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JPWO2015022835A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置及び蛍光発光性化合物 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置及び蛍光発光性化合物 Download PDF

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Abstract

本発明の課題は、発光効率が向上し、経時による発光特性の変化が少ない安定性の優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する照明装置及び表示装置並びに蛍光発光性化合物を提供することである。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、かつ、該蛍光発光性化合物は、分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする。

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された照明装置及び表示装置並びに蛍光発光性化合物に関する。より詳しくは、発光効率を改良した有機エレクトロルミネッセンス素子、当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された照明装置及び表示装置並びに有機エレクトロルミネッセンス素子に有用な蛍光発光性化合物に関する。
有機材料のエレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下「ＥＬ」と記す。）を利用した有機ＥＬ素子（「有機電界発光素子」ともいう。）は、平面発光を可能とする新しい発光システムとして既に実用化されている技術である。有機ＥＬ素子は、電子ディスプレイはもとより、最近では照明機器にも適用され、その発展が期待されている（例えば非特許文献１参照。）。
有機ＥＬの発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の２通りがある。
有機ＥＬ素子に電界をかけると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層において再結合し励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが２５％：７５％の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。
しかしながら、リン光発光方式において実際に高い量子効率を得るためには、中心金属にイリジウムや白金などの希少金属を用いた錯体を用いる必要があり、将来的に希少金属の埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となることが懸念される。
一方で、蛍光発光型においても発光効率を向上させるために様々な開発がなされており、近年新しい動きが出てきた。
例えば、特許文献１には、二つの三重項励起子の衝突により一重項励起子が生成する現象（以下、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ：以下、適宜「ＴＴＡ」と略記する。また、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」と呼ぶ場合もある。）に着目し、ＴＴＡ現象を効率的に起こして蛍光素子の高効率図る技術が開示されている。この技術により蛍光発光材料の電力効率は従来の蛍光発光材料の２〜３倍まで向上しているが、ＴＴＡにおける理論的な一重項励起子生成効率は４０％程度にとどまるため、依然としてリン光発光に比べ高発光効率化の課題を有している。
さらに近年では、安達らにより、熱活性化型遅延蛍光（「熱励起型遅延蛍光」ともいう。以下、Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：以下、適宜「ＴＡＤＦ」と略記する。）機構を利用した蛍光発光材料と、有機ＥＬ素子への利用の可能性が報告されている（例えば、非特許文献２〜７及び特許文献２参照。）。
ＴＡＤＦ機構は、図１に示すように、一般的な蛍光発光性化合物に比べ、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位の差（ΔＥｓｔ）が小さい材料（図１では、ΔＥｓｔ（ＴＡＤＦ）がΔＥｓｔ（Ｆ）よりも小さい。）を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が生じる現象を利用した発光機構である。すなわち、ΔＥｓｔが小さいことによって、電界励起により７５％の確率で発生する三重項励起子が、本来なら発光に寄与できないところ、有機ＥＬ素子駆動時の熱エネルギーなどで一重項励起状態に遷移し、その状態から基底状態へ輻射失活（「輻射遷移」又は「放射失活」ともいう。）し蛍光発光を起こすものである。このＴＡＤＦ機構による遅延蛍光を利用すると、蛍光発光においても、理論的には１００％の内部量子効率が可能となると考えられている。
しかしながら、有機ＥＬ素子へのＴＡＤＦ機構の利用は、ＴＡＤＦを示す発光材料に由来する課題や、有機ＥＬ素子としての実用上の課題が多く残されており、いまだ実用化には遠い状況である。分子内にドナー性置換基とアクセプター性置換基を同時に導入した分子群がＴＡＤＦを示す発光材料として知られている（例えば、非特許文献２参照。）。ベンゼン環にドナー性置換基としてカルバゾール環基、アクセプター性置換基としてシアノ基が導入された分子がＴＡＤＦ性能を示しているが、青色の発光効率や分子の安定性においていまだ十分でなく、更なる向上が望まれていた。
国際公開第２０１２／１３３１８８号 特開２０１１−２１３６４３号公報
「照明に向けた燐光有機ＥＬ技術の開発と展開」応用物理 第８０巻、第４号、２０１１年 Ｈ．Ｕｏｙａｍａ， ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４−２３８ Ｓ．Ｙ．Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１２，１０１，０９３３０６−０９３３０９ Ｑ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， ２０１２，１３４，１４７０６−１４７０９ Ｔ．Ｎａｋａｇａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．， ２０１２，４８，９５８０−９５８２ Ａ．Ｅｎｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２００９，２１，４８０２−４８０６ 有機ＥＬ討論会 第１０回例会予稿集 ｐ１１−１２，２０１０
