WO2023100678A1

WO2023100678A1 - 遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子

Info

Publication number: WO2023100678A1
Application number: PCT/JP2022/042768
Authority: WO
Inventors: 憲一合志; 彩乃安部; 千波矢安達; ヤズダニサハルアラスヴァンド; ファティマベンシュイク; 隆藤原
Original assignee: 国立大学法人九州大学; 株式会社KOALA Tech
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-06-08
Also published as: TW202340422A

Abstract

下記式（１）を満たす遅延蛍光材料はレーザ発振持続時間が長く、レーザ発振材料として有用である。σ_ｅｍは誘導放出断面積、σ_ＴＴは励起三重項状態の吸収断面積、ｋ_ＩＳＣは励起一重項状態から励起三重項状態への項間交差速度、ｋ_ＲＩＳＣは励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差速度である。

Description

遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子

　本発明は、レーザ発振する遅延蛍光材料に関する。また本発明は、そのような遅延蛍光材料を用いたレーザ発振材料やレーザ素子にも関する。さらに本発明は、遅延蛍光材料の評価方法と、それを用いた遅延蛍光材料の設計方法、レーザ発振材料の設計方法、レーザ素子の設計方法にも関する。また本発明は、それらに用いるデータベースやプログラムにも関する。

　有機レーザは、波長可変性が広く、また、製造コストを低く抑えやすいことから注目を集めており、マイクロレーザーディスプレイをコンタクトレンズに組み込んだ拡張現実（AR）デバイスや、分光計測器用の光源、バイオセンシング技術等への応用が期待されている。こうした期待に応えるべくレーザ材料や共振器構造の研究が盛んに進められた結果、有機蛍光材料を発振材料に用いた光励起有機固体レーザ（ＯＳＳＬ）や電流励起型の有機半導体レーザーダイオード（ＯＳＬＤ）が開発されるに至っている。
　しかしながら、従来の有機レーザは、励起光を照射しつづけても、電流を流し続けても、レーザ発振が短時間で終わってしまうという課題を抱えている。これは、有機蛍光材料が励起状態にある間に、長寿命の三重項励起子が蓄積して励起三重項状態吸収を引き起こし、誘導放出過程が阻害されるためである（非特許文献１～７参照）。そのため、光励起もしくは電流励起下おいて、有機蛍光材料を用いて効率的な連続レーザ発振を実現するためには励起三重項状態の蓄積を抑制する必要がある。

Forget, S.; Chenais, S.; Organic Solid-State Lasers; Springer, 2013. Org. Electron. 2011, 12, 8, 1346-1351. Phys. Rev. B 2010, 81, 165206. Phys. Rev. B 2011, 84, 241301. J. Appl. Phys. 2007, 101, 023107. Nat. Commun. 2020, 11, 5623. ACS Nano 2011, 5, 12, 9958-0065.

　励起三重項状態の蓄積を抑制する方法としては、熱活性化型遅延蛍光材料の逆項間交差を利用して三重項励起子を一重項励起状態に変換する方法が提案されているが、効率的な連続レーザ発振に必要な条件および材料に関しては未知であった。
　そこで、熱活性化型遅延蛍光材料を活用することで、効率的な連続発振固体レーザ素子および電流励起型レーザ半導体素子を可能にする条件および材料を提供することを目的として鋭意検討を進めた。

　理論的な考察により熱活性化型遅延蛍光を利用した効率的な連続レーザ発振に必要な条件を調べ、実際に数値計算を用いてその妥当性を検討した結果、特定の条件を満たす遅延蛍光材料を用いることにより、長時間レーザ発振が可能になることを初めて見出した。

　本発明は、こうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に以下の内容を含む。
［１］　下記式（１）を満たす遅延蛍光材料。

［２］　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．３ｅＶ以下である、［１］に記載の遅延蛍光材料。
［３］　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．２ｅＶ以下である、［１］に記載の遅延蛍光材料。
［４］　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．１ｅＶ以下である、［１］に記載の遅延蛍光材料。
［５］　ｋ_RISCが１×１０^６sec^－１以上である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料。
［６］　ｋ_RISCが１×１０^７ｓ^－１以上である、［１］～［４］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料。
［７］　炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、珪素原子、リン原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子だけで構成される、［１］～［６］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料。
［８］　多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を持つ、［１］～［７］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料
［９］　ドナー性基とアクセプター性基を有する、［１］～［７］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料
［１０］　［１］～［９］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料を含有するレーザ発振材料。
［１１］　［１］～［９］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料を用いたレーザ素子。
［１２］　電流駆動型である、［１１］に記載のレーザ素子。
［１３］　固体レーザ素子である、［１１］に記載のレーザ素子。
［１４］　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定することを含む、遅延蛍光材料の評価方法。
［１５］　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定し、前記式（１）を満たすか否かを判定することを含む、［１４］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［１６］　前記式（１）を満たす場合に、レーザ発振材料として有用であると評価する、［１５］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［１７］　前記式（１）を満たす遅延蛍光材料を選別する、［１５］または［１６］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［１８］　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定し、下記式（２）で表される差分Δを計算することを含む、［１４］～［１７］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。

［１９］　前記差分Δが大きいものを高く評価する、［１８］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２０］　遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積する、［１８］または［１９］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２１］　集積した前記関係を利用して、新たな遅延蛍光材料の化学構造と差分Δの関係を予測する、［２０］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２２］　集積した前記関係を利用して、差分Δが大きな遅延蛍光材料の化学構造を予測する、［２０］または［２１］に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２３］　集積した前記関係を利用して、前記式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を予測する、［２０］～［２２］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２４］　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、共通する特定の部分構造を有する遅延蛍光材料群である、［２１］～［２３］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２５］　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、特定のドナー性基を有する遅延蛍光材料群である、［２１］～［２３］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２６］　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、特定のアクセプター性基を有する遅延蛍光材料群である、［２１］～［２３］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２７］　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を有する遅延蛍光材料群である、［２１］～［２３］のいずれか１つに記載の遅延蛍光材料の評価方法。
［２８］　［１４］～［２７］のいずれか１つに記載の評価方法を用いた、遅延蛍光材料の設計方法。
［２９］　［１４］～［２７］のいずれか１つに記載の評価方法を用いた、レーザ発振材料の設計方法。
［３０］　［１４］～［２７］のいずれか１つに記載の評価方法を用いた、レーザ素子の設計方法。
［３１］　遅延蛍光材料の化学構造とσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣの関係を集積したデータベース。
［３２］　［２０］に記載の遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積したデータベース。
［３３］　前記式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を集積したデータベース。
［３４］　［３１］～［３３］のいずれか１つに記載のデータベースを用いて、［１４］～［２７］のいずれか１項の評価方法を実施する、遅延蛍光材料の評価方法。
［３５］　［３１］～［３３］のいずれか１つに記載のデータベースを利用する、遅延蛍光材料の設計方法。
［３６］　［３１］～［３３］のいずれか１つに記載のデータベースを利用する、レーザ発振材料の設計方法。
［３７］　［３１］～［３３］のいずれか１つに記載のデータベースを利用する、レーザ素子の設計方法。
［３８］　［２１］～［２７］および［３４］のいずれか１つに記載の評価方法を実施するプログラム。
［３９］　レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間を短縮する方法であって、より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、前記記式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることを含む、方法。
［４０］　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣが１×１０^７ｓ^－１以上である、［３９］に記載の方法。
［４１］　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣが１×１０^８ｓ^－１以上である、［３９］に記載の方法。
［４２］　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料が、さらに下記式（１ａ）を満たす、［３９］～［４１］のいずれか１項に記載の方法。

［４３］　レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間が短いレーザ素子の設計方法であって、遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣに基づいて、少なくとも２つの前記式（１）を満たす遅延蛍光材料からなる群の中から１つの遅延蛍光材料を選択すること、選択した前記遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることを含む、方法。
［４４］　前記群の中から１つの遅延蛍光材料を選択する際、ｋ_ＲＩＳＣが最も高い遅延蛍光材料を選択する、［４３］に記載の方法。
［４５］　［３９］～［４４］のいずれか１項に記載の方法を実施するプログラム。

　本発明によれば、レーザ発振する遅延蛍光材料を提供することができる。また、遅延蛍光材料のレーザ発振特性を評価したり、レーザ発振する遅延蛍光材料を設計したりすることもできる。さらに、レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間を短縮することもできる。また、さらに、レーザ素子を提供したり、設計したりすることもできる。

ＣＢＰおよびＴＰＡ－ＢＣｍの化学構造、そのエネルギー準位図およびエネルギー移動プロセスを示す図である。 CBP-TADF素子モデルの項間交差効率（Φ_ＩＳＣ）と誘導放出効率（Φ_Ｓｔｉｍ）の時間変化をシミュレートして得たグラフであり、（ａ）は励起光強度を５ｋＷｃｍ^-２に設定して求めた各効率の時間変化であり、（ｂ）は励起光強度を１０ｋＷｃｍ^-２に設定した求めた各効率の時間変化である。 CBP-TADF素子モデルのレーザ特性をシミュレートして得たグラフであり、（ａ）は、励起光強度に対する発光強度のプロット図とそのフィッティングラインであり、（ｂ）は、ｋ_ＲＩＳＣを１．０×１０^８ｓ^－１に設定した場合のゲイン係数の時間変化であり、（ｃ）は、ｋ_ＲＩＳＣを１．０×１０^４ｓ^－１、１．０×１０^７ｓ^－１および１．０×１０^８ｓ^－１に設定した場合のゲイン係数の時間変化である。ＴＰＡ－ＢＣｍのσ_ｅｍおよびσ_ＴＴの波長依存性を示すグラフである。６重量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜について、６Ｗ／ｃｍ^２、３１Ｗ／ｃｍ^２および５７Ｗ／ｃｍ^２の各励起光強度で測定した過渡ＰＬ曲線（実線）とそのフィッティング曲線（破線）を示すグラフである。ｋ_ｒを１．７ｘ１０^８（ｓ^－１）、ｋ_ＩＳＣを１ｘ１０^８（ｓ^－１）に設定し、ｋ_ＲＩＳＣを５×１０^３～１×１０^９（ｓ^－１）の範囲で設定して、励起後のフォトン密度の時間変化をシミュレートして得たグラフである。ｋ_ｒを１．７ｘ１０^８（ｓ^－１）、ｋ_ＩＳＣを１ｘ１０^８（ｓ^－１）に設定し、ｋ_ＲＩＳＣを１×１０^９または１×１０^９（ｓ^－１）に設定して、励起後のフォトン密度の時間変化をシミュレートして得たグラフである。図６のシミュレーション結果から求めた定常状態持続時間ωとｋ_ＲＩＳＣの関係をし示すグラフである。

　以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

＜遅延蛍光材料＞
　本発明の遅延蛍光材料は、下記式（１）を満たすことを特徴とする。

　本発明における「遅延蛍光材料」は、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を起こすことができる有機化合物を意味する。こうした有機化合物では、逆項間交差で生じた励起一重項状態から基底状態へ遷移する際に光子を自然放出する。この自然放出による光は、基底状態からの直接励起で生じた励起一重項状態からの自然放出光よりも通常遅れて観測されるため「遅延蛍光」と称されている。本発明では、蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製ストリークカメラシステム等）により発光寿命を測定したとき、発光寿命が１００ｎｓ（ナノ秒）以上の蛍光が観測されるものを遅延蛍光材料と言う。また、本発明における「遅延蛍光材料」は、一定以上の励起強度で励起エネルギーが印加されたときに反転分布を生じ、その状態で電磁波（光子）が入射することにより誘導放出を起こすことができる有機化合物でもある。すなわち、本発明の遅延蛍光材料は、逆項間交差と誘導放出の両方を示す有機化合物である。

