示装置として好適に用いられる。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しないディスプレイ等の表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶ディスプレイ、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などの表示装置に使用される。特に、液晶ディスプレイ、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。
　本発明の実施の形態に係る発光素子は、各種照明装置としても好ましく用いられる。本発明の実施の形態に係る発光素子は、高い素子効率と高色純度との両立が可能であり、さらに、薄型化や軽量化が可能であることから、低消費電力と鮮やかな発光色、高いデザイン性を合わせ持った照明装置が実現できる。
　＜光電変換材料＞
　本発明の光電変換材料は、本発明の化合物からなる。すなわち、一般式（１）で表されるピロメテンホウ素錯体からなり、陽極と陰極の間に光電変換層を有する光電変換素子において、光電変換層を構成する材料に使用される材料を表す。つまり、光電変換材料とは、本発明の化合物、すなわち前述の一般式（１）で表されるピロメテンホウ素錯体の用途を意味する。
　本発明の光電変換材料は、本発明の一般式（１）で表される構造を有する化合物のみから構成されていてもよいが、光電変換効率をより高めるために、さらにその他の光電変換材料を含んでもよい。
　次に、本発明の光電変換素子について説明する。本発明の光電変換素子は、陽極と陰極の間に光電変換層が存在し、光を電気エネルギーに変換する光電変換素子であって、光電変換層に本発明の光電変換材料を含有する光電変換素子である。
　光電変換層は、２種類以上の光電変換材料を含むことが好ましく、例えば、本発明の一般式（１）で表される構造を有する光電変換材料と、その他の光電変換材料とを組み合わせることが好ましい。組み合わせる光電変換材料は、ｐ型またはｎ型の半導体特性を示す有機半導体が好ましい。
　ｎ型半導体としては、例えば１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド（ＮＴＣＤＡ）、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド（ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボキシリックビスベンズイミダゾール（ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ'－ジオクチル－３，４，９，１０－ナフチルテトラカルボキシジイミド（ＰＴＣＤＩ－Ｃ８Ｈ）；２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（ＰＢＤ）、２，５－ジ（１－ナフチル）－１，３，４－オキサジアゾール（ＢＮＤ）等のオキサゾール誘導体、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）等のトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、フラーレン化合物、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、ポリ－ｐ－フェニレンビニレン系重合体にシアノ基を導入した誘導体（ＣＮ－ＰＰＶ）などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。中でも、フラーレン化合物は電荷分離速度と電子移動速度が速いため、好ましく用いられる。フラーレン化合物としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９４を始めとする無置換のもの、［６，６］－フェニル　Ｃ６１　ブチリックアシッドメチルエステル（［６，６］－ＰＣＢＭ）、［５，６］－フェニル　Ｃ６１　ブチリックアシッドメチルエステル（［５，６］－ＰＣＢＭ）、［６，６］－フェニル　Ｃ６１　ブチリックアシッドヘキシルエステル（［６，６］－ＰＣＢＨ）、［６，６］－フェニル　Ｃ６１　ブチリックアシッドドデシルエステル（［６，６］－ＰＣＢＤ）、フェニル　Ｃ７１　ブチリックアシッドメチルエステル（ＰＣ７０ＢＭ）、フェニル　Ｃ８５　ブチリックアシッドメチルエステル（ＰＣ８４ＢＭ）などが挙げられる。
　ｐ型半導体としては、例えば、ターチオフェン、クウォーターチオフェン、セキシチオフェン、オクチチオフェンなどのオリゴチオフェン化合物、フェニレンビニレン系化合物、ｐ－フェニレン系化合物、ポリフルオレン系化合物、化合物Ｈ２フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）等のフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（３－メチルフェニル）－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミン（ＮＰＤ）等のトリアリールアミン誘導体、４，４’－ジ（カルバゾール－９－イル）ビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
　上記のように、一般式（１）で表される構造を有する光電変換材料とＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ準位が異なる有機半導体と組み合わせることにより、光を吸収して生成する励起子が異種材料界面で効率的に電荷分離・電荷解離するため、光電変換効率をより高めることができる。
　光電変換層が２種類以上の光電変換材料を含む場合、これらの材料は混合されていても積層されていてもよいが、整流性の観点から、積層されていることが好ましい。積層されている場合は、ｐ型半導体特性を示す材料を含む層が陽極側、ｎ型半導体特性を示す材料を含む層が陰極側に位置することが好ましい。また、積層されている場合、積層界面に混合層（ｉ層）を有してもよい。このような構成はｐ－ｉ－ｎ構造と呼ばれており、ｉ層が主に電荷分離を担い、ｐ層とｎ層がそれぞれ主に正孔輸送と電子輸送を担うことにより、光電変換効率をより高めることができる。混合されている場合は、一般式（１）で表される構造を有する光電変換材料と組み合わせる材料が分子レベルで相溶しているか、もしくは、ナノレベルで相分離していることが好ましい。相分離している場合、相分離構造のドメインサイズは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましい。