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する照明装置及び表示装置並びに蛍光発光性化合物を提供することである。さらに、経時による発光特性の変化が少ない安定性の優れた有機ルミネッセンス素子、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した照明装置及び表示装置並びに有機エレクトロルミネッセンス素子に有用な蛍光発光性化合物を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、熱活性化型遅延蛍光発光性化合物（ＴＡＤＦ化合物）のホッピング伝導におけるキャリア輸送効率の観点から、上記問題の原因等について検討したところ、電子吸引性基と電子供与性基とを有し、分子軌道計算により得られるＨＯＭＯ（最高被占軌道）とＬＵＭＯ（最低空軌道）の電子密度分布が実質的に分離している蛍光発光性化合物を用いることにより、当該ＴＡＤＦ化合物のキャリア輸送性向上により、強い蛍光発光を有し、安定な薄膜を実現できることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
１．窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該蛍光発光性化合物は、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
２．前記蛍光発光性化合物が、下記一般式（Ａ）で表される構造を有することを特徴とする第１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＷＧは、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環である電子吸引性基、又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環である電子吸引性基を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
３．前記電子吸引性基が、６π電子系であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
４．前記電子吸引性基が、１０π電子系であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
５．前記電子吸引性基が、１４π電子系であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
６．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（１−１）で表される構造であることを特徴とする第２項又は第３項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。）
７．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（２−１）で表される構造であることを特徴とする第２項又は第４項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ２１は、ＮＲｂ、Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ及びＲｄは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
８．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−１）で表される構造であることを特徴とする第２項又は第５項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
９．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−２）で表される構造であることを特徴とする第２項又は第５項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ１及びＲａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１０．前記一般式（３−２）で表される構造が下記一般式（３−３）で表される構造であることを特徴とする第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ２及びＲａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１１．前記一般式（Ａ）で表される構造において、ＥＤＧが、カルバゾール環基、チオフェン環基又はピロール環基を表すことを特徴とする第２項から第１０項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
１２．前記一般式（１−１）で表される構造が下記一般式（１−２）で表される構造であることを特徴とする第６項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは水素原子又は置換基を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１３．前記一般式（２−１）で表される構造が下記一般式（２−２）で表される構造であることを特徴とする第７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子、ＮＲｂ、酸素原子、硫黄原子又はＣＲａを表す。Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒａ及びＲｂは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１４．前記一般式（３−１）で表される構造が下記一般式（３−４）で表される構造であることを特徴とする第８項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１５．前記一般式（３−２）で表される構造が下記一般式（３−５）で表される構造であることを特徴とする第９項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ３及びＲａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
１６．前記一般式（３−３）で表される構造が下記一般式（３−６）で表される構造であることを特徴とする第１０項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７、Ｒ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ４及びＲａは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。）
１７．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−１）で表される構造であることを特徴とする第２項から第１６項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。ｘは０又は１の整数を表す。ｘが１の場合、−Ｙ−若しくは−Ｚ−は、直接結合又は−Ｏ−、−Ｓ−若しくは−Ｎ（Ｒｇ）−のいずれかで表される。Ｒｇは置換基を表す。Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは互いに連結して結合を形成しても良い。）