　遅延蛍光材料は、最低励起一重項エネルギーと７７Ｋの最低励起三重項エネルギーの差ΔＥ_ＳＴが０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．２ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがより好ましく、０．１ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．０７ｅＶ以下であることがさらにより好ましく、０．０５ｅＶ以下であることがさらにまた好ましく、０．０３ｅＶ以下であることがさらになお好ましく、０．０１ｅＶ以下であることが特に好ましい。
　ΔＥ_ＳＴが小さい有機化合物は、熱エネルギーの吸収によって励起一重項状態から励起三重項状態に逆項間交差しやすいため、熱活性化型の遅延蛍光材料として機能する。熱活性化型の遅延蛍光材料は、デバイスが発する熱を吸収して励起三重項状態から励起一重項へ比較的容易に逆項間交差し、三重項励起子の蓄積を効果的に抑制することができる。
　ΔＥ_ＳＴは、下記［ｂ４］の欄に記載した方法により測定することができる。

　そして、本発明の遅延蛍光材料は、特に式（１）を満たす点に特徴がある。式（１）において、誘導放出断面積（σ_ｅｍ）は、遅延蛍光材料分子の誘導放出の起こし易さの尺度であり、σ_ｅｍが大きいもの程、誘導放出を起こし易いことを意味する。一方、励起三重項状態の吸収断面積（σ_ＴＴ）は、励起三重項状態吸収の起こり易さの尺度である。ここで、「励起三重項状態吸収」は、三重項励起子が一重項励起子からの放出光を吸収して高次の励起三重項状態に遷移する現象であり、光損失の原因となる。したがって、σ_ＴＴが大きいもの程、励起三重項状態吸収に起因した光損失が生じ易いことになる。本発明の遅延蛍光材料は、こうしたσ_ｅｍとσ_ＴＴが、項間交差および逆項間交差の各速度定数（ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣ）と式（１）の関係を満たすことにより、誘導放出速度が励起三重項状態吸収の速度を上回って、レーザ発振を長時間持続させることができる。σ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣの測定方法については、後述する。

　式（１）を満たす遅延蛍光材料において、レーザ発振が長時間持続することは、下記式（２）で示されるゲイン係数（Gain Coefficient）を用いて説明することができる。

　ゲイン係数は、Γσ_ｅｍＳで示される光増幅項と、α_ＣＡＶで示される伝搬損失項と、Γσ_ＴＴＴで示される励起三重項状態吸収項の３つの項からなっている。ゲイン係数が０以上である場合には、光増幅機構が働いてレーザ発振することを意味する。一方、ゲイン係数が負である場合には、光増幅項よりも損失プロセス（伝搬損失と励起三重項状態吸収）が勝っており、レーザ発振が起こらないことを意味する。そして、レーザ発振閾値を超える励起エネルギーの印加により、ゲイン係数が一旦０以上になってレーザ発振が生じても、時間経過に伴って三重項励起子が蓄積した場合には、励起三重項状態吸収項（Γσ_ＴＴＴ）が支配的になって、終にはゲイン係数が０未満になり、レーザ発振が停止する。したがって、ゲイン係数の時間変化をシミュレートしてゲイン係数が０以上である時間を求めることにより、レーザ発振持続時間を評価することができる。
　ここで、逆項間交差を起こさない従来の有機レーザ材料では、励起一重項状態からの項間交差で生じた三重項励起子がそのまま蓄積して励起三重項状態吸収を起こすため、レーザ発振時間が短いという問題があった。
　これに対して、遅延蛍光材料では、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こるため、項間交差で生じた三重項励起子が高密度に蓄積することなく、一重項励起子に変換される。そして、特に、遅延蛍光材料が式（１）を満たしていると、定常状態の密度比Ｓ／Ｔ＝ｋ_ＲＩＳＣ／Ｒ_ＩＳＣで変換した式（１）がσ_ｅｍＳ＞σ_ＴＴＴであることにより、増幅項（Γσ_ｅｍＳ）が励起三重項状態吸収項（Γσ_ＴＴＴ）よりも優位になる。そのため、式（１）を満たす遅延蛍光材料は、時間が経過してもゲイン係数が０以上に維持されて、レーザ発振を長時間持続させることができる。

　ここで、式（１）の各パラメータは、遅延蛍光材料の化学構造によって様々な値をとるが、通常、σ_ｅｍは１０^－１６オーダー程度（ｃｍ^２）である。σ_ＴＴについては、多くの場合、１０^－１７オーダー程度（ｃｍ^２）、極めて小さい例で１０^－１９オーダー程度（ｃｍ^２）である。ただし、本発明の式（１）を満たす遅延蛍光材料は、σ_ｅｍおよびσ_ＴＴがこれらのオーダーであるものに限定的に解釈されるものではない。遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣは１×１０^６ｓ^－１以上であることが好ましく、１×１０^７ｓ^－１以上であることがより好ましく、１×１０^８ｓ^－１以上であることがさらに好ましい。遅延蛍光材料のｋ_ＩＳＣは、１×１０^１０ｓ^－１以下であることが好ましく、１×１０^９ｓ^－１以下であることがより好ましく、１×１０^８ｓ^－１以下であることが好さらに好ましい。

　以下において、本発明の式（１）を満たす遅延蛍光材料が効果を示すメカニズムを、レーザ素子モデルを用いたシミュレーションにより説明する。
　レーザ素子モデルは、エチル 4,6-ビス((E)-4-(ジフェニルアミノ)スチリル)-2,2-ジフルオロ-2H-1λ³,3,2λ⁴-ジオキサボリニン-5-カルボキシレート（ＴＰＡ－ＢＣｍ）を遅延蛍光材料モデル（ゲスト）とし、4,4’-ビス(N-カルバゾリル)-1,1’-ビフェニル（ＣＢＰ）をホストとするホスト-ゲスト系の利得媒体を用いたＤＦＢレーザ素子モデルである。ここで、ＴＰＡ－ＢＣｍは遅延蛍光特性とレーザ特性の両方を持つ化合物である。以下では、このレーザ素子モデルを「CBP-TADF素子モデル」と言う。

　ＣＢＰおよびＴＰＡ－ＢＣｍの化学構造、そのエネルギー準位図およびエネルギー移動プロセスを図１に示す。
　図１において、Ｓ_０は基底一重項エネルギー準位、Ｓ_１は最低励起一重項エネルギー準位、Ｔ_１は最低励起三重項エネルギー準位、Ｔ_ｎは高次の励起三重項エネルギー準位を表す。ＣＢＰ（Ｔ_１：２．６ｅＶ）は、ＴＰＡ－ＢＣｍ（Ｔ_１：１．６ｅＶ）よりも高い最低励起三重項エネルギー準位を有するため、ゲスト分子内に励起三重項エネルギーを閉じ込める三重項閉じ込め作用を示す。また、ｋ^Ｓ _ＥＴはホストからゲスト分子への励起一重項エネルギー移動の速度定数、ｋ^Ｔ _ＥＴはホストからゲスト分子への励起三重項エネルギー移動の速度定数、ｋ_{ｒ，ＣＢＰ}はＣＢＰの放射減衰定数、ｋ_ｒ，ＴＢはＴＰＡ－ＢＣｍの放射減衰定数、ｋ^Ｔ _{ｎｒ，ＣＢＰ}はＣＢＰの励起三重項状態の非放射減衰定数、ｋ^Ｓ _{ｎｒ，ＴＢ}はＴＰＡ－ＢＣｍの励起一重項状態の非放射減衰定数、ｋ^Ｔ _{ｎｒ，ＴＢ}はＴＰＡ－ＢＣｍの励起三重項状態の非放射減衰定数、ｋ_{ＩＳＣ，ＣＢＰ}はＣＢＰの項間交差の速度定数、ｋ_{ＩＳＣ，ＴＢ}はＴＰＡ－ＢＣｍの項間交差の速度定数、ｋ_ＲＩＳＣはＴＰＡ－ＢＣｍの逆項間交差の速度定数を表す。

　シミュレーションに用いたCBP-TADF素子モデルのパラメータの値を表１に示す。パラメータの測定方法と数値解析方法については、後述する。

　表１中、ｋ_ｓｔは一重項－三重項消滅（ＳＴＡ）の速度定数、Γは閉じ込め係数、ｎ_ｅｆｆは屈折率、βはキャビティモードに対する光の比率、α_ｃａｖは伝搬損失を表す。その他のパラメータの定義については、式（１）および図１についての説明を参照することができる。
　なお、シミュレーションでは、遅延蛍光材料のパラメータとして、ｋ_ＲＩＳＣ以外のパラメータにはＴＰＡ－ＢＣｍの値を用いるが、ｋ_ＲＩＳＣの値は様々に変更した。レーザ発振閾値、レーザ発振持続時間および各種効率の計算は、数式処理システムソフトウェア（Mathematica：ウルフラム・リサーチ社製)を用いて行った。
　また、以下に示すシミュレーションが妥当であることは、同様のシミュレーションで求めた4’4-ビス[(N-カルバゾール)スチリル]ビフェニル（ＢＳＢ－Ｃｚ）のレーザ発振閾値（５５Ｗｃｍ^-２）が、既に報告されているレーザ発振閾値（７０Ｗｃｍ^-２）と同等であることから確認した。

　まず、三重項励起子の蓄積によりレーザ発振が停止するプロセスを、下記式（３）で定義される誘導放出効率（Φ_Ｓｔｉｍ）を計算することによりシミュレートした。

　項間交差効率（Φ_ＩＳＣ）と誘導放出効率（Φ_Ｓｔｉｍ）の時間変化をシミュレートした結果を図２に示す。図２において、（ａ）は励起光強度を５ｋＷｃｍ^-２に設定して求めた各効率の時間変化を示し、（ｂ）は励起光強度を１０ｋＷｃｍ^-２に設定した求めた各効率の時間変化を示す。

　図２に示すように、レーザ発振開始後、Φ_Ｓｔｉｍはすぐに最大値に達し、それと同時に、Φ_ＩＳＣは大幅に減少する。このとき、一重項励起子が急速に消費されるため、Φ_Ｓｔｉｍが最大値に達した直後には、レーザ発振が瞬間的に抑制されてΦ_Ｓｔｉｍが減少し、Φ_ＩＳＣが急激に増加する。その後、一重項励起子密度と光子密度が急速に回復し、再びレーザ発振が起こる。こうしたΦ_ＳｔｉｍとΦ_ＩＳＣの時間変化は、緩和振動と呼ばれる振電構造を示し、レーザ発振開始直後の一重項密度の急激な増加と減少によって引き起こされる。この系では、項間交差速度が振動速度に追従できないため、緩和振動中の瞬間的なΦ_ＩＳＣの上昇は、励起三重項生成過程に強い影響を与えない。そして、Φ_Ｓｔｉｍは振動しながら１つの値に近づいて緩和振動が収束する。これに続いて、準定常状態が形成されてΦ_Ｓｔｉｍが減少する。ここで、項間交差過程は誘導放出と競合するため、Φ_Ｓｔｉｍが減少することで、項間交差過程が進行して三重項励起子が徐々に蓄積する。これにより、Φ_Ｓｔｉｍが徐々に減少して数十ナノ秒でレーザ発振が停止する。すなわち、このシミュレーションから、レーザ発振が減衰して停止するのは、準定常状態が形成された後に項間交差が進行して三重項励起子が蓄積するためであることがわかる。