　光電変換層の厚さは、１０ｎｍ～５００ｎｍが好ましく、より好ましくは２０ｎｍ～１００ｎｍである。光電変換層が積層構造からなる場合は、上記光電変換層全体の厚さのうち、一般式（１）で表される構造を有する光電変換材料を含む層の厚さおよび積層される層の厚さは、それぞれ５ｎｍ～４９５ｎｍが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ～５０ｎｍである。積層界面に混合層（ｉ層）を有する場合、ｉ層の厚さは、１ｎｍ～１００ｎｍが好ましく、より好ましくは５ｎｍ～５０ｎｍである。
　光電変換素子においては、陽極および／または陰極が光透過性を有することが好ましい。電極の光透過性は、光電変換層に入射光が到達して起電力が発生する程度であれば、特に限定されるものではない。ここで、光透過性とは、［透過光強度（Ｗ／ｍ２）／入射光強度（Ｗ／ｍ２）］×１００（％）で求められる値である。光透過性を有する電極の厚さは、光透過性と導電性とを有する範囲であればよく、電極素材によって異なるが、２０ｎｍ～３００ｎｍが好ましい。なお、もう一方の電極は、導電性があれば必ずしも光透過性は必要ではなく、厚さも特に限定されない。
　電極材料としては、一方の電極には仕事関数の大きな導電性素材、もう一方の電極には仕事関数の小さな導電性素材を使用することが好ましい。
　仕事関数の大きな導電性素材を用いた電極は陽極となる。仕事関数の大きな導電性素材としては、例えば、金、白金、クロム、ニッケルなどの金属のほか、透明性を有するインジウム、スズ、モリブデンなどの金属酸化物、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの複合金属酸化物などが好ましく用いられる。ここで、陽極に用いられる導電性素材は、光電変換層とオーミック接合するものであることが好ましい。さらに、後述するように、陽極と光電変換層の間に正孔輸送層を設けた場合においては、陽極に用いられる導電性素材は、正孔輸送層とオーミック接合するものであることが好ましい。陽極の形成方法は、その形成材料に応じて最適な方法を選択することができるが、例えば、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法などが挙げられる。例えば、金属酸化物によって陽極を形成する場合にはスパッタ法、金属によって陽極を形成する場合には蒸着法が好ましく用いられる。
　仕事関数の小さな導電性素材を用いた電極は陰極となる。仕事関数の小さな導電性素材としては、例えば、リチウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、錫や銀、アルミニウムなどや、これらの合金などが好ましく用いられる。これらを２種以上用いた積層体であってもよい。ここで、陰極に用いられる導電性素材は、光電変換層とオーミック接合するものであることが好ましい。さらに、後述するように、陰極と光電変換層の間に電子輸送層を設けた場合においては、陰極に用いられる導電性素材は、電子輸送層とオーミック接合するものであることが好ましい。また、陰極と電子輸送層の界面に、フッ化リチウムやフッ化セシウムなどの金属フッ化物を導入することにより、取り出し電流を向上させることも可能である。
　光電変換素子の機械的強度を保ち、熱変形を抑制し、光電変換層への水蒸気や酸素の侵入を抑制するバリア性を付与するために、光電変換素子を基板上に形成することが好ましい。基板としては、例えば、ガラス板、セラミック板、樹脂フィルム、ワニスを硬化した樹脂薄膜、金属製薄板などが挙げられる。これらの中でも、透明であり、加工が容易である観点から、ガラス基板が好適に用いられる。また、主にスマートフォンなどのモバイル機器において、フレキシブルディスプレイやフォルダブルディスプレイが増加しており、この用途には、樹脂フィルムや樹脂薄膜が好適例えば、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなどの耐熱フィルムが挙げられる。
　本発明の光電変換素子は、陽極と光電変換層の間に正孔輸送層を設けてもよい。正孔輸送層を形成する材料としては、上述のオリゴチオフェン化合物、フェニレンビニレン系化合物、ｐ－フェニレン系化合物、ポリフルオレン系化合物、Ｈ２フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）等のフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ジ（３－メチルフェニル）－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ジナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジフェニル－１，１’－ジアミン（ＮＰＤ）等のトリアリールアミン誘導体、４，４’－ジ（カルバゾール－９－イル）ビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体や、酸化モリブデン、酸化タングステンなどのｐ型半導体性を示す金属酸化物が挙げられる。正孔輸送層の厚さは、１ｎｍ～２００ｎｍが好ましく、より好ましくは５ｎｍ～１００ｎｍである。
　さらに、本発明の光電変換素子は、陽極と正孔輸送層の間に正孔取り出し層を設けてもよい。正孔取り出し層を形成する材料としては、例えば、トリス（４－ブロモフェニル）アミニウムヘキサクロロアンチモネート（ＴＢＰＡＨ）などの電荷移動錯体、１，４，５，８，９，１１－ヘキサアザトリフェニレン－ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ－ＣＮ６）、２，３，５，６－テトラフルオロ－７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（Ｆ４－ＴＣＮＱ）、テトラシアノキノジメタン誘導体、ラジアレン誘導体、フッ素化銅フタロシアニンなどが挙げられる。