１８．前記一般式（４−１）で表される構造が下記一般式（４−２）で表される構造であることを特徴とする第１７項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１、Ｒｕ１は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１及びＲｕ１は、互いに連結して結合を形成しても良い。）
１９．前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−３）で表される構造であることを特徴とする第２項から第１６項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2015022835
（式中、Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。−Ｘ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒｇ）−又は−Ｃ（Ｒｈ）（Ｒｉ）−のいずれかで表される。Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉは、それぞれ独立に置換基を表す。Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は互いに連結して結合を形成しても良い。）
２０．前記蛍光発光性化合物の、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態のエネルギー差（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることを特徴とする第１項から第１９項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
２１．第１項から第２０項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。
２２．第１項から第２０項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。
２３．窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物であって、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする蛍光発光性化合物。
本発明の上記手段により発光効率が向上した有機ＥＬ素子を提供することができる。また、当該有機ＥＬ素子を具備する照明装置及び表示装置並びに蛍光発光性化合物を提供することができる。さらに、経時による発光特性の変化が少ない安定性の優れた有機ルミネッセンス素子、当該有機ＥＬ素子を具備した照明装置及び表示装置並びに有機ＥＬ素子に有用な蛍光発光性化合物を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、以下のように推察している。
従来知られている遅延蛍光発光性化合物に用いられている置換基は、シアノ基やスルホニル基のような置換基としての面積が小さい線状の置換基である。そのため、分子に置換させた時に、他に立体障害の大きな置換基（例えば、カルバゾール環、ジベンゾフラン環等）が存在すると分子全体の内側に遮蔽されホッピング伝導のキャリア輸送に不利であった。一方、遅延蛍光発光材料に用いられる電子吸引性基をπ電子系の広がりのある６π電子系、１０π電子系、１４π電子系に置き換えることで、置換基を分子の外殻に張り出すことができ、キャリア輸送の観点で有効である。
一方、シアノ基やスルホニル基のような強い電子吸引性基が分子内に置換される場合、その影響でＨＯＭＯやＬＵＭＯは深い準位となる。そのため、有機ＥＬ素子の発光層に本発明の遅延蛍光発光材料を含有する場合、ホスト化合物として適当な組み合わせがない。ヘテロ芳香族環のような弱い電子吸引性基に変更することにより、ＨＯＭＯやＬＵＭＯが浅くなりホスト化合物の組み合わせの幅を大きくすることができる。
一般的な蛍光発光性化合物及びＴＡＤＦ化合物のエネルギーダイヤグラムを示した模式図 有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図 アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図 画素の回路を示した概略図 パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図 照明装置の概略図 照明装置の模式図 電子輸送層の層厚違いのＭ ｐｌｏｔの一例を示したグラフ ＥＴＬ層厚と抵抗値の関係の一例を示したグラフ 素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／ＥＩＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子を等価回路モデルの模式図 素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／ＥＩＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子の解析結果の一例 劣化後の有機ＥＬ素子の解析結果の一例を説明するグラフ ＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布を示した模式図
本発明の有機ＥＬ素子は、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該蛍光発光性化合物は、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項２３までの請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
本発明の実施態様として、本発明の効果発現の観点から、前記蛍光発光性化合物が、前記一般式（Ａ）で表される構造を有することが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られることから好ましい。
さらに、前記電子吸引性基が６π電子系であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られることから好ましい。
また、前記電子吸引性基が１０π電子系であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られることから好ましい。
さらに、前記電子吸引性基が１４π電子系であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られることから好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（１−１）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られることから好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（２−１）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