　次に、この三重項蓄積に起因したレーザ発振の減衰が、式（１）を満たす遅延蛍光材料を用いることで抑制され、レーザ発振持続時間が長くなることを、CBP-TADF素子モデルを用いたシミュレーションにより検証する。
　CBP-TADF素子モデルのレーザ特性をシミュレートした結果を図３に示す。図３において、（ａ）は、遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣを、ＴＰＡ－ＢＣｍの１．０×１０^４ｓ^－１（実測値）に設定した場合と、１．０×１０^７ｓ^－１および１．０×１０^８ｓ^－１に変更した場合について、励起光強度に対して発光強度をプロットした図である。各図において、プロットのフィッティングラインの傾きが変わる点での励起光強度がレーザ発振閾値に相当する。図３（ｂ）は、遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣを、１．０×１０^８ｓ^－１に設定し、励起光強度を１５ｋＷｃｍ^－２に設定して、ゲイン係数の時間変化をシミュレートして得たグラフであり、図３（ｃ）は、遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣを１．０×１０^４ｓ^－１、１．０×１０^７ｓ^－１および１．０×１０^８ｓ^－１に設定し、励起光強度を５．０ｋＷｃｍ^－２、４．０ｋＷｃｍ^－２および３．０ｋＷｃｍ^－２に設定して、ゲイン係数の時間変化をシミュレートして得たグラフである。図３（ｂ）、（ｃ）において、ゲイン係数が０以上である期間がレーザ発振持続時間に相当する。また、ここでのシミュレーションにおいて、ｋ_ＲＩＳＣ以外のパラメータには、表１に示す値を使用した。各条件でのσ_ｅｍ／ｋ_ＩＳＣとσ_ＴＴ／ｋ_ＲＩＳＣの大小関係を表２に示す。

　図３（ａ）に示すように、レーザ発振閾値は、ｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^４ｓ^－１の場合とｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^７ｓ^－１の場合で共に３．３ｋＷｃｍ^－２であり、ｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^８ｓ^－１である場合も２．７ｋＷｃｍ^－２で、これらのレーザ発振閾値と比べて僅かに小さい程度であった。レーザ発振持続時間については、ｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^４ｓ^－１の場合とｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^７ｓ^－１の場合では、５ｋＷｃｍ^－２の励起光強度で共に約２０ｎｓと同程度であった。これに対して、ｋ_ＲＩＳＣ＝１．０×１０^８ｓ^－１としてσ_ＴＴ／ｋ_ＲＩＳＣをσ_ｅｍ／ｋ_ＩＳＣよりも小さくすると（σ_ｅｍ／ｋ_ＩＳＣ＞σ_ＴＴ／ｋ_ＲＩＳＣ）、大小関係が逆である場合と異なって、５ｋＷｃｍ^－２の励起光強度でゲイン係数が０を超えた後、緩和振動とその収束、準安定状態に続いて、ゲイン係数が０である状態が持続して連続波（ＣＷ）発振が現れた。
　以上のシミュレーション結果から、σ_ｅｍ／ｋ_ＩＳＣ＞σ_ＴＴ／ｋ_ＲＩＳＣσ_ＴＴ／ｋ_ＲＩＳＣを満たす遅延蛍光材料をレーザ発振材料に用いることにより、準安定状態での三重項蓄積が抑制されて励起三重項状態吸収が抑えられ、レーザ発振が長時間持続するレーザ素子を実現できることが確認された。

（パラメータの測定方法および計算方法）
　以下に、上記のシミュレーションで使用したパラメータの測定方法および数値解析方法について説明する。
［ａ１］速度定数（ｋ ^Ｓ _ＥＴ、ｋ _{ｒ，ＣＢＰ} 、ｋ _{ＩＳＣ，ＣＢＰ} 、ｋ _ｒ，ＴＢ、ｋ _ＲＩＳＣ）
　６質量％のＴＰＡ－ＢＣｍをドープしたＣＢＰ膜およびＣＢＰ単独膜のフォトルミネッセンス量子収率（ＰＬＱＹ）と発光寿命から速度定数を求めた。その結果、ＣＢＰの放射減衰速度定数（ｋ_{ｒ，ＣＢＰ}）は２．４×１０^８ｓ^-１、ＣＢＰの項間交差速度定数（ｋ_{ＩＳＣ，ＣＢＰ}）は３．７×１０^８ｓ^-１、ホスト（ＣＢＰ）からゲスト分子（ＴＰＡ－ＢＣｍ）への一重項エネルギー移動速度定数（ｋ^Ｓ _ＥＴ）は１．８×１０^９ｓ^-１、ＴＰＡ－ＢＣｍの放射減衰速度定数（ｋ_ｒ，ＴＢ）は２．３×１０^８ｓ^-１であった。また、ＣＢＰの一重項励起子の非放射減衰速度定数（ｋ^Ｓ _{ｎｒ，ＣＢＰ}）は無視できるほど小さく、ＴＰＡ－ＢＣｍの逆項間交差速度定数（ｋ_ＲＩＳＣ）は１×１０^４ｓ^-１であると推定した。ｋ_ＲＩＳＣの数値が妥当であることは、ｋ_ＲＩＳＣと他のパラメータを用いて計算した外部量子効率の理論値と、報告されている有機エレクトロルミネッセンス素子の実験データを比較することで確認した（Nat. Photonics 2018, 12, 98-104.）。

［ａ２］ＣＢＰ分子およびＴＰＡ－ＢＣｍ分子の密度
　ＣＢＰ分子およびＴＰＡ－ＢＣｍ分子の膜中での密度は、膜の密度を１．１ｇｃｍ^－３と仮定して、それぞれ１．３-×１０^２１ｃｍ^－３、２．７×１０^１９ｃｍ^－３と算出した。

［ａ３］ＴＰＡ－ＢＣｍの誘導放出断面積（σ _ｅｍ）および励起三重項状態の吸収断面積（σ _ＴＴ）
　ＴＰＡ－ＢＣｍのσ_ｅｍは下記式（４）を計算して求めた。

　ＴＰＡ－ＢＣｍのσ_ＴＴは、Nat. Mater. 2014, 13, 938-946.に記載された方法に基づき、三重項増感剤によって増強された過渡吸収から推定した。

　図４に、ＴＰＡ－ＢＣｍのσ_ｅｍおよびσ_ＴＴの波長依存性を示す。図４に示すように、σ_ｅｍの最大値およびσ_ＴＴの最大値は、それぞれ２．６×１０^-１６ｃｍ^２、３．９×１０^-１７ｃｍ^２である。

［ａ４］一重項－三重項消滅の速度定数（ｋ _ｓｔ）
　一重項－三重項消滅（ＳＴＡ）は、励起一重項状態から励起三重項状態へのフェルスターエネルギー移動によって引き起こされる。したがって、ＳＴＡの速度定数（ｋ_ｓｔ）は、σ_ＴＴを下記式（６）に代入して算出したＲ^６ _Ｆを用い、下記式（５）を計算して求めた。ここでは、σ_ＴＴに３．９×１０^-１７ｃｍ^２を代入して、ｋ_ｓｔを２．１×１０^-１０ｃｍ^３ｓ^－１と算出した。式（５）および（６）の導出方法については、Jpn. J. Appl. Phys. 2015, 54, 071601.およびPhys. Rev. Lett. 2007, 98, 197402.を参照することができる。

［ａ５］その他の速度定数（ｋ ^Ｓ _{ｎｒ，ＴＢ} 、ｋ ^Ｔ _{ｎｒ，ＴＢ} 、ｋ _ＩＳＣ、ｋ ^Ｔ _ＥＴ）
　ＴＰＡ－ＢＣｍの一重項励起子の非放射減衰速度定数（ｋ^Ｓ _{ｎｒ，ＴＢ}）、三重項励起子の非放射減衰速度定数（ｋ^Ｔ _{ｎｒ，ＴＢ}）および項間交差速度定数（ｋ_ＩＳＣ）、ホストからゲスト分子への三重項エネルギー移動速度定数（ｋ^Ｔ _ＥＴ）は、長パルス励起下で測定した発光の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）曲線をフィッティングすることによって求めた。
　図５に、６重量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜について、６Ｗ／ｃｍ^２、３１Ｗ／ｃｍ^２および５７Ｗ／ｃｍ^２の各励起光強度で測定した過渡ＰＬ曲線（実線）とそのフィッティング曲線（破線）を示す。励起光には、波長３５５ｎｍ、パルス間隔４０μｓの長パルスレーザを使用した。
　図５に示すように、三重項励起子が徐々に蓄積して増強される一重項－三重項消滅に起因する発光減衰が観測された。
　これらの実測データを、Φ_Ｆとτ_ｓから見積もったｋ_{ＩＳＣ，ＴＢ}＋ｋ^Ｓ _{ｎｒ，ＴＢ}＝２×１０^８ｓ^-１の拘束条件下で、下記式（７）～（１０）とＰ＝ｋ_ｒ，ＴＢＳ_ＴＢ（非空洞構造であると仮定）とを用いて分析した。その結果、ｋ_{ＩＳＣ，ＴＢ}＝１．０×１０^８ｓ^-１、ｋ^Ｓ _{ｎｒ，ＴＢ}＝１．０×１０^８ｓ^-１、ｋ^Ｔ _{ｎｒ，ＴＢ}＝１．０×１０^５ｓ^-１、およびｋ^Ｔ _ＥＴ＝５×１０^４ｓ^-１を使用することにより、実測データと一致するシミュレーション結果が得られ、このシミュレーションで使用した値を各速度定数とした。

［ａ６］伝搬損失（α _ｃａｖ）
　伝搬損失（α_ｃａｖ）は、［ａ１］～［ａ５］で求めたパラメータ値を用い、２次ＤＦＢレーザ（格子周期Λ_２＝４５０ｎｍ）の励起光強度に対する出力強度をシミュレートすることにより、８０ｃｍ^－１と算出した。α_ｃａｖ、Γおよびｂをそれぞれ８０ｃｍ^－１、０．７、１×１０^－４に設定してシミュレーションで求めた発振閾値は３．２ｋＷｃｍ^－２であり、窒素ガスレーザのパルス光励起下で実測した発振閾値（Ｉ_ｔｈ）の３．５ｋＷｃｍ^-２とほぼ一致した。

［ａ７］シミュレーションに用いた励起子密度および光子密度の各レート方程式
　ＣＢＰの一重項励起子密度（Ｓ_ＣＢＰ）および三重項励起子密度（Ｔ_ＣＢＰ）、ＴＰＡ－ＢＣｍの一重項励起子密度（Ｓ_ＴＢ）および三重項励起子密度（Ｔ_ＴＢ）の各レート方程式、並びに、光子密度（Ｐ）のレート方程式は下記式（７）～（１１）で与えられる。

　Ｇは励起速度、Ｒ_ＣＢＰはＣＢＰの基底状態飽和確率、Ｒ_ＴＢはＴＰＡ－ＢＣｍの基底状態飽和確率を表す。その他のパラメータの定義は、式（１）、（３）および表１についての説明を参照することができる。励起子生成速度は、Ｇと基底状態の飽和確率（Ｒ＝［Ｎ_{ｍｏｌｅｃｕｌｅ}－（Ｓ＋Ｔ）］／Ｎ_{ｍｏｌｅｃｕｌｅ}）に比例すると仮定した。また、このレート方程式のモデルでは、出力強度は光子密度に比例する。したがって、発振閾値は、Ｇに対してプロットしたＰの非線形増加によって決定した。

（測定に使用した膜およびレーザ素子の作製方法、並びに、その特性の測定方法）
　パラメータの測定に用いた６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜およびＣＢＰ単独膜の作製方法、レーザ特性を測定したレーザ素子の作製方法、および各種特性の測定方法を以下に示す。