　また、本発明の光電変換素子は、光電変換層と陰極の間に電子輸送層を設けてもよい。電子輸送層を形成する材料としては、例えば、上述のｎ型有機半導体の他、多環芳香族誘導体、スチリル系芳香環誘導体、キノン誘導体、リンオキサイド誘導体、トリス（８－キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）などのキノリノール錯体、ベンゾキノリノール錯体、ヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体およびフラボノール金属錯体などの各種金属錯体が挙げられる。電子輸送効率をより向上させる観点から、電子受容性窒素を含むヘテロアリール基を有する化合物を用いることが好ましい。ここで、電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。電子受容性窒素を含むヘテロアリール基は、電子親和力が大きいため、電子を輸送しやすくなり、より光電変換効率向上に寄与する。
　電子受容性窒素を含むヘテロアリール基構造を有する化合物としては、例えば、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、キナゾリン誘導体、ナフチリジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、フェナンスロイミダゾール誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。また、電子輸送材料が縮合多環芳香族骨格を有していると、ガラス転移温度が向上し、電子移動度が大きいためより好ましい。このような縮合多環芳香族骨格としては、キノリノール錯体、トリアジン誘導体、フルオランテン骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格またはフェナントロリン骨格が好ましい。
　電子輸送層は、電子ドナー性材料を含有してもよい。ここで、電子ドナー性材料とは、電子輸送層の電気伝導性を向上させる化合物である。電子ドナー性材料の好ましい例としては、Ｌｉなどのアルカリ金属、ＬｉＦなどのアルカリ金属を含有する無機塩、リチウムキノリノールなどのアルカリ金属と有機物との錯体、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属を含有する無機塩、アルカリ土類金属と有機物との錯体、ＥｕやＹｂなどの希土類金属、希土類金属を含有する無機塩、希土類金属と有機物との錯体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。これらの中でも、金属リチウム、希土類金属、リチウムキノリノール（Ｌｉｑ）が好ましい。
　電子輸送層の厚さは、１ｎｍ～２００ｎｍが好ましく、より好ましくは５ｎｍ～１００ｎｍである。
　光電変換素子を構成する上記各層の形成方法は、ドライプロセスまたはウェットプロセスのいずれでもよく、例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法、インクジェット法、印刷法などが挙げられる。これらの中でも、素子特性の観点から、抵抗加熱蒸着が好ましい。
　本発明の光電変換素子は、光を電気エネルギーに変換できる機能を有する。本発明の光電変換素子は、波長の異なる緑色光を高効率に光電変換させる観点から、光電変換層の吸収スペクトルにおいて、吸収ピーク波長が４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であることが好ましく、吸収ピーク波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　本発明の光電変換素子は、緑色光を選択的かつ高効率に光電変換する機能を利用した種々の電子デバイス、光センシングデバイスへの応用が可能である。例えば、光センサ、光スイッチ、撮像素子として利用することができ、指紋、静脈、脈波、血中酸素濃度等の生体情報を高感度で取得することができる。また、本発明の光電変換素子と有機発光素子を有し、有機発光素子の光を利用して指紋認証する表示装置に利用することができる。例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式で表示する有機ＥＬディスプレイの画素の一部を、本発明の光電変換素子により構成することにより、有機ＥＬディスプレイに指紋認証機能を付与することができる。すなわち、有機ＥＬディスプレイの有機発光素子から発せられる緑色光がディスプレイに触れた指により反射・散乱された光を、本発明の光電変換素子により受光・光電変換することにより、指紋情報を高精度に取得することができる。
　以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
　まず、各実施例および比較例における評価方法を以下に記載する。
　（１Ｈ－ＮＭＲ）
　実施例１～３により得られたピロメテンホウ素錯体について、超伝導ＦＴＮＭＲ　ＥＸ－２７０（日本電子（株）製）を用いて、重クロロホルム溶液にて、１Ｈ－ＮＭＲ測定を行い、その構造を同定した。
　（純度測定および質量分析）
　実施例１～３により得られたピロメテンホウ素錯体について、超高速液体クロマトグラフＮｅｘｅｒａ　Ｘ２（（株）島津製作所製）と質量分析計ＬＣＭＳ－２０２０（（株）島津製作所制）を用いて、液体クロマトグラフによる純度測定と質量分析を行った。なお、純度の指標として、液体クロマトグラフィー面積百分率の値を用いた。
　（吸収スペクトル）
　実施例１～３により得られたピロメテンホウ素錯体をトルエンに溶解した濃度１０－５ｍｏｌ／Ｌの希釈溶液について、（株）日立ハイテクサイエンス製の分光光度計（Ｕ－３０１０）を用いて吸収スペクトルを測定し、ピーク波長を求めた。
　（発光スペクトル）
　実施例１～３により得られたピロメテンホウ素錯体をトルエンに溶解した濃度１０－５ｍｏｌ／Ｌの希釈溶液について、（株）堀場製作所製の蛍光分光光度計（ＦｌｕｏｒｏＭａｘ－４Ｐ）を用いて、発光スペクトルを測定し、ピーク波長と半値幅を求めた。
　（発光素子特性）
　各実施例および比較例により得られた発光素子に、電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加し、コニカミノルタ（株）製分光放射輝度計ＣＳ－１０００を用いて、発光スペクトルを測定した。得られた発光スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し、外部量子効率ＥＱＥを算出し、素子効率の指標とした。
　また、実施例１～１３および比較例１～４により得られた発光素子を１０００ｃｄ／ｍ２で発光させ、発光スペクトルを同様に測定し、ピーク波長および半値幅を算出した。
　また、実施例１４～１９および比較例５～８により得られた発光素子に、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加した時の発光スペクトルを同様に測定し、ピーク波長および半値幅を算出した。