さらに、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（３−１）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（３−２）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（３−２）で表される構造が前記一般式（３−３）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造において、ＥＤＧがカルバゾール環基、チオフェン環基又はピロール環基で表されることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（１−１）で表される構造が前記一般式（１−２）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（２−１）で表される構造が前記一般式（２−２）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（３−１）で表される構造が前記一般式（３−４）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（３−２）で表される構造が前記一般式（３−５）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（３−３）で表される構造が前記一般式（３−６）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（４−１）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（４−１）で表される構造が前記一般式（４−２）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、前記一般式（４−３）で表される構造であることが、前記キャリア輸送効率やＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布の観点から発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜が得られるので好ましい。
さらに、前記蛍光発光性化合物の、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態のエネルギー差（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることが、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こりうるため、イリジウム等のレアメタルを使用せずに高い発光効率を得る効果が得られるので好ましい。
本発明の有機ＥＬ素子は照明装置に好適に具備され得る。これにより、発光効率向上の効果が得られる。
また、本発明の有機ＥＬ素子は表示装置に好適に具備され得る。これにより、輝度の高い鮮明な動画表示の効果が得られる。
また、本発明の蛍光発光性化合物は、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物であって、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴としている。これにより、有機ＥＬ素子に用いた時に、発光効率が向上し、経時による発光特性の変化が少ない安定性の優れた蛍光発光性化合物が得られる。
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。
なお、本発明において示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
本論に入る前に、本発明の技術思想と関連する、有機ＥＬの発光方式及び発光材料について述べる。
＜有機ＥＬの発光方式＞
有機ＥＬの発光方式としては三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の２通りがある。
有機ＥＬのような電界で励起する場合には、三重項励起子が７５％の確率で、一重項励起子が２５％の確率で生成するため、リン光発光の方が蛍光発光に比べ発光効率を高くすることが可能で、低消費電力化を実現するには優れた方式である。
一方、蛍光発光においても、７５％の確率で生成してしまう、通常では励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしかならない三重項励起子を、高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるＴＴＡ（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ、また、Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｆｕｓｉｏｎ：「ＴＴＦ」と呼ぶ場合もある。）機構を利用した方式が見つかっている。
さらに近年では安達らの発見により一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱及び／又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ１００％に近い蛍光発光を可能とする現象（熱励起型遅延蛍光、又は熱励起型遅延蛍光ともいう：「ＴＡＤＦ」）とそれを可能にする蛍光物質が見いだされている（例えば、前述の非特許文献１参照。）。
＜リン光発光性材料＞
前記のように、リン光発光は発光効率的には蛍光発光よりも理論的には３倍有利であるが、三重項励起状態から一重項である基底状態へのエネルギー失活（＝リン光発光）は禁制遷移であり、また同様に一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、励起子寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることは困難である。
ただし、イリジウムや白金などの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が３桁以上増大し、配位子の選択によっては、１００％のリン光量子収率を得ることも可能となる。
しかしながら、このような理想的な発光を得るためには、希少金属であるイリジウムやパラジウム、白金などのいわゆる白金属と呼ばれる貴金属を用いる必要があり、大量に使用されることになるとその埋蔵量や金属自体の値段が産業上大きな問題となってくる。
＜蛍光発光性材料＞
蛍光発光性材料は、リン光発光性材料のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素、水素などの一般的な元素の組合せから構成される、いわゆる有機化合物が適用でき、さらに、リンや硫黄、ケイ素などその他の非金属元素を用いることも可能で、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用できるなど、その多様性はほぼ無限と言える。