［ｂ１］６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜およびＣＢＰ単独膜の作製
　ＴＰＡ－ＢＣｍとＣＢＰを溶解したクロロホルム溶液を、石英基板上にスピンコート法で塗布し、乾燥させることにより、６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜を膜厚１００ｎｍで形成した。
　また、ＴＰＡ－ＢＣｍとＣＢＰのクロロホルム溶液の代わりに、ＣＢＰのみを溶解したクロロホルム溶液を用いること以外は同様にして、ＣＢＰ単独膜を膜厚１００ｎｍで形成した。

［ｂ２］６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜を利得媒体に用いたレーザ素子の作製
　２次ＤＦＢパターンを形成したガラス基板を用意した。２次ＤＦＢパターンは、下記のブラッグ方程式を満たす格子周期で電子ビームリソグラフィー（ＪＢＸ－５５００ＳＣ：日本電子社製）とエッチング法を用いて形成した。
　ブラッグ方程式：ｍλ_{Ｂｒａｇｇ}＝２_ｎｅｆｆΛ_ｍ
　ここで、ｍは回折次数、λ_{Ｂｒａｇｇ}はブラッグ波長、Λは回折格子の周期である。
　このガラス基板上に、ＴＰＡ－ＢＣｍとＣＢＰを溶解したクロロホルム溶液をスピンコート法で塗布した後、乾燥させることにより、膜厚２００ｎｍの６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜を形成した。続いて、ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜をサファイアガラスで覆い、ＣＹＴＯＰ（ＡＧＣ社製、登録商標）で封止することにより、レーザ素子を作製した。

［ｂ３］吸収特性、発光特性およびレーザ発振特性の測定方法
　６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜およびＣＢＰ単独膜について、紫外可視吸収スペクトル、発光スペクトル、フォトルミネッセンス量子収率および発光寿命を測定した。測定には、紫外可視分光光度計（ＬＡＭＤＡ９５０：パーキンエルマー社製）、分光蛍光光度計（ＦＰ－８６００：日本分光社製）、絶対ＰＬ量子収率測定装置（Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ－ＱＹ：浜松ホトニクス社製）、蛍光寿命測定装置（Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ－ｔａｕ：浜松ホトニクス社製）を使用した。また、６質量％ＴＰＡ－ＢＣｍドープＣＢＰ膜については、３５５ｎｍＣＷレーザを励起光源に用いて過渡発光特性を測定した。
　レーザ素子の発振特性の測定には、窒素ガスレーザ（ＫＥＮ－２０２０：ＵＳＨＯ、波長＝３３７ｎｍ、パルス幅＝０．８ｎｓ、照射面積＝６．８×１０^－３ｃｍ^２）とフォトニックマルチチャンネルアナライザー（ＰＭＡ５０：浜松ホトニクス）を使用した。過渡吸収測定は、時間分解吸収スペクトル解析システム（浜松ホトニクス社製）を用いたポンププローブ法により、励起光源（ＹＡＧレーザ、波長＝３５５ｎｍ）およびプローブ光源（キセノンランプ）を用いて行った。

［ｂ４］ΔＥ _ＳＴの測定方法
　各材料の最低励起一重項エネルギー（Ｅ_Ｓ１）と最低励起三重項エネルギー（Ｅ_Ｔ１）の差（ΔＥ_ＳＴ）は、最低励起一重項エネルギー（Ｅ_Ｓ１）と最低励起三重項エネルギーを以下の方法で算出し、ΔＥ_ＳＴ＝Ｅ_Ｓ１－Ｅ_Ｔ１により求める。
（１）最低励起一重項エネルギーＥ_Ｓ１
　測定対象化合物とｍＣＢＰ［３，３’－ジ（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）］とを、測定対象化合物が濃度６重量％となるように共蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定する。励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の蛍光スペクトルを得る。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とする。この発光スペクトルの短波側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥ_Ｓ１とする。
　　換算式：Ｅ_Ｓ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
　発光スペクトルの測定には、励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を検出器には、ストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）等を用いることができる。
（２）最低励起三重項エネルギーＥ_Ｔ１
　最低励起一重項エネルギーＥ_Ｓ１と同じ試料を７７［Ｋ］に冷却し、励起光を燐光測定用試料に照射し、ストリークカメラを用いて、燐光強度を測定する。励起光入射後１ミリ秒から入射後１０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長の燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値をＥ_Ｔ１とする。
　　換算式：Ｅ_Ｔ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
　燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
　なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。

（遅延蛍光材料の化学構造）
　次に、遅延蛍光材料の化学構造について説明する。
　本発明の遅延蛍光材料は、式（１）を満たすものであれば、その構造は特に制限されない。
　本発明の一態様では、式（１）を満たす遅延蛍光材料は、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、珪素原子、リン原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子だけで構成された化合物である。本発明の好ましい一態様では、式（１）を満たす遅延蛍光材料は、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子だけで構成された化合物であり、本発明のより好ましい一態様では、式（１）を満たす遅延蛍光材料は、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、ホウ素原子およびフッ素原子からなる群より選択された原子で構成された化合物である。

　式（１）を満たす遅延蛍光材料は、例えば多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を持つ化合物から選択することができる。こうした化合物として、下記一般式（Ｉ）で表される骨格構造を有する化合物が挙げられる。

（一般式（Ｉ）中、Ａ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素原子は置換されていてもよく、Ｙ^１は、Ｂであり、Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立して、Ｏ、Ｎ－Ｒ、ＳまたはＳｅであり、前記Ｎ－ＲのＲは置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいヘテロアリール基またはアルキル基であり、また、前記Ｎ－ＲのＲは連結基または単結合により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよく、そして、一般式（Ｉ）で表される化合物または構造における少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子または重水素原子で置換されていてもよい。）
　本発明の遅延蛍光材料は、一般式（Ｉ）で表される単位構造を複数有する多量体であってもよい。

　一般式（Ｉ）で表される化合物は、好ましくは、下記一般式（II）で表される化合物、または下記一般式（II）で表される単位構造を複数有する多量体である。

　一般式（Ｉ）におけるＡ環、Ｂ環およびＣ環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも１つの水素原子は置換基で置換されていてもよい。この置換基は、置換または無置換のアリール基、置換または無置換のヘテロアリール基、置換または無置換のジアリールアミノ基、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ基、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ基（アリール基とヘテロアリール基を有するアミノ基）、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルコキシ基または置換または無置換のアリールオキシ基が好ましい。これらの基が置換基を有する場合の置換基としては、アリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基が挙げられる。また、上記アリール環またはヘテロアリール環は、Ｙ^１、Ｘ^１およびＸ^２から構成される一般式（Ｉ）中央の縮合２環構造（以下、この構造を「Ｄ構造」とも言う）と結合を共有する５員環または６員環を有することが好ましい。

　ここで、「縮合２環構造（Ｄ構造）」とは、一般式（Ｉ）の中央に示した、Ｙ^１、Ｘ^１およびＸ^２を含んで構成される２つの飽和炭化水素環が縮合した構造を意味する。また、「縮合２環構造と結合を共有する６員環」とは、例えば上記一般式（II）で示すように前記Ｄ構造に縮合したａ環（ベンゼン環（６員環））を意味する。また、「（Ａ環である）アリール環またはヘテロアリール環がこの６員環を有する」とは、この６員環だけでＡ環が形成されるか、または、この６員環を含むようにこの６員環にさらに他の環などが縮合してＡ環が形成されることを意味する。言い換えれば、ここで言う「６員環を有する（Ａ環である）アリール環またはヘテロアリール環」とは、Ａ環の全部または一部を構成する６員環が、前記Ｄ構造に縮合していることを意味する。「Ｂ環（ｂ環）」、「Ｃ環（ｃ環）」、また「５員環」についても同様の説明が当てはまる。

　一般式（Ｉ）におけるＡ環（またはＢ環、Ｃ環）は、一般式（II）におけるａ環とその置換基Ｒ^１～Ｒ^３（またはｂ環とその置換基Ｒ^４～Ｒ^７、ｃ環とその置換基Ｒ^８～Ｒ^１１）に対応する。すなわち、一般式（II）は、一般式（Ｉ）のＡ～Ｃ環として「６員環を有するＡ～Ｃ環」が選択されたものに対応する。その意味で、一般式（II）の各環を小文字のａ～ｃで表した。

　一般式（II）では、ａ環、ｂ環およびｃ環の置換基Ｒ^１～Ｒ^１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素原子はアリール基、ヘテロアリール基、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基またはアリールオキシ基で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素原子はアリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基で置換されていてもよい。したがって、一般式（II）で表される多環芳香族化合物は、ａ環、ｂ環およびｃ環における置換基の相互の結合形態によって、下記式（２－１）および式（２－２）に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。各式中のＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環は、一般式（Ｉ）におけるそれぞれＡ環、Ｂ環およびＣ環に対応する。

　上記式（２－１）および式（２－２）中のＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環は、一般式（II）で説明すれば、置換基Ｒ^１～Ｒ^１１のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれａ環、ｂ環およびｃ環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す（ａ環、ｂ環またはｃ環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる）。なお、式では示してはいないが、ａ環、ｂ環およびｃ環の全てがＡ’環、Ｂ’環およびＣ’環に変化した化合物もある。また、上記式（２－１）および式（２－２）から分かるように、例えば、ｂ環のＲ^８とｃ環のＲ^７、ｂ環のＲ^１１とａ環のＲ^１、ｃ環のＲ^４とａ環のＲ^３などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。

　上記式（２－１）や式（２－２）で表される化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－２）～（１－１７）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、例えばａ環（またはｂ環またはｃ環）であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されるＡ’環（またはＢ’環またはＣ’環）を有する化合物であり、形成されてできた縮合環Ａ’（または縮合環Ｂ’または縮合環Ｃ’）はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。

　一般式（Ｉ）におけるＸ^１およびＸ^２は、それぞれ独立して、Ｏ、Ｎ－Ｒ、ＳまたはＳｅであり、前記Ｎ－ＲのＲは置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいヘテロアリール基またはアルキル基であり、前記Ｎ－ＲのＲは連結基または単結合により前記Ｂ環および／またはＣ環と結合していてもよく、連結基としては、－Ｏ－、－Ｓ－または－Ｃ（－Ｒ）_２－が好ましい。なお、前記「－Ｃ（－Ｒ）_２－」のＲは水素原子またはアルキル基である。この説明は一般式（II）におけるＸ^１およびＸ^２でも同じである。

　ここで、一般式（Ｉ）における「Ｎ－ＲのＲは連結基または単結合により前記Ａ環、Ｂ環および／またはＣ環と結合している」との規定は、一般式（II）では「Ｎ－ＲのＲは－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）_２－または単結合により前記ａ環、ｂ環および／またはｃ環と結合している」との規定に対応する。この規定は、下記式（２－３－１）で表される、Ｘ^１やＸ^２が縮合環Ｂ’および縮合環Ｃ’に取り込まれた環構造を有する化合物で表現できる。すなわち、例えば一般式（II）におけるｂ環（またはｃ環）であるベンゼン環に対してＸ^１（またはＸ^２）を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるＢ’環（またはＣ’環）を有する化合物である。この化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－４５１）～（１－４６２）で表される構造を環骨格として含む化合物および式（１－１４０１）～（１－１４６０）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応し、形成されてできた縮合環Ｂ’（または縮合環Ｃ’）は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。
　また、上記規定は、下記式（２－３－２）や式（２－３－３）で表される、Ｘ^１および／またはＸ^２が縮合環Ａ’に取り込まれた環構造を有する化合物でも表現できる。すなわち、例えば一般式（II）におけるａ環であるベンゼン環に対してＸ^１（および／またはＸ^２）を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるＡ’環を有する化合物である。この化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－４７１）～（１－４７９）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応し、形成されてできた縮合環Ａ’は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。