　（耐久性）
　実施例１～１３および比較例１～４により得られた発光素子に、初期輝度が１０００ｃｄ／ｍ２となる電流密度となるように電圧を印加しながら、フォトダイオードを用いて、発光素子の輝度を測定し、初期輝度の９０％の輝度となる時間（ＬＴ９０）を測定し、耐久性の指標とした。
　また、実施例１４～１９および比較例５～８により得られた発光素子に、電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２となるように電圧を印加しながら、フォトダイオードを用いて、発光素子の輝度を測定し、初期輝度の９０％の輝度となる時間（ＬＴ９０）を測定し、耐久性の指標とした。
　各実施例および比較例において、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、ホスト材料、ＴＡＤＦ材料、電子阻止層、電子輸送層、電荷発生層、電子注入層に用いた化合物の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
　実施例１
　（化合物Ｄ－１の合成）
　下記の反応スキームに従って化合物Ｄ－１を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
　Ｄ－１Ａを１０．４５ｇと２，４－ジメチルピロール５．９９ｇを反応容器に入れ、ジクロロメタン１Ｌおよびトリフルオロ酢酸５滴を加えて室温で１８時間撹拌した。さらに２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノ－１，４－ベンゾキノン（ＤＤＱ）１０．９９ｇを加え、室温で６．５時間撹拌した。その後、ろ過し、溶媒を留去した。得られた反応生成物にジクロロメタン１Ｌとジイソプロピルエチルアミン１６．３ｍＬを加えて室温で５分間撹拌し、さらに三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体１１．３ｍＬを加えて室温で１時間撹拌した後、水を加えて撹拌した。有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、赤色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチル６０ｍＬを加え１４０℃で３０分間加熱撹拌した後放冷し、析出した固体をろ過した。この操作をあと三回繰り返し、赤色粉末を０．９８ｇ得た。得られた粉末を１Ｈ－ＮＭＲおよびＬＣ－ＭＳにより分析し、赤色粉末がピロメテンホウ素錯体である化合物Ｄ－１であることを確認した。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：８．１２－８．１０（ｍ、２Ｈ），７．９９（ｔ，２Ｈ），７．７４（ｄ、１Ｈ），７．６５（ｄ、１Ｈ），７．５１－７．２５（ｍ，９Ｈ），５．９５（ｓ，２Ｈ），２．５３（ｓ，６Ｈ），１．５８（ｓ，６Ｈ）。
　化合物Ｄ－１の溶液中の発光特性を以下に示す。
吸収スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５０８ｎｍ
蛍光スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５２１ｎｍ、半値幅　２３ｎｍ。
　さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物Ｄ－１の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて、１×１０－３Ｐａの圧力下、２５０℃で加熱して化合物Ｄ－１を昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、前述の方法により分子量と純度を測定したところ、分子量は５６６、純度は９９％であった。
　（発光素子の作製）
　陽極としてＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を“セミコクリーン５６”（商品名、フルウチ化学（株）製）で１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄し、乾燥した。
　この基板を素子作製の直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の圧力が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を１０ｎｍ、正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料としてＨ－１を、ドーパント材料として化合物Ｄ－１を、ドープ濃度が１．０重量％になるようにして２０ｎｍの厚さに蒸着した。さらに電子輸送層としてＥＴ－１を、ドナー性材料として２Ｅ－１を用い、ＥＴ－１と２Ｅ－１の蒸着速度比が１：１になるようにして３０ｎｍの厚さに積層した。次に、電子注入層として２Ｅ－１を０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１０００ｎｍ共蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の発光素子を作製した。
　この発光素子について、前述の方法により蛍光素子特性を評価したところ、発光ピーク波長５２４ｎｍ、半値幅２５ｎｍ、外部量子効率３．１％であった。また、前述の方法により耐久性を評価したところ、ＬＴ９０は６１時間であった。
　実施例２
　（化合物Ｄ－２の合成）
　下記の反応スキームに従って、化合物Ｄ－２を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