ただし、従来の蛍光発光性材料では前記のように励起子の２５％しか発光に適用できないために、リン光発光のような高効率発光は望めない。
＜遅延蛍光発光性材料＞
＜励起三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）遅延蛍光発光性材料＞
蛍光発光性材料の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光発光を利用した発光方式である。三重項励起子同士の衝突を起源とするＴＴＡ方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる三重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機ＥＬ素子においても従来の蛍光発光素子の約２倍の外部取りだし量子効率を得ることができている。
一般式：Ｔ＊ ＋ Ｔ＊ → Ｓ＊ ＋ Ｓ
（式中、Ｔ＊ は三重項励起子、Ｓ＊は一重項励起子、Ｓ は基底状態分子 を表す）
しかしながら、上式からもわかるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で１００％の内部量子効率を得ることは原理上できない。
＜熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料＞
もう一つの高効率蛍光発光であるＴＡＤＦ方式は、ＴＴＡの問題点を解決できる方式である。
蛍光発光性材料は前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差（以降、ΔＥｓｔと記載する。）が極めて近接する化合物が存在する（図１参照）。
このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔＥｓｔが小さいために通常では起こりえない三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こる。さらに、一重項励起状態から基底状態への失活（＝蛍光発光）の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活（無輻射失活）するよりも、一重項励起状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、ＴＡＤＦでは理想的には１００％の蛍光発光が可能となる。
＜ΔＥｓｔに関する分子設計思想＞
上記ΔＥｓｔを小さくするための分子設計について説明する。
ΔＥｓｔを小さくするためには、原理上分子内の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ；ＨＯＭＯ）と最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）の空間的な重なりを小さくすることが最も効果的である。
一般に分子の電子軌道において、ＨＯＭＯは電子供与性部位に、ＬＵＭＯは電子吸引性部位に分布することが知られており、分子内に電子供与性と電子吸引性の骨格を導入することによって、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが存在する位置を遠ざけることが可能である。
例えば、前述の非特許文献２においては、シアノ基やスルホニル基、トリアジンなどの電子吸引性の骨格と、カルバゾールやジフェニルアミノ基等の電子供与性の骨格とを導入することで、ＬＵＭＯとＨＯＭＯとをそれぞれ局在化させている。
また、化合物の基底状態と三重項励起状態との分子構造変化を小さくすることも効果的である。構造変化を小さくするための方法としては、例えば、化合物を剛直にすることなどが効果的である。ここで述べる剛直とは、例えば分子内の環と環との結合における自由回転を抑制したり、またπ共役面の大きい縮合環を導入するなど、分子内において自由に動ける部位が少ないことを意味する。特に、発光に関与する部位を剛直にすることによって、励起状態における構造変化を小さくすることが可能である。
＜ＴＡＤＦ材料が抱える一般的な問題＞
ＴＡＤＦ材料は、その発光機構及び分子構造の面から種々の問題を抱えている。
以下に、一般的にＴＡＤＦ材料が抱える課題の一部について記載する。
ＴＡＤＦ材料においては、ΔＥｓｔを小さくするためにＨＯＭＯとＬＵＭＯの存在する部位をできるだけ離すことが必要であるが、このため、分子の電子状態はＨＯＭＯ部位とＬＵＭＯ部位が分離したドナー／アクセプター型の分子内ＣＴ（分子内電荷移動状態）に近い状態となってしまう。
このような分子は、複数存在すると一方の分子のドナー部分と他方の分子のアクセプター部分とを近接させると安定化が図られる。そのような安定化状態は２分子間での形成に限らず、３分子間若しくは５分子間であったりと、複数の分子間でも形成が可能であり、結果、広い分布を持った種々の安定化状態が存在することになり、吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードとなる。また、２分子を超える多分子集合体を形成しない場合であっても、二つの分子の相互作用する方向や角度などの違いによって様々な存在状態を取り得るため、基本的にはやはり吸収スペクトル及び発光スペクトルの形状はブロードになる。
発光スペクトルがブロードになることは二つの大きな問題を発生する。
一つは、発光色の色純度が低くなってしまう問題である。照明用途に適用する場合にはそれほど大きな問題にはならないが、電子ディスプレイ用途に用いる場合には色再現域が小さくなり、また、純色の色再現性が低くなることから、実際に商品として適用するのは困難になる。
もう一つの問題は、発光スペクトルの短波長側の立ち上がり波長（「蛍光ゼロ−ゼロバンド」と呼ぶ）が短波長化、すなわち高Ｓ１化（励起一重項エネルギーの高エネルギー化）してしまうことである。
当然、蛍光ゼロ−ゼロバンドが短波長化すると、Ｓ１よりもエネルギーの低いＴ１に由来するリン光ゼロ−ゼロバンドも短波長化（高Ｔ１化）してしまう。そのため、ホスト化合物に用いる化合物はドーパントからの逆エネルギー移動を起こさないようにするために、高Ｓ１化かつ高Ｔ１化する必要が生じてくる。
これは非常に大きな課題である。基本的に有機化合物からなるホスト化合物は、有機ＥＬ素子中で、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態及び励起状態という、複数の活性かつ不安定な化学種の状態を取るが、それら化学種は分子内のπ共役系を拡大することで比較的安定に存在させることができる。しかしながら、高Ｓ１化かつ高Ｔ１化を達成するには、分子内のπ共役系を縮小するか若しくは断ち切ることが必要となり、安定性と両立させることが困難になって、結果的には発光素子の寿命を短くしてしまうことになる。
また、重金属を含まないＴＡＤＦ発光材料においては、三重項励起状態から基底状態に失活する遷移は禁制遷移であるため、三重項励起状態での存在時間（励起子寿命）は数百μ秒からミリ秒オーダーと極めて長い。そのため、仮にホスト化合物のＴ１エネルギーが、発光材料のそれよりも高いエネルギーレベルであったとしても、その存在時間の長さから発光材料の三重項励起状態からホスト化合物へと逆エネルギー移動を起こす確率が増大してしまう。その結果、本来意図するＴＡＤＦ発光材料の三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が十分に起こらずに、ホスト化合物への好ましくない逆エネルギー移動が主流となって、十分な発光効率が得られないという不具合が生じてしまう。