　一般式（Ｉ）のＡ環、Ｂ環およびＣ環である「アリール環」としては、例えば、炭素数６～３０のアリール環が挙げられ、炭素数６～１６のアリール環が好ましく、炭素数６～１２のアリール環がより好ましく、炭素数６～１０のアリール環が特に好ましい。なお、この「アリール環」は、一般式（II）で規定された「Ｒ^１～Ｒ^１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に形成されたアリール環」に対応し、また、ａ環（またはｂ環、ｃ環）がすでに炭素数６のベンゼン環で構成されているため、これに５員環が縮合した縮合環の合計炭素数９が下限の炭素数となる。

　具体的な「アリール環」としては、単環系であるベンゼン環、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環（ｍ－テルフェニル環、ｏ－テルフェニル環、ｐ－テルフェニル環）、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などが挙げられる。

　一般式（Ｉ）のＡ環、Ｂ環およびＣ環である「ヘテロアリール環」としては、例えば、炭素数２～３０のヘテロアリール環が挙げられ、炭素数２～２５のヘテロアリール環が好ましく、炭素数２～２０のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数２～１５のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数２～１０のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などが挙げられる。なお、この「ヘテロアリール環」は、一般式（II）で規定された「Ｒ^１～Ｒ^１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に形成されたヘテロアリール環」に対応し、また、ａ環（またはｂ環、ｃ環）がすでに炭素数６のベンゼン環で構成されているため、これに５員環が縮合した縮合環の合計炭素数６が下限の炭素数となる。

　具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、１Ｈ－インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、１Ｈ－ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、オキサジアゾール環、チアントレン環などが挙げられる。

　上記「アリール環」または「ヘテロアリール環」における少なくとも１つの水素原子は、第１の置換基である、置換または無置換の「アリール基」、置換または無置換の「ヘテロアリール基」、置換または無置換の「ジアリールアミノ基」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ基」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ基」、置換または無置換の「アルキル基」、置換または無置換の「アルコキシ基」、または、置換または無置換の「アリールオキシ基」で置換されていてもよいが、この第１の置換基としての「アリール基」や「へテルアリール基」、「ジアリールアミノ基」のアリール基、「ジヘテロアリールアミノ基」のヘテロアリール基、「アリールヘテロアリールアミノ基」のアリール基とヘテロアリール基、また「アリールオキシ基」のアリール基としては上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基が挙げられる。

　また第１の置換基としての「アルキル基」としては、直鎖および分枝鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１～２４の直鎖アルキル基または炭素数３～２４の分枝鎖アルキル基が挙げられる。炭素数１～１８のアルキル基（炭素数３～１８の分枝鎖アルキル基）が好ましく、炭素数１～１２のアルキル基（炭素数３～１２の分枝鎖アルキル基）がより好ましく、炭素数１～６のアルキル基（炭素数３～６の分枝鎖アルキル基）がさらに好ましく、炭素数１～４のアルキル基（炭素数３～４の分枝鎖アルキル基）が特に好ましい。

　具体的なアルキル基としては、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、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、１－メチルペンチル基、４－メチル－２－ペンチル基、３，３－ジメチルブチル基、２－エチルブチル基、ｎ－ヘプチル基、１－メチルヘキシル基、ｎ－オクチル基、ｔ－オクチル基、１－メチルヘプチル基、２－エチルヘキシル基、２－プロピルペンチル基、ｎ－ノニル基、２，２－ジメチルヘプチル基、２，６－ジメチル－４－ヘプチル基、３，５，５－トリメチルヘキシル基、ｎ－デシル基、ｎ－ウンデシル基、１－メチルデシル基、ｎ－ドデシル基、ｎ－トリデシル基、１－ヘキシルヘプチル基、ｎ－テトラデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－エイコシル基などが挙げられる。

　また第１の置換基としての「アルコキシ基」としては、例えば、炭素数１～２４の直鎖または炭素数３～２４の分枝鎖のアルコキシ基が挙げられる。炭素数１～１８のアルコキシ基（炭素数３～１８の分枝鎖のアルコキシ基）が好ましく、炭素数１～１２のアルコキシ基（炭素数３～１２の分枝鎖のアルコキシ基）がより好ましく、炭素数１～６のアルコキシ基（炭素数３～６の分枝鎖のアルコキシ基）がさらに好ましく、炭素数１～４のアルコキシ基（炭素数３～４の分枝鎖のアルコキシ基）が特に好ましい。

　具体的なアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓ－ブトキシ基、ｔ－ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基などが挙げられる。

　第１の置換基である、置換または無置換の「アリール基」、置換または無置換の「ヘテロアリール基」、置換または無置換の「ジアリールアミノ基」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ基」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ基」、置換または無置換の「アルキル基」、置換または無置換の「アルコキシ基」、または、置換または無置換の「アリールオキシ基」は、置換または無置換と説明されているとおり、それらにおける少なくとも１つの水素原子が第２の置換基で置換されていてもよい。この第２の置換基としては、例えば、アリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基が挙げられ、それらの具体的なものは、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第１の置換基としての「アルキル基」の説明を参照することができる。また、第２の置換基としてのアリール基やヘテロアリール基には、それらにおける少なくとも１つの水素原子がフェニル基などのアリール基（具体例は上述したもの）やメチル基などのアルキル基（具体例は上述したもの）で置換されたものも第２の置換基としてのアリール基やヘテロアリール基に含まれる。その一例としては、第２の置換基がカルバゾリル基の場合には、９位における少なくとも１つの水素原子がフェニル基などのアリール基やメチル基などのアルキル基で置換されたカルバゾリル基も第２の置換基としてのヘテロアリール基に含まれる。

　一般式（II）のＲ^１～Ｒ^１１におけるアリール基、へテルアリール基、ジアリールアミノ基のアリール基、ジヘテロアリールアミノ基のヘテロアリール基、アリールヘテロアリールアミノ基のアリール基とヘテロアリール基、またはアリールオキシ基のアリール基としては、一般式（Ｉ）で説明した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基が挙げられる。また、Ｒ^１～Ｒ^１１におけるアルキル基またはアルコキシ基としては、上述した一般式（Ｉ）の説明における第１の置換基としての「アルキル基」や「アルコキシ基」の説明を参照することができる。さらに、これらの基への置換基としてのアリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基も同様である。また、また、Ｒ^１～Ｒ^１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成した場合の、これらの環への置換基であるヘテロアリール基、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基、アリールヘテロアリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基またはアリールオキシ基、および、さらなる置換基であるアリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基についても同様である。

　一般式（Ｉ）のＸ^１およびＸ^２におけるＮ－ＲのＲは上述した第２の置換基で置換されていてもよいアリール基、ヘテロアリール基またはアルキル基であり、アリール基やヘテロアリール基における少なくとも１つの水素原子は例えばアルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。このアリール基、ヘテロアリール基やアルキル基としては上述するものが挙げられる。特に炭素数６～１０のアリール基（例えばフェニル基、ナフチル基など）、炭素数２～１５のヘテロアリール基（例えばカルバゾリルなど）、炭素数１～４のアルキル基（例えばメチル基、エチル基など）が好ましい。この説明は一般式（II）におけるＸ^１およびＸ^２でも同じである。

　一般式（Ｉ）における連結基である「－Ｃ（－Ｒ）_２－」のＲは水素原子またはアルキル基であるが、このアルキル基としては上述するものが挙げられる。特に炭素数１～４のアルキル基（例えばメチル基、エチル基など）が好ましい。この説明は一般式（II）における連結基である「－Ｃ（－Ｒ）_２－」でも同じである。

　また、本発明のレーザ素子が含む化合物は、一般式（Ｉ）で表される単位構造を複数有する多量体、好ましくは、一般式（II）で表される単位構造を複数有する多量体であってもよい。多量体は、２～６量体が好ましく、２～３量体がより好ましく、２量体が特に好ましい。多量体は、一つの化合物の中に上記単位構造を複数有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数１～３のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基などの連結基で複数結合した形態に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環（Ａ環、Ｂ環またはＣ環、ａ環、ｂ環またはｃ環）を複数の単位構造で共有するようにして結合した形態であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環（Ａ環、Ｂ環またはＣ環、ａ環、ｂ環またはｃ環）同士が縮合するようにして結合した形態であってもよい。

　このような多量体としては、例えば、下記式（２－４）、式（２－４－１）、式（２－４－２）、式（２－５－１）～式（２－５－４）または式（２－６）で表される多量体化合物が挙げられる。下記式（２－４）で表される多量体化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－２１）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、一般式（II）で説明すれば、ａ環であるベンゼン環を共有するようにして、複数の一般式（II）で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式（２－４－１）で表される多量体化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－２６６５）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、一般式（II）で説明すれば、ａ環であるベンゼン環を共有するようにして、二つの一般式（II）で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式（２－４－２）で表される多量体化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－２６６６）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、一般式（II）で説明すれば、ａ環であるベンゼン環を共有するようにして、二つの一般式（II）で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式（２－５－１）～式（２－５－４）で表される多量体化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－２２）～（１－２５）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、一般式（II）で説明すれば、ｂ環（またはｃ環）であるベンゼン環を共有するようにして、複数の一般式（II）で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。また、下記式（２－６）で表される多量体化合物は、例えばWO2015/102118号公報記載の式（１－３１）～（１－３７）で表される構造を環骨格として含む化合物に対応する。すなわち、一般式（II）で説明すれば、例えばある単位構造のｂ環（またはａ環、ｃ環）であるベンゼン環とある単位構造のｂ環（またはａ環、ｃ環）であるベンゼン環とが縮合するようにして、複数の一般式（II）で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物である。

　多量体化合物は、式（２－４）、式（２－４－１）または式（２－４－２）で表現される多量化形態と、式（２－５－１）～式（２－５－４）のいずれかまたは式（２－６）で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式（２－５－１）～式（２－５－４）のいずれかで表現される多量化形態と、式（２－６）で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式（２－４）、式（２－４－１）または式（２－４－２）で表現される多量化形態と式（２－５－１）～式（２－５－４）のいずれかで表現される多量化形態と式（２－６）で表現される多量化形態が組み合わされた多量体であってもよい。

　また、一般式（Ｉ）または（II）で表される化合物およびその多量体の化学構造中の水素原子は、その全てまたは一部が重水素原子であってもよい。

　また、一般式（Ｉ）または（II）で表される化合物およびその多量体の化学構造中の水素原子は、その全てまたは一部がハロゲン原子であってもよい。例えば、一般式（Ｉ）においては、Ａ環、Ｂ環、Ｃ環（Ａ～Ｃ環はアリール環またはヘテロアリール環）、Ａ～Ｃ環への置換基、Ｙ^１がＳｉ－ＲまたはＧｅ－ＲであるときのＲ（すなわちアルキル基、アリール基）、ならびに、Ｘ^１およびＸ^２がＮ－ＲであるときのＲ（すなわちアルキル基、アリール基）における水素原子がハロゲン原子で置換されうるが、これらの中でもアリール基やヘテロアリール基における全てまたは一部の水素原子がハロゲン原子で置換された態様が挙げられる。ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子、塩素原子または臭素原子、より好ましくは塩素原子である。