　Ｄ－２Ａを１１．１ｇと２，４－ジメチルピロール６．９ｇを反応容器に入れ、ジクロロメタン１Ｌおよびトリフルオロ酢酸５滴を加えて室温で１時間撹拌した。その後水を加えて撹拌し、有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去し、ろ過した。得られた赤色固体にジクロロメタン２３４ｍＬおよび２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノ－１，４－ベンゾキノン（ＤＤＱ）７．７３ｇを加え、室温で２．５時間撹拌した。その後、ジイソプロピルエチルアミン４０．０ｍＬを加えて室温で５分間撹拌し、さらに三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体４０．０ｍＬを加えて室温で１６時間撹拌した後、水を加えて撹拌した。有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、赤色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチル３５ｍＬを加え１４０℃で３０分間加熱撹拌した後放冷し、析出した固体をろ過した。この操作をあと９回繰り返し、赤色粉末０．７５ｇを得た。得られた粉末を１Ｈ－ＮＭＲおよびＬＣ－ＭＳにより分析し、赤色粉末がピロメテンホウ素錯体である化合物Ｄ－２であることを確認した。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：８．０８（ｄ、１Ｈ），８．０４（ｄ，１Ｈ），７．９２（ｄ、１Ｈ），７．７８（ｄ、１Ｈ），７．７４（ｄ、１Ｈ），７．５８（ｄ、１Ｈ），７．５４－７．３６（ｍ，７Ｈ），６．００（ｓ，２Ｈ），２．５７（ｓ，６Ｈ），１．２４（ｓ，６Ｈ）。
　化合物Ｄ－２の溶液中の発光特性を以下に示す。
吸収スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５０７ｎｍ
蛍光スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５２０ｎｍ、半値幅　２３ｎｍ。
　さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物Ｄ－２の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、２３０℃で加熱して化合物Ｄ－２を昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、前述の方法により分子量と純度を測定したところ、分子量は５４０、純度は９９％であった。
　（発光素子の作製）
　ドーパント材料として、化合物Ｄ－１に代えて化合物Ｄ－２を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。
　実施例３
　（化合物３の合成）
　下記の反応スキームに従って、化合物Ｄ－３を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
　Ｄ－３Ａを７．４１ｇと２，４－ジメチルピロール３．３ｇを反応容器に入れ、トルエン３３０ｍＬおよびトリフルオロ酢酸１０滴を加えて８０℃で１０時間撹拌した。さらに２，３－ジクロロ－５，６－ジシアノ－１，４－ベンゾキノン（ＤＤＱ）４．１２ｇを加え、室温で１５時間、８０℃で１時間撹拌した。その後、ろ過した。得られた反応溶液にジイソプロピルエチルアミン１４．１ｍＬを加えて室温で５分間撹拌し、さらに三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体１０．４ｍＬを加えて室温で２３時間撹拌した後、水を加えて撹拌した。有機層を分液し、飽和食塩水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、赤色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチル２６０ｍＬを加え１４０℃で３０分間加熱撹拌した後放冷し、析出した固体をろ過し、赤色粉末を３．６２ｇ得た。得られた粉末を１Ｈ－ＮＭＲおよびＬＣ－ＭＳにより分析し、赤色粉末がピロメテンホウ素錯体である化合物Ｄ－３であることを確認した。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：７．９１（ｄ、２Ｈ），７．８７（ｔ，２Ｈ），７．６９（ｄ、１Ｈ），７．４１－７．３５（ｍ，３Ｈ），７．２２（ｓ，２Ｈ），７．１５－７．０８（ｍ，３Ｈ），７．０２（ｓ，１Ｈ），６．７９（ｄ、２Ｈ），６．７０（ｄ、１Ｈ），５．９３（ｓ，２Ｈ），２．５３（ｓ，６Ｈ），２．１６（ｓ，６Ｈ），１．３３（ｓ，６Ｈ）。
　化合物Ｄ－３の溶液中の発光特性を以下に示す。
吸収スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５０４ｎｍ
蛍光スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５１６ｎｍ、半値幅　２１ｎｍ。
　さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物Ｄ－３の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、２９０℃で加熱して化合物Ｄ－３を昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、前述の方法により分子量と純度を測定したところ、分子量は６６６、純度は９９％であった。
　実施例４
　（化合物Ｄ－１４の合成）
　下記の反応スキームに従って、化合物Ｄ－１４を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
　Ｄ－１４Ａ　２．０ｇとトルエン９０ｍＬをフラスコに入れ、窒素置換した。３－エチル－２，４－ジメチルピロール１．４ｇを反応溶液に加え、再度窒素置換した。メタンスルホン酸無水物２ｇを反応溶液に加え、窒素気流下、８０℃で４時間加熱撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去することにより、Ｄ－１４Ｂを得た。
　フラスコ中のＤ－１４Ｂにトルエン１２０ｍＬを加え、窒素置換した。ジイソプロピルエチルアミン４ｍＬと三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体２．８ｍＬを加えて室温で３０分間撹拌した後、水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、橙色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチルを加え、１４０℃で数分間加熱撹拌した後、放冷した。この操作を複数回繰り返し、析出した固体を濾過し、真空乾燥して、橙色粉末１．８ｇを得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲの分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末がピロメテン骨格を有する化合物Ｄ－１４であることを確認した。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：８．１３－８．００（ｍ，２Ｈ），８．００（ｔ，２Ｈ），７．７６（ｄ、１Ｈ），７．６６（ｄ、１Ｈ），７．５２－７．１７（ｍ，９Ｈ），５．９２（ｓ，１Ｈ），２．５２（ｓ，６Ｈ），２．２６（ｑ，２Ｈ），１．５８（ｓ，６Ｈ），０．９９（ｔ，３Ｈ）。