上記のような問題を解決するためには、ＴＡＤＦ材料の発光スペクトル形状をシャープ化し、発光極大波長と発光スペクトルの立ち上がり波長の差を小さくすることが必要となる。そのためには、基本的には一重項励起状態及び三重項励起状態の分子構造の変化を小さくすることにより達成することが可能である。
また、ホスト化合物への逆エネルギー移動を抑制するためには、ＴＡＤＦ発光材料の三重項励起状態の存在時間（励起子寿命）を短くすることが効果的である。それを実現するには、基底状態と三重項励起状態との分子構造変化を小さくすること、及び禁制遷移をほどくのに好適な置換基や元素を導入することなどの対策を講じることで、問題点を解決することが可能である。
本発明は、上記のように励起状態の構造変化を抑えた発光材料、及び三重項励起状態の存在時間が短い発光材料も設計思想として含むものである。
≪本発明の蛍光発光性化合物≫
本発明の蛍光発光性化合物は、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物であって、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴としている。また、本発明の蛍光発光性化合物は、遅延蛍光発光性化合物であることが好ましい。本発明における電子密度分布は、分子を構造最適化した際に得られるものである。
本発明における蛍光発光性化合物の電子吸引性基は、６π電子系、１０π電子系又は１４π電子系であることが好ましい。
６π電子系の電子吸引性基は、窒素原子を含む５員又は６員の複素環基である。例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環等が挙げられる。好ましくは、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環が挙げられる。
１０π電子系の電子吸引性基は、窒素原子を含む５員又は６員からなる縮合環化合物である。
例えば、インドール環、インダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、イソインドール環、ナフチリジン環、フタラジン環等が挙げられる。好ましくは、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾイミダゾール環、が挙げられる。
１４π電子系の電子吸引性基は、窒素原子を含む５員又は６員からなる縮合環化合物である。
例えば、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（前記カルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、アクリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、フェナジン環、アザジベンゾフラン環、アザジベンゾチオフェン環等が挙げられる。好ましくは、カルボリン環、ジアザカルバゾール環、アザジベンゾフラン環、アザジベンゾチオフェン環が挙げられる。
［一般式（Ａ）で表される化合物］
本発明の窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物は、下記一般式（Ａ）で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（Ａ）において、Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。Ａｒ０で表される連結部位としては、特に一般式（Ａ）の化合物の機能を阻害しない範囲であればなんであっても良く、好ましくは芳香族炭化水素環、芳香族複素環又はこれらの組み合わせである。
一般式（Ａ）において、ＥＷＧは、窒素原子を１個又は若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環、又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環である電子吸引性基を表す。
電子吸引性基としては、前記６π電子系の電子吸引性基、１０π電子系の電子吸引性基及び１４π電子系の電子吸引性基で上げたものが挙げられる。
一般式（Ａ）において、ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。例えば、カルバゾール環、チオフェン環、ピロール環、メシチル基、キシリル基等が挙げられる。
一般式（Ａ）において、ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
［一般式（１−１）で表される化合物］
前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（１−１）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（１−１）において、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。
一般式（１−１）において、Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。一般式（１−１）において、Ｒａが置換基を表す場合、その置換基としてはアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、芳香族炭化水素基（芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等）、芳香族複素環基（例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基（例えば、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，２，３−トリアゾール−１−イル基等）、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基（前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す）、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等）、複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、ホスホノ基等が挙げられる。好ましくは、アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基が挙げられる。
また、これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は、複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。
一般式（１−１）において、ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