　一般式（II）で表される化合物において、Ｒ^１～Ｒ^１１は、その少なくとも１つが一般式（II）で規定する特定の置換基であってもよい。一般式（II）で規定するＲ^１～Ｒ^１１が採りうる置換基の中では、アリール基およびジアリールアミノ基が好ましく、炭素数６～３０のアリール基およびジアリールアミノ基（ただしアリール基は炭素数６～１２のアリール基）がより好ましい。

　一般式（Ｉ）で表される化合物の合成法については、WO2015/102118号公報の段落［０２８１］～［０３１６］を参照することができる。

　式（１）を満たす遅延蛍光材料は、ドナー性基（典型的にはハメットのσｐ値が負の基）とアクセプター性基（典型的にはハメットのσｐ値が正の基）がリンカー（典型的には芳香族基などの共役系連結基）に結合した構造を有する化合物群から選択することもできる。

　ハメットのσｐ値は、Ｌ．Ｐ．ハメットにより提唱されたものであり、パラ置換安息香酸の酸解離平衡に及ぼす置換基の影響を定量化したものである。具体的には、パラ置換安息香酸における置換基と酸解離平衡定数の間に成立する下記式：
　　　σｐ＝logＫ_ｘ－logＫ_Ｈ
における置換基に特有な定数（σｐ）である。上式において、Ｋ_Ｈは置換基を持たない安息香酸の酸解離平衡定数、Ｋ_Ｘはパラ位が置換基で置換された安息香酸の酸解離平衡定数を表す。ハメットのσｐに関する説明と各置換基の数値については、Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165-195(1991)を参照することができる。
　ハメットのσｐが正の値であるということは、その置換基がアクセプター性基（電子求引性基）であることを意味し、ハメットのσｐが負の値であるということは、その置換基がドナー性基（電子供与性基）であることを意味する。

　ハメットのσｐ値が正の置換基の好ましい例として、例えばフッ素原子、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、ホスフィンオキシド基、スルホニル基、パーフルオロアルキル基、ホスフィンオキシド基、アミド基、アルコキシ基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基等を挙げることができる。
　ハメットのσｐ値が負の置換基の好ましい例として、置換アミノ基および置換アミノアリール基を挙げることができる。ここでいう置換アミノ基は、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基であることが好ましく、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を構成する２つのアリール基は互いに連結していてもよい。連結は、単結合でなされていてよいし（その場合はカルバゾ－ル環が形成される）、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ^７１）－、－Ｃ（Ｒ^７２）（Ｒ^７３）－、－Ｓｉ（Ｒ^７４）（Ｒ^７５）－などの連結基でなされていてもよい。ここで、Ｒ^７１～Ｒ^７５は水素原子または置換基を表し、Ｒ^７２とＲ^７３、Ｒ^７４とＲ^７５は、それぞれ互いに連結して環状構造を形成してもよい。「置換アミノアリール基」のアリール基としては、上記の一般式（Ｉ）のＡ環等の例として挙げたアリール環から１つの水素原子を除去した一価の基を例示することができる。

　共役系連結基としては、芳香族炭化水素基やヘテロ芳香族基を挙げることができる。芳香族炭化水素基を構成する芳香族炭化水素環（アリール環）の説明と好ましい範囲、具体例については、上記の一般式（Ｉ）のＡ環等におけるアリール環についての記載を参照することができ、ヘテロ芳香族基を構成するヘテロ芳香環（ヘテロアリール環）の説明と好ましい範囲、具体例については、上記の一般式（Ｉ）のＡ環等におけるヘテロアリール環についての記載を参照することができる。芳香族炭化水素基およびヘテロ芳香族基の価数は、それぞれ、対応する芳香族炭化水素環またはヘテロ芳香環の置換可能な水素原子の数をｎとしたとき、２以上ｎ以下の整数から選択することができる。例えば、ベンゼン環で構成された芳香族炭化水素基の価数は２～６の整数から選択される。

　また、共役系連結基の好ましい例として、下記一般式（III）で表される連結基を挙げることができる。

　一般式（III）において、Ｒ^８１～Ｒ^８５は各々独立にドナー性基またはアクセプター性基の結合位置を表す。Ｒ^８１およびＲ^８３にはドナー性基が結合していることが好ましく、Ｒ^８２、Ｒ^８４、Ｒ^８５にはアクセプター性基が結合していることが好ましい。Ｒ^８１およびＲ^８３に結合するドナー性基の好ましい例として、置換アミノアリール基を挙げることができる。また、Ｒ^８２に結合するアクセプター性基の好ましい例としてアルコキシカルボニル基（例えば、炭素数２～２５のアルコキシカルボニル基）を挙げることができ、Ｒ^８４およびＲ^８５に結合するアクセプター性基の好ましい例としてハロゲン原子（例えばフッ素原子）を挙げることができる。

＜レーザ発振材料＞
　本発明のレーザ発振材料は、本発明の遅延蛍光材料を含有するものである。
　本発明の遅延蛍光材料の説明については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の記載を参照することができる。本発明の遅延蛍光材料は、式（１）を満たすことにより、レーザ発振過程で励起三重項状態吸収による光損失が抑えられ、レーザ発振を長時間持続させることができる。そのため、本発明の遅延蛍光材料はレーザ発振材料として有用性が高く、特にＣＷレーザ用のレーザ発振材料として好適に用いることが
　レーザ発振材料は、式（１）を満たす遅延蛍光材料のみから構成されていてもよいし、その他の成分を含んでいてもよい。

＜レーザ素子＞
　本発明のレーザ素子は、本発明の遅延蛍光材料を用いたものである。本発明の遅延蛍光材料の説明については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の記載を参照することができる。
　本発明のレーザ素子では、式（１）を満たす遅延蛍光材料を、利得媒体を構成するレーザ発振材料として用いることが好ましい。これにより、レーザ発振の持続時間が長いレーザ素子を実現することができる。本発明のレーザ素子は、利得媒体が液体である液体レーザであっても、利得媒体が固体（活性層）である固体レーザであってもよい。また、本発明のレーザ素子は、利得媒体に励起光が照射されることでレーザ光を放射する光励起型のレーザ素子であってもよいし、利得媒体に正孔と電子が注入され、それらが再結合して生じたエネルギーによりレーザ光を放射する電流励起型のレーザ素子であってもよい。光励起型のレーザ素子は、基板上に少なくとも活性層（利得媒体）を形成した構造を有する。また、電流励起型のレーザ素子は、少なくとも陽極、陰極、および陽極と陰極の間に有機層を形成した構造を有する。有機層は、少なくとも活性層（利得媒体）を有するものであり、活性層のみからなるものであってもよいし、活性層の他に１層以上の有機層を有するものであってもよい。そのような他の有機層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、励起子阻止層などを挙げることができる。正孔輸送層は正孔注入機能を有した正孔注入輸送層でもよく、電子輸送層は電子注入機能を有した電子注入輸送層でもよい。具体的なレーザ素子の構造例をとして、基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／活性層／電子輸送層／陰極を順に積層した構造を挙げることができる。電流励起型のレーザ素子において、活性層で生じたレーザ光は、陽極を透過して外部に取り出されても、陰極を透過して外部に取り出されても、陽極および陰極を透過して外部に取り出されてもよく、有機層の端面から外部に取り出されてもよい。また、光励起型および電流励起型の各レーザ素子は、さらに活性層からの誘導放出光を特定波長で増幅する光共振器を備えていてもよい。
　以下において、電流励起型のレーザ素子の各部材および各層について説明する。なお、基板と活性層の説明は、光励起型レーザ素子の基板と活性層にも該当する。

（基板）
　本発明のレーザ素子は、基板に支持されていることが好ましい。基板としては、レーザ素子が基板側からレーザ光を取り出す構成である場合には、レーザ光に対して透光性を有する基板が用いられ、ガラス、透明プラスチック、石英などからなる透明基板を用いることが好ましい。一方、レーザ素子が基板と反対側からレーザ光を取り出す構成である場合には、基板は特に制限されず、上記の透明基板の他、シリコン、紙、布からなる基板も用いることができる。

（陽極）
　レーザ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが好ましく用いられる。このような電極材料の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＴｉＮ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３－ＺｎＯ）等の非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により成膜して形成することができる。また、形成した薄膜に、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成して陽極としてもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極材料の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な材料を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
　ただし、レーザ素子が、陽極を透過させてレーザ光を取り出す構成である場合には、陽極はレーザ光に対して透光性を有することを要し、そのレーザ光の透過率が１％より大きくなるように構成することが好ましく、１０％より大きくなるように構成することがより好ましい。具体的には、上記の導電性透明材料を陽極に用いるか、金属または合金を１０～１００ｎｍの厚さで形成した薄膜を陽極に用いることが好ましい。
　陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０～１０００ｎｍ、好ましくは１０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。

（陰極）
　一方、陰極としては、陽極に用いる材料よりも仕事関数が小さい金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極材料とするものが用いられる。このような電極材料の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性および酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極材料を蒸着やスパッタリング等の方法により成膜して形成することができる。
　ただし、レーザ素子が、陰極を透過させてレーザ光を取り出す構成である場合には、陰極はレーザ光に対して透光性を有することを要し、そのレーザ光の透過率が１％より大きくなるように構成することが好ましく、１０％より大きくなるように構成することがより好ましい。具体的には、上記の電極材料を１０～１００ｎｍの厚さで形成した薄膜を陰極に用いることが好ましい。
　陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ～５μｍ、好ましくは５０～２００ｎｍの範囲で選ばれる。

（活性層）
　活性層は、陽極および陰極のそれぞれから注入された正孔および電子が再結合することにより励起子が生成し、反転分布が形成された後、誘導放出を起こす層である。
　活性層は、レーザ発振材料のみで構成されていてもよいが、好ましくはレーザ発振材料とホスト材料を含む。レーザ発振材料としては、式（１）を満たす遅延蛍光材料から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。本発明のレーザ素子の閾値電流密度をより低くするためには、レーザ発振材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、レーザ発振材料中に閉じ込めることが重要である。従って、活性層中にレーザ発振材料に加えてホスト材料を用いることが好ましい。ホスト材料としては、励起一重項エネルギー、励起三重項エネルギーの少なくとも何れか一方が、レーザ発振材料として用いる遅延蛍光材料よりも、高い値を有する有機化合物を用いることができる。その結果、レーザ発振材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、レーザ発振材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、レーザ発振を生ずるための閾値電流密度を低くすることが可能となる。もっとも、一重項励起子および三重項励起子を十分に閉じ込めることができなくても、低閾値化やレーザ特性の改善に寄与しうる場合もあるため、低閾値化やレーザ特性の改善を実現しうるホスト材料であれば特に制約なく本発明に用いることができる。本発明のレーザ素子では、レーザ発振材料が誘導放出した光が光共振器等の作用によりレーザ光となって外部に放出される。レーザ素子が放出する光は、レーザ発振材料からの自然放出光や自然放出増幅光を含んでいてもよく、ホスト材料から放出された光を含んでいてもよいが、レーザ光が主成分であることが好ましい。
　ホスト材料を用いる場合、レーザ発振材料に用いる遅延蛍光材料が活性層中に含有される量は０．１重量％以上であることが好ましく、１重量％以上であることがより好ましく、また、５０重量％以下であることが好ましく、２５重量％以下であることがより好ましく、２０重量％以下であることがさらに好ましく、１５重量％以下であることが特に好ましい。
　活性層におけるホスト材料としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する有機化合物であることが好ましい。

（注入層）
　注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、正孔注入層と電子注入層があり、陽極と活性層または正孔輸送層の間、および陰極と活性層または電子輸送層との間に存在させてもよい。注入層は必要に応じて設けることができる。