　化合物Ｄ－１４の溶液中の発光特性を以下に示す。
吸収スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５１９ｎｍ
蛍光スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５３４ｎｍ、半値幅　２６ｎｍ。
　さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物Ｄ－１４の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、２３０℃で加熱して化合物Ｄ－１４を昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、前述の方法により分子量と純度を測定したところ、分子量は５９４、純度は９９％であった。
　（発光素子の作製）
　ドーパント材料として、化合物Ｄ－１に代えて化合物Ｄ－１４を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。
実施例５
　（化合物Ｄ－１５の合成）
　下記の反応スキームに従って、化合物Ｄ－１５を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
　Ｄ－１５Ａ　９．７ｇとトルエン４３０ｍＬをフラスコに入れ、窒素置換した。３－エチル－２，４－ジメチルピロール４ｇを反応溶液に加え、再度窒素置換した。メタンスルホン酸無水物７．５ｇを反応溶液に加え、窒素気流下、８０℃で４時間加熱撹拌した。反応溶液を室温まで冷却し、水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去することにより、Ｄ－１５Ｂを得た。
　フラスコ中のＤ－１５Ｂにトルエン３００ｍＬを加え、窒素置換した。ジイソプロピルエチルアミン２９ｍＬと三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体１５ｍＬを加えて室温で３０分間撹拌した後、水を加えて撹拌し、有機層を抽出した。この有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、ろ過後溶媒を留去した。得られた反応生成物をシリカゲル化クロマトグラフィーにより精製し、橙色粉末を得た。さらに得られた粉末に酢酸ブチルを加え、１４０℃で数分間加熱撹拌した後、放冷した。この操作を複数回繰り返し、析出した固体を濾過し、真空乾燥して、橙色粉末３．０ｇを得た。得られた粉末の１Ｈ－ＮＭＲの分析結果は次の通りであり、上記で得られた橙色粉末がピロメテン骨格を有する化合物Ｄ－１５であることを確認した。
１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：１Ｈ－ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３　（ｄ＝ｐｐｍ））：８．０８（ｄ、１Ｈ），８．０５（ｄ，１Ｈ），７．９３（ｄ、１Ｈ），７．７７（ｄ、１Ｈ），７．７３（ｄ、１Ｈ），７．５８－７．３６（ｍ，８Ｈ），５．９５（ｓ，１Ｈ），２．６１（ｓ，６Ｈ），２．３０（ｑ，２Ｈ），１．２４（ｓ，６Ｈ），０．９７（ｔ，３Ｈ）。
　化合物Ｄ－１５の溶液中の発光特性を以下に示す。
吸収スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５１８ｎｍ
蛍光スペクトル（溶媒：トルエン）：λｍａｘ　５３１ｎｍ、半値幅　２４ｎｍ。
　さらに純度を上げるために昇華精製を行った。化合物Ｄ－１４の入った金属容器をガラス管中に設置し、油拡散ポンプを用いて１×１０－３Ｐａの圧力下、２３５℃で加熱して化合物Ｄ－１４を昇華させた。ガラス管壁に付着した固体を回収し、前述の方法により分子量と純度を測定したところ、分子量は５６８、純度は９９％であった。
　（発光素子の作製）
　ドーパント材料として、化合物Ｄ－１に代えて化合物Ｄ－１５を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子を作製し、評価した。結果を表１に示す。
　各実施例および比較例に用いた化合物Ｄ－４～Ｄ－１３、化合物Ｃ－１～Ｃ－５の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
　実施例６～１５、比較例１～５
　ドーパント材料として、化合物Ｄ－１に代えて表１に記載した化合物を用いた以外は実施例１と同様にして発光素子材料および発光素子を作製した。評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
　実施例１～１５は、比較例１～５に比べて、素子効率（外部量子効率）と耐久性（ＬＴ９０）が向上した。
　（熱活性化遅延蛍光素子評価）
　実施例１６
　（発光素子の作製）
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を、“セミコクリーン”（登録商標）５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を１０ｎｍ、続いて正孔輸送層として、ＨＴ－１を３０ｎｍ蒸着した。次に、発光層として、ホスト材料Ｈ－１と、化合物Ｄ－１と、ＴＡＤＦ材料である化合物Ｈ－２とを、重量比で７９．０：１．０：２０になるようにして、３０ｎｍの厚さに蒸着した。続いて正孔阻止層としてＥＴ－１を１０ｎｍ、電子輸送層としてＥＴ－２を４０ｎｍの厚さに積層した。次に、電子注入層として２Ｅ－１を０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１００ｎｍ共蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角の発光素子を作製した。
　得られた発光素子について前述の方法により評価したところ、発光ピーク波長５２４ｎｍ、半値幅２７ｎｍ、外部量子効率１５．０％であり、ＬＴ９０は６１時間であった。
　実施例１６～２２、比較例６～９