［一般式（２−１）で表される化合物］
また、前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（２−１）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（２−１）において、Ｘ２１は、ＮＲｂ、Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。
Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ及びＲｄは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。
一般式（２−１）において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ及びＲｄが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（３−１）で表される化合物］
前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−１）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−１）におけるＸ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
一般式（３−１）において、Ｒａが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（３−２）で表される化合物］
前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−２）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−２）において、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ１及びＲａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。
一般式（３−２）において、Ｒ１及びＲａが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。Ａｒ０の置換位置としては、Ｘ３５若しくはＸ３７が好ましい。
［一般式（３−３）で表される化合物］
前記一般式（３−２）が下記一般式（３−３）で表されることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−３）において、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ２及びＲａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。
一般式（３−３）において、Ｒ２及びＲａが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（１−２）で表される化合物］
前記一般式（１−１）で表される構造が下記一般式（１−２）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（１−２）において、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは水素原子又は置換基を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
一般式（１−２）において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６，Ｒ４７、Ｒ４８及びＲａが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（２−２）で表される化合物］
前記一般式（２−１）で表される構造が下記一般式（２−２）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（２−２）において、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子、ＮＲｂ、酸素原子、硫黄原子又はＣＲａを表す。Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基である。Ｒａ及びＲｂは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
一般式（２−２）において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７、Ｒ４８及びＲｂが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（３−４）で表される化合物］
前記一般式（３−１）で表される構造が下記一般式（３−４）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−４）におけるＸ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。
一般式（３−４）において、Ｒａ、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８が置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（３−５）で表される化合物］
前記一般式（３−２）で表される構造が下記一般式（３−５）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−５）において、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３及びＸ３４のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ３及びＲａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎはｍ１〜６の整数を表す。
一般式（３−５）において、Ｒ３、Ｒａ、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８が置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（３−６）で表される化合物］
前記一般式（３−３）で表される構造が下記一般式（３−６）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（３−６）で表されるＸ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ４及びＲａは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式（３−６）において、Ｒ４、Ｒａ、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８が置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（４−１）で表される化合物］