（阻止層）
　阻止層は、活性層中に存在する電荷（電子もしくは正孔）および／または励起子の活性層外への拡散を阻止することができる層である。電子阻止層は、活性層および正孔輸送層の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層の方に向かって活性層を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は活性層および電子輸送層の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層の方に向かって活性層を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が活性層の外側に拡散することを阻止するために用いることができる。すなわち電子阻止層、正孔阻止層はそれぞれ励起子阻止層としての機能も兼ね備えることができる。本明細書でいう電子阻止層または励起子阻止層は、一つの層で電子阻止層および励起子阻止層の機能を有する層を含む意味で使用される。

（正孔阻止層）
　正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は電子を輸送しつつ、正孔が電子輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより活性層中での電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。正孔阻止層の材料としては、後述する電子輸送層の材料を必要に応じて用いることができる。

（電子阻止層）
　電子阻止層とは、広い意味では正孔を輸送する機能を有する。電子阻止層は正孔を輸送しつつ、電子が正孔輸送層へ到達することを阻止する役割があり、これにより活性層中での電子と正孔が再結合する確率を向上させることができる。

（励起子阻止層）
　励起子阻止層とは、活性層内で正孔と電子が再結合することにより生じた励起子が電荷輸送層に拡散することを阻止するための層であり、本層の挿入により励起子を効率的に活性層内に閉じ込めることが可能となり、素子の発光効率を向上させることができる。励起子阻止層は活性層に隣接して陽極側、陰極側のいずれにも挿入することができ、両方同時に挿入することも可能である。すなわち、励起子阻止層を陽極側に有する場合、正孔輸送層と活性層の間に、活性層に隣接して該層を挿入することができ、陰極側に挿入する場合、活性層と陰極との間に、活性層に隣接して該層を挿入することができる。また、陽極と、活性層の陽極側に隣接する励起子阻止層との間には、正孔注入層や電子阻止層などを有することができ、陰極と、活性層の陰極側に隣接する励起子阻止層との間には、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層などを有することができる。阻止層を配置する場合、阻止層として用いる材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーの少なくともいずれか一方は、レーザ発振材料の励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーよりも高いことが好ましい。

（正孔輸送層）
　正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
　正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。使用できる公知の正孔輸送材料としては例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物およびスチリルアミン化合物を用いることが好ましく、芳香族第３級アミン化合物を用いることがより好ましい。

（電子輸送層）
　電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
　電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる場合もある）としては、陰極より注入された電子を活性層に伝達する機能を有していればよい。使用できる電子輸送層としては例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

（光共振器）
　光共振器は、活性層からの誘導放出光を共振により増幅させてレーザ光を生成する機能を有する。光共振器は、回折格子で光を反射する分布帰還（ＤＦＢ）型光共振器や分布反射型（ＤＢＲ）光共振器であってもよいし、互いに対向配置した反射鏡と部分反射鏡で構成されたファブリーペロー型光共振器であってもよい。共振器を構成する回折格子は、導波路を構成する層と隣接して配置すればよく、活性層とその隣接層（有機層または電極）との間に配置してもよく、活性層以外の有機層同士の間や、活性層以外の有機層と電極の間に配置してもよい。ファブリーペロー型光共振器では、反射鏡の反射率が１００％付近であることが好ましく、部分反射鏡の反射率が５０～９５％であることが好ましい。これにより、部分反射鏡が出力鏡としても機能して、該部分反射鏡側からレーザ光を取り出すことができる。ファブリーペロー型光共振器を採用する場合、陽極や陰極に反射鏡または部分反射鏡の機能を兼ねさせてもよいし、これとは別に反射鏡と部分反射鏡を設けてもよい。

　以上のようなレーザ素子は、陽極と陰極の間に閾値電流密度以上の電流を流すことによりレーザ光を放射する。このとき、本発明のレーザ素子では、式（１）を満たす遅延蛍光材料を含むことにより、三重項蓄積に起因した励起三重項状態吸収が抑えられ、レーザ発振を長時間持続することができる。

　本発明のレーザ素子を作製する際、レーザ素子を構成する各層の製膜方法は特に限定されず、ドライプロセス、ウェットプロセスのどちらで作製してもよい。

＜遅延蛍光材料の評価方法＞
　本発明の評価方法は、遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定すること（測定ステップ）を含む。
　各パラメータ（σ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣ）の測定に供する遅延蛍光材料は、例えば、上記の（遅延蛍光材料の化学構造）の欄に記載した遅延蛍光材料としての化合物群の中から選択することができる。遅延蛍光材料の定義、各パラメータの定義と測定方法については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の対応する記載を参照することができる。以下において、本発明の評価方法の第１実施形態と第２実施形態について説明する。

（評価方法の第１実施形態）
　第１実施形態の評価方法では、測定ステップで測定されたσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣが式（１）を満たすか否かを判定すること（判定ステップ）を含む。式（１）については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の式（１）についての記載を参照することができる。
　第１実施形態の評価方法は、判定ステップで式（１）を満たすと判定した遅延蛍光材料を、レーザ発振材料として有用であると評価すること（第１評価ステップ）、および、判定ステップで式（１）を満たすと判定した遅延蛍光材料を選別すること（選別ステップ）の少なくとも一方のステップを含むことが好ましい。
　上記の＜遅延蛍光材料＞の欄で示したように、式（１）を満たす遅延蛍光材料はレーザ発振が長時間持続する。そのため、以上の各ステップを行うことにより、簡単な計算式で、長時間レーザ発振が可能な遅延蛍光材料を判別することができ、遅延蛍光材料を容易にスクリーニングできるようになる。

（評価方法の第２実施形態）
　第２実施形態の評価方法は、測定ステップで測定されたσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを用いて、下記式（２）で表される差分Δを計算すること（計算ステップ）を含む。式（２）のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣは、式（１）の対応するパラメータと同義である。

　式（２）で算出される差分Δが大きいもの程、レーザ発振がより確実に長時間持続して、レーザ発振材料として有用性が高いことを意味する。そのため、差分Δを計算することにより、遅延蛍光材料のレーザ発振持続性能を定量的に評価することができる。
　第２実施形態の評価方法は、計算ステップで計算された差分Δに基づいて、その差分Δが大きい遅延蛍光材料を高く評価すること（第２評価ステップ）、および、遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積すること（集積ステップ）の少なくとも一方のステップを含むことが好ましい。
　第２評価ステップは、２つの遅延蛍光材料の差分Δを比較して、差分Δがより大きい方の遅延蛍光材料を高く評価した後、その高く評価した遅延蛍光材料の差分Δと、別の遅延蛍光材料の差分Δを比較して、差分Δがより大きい方の遅延蛍光材料をより高く評価するというステップを繰り返す工程を含んでいてもよい。また、第２評価ステップは、基準となる差分Δ（基準Δ）を設定して、その基準Δよりも差分Δが大きい遅延蛍光材料を高く評価するステップを含んでいてもよい。
　集積ステップにおいて、集積対象とする遅延蛍光材料群の例として、共通する特定の部分構造を有する遅延蛍光材料群、特定のドナー性基を有する遅延蛍光材料群、特定のアクセプター性基を有する遅延蛍光材料群、多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を有する遅延蛍光材料群を挙げることができる。集積ステップを行うことにより、遅延蛍光材料の差分Δを大きくする傾向を示す部分構造やドナー性基、アクセプター性基を把握することができ、また、「多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を持つ遅延蛍光材料」において、差分Δを大きくする傾向を示す構造的特徴を把握することができる。
　ドナー性基およびアクセプター性基、多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を持つ遅延蛍光材料の説明については、（遅延蛍光材料の化学構造）の欄の記載を参照することができる。
　また、第２実施形態の評価方法が集積ステップを含む場合、さらに、集積ステップで集積した関係を利用して、新たな遅延蛍光材料の化学構造と差分Δの関係を予測するステップ（第１予測ステップ）、集積した関係を利用して、差分Δが大きな遅延蛍光材料の化学構造を予測するステップ（第２予測ステップ）、および、集積した関係を利用して、式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を予測するステップ（第３予測ステップ）の少なくとも１つのステップを含んでいてもよい。
　例えば、第１予測ステップでは、集積した関係において、特定の部分構造を有する遅延蛍光材料群の差分ΔがＡ±αの範囲であった場合には、同じ部分構造を有する新たな遅延蛍光材料の差分ΔもＡ±αの範囲であると予測することができる。また、第２予測ステップおよび第３予測ステップでは、遅延蛍光材料の差分Δを大きくする傾向を示したドナー性基やアクセプター性基、部分構造を含む遅延蛍光材料の化学構造を、差分Δが大きな遅延蛍光材料の化学構造または式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造として予測することができる。ここで、予測する化学構造は、差分Δを大きくする傾向を示したドナー性基、アクセプター性基および部分構造のいずれか１種のみを含むものであってもよいし、差分Δを大きくする傾向を示したドナー性基、アクセプター性基および部分構造のうちの２種以上を含むものであってもよい。

　また、第２実施形態の評価方法は、さらに、第１実施形態の各ステップを含んでいてもよい。この場合、第２実施形態の評価方法は、上記の（評価方法の第１実施形態）の欄に記載したステップの一部のみを含んでいてもよく、全部を含んでいてもよい。

＜遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子の設計方法＞
　本発明の遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子の設計方法は、本発明の評価方法を用いたことを特徴とする。
　本発明の評価方法については、上記の＜遅延蛍光材料の評価方法＞の欄の記載を参照することができる。
　本発明の遅延蛍光材料の設計方法では、例えば、分子設計した遅延蛍光材料について、第１実施形態の評価方法を用いてスクリーニングを行うことができる。これにより、分子設計した遅延蛍光材料群の中から、レーザ発振持続時間が長い遅延蛍光材料を容易に判別することができる。
　また、本発明の遅延蛍光材料の設計方法では、第２実施形態の評価方法において、第２予測ステップで予測した「差分Δが大きな遅延蛍光材料」の化学構造や第３予測ステップで予測した「式（１）を満たす遅延蛍光材料」の化学構造を有するように遅延蛍光材料を分子設計してもよい。
　また、本発明のレーザ発振材料およびレーザ素子の設計方法は、本発明の遅延蛍光材料の設計方法で設計した遅延蛍光材料をレーザ発振材料として用いることを含んでいてもよい。レーザ素子の設計方法において、レーザ発振材料以外の設計は、上記の＜レーザ素子＞の欄に記載した構成を参照して行うことができる。

＜データベース＞
　本発明の第１のデータベースは、遅延蛍光材料の化学構造とσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣの関係を集積したデータベースである。
　本発明の第２のデータベースは、遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積したデータベースである。
　本発明の第３のデータベースは、式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を集積したデータベースである。
　遅延蛍光材料の化学構造については、上記の（遅延蛍光材料の化学構造）の欄の記載を参照することができ、式（１）およびσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣの定義については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の記載を参照することができる。差分Δについては、上記の（評価方法の第２実施形態）の欄の記載を参照することができる。
　本発明のデータベースは、コンピュータ読み取り可能なように記録媒体に記録してもよい。記録媒体は、磁気記録媒体、光記録媒体、半導体メモリのいずれであってもよく、具体例として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、シリコンディスク等を挙げることができる。

　本発明のデータベースを用いて、本発明の評価方法を実施することができ、本発明のデータベースを利用して、本発明の遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子の設計方法を実施することができる。これらの本発明の方法については、上記の＜遅延蛍光材料の評価方法＞の欄の記載および＜遅延蛍光材料、レーザ発振材料およびレーザ素子の設計方法＞の欄の記載を参照することができる。