　ドーパント材料としてピロメテンホウ素錯体Ｄ－１にかえて表２に記載の化合物を用いたこと以外は実施例１４と同様にして、発光素子を作製した。評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
　実施例１６～２２は、比較例５～８に比べて、半値幅を小さく保ちつつ、外部量子効率と素子耐久性（ＬＴ９０）が向上した。さらに、実施例１～１３に比べて、より外部量子効率が向上した。このことから、熱活性化遅延蛍光材料を用いることにより、素子効率をより向上させることができることが分かる。
　実施例２３
　ＩＴＯ透明導電膜を１６５ｎｍ堆積させたガラス基板（ジオマテック（株）製、１１Ω／□、スパッタ品）を３８ｍｍ×４６ｍｍに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン”５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて１５分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に１時間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が５×１０－４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入層として、ＨＡＴ－ＣＮ６を５ｎｍ、続いて正孔輸送層として、ＨＴ－１を５０ｎｍ蒸着した。次に、正孔阻止層としてＨ－１を１０ｎｍ、発光層として、ホスト材料Ｈ－１と、化合物Ｄ－１を、重量比で９９．５：０．５になるようにして、２０ｎｍの厚さに蒸着した。さらに電子阻止層としてＥＴ－１を１０ｎｍ、電子輸送層として化合物ＥＴ－３を３５ｎｍの厚さに積層した。続いてｎ型電荷発生層として、ｎ型ホストである化合物ＥＴ－３と、ｎ型ドーパントである金属リチウムを、蒸着速度比が９９：１になるようにして１０ｎｍ積層した。さらにｐ型電荷発生層としてＨＡＴ－ＣＮ６を１０ｎｍ積層した。その上に上記と同様に正孔輸送層５０ｎｍ、正孔阻止層１０ｍｎ、発光層２０ｎｍを形成した。さらに電子阻止層としてＥＴ－２を１０ｎｍ、電子輸送層としてＥＴ－３を３５ｎｍ順に蒸着した。次に、電子注入層として２Ｅ－１を０．５ｎｍ蒸着した後、マグネシウムと銀を１０００ｎｍ共蒸着して陰極とし、５ｍｍ×５ｍｍ角のタンデム型発光素子を作製した。
　得られた発光素子について前述の方法により評価したところ、発光ピーク波長５２４ｎｍ、半値幅２４ｎｍ、外部量子効率４．９％、ＬＴ９０は７４時間であった。
　実施例２４
　（光電変換素子の作製）
　ＩＴＯ透明導電膜を１２５ｎｍ堆積させたガラス基板を “セミコクリーン”５６（商品名、フルウチ化学（株）製）を用いて超音波洗浄した。この基板を、素子を作製する直前に３０分間ＵＶ－オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が３×１０－３Ｐａ程度になるまで排気した。まず正孔輸送層としてＮ－［１，１′－ビフェニル］－４－イル－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（４０ｎｍ）を蒸着した。次に、光電変換層として、化合物Ｄ－１（１５ｎｍ）、フラーレン（１５ｎｍ）を順に蒸着した。大気解放後、蒸着源を再度設置し、減圧後、電子輸送層としてＬｉｑ（５ｎｍ）、陰極としてアルミニウム（４１ｎｍ）を順に蒸着し、光電変換素子を作製した。
　（光電変換効率特性）
　得られた光電変換素子について、分光感度測定装置（分光計機器製、ハイパーモノライトシステム、ＳＭ－２５０型）を用いてそれらの光電変換効率を測定した。
（印加電圧，光電変換効率，極大吸収波長）＝（－３Ｖ，９．０％，５１０ｎｍ）。
　実施例２５
　光電変換層として化合物Ｄ－１にかえて化合物Ｄ－１４を用いたこと以外は実施例２４と同様にして、光電変換素子を作製した。
得られた光電変換素子について前述の方法により評価したところ、以下のような測定結果が得られた。
（印加電圧，光電変換効率，極大吸収波長）＝（－３Ｖ，９．２％，５２１ｎｍ）。
　実施例２４，実施例２５のとおり、化合物Ｄ－１と化合物Ｄ－１４は緑色光を電気エネルギーに効率的に変換することができる。

Claims (18)

  1. 一般式（１）で表される構造を有する化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　上記一般式（１）中、Ａは下記一般式（２）で表される構造を有する１価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　上記一般式（２）中、Ｒ１～Ｒ４は同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、置換もしくは無置換のアリールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。Ｒ５およびＲ６は同一でも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基、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ルキルチオ基、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リールチオ基、置換もしくは無置換のアルケニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。Ｚ１およびＺ２は同一でも異なっていてもよく、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ヘテロアリール基、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、水酸基、ハロゲン原子またはシアノ基を示す。Ｌは一般式（１）におけるＬとの結合部位を示す。
    　上記一般式（１）中、Ｌは下記一般式（３）または（４）で表される構造を有する２価の芳香族炭化水素基である。Ａは一般式（１）におけるＡとの結合部位を示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     　上記一般式（３）～（４）中、Ｒ２１～Ｒ２５およびＲ３１～Ｒ３７は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換のシロキサニル基、または、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を示す。ただし、Ｒ２１は水素原子ではない。