＜プログラム（第１のプログラム）＞
　本発明のプログラム（第１のプログラム）は、本発明の評価方法を実施するプログラムである。すなわち、本発明のプログラムは、本発明の評価方法が含む各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　本発明の評価方法およびその各ステップについては、上記の＜遅延蛍光材料の評価方法＞の欄の記載を参照することができる。
　本発明のプログラムは、コンピュータ読み取り可能なように記録媒体に記録してもよい。記録媒体の説明と具体例については、上記の＜データベース＞の欄の対応する記載を参照することができる。

＜レーザ動作の定常状態到達時間を短縮する方法＞
　本発明の方法は、レーザ動作が定常状態到達時間までの時間を短縮する方法であって、より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることを含む。
　式（１）を満たす遅延蛍光材料およびｋ_ＲＩＳＣの定義については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の記載を参照することができ、レーザ素子の構成については、上記の＜レーザ素子＞の欄の記載を参照することができる。
　本発明における「レーザ動作が定常状態到達時間までの時間」（以下、「レーザ動作の定常状態到達時間」）とは、レーザ出力の時間変化において、緩和振動が収束した時点から出力が一定になるまでの時間のことを言う。ただし、緩和振動が観測されない場合には、レーザ発振を開始した時点から出力が一定になるまでの時間が「レーザ動作の定常状態到達時間」であることとする。より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いると、定常状態到達時間が短縮して、レーザ出力が早期に定常状態に到達し、安定なレーザ動作を実現することができる。
　以下において、こうした効果が得られることを、ＤＡＢＮＡ－２を遅延蛍光材料モデルに用いたシミュレーションにより検証する。下記構造式において、Ｐｈはフェニル基を表す。ＤＡＢＮＡ－２の速度定数は、ｋ_ｒ＝１．７ｘ１０^８（ｓ^－１）、ｋ_ＩＳＣ＝１ｘ１０^８（ｓ^－１）、ｋ_ＲＩＳＣ＝１ｘ１０^４（ｓ^－１）、σ_ｅｍ＝９．１ｘ１０^－１７（ｃｍ^２）、σ_ＴＴ＝０である。

　ｋ_ｒ＝１．７ｘ１０^８（ｓ^－１）、ｋ_ＩＳＣ＝１ｘ１０^８（ｓ^－１）に設定し、ｋ_ＲＩＳＣを５×１０^３～１×１０^９（ｓ^－１）の範囲で変えた場合とｋ_ＲＩＳＣを１×１０^９（ｓ^－１）または１×１０^９（ｓ^－１）に変えた場合について、励起後のフォトン密度の時間変化をシミュレートした結果を図６および図７にそれぞれ示す。また、図６のシミュレーション結果から求めた定常状態持続時間ωとｋ_ＲＩＳＣの関係を図８に示す。図８において、点線はプロットのフィッティング曲線である。このフィッティング曲線のオイラー法で求めたレート方程式はｙ＝１Ｅ×１０ｘ^{－１．２３１}であった。
　図８に示すように、定常状態到達時間ωはｋ_ＲＩＳＣが大きくなる程短くなっており、ｋ_ＲＩＳＣが１×１０^７ｓ^－１以上になると、ωがほぼ０になることがわかる。また、図７から、ｋ_ＲＩＳＣが１×１０^９ｓ^－１以上になると、緩和振動が顕著に減少することも示された。このシミュレーション結果から、より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることにより、レーザ動作の定常状態到達時間が短縮して、レーザ動作が早期に安定化することが確認された。
　さらに、本発明の方法でレーザ素子に用いる遅延蛍光材料は、ｋ_ＲＩＳＣが１×１０^７ｓ^－１以上であることが好ましく、１×１０^８ｓ^－１以上であることがより好ましく、１×１０^９ｓ^－１以上であることがさらに好ましく、下記式（１ａ）を満たすことも好ましいことが確認された。

＜レーザ動作の定常状態到達時間が短いレーザ素子の設計方法＞
　本発明のレーザ素子の設計方法は、レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間（レーザ動作の定常状態到達時間）が短いレーザ素子の設計方法であって、遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣに基づいて、少なくとも２つの下記式（１）を満たす遅延蛍光材料からなる群の中から１つの遅延蛍光材料を選択すること（選択ステップ）、および、選択した前記遅延蛍光材料をレーザ素子に用いること（適用ステップ）、を含む。
　式（１）を満たす遅延蛍光材料およびｋ_ＲＩＳＣの定義については、上記の＜遅延蛍光材料＞の欄の記載を参照することができ、設計するレーザ素子の構成については、上記の＜レーザ素子＞の欄の記載を参照することができる。
　本発明の設計方法では、式（１）を満たす遅延蛍光材料からなる群の中から１つ遅延蛍光材料を選択する際、群を構成する遅延蛍光材料のうち、ｋ_ＲＩＳＣが最も高い遅延蛍光材料を選択することが好ましい。上記の＜レーザ動作の定常状態到達時間を短縮する方法＞の欄で説明したように、より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いると、レーザ動作の定常状態到達時間が短縮する。そのため、こうして選択した遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることにより、レーザ動作の定常状態到達時間が短くて、レーザ動作が早期に安定化するレーザ素子を設計することができる。

＜プログラム（第２のプログラム）＞
　本発明のプログラム（第２のプログラム）は、本発明の「レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間を短縮する方法」、または、本発明の「レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間が短いレーザ素子の設計方法」を実施するプログラムである。すなわち、本発明のプログラムは、本発明の各方法が含む各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
　本発明の各方法およびその各ステップについては、上記の＜レーザ動作の定常状態到達時間を短縮する方法＞の欄の記載、上記の＜レーザ動作の定常状態到達時間が短いレーザ素子の設計方法＞の欄の記載をそれぞれ参照することができる。
　本発明のプログラムは、コンピュータ読み取り可能なように記録媒体に記録してもよい。記録媒体の説明と具体例については、上記の＜データベース＞の欄の記載を参照することができる。

＜本発明の変形例＞
　なお、式（１）または式（２）の代わりに、下記式（３）～式（６）の少なくとも１つを用いることもできる。

　また、式（３）～式（６）を適宜組み合わせることもできる。
　また、式（１）～式（６）を構成する「σ_ｅｍ（誘導放出断面積）」「σ_ＴＴ（励起三重項状態の吸収断面積）」「ｋ_ＲＩＳＣ（励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差速度）「ｋ_ＩＳＣ（励起一重項状態から励起三重項状態への項間交差速度）」「Δ」のそれぞれを組み合わせた式を用いることもできる。

　本発明の式（１）を満たす遅延蛍光材料はレーザ発振材料として有用である。本発明の遅延蛍光材料を用いることにより、レーザ発振の持続時間が長いレーザ素子を実現することができる。また、その関係式を利用して、遅延蛍光材料のスクリーニングや分子設計、レーザ素子の設計を行うこともできる。したがって、本発明は産業上の利用可能性が高い。

Claims

　下記式（１）を満たす遅延蛍光材料。
　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．３ｅＶ以下である、請求項１に記載の遅延蛍光材料。
　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．２ｅＶ以下である、請求項１に記載の遅延蛍光材料。
　最低励起一重項状態と７７Ｋの最低励起三重項状態のエネルギー差ΔＥ_ＳＴが０．１ｅＶ以下である、請求項１に記載の遅延蛍光材料。
　ｋ_RISCが１×１０^６sec^－１以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料。
　ｋ_RISCが１×１０^７ｓ^－１以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料。
　炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ホウ素原子、珪素原子、リン原子およびフッ素原子からなる群より選択される原子だけで構成される、請求項１～６のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料。
　多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を持つ、請求項１～７のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料。
　ドナー性基とアクセプター性基を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料を含有するレーザ発振材料。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料を用いたレーザ素子。
　電流駆動型である、請求項１１に記載のレーザ素子。
　固体レーザ素子である、請求項１１に記載のレーザ素子。
　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定することを含む、遅延蛍光材料の評価方法。
　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定し、前記式（１）を満たすか否かを判定することを含む、請求項１４に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記式（１）を満たす場合に、レーザ発振材料として有用であると評価する、請求項１５に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記式（１）を満たす遅延蛍光材料を選別する、請求項１５または１６に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　遅延蛍光材料のσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣを測定し、下記式（２）で表される差分Δを計算することを含む、請求項１４～１７のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記差分Δが大きいものを高く評価する、請求項１８に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積する、請求項１８または１９に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　集積した前記関係を利用して、新たな遅延蛍光材料の化学構造と差分Δの関係を予測する、請求項２０に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　集積した前記関係を利用して、差分Δが大きな遅延蛍光材料の化学構造を予測する、請求項２０または２１に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　集積した前記関係を利用して、前記式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を予測する、請求項２０～２２のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、共通する特定の部分構造を有する遅延蛍光材料群である、請求項２１～２３のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、特定のドナー性基を有する遅延蛍光材料群である、請求項２１～２３のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、特定のアクセプター性基を有する遅延蛍光材料群である、請求項２１～２３のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　前記集積の対象となる遅延蛍光材料が、多重共鳴効果を有する含ホウ素多環芳香族骨格を有する遅延蛍光材料群である、請求項２１～２３のいずれか１項に記載の遅延蛍光材料の評価方法。
　請求項１４～２７のいずれか１項に記載の評価方法を用いた、遅延蛍光材料の設計方法。
　請求項１４～２７のいずれか１項に記載の評価方法を用いた、レーザ発振材料の設計方法。
　請求項１４～２７のいずれか１項に記載の評価方法を用いた、レーザ素子の設計方法。
　遅延蛍光材料の化学構造とσ_ｅｍ、σ_ＴＴ、ｋ_ＩＳＣ、ｋ_ＲＩＳＣの関係を集積したデータベース。
　請求項２０に記載の遅延蛍光材料の化学構造と差分Δとの関係を集積したデータベース。
　前記式（１）を満たす遅延蛍光材料の化学構造を集積したデータベース。
　請求項３１～３３のいずれか１項に記載のデータベースを用いて、請求項１４～２７のいずれか１項の評価方法を実施する、遅延蛍光材料の評価方法。
　請求項３１～３３のいずれか１項に記載のデータベースを利用する、遅延蛍光材料の設計方法。
　請求項３１～３３のいずれか１項に記載のデータベースを利用する、レーザ発振材料の設計方法。
　請求項３１～３３のいずれか１項に記載のデータベースを利用する、レーザ素子の設計方法。
　請求項２１～２７および３４のいずれか１項に記載の評価方法を実施するプログラム。
　レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間を短縮する方法であって、
　より高いｋ_ＲＩＳＣを有し、且つ、下記式（１）を満たす遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることを含む、方法。
　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣが１×１０^７ｓ^－１以上である、請求項３９に記載の方法。
　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣが１×１０^８ｓ^－１以上である、請求項３９に記載の方法。
　レーザ素子に用いる遅延蛍光材料が、さらに下記式（１ａ）を満たす、請求項３９～４１のいずれか１項に記載の方法。
　レーザ動作が定常状態に到達するまでの時間が短いレーザ素子の設計方法であって、
　遅延蛍光材料のｋ_ＲＩＳＣに基づいて、少なくとも２つの下記式（１）を満たす遅延蛍光材料からなる群の中から１つの遅延蛍光材料を選択すること、
　選択した前記遅延蛍光材料をレーザ素子に用いることを含む、方法。
　前記群の中から１つの遅延蛍光材料を選択する際、ｋ_ＲＩＳＣが最も高い遅延蛍光材料を選択する、請求項４３に記載の方法。
　請求項３９～４４のいずれか１項に記載の方法を実施するプログラム。