    　上記一般式（３）において、Ｒ２１～Ｒ２５のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ２１～Ｒ２５に単結合を有しない場合、Ｒ２１～Ｒ２５のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、Ｒ２２とＲ２３もしくはＲ２３とＲ２４との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。
    　上記一般式（４）において、Ｒ３１～Ｒ３７のいずれかが単結合である場合、一般式（１）におけるＲは、その単結合と結合する。Ｒ３１～Ｒ３７に単結合を有しない場合、Ｒ３１～Ｒ３７のうちの少なくとも一つが置換もしくは無置換のアリール基、または、置換もしくは無置換のヘテロアリール基であるか、隣接基との間に形成される環構造を有し、一般式（１）におけるＲは、その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ヘテロアリール基、環構造のいずれかと結合する。
    　上記一般式（１）中、Ｒは下記一般式（５）で表される構造を有する１価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     　上記一般式（５）中、ＸはＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示す。Ｘ１～Ｘ８のうち、１つは一般式（１）におけるとの結合部位であり、炭素原子である。Ｌとの結合部位以外のＸ１～Ｘ８は同一でも異なっていてもよく、ＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または２価のヘテロ原子を示し、２つの隣接置換基の間で環構造を形成してもよい。ＲＸ１およびＲＸ２は同一でも異なっていてもよく、単結合、水素原子、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シクロアルキル基、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ヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルチオ基、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リールチオ基、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シクロアルケニル基、置換もしくは無置換のアルキニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、置換もしくは無置換のアミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは無置換のシリル基または置換もしくは無置換のシロキサニル基を示す。
  2. 前記一般式（５）において、ＸがＣＲＸ１ＲＸ２、ＮＲＸ１または酸素原子である請求項１に記載の化合物。
  3. 前記一般式（２）において、Ｒ１およびＲ４が同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基である請求項１または２に記載の化合物。
  4. 前記一般式（２）において、Ｒ２およびＲ３が同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基である請求項１～３のいずれかに記載の化合物。
  5. 前記一般式（２）において、Ｒ５およびＲ６が同一でも異なっていてもよく、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シクロアルキル基である請求項１～４のいずれかに記載の化合物。
  6. 前記一般式（３）において、Ｒ２１～Ｒ２５のいずれかが単結合であるか、前記一般式（４）において、Ｒ３１～Ｒ３７のいずれかが単結合である請求項１～５のいずれかに記載の化合物。
  7. 前記一般式（２）において、Ｚ１およびＺ２がいずれもフッ素原子である請求項１～６のいずれかに記載の化合物。
  8. 請求項１から７のいずれかに記載の化合物からなる発光素子材料。
  9. 陽極と陰極の間に、請求項８に記載の発光素子材料を含有する発光層を有する、電気エネルギーにより発光する発光素子。
  10. 前記発光層が、第一の化合物とドーパントである第二の化合物とを有し、第二の化合物が、請求項８に記載の発光素子材料である請求項９に記載の発光素子。
  11. 前記第一の化合物が、遅延蛍光性の化合物である請求項９または１０に記載の発光素子。
  12. 前記発光層が、一重項エネルギーが前記第一の化合物の一重項エネルギーよりも大きい第三の化合物をさらに含有する請求項１１に記載の発光素子。
  13. 陽極と陰極の間に２層以上の発光層を有し、それぞれの発光層と発光層の間に１層以上の電荷発生層を有する請求項９～１２のいずれかに記載の発光素子。
  14. 前記電荷発生層に下記一般式（６）で表される構造を有するフェナントロリン誘導体を含有する請求項１３に記載の発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （上記一般式（６）中、Ａｒ１は、ｐ価の芳香族炭化水素基またはｐ価の芳香族複素環基を示す。ｐは１～３の自然数を示す。Ｒ８～Ｒ１５は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、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シクロアルキル基、置換もしくは無置換の複素環基、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を示す。）
  15. 陰極と電子輸送層の間に電子注入層を有し、電子注入層に前記一般式（６）で表されるフェナントロリン誘導体を含有する請求項９～１４のいずれかに記載の発光素子。
  16. トップエミッション型有機電界発光素子である請求項９～１５のいずれかに記載の発光素子。
  17. 請求項１～７のいずれかに記載の化合物からなる光電変換材料。
  18. 陽極と陰極の間に光電変換層が存在し、光を電気エネルギーに変換する光電変換素子であって、前記光電変換層に請求項１７に記載の光電変換材料を含有する光電変換素子。
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