前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−１）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（４−１）において、Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。ｘは０又は１の整数を表す。ｘが１の場合、−Ｙ−及び−Ｚ−は、それぞれ独立に直接結合又は−Ｏ−、−Ｓ−若しくは−Ｎ（Ｒｇ）−のいずれかで表される。Ｒｇは置換基を表す。Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは互いに連結して結合を形成しても良い。
一般式（４−１）において、Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ、Ｒｕ及びＲｇが置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（４−２）で表される化合物］
前記一般式（４−１）で表される構造が下記一般式（４−２）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（４−２）で表されるＲｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１及びＲｕ１は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１及びＲｕ１は互いに連結して結合を形成しても良い。
一般式（４−２）において、Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１及びＲｕ１が置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
［一般式（４−３）で表される化合物］
前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−３）で表される構造であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（４−３）で表される、Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。−Ｘ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒｇ）−又は−Ｃ（Ｒｈ）（Ｒｉ）−のいずれかで表される。Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉは置換基を表す。Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は互いに連結して結合を形成しても良い。
一般式（４−３）において、Ｒｇ、Ｒｈ、Ｒｉ、Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２が置換基を表す場合に、置換基としては一般式（１−１）のＲａと同義である。
本発明の一般式として、一般式（３−２）、（３−３）、（３−５）及び（３−６）において、Ｎ−Ｒ１、Ｎ−Ｒ２、Ｎ−Ｒ３、Ｎ−Ｒ４が酸素原子、若しくは、硫黄原子で表される場合も好ましい。
以下に、本発明の蛍光発光性化合物の具体例を挙げるが、これらに限られるものではない。具体的な化合物例は下記に挙げられる。
Figure 2015022835
Figure 2015022835
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Figure 2015022835
＜合成方法＞
上記蛍光発光性化合物は、例えば以下の文献、又は、その文献に記載の参照文献に記載の方法を参照することにより合成することができる。
・Ｓ． Ｒｉｅｄｍｕｌｌｅｒ ａｎｄ Ｂｏｒｉｓ Ｊ． Ｎａｃｈｔｓｈｅｉｍ．，Ｂｅｉｌｓｔｅｉｎ Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２０１３，９，１２０２−１２０９
・Ｗａｋｏ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｑｕａｒｅ Ｎｏ．２７（２００９）
・Ｎ．Ｍ．Ｍｏａｚｚａｍ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，２０１２，２６，７，３３０−３３４
・Ｈ．Ｋａｗａｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２００８，１２，１４６４−１４６６
・Ｓ．Ｏｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，２００８，６４，２６，６０５１−６０５９
・Ｓ．Ｏｉ，ｅｔ ａｌ．，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００８，１０，９，１８３２−１８２６
・Ｈ．Ｕｏｙａｍａ，ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ，２０１２，４９２，２３４−２３８（前述の非特許文献２）
＜合成例＞
本発明の蛍光発光性化合物の合成例を以下に示す。
（合成例１）
Figure 2015022835
６０％水素化ナトリウム３００ｍｇを、窒素置換したフラスコに入れ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを加えて撹拌した。この混合物へ９Ｈ−カルバゾール１ｇを加え、窒素気流下、室温で３０分撹拌した。撹拌後、この混合物へ化合物１を３００ｍｇを加え、この混合物を窒素雰囲気下、１２０℃で４８時間加熱撹拌した。その後、この混合物へ、水を加えて撹拌後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを除去した。その後、カラムクロマトグラフィーで精製した後、蛍光発光性化合物（２−３）を８０ｍｇ得た。
ＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより蛍光発光性化合物（２−３）であることを確認した。
（合成例２）
Figure 2015022835
化合物２を３ｇと２，２′−ジブロモビフェニル１０ｇをビスジベンジリデンアセトンパラジウム錯体とトリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィンを触媒として、トルエン溶媒中で、塩基としてナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシドを使用して７時間加熱撹拌した。反応終了後、酢酸エチルとテトラヒドロフランと水を加えて有機層を抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去してからカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルで再結晶し、蛍光発光性化合物（３−８）を１．５ｇ得た。
ＮＭＲスペクトル及びマススペクトルにより蛍光発光性化合物（３−８）であることを確認した。
以下に、本発明の蛍光発光性化合物、特にΔＥｓｔの小さい材料に関する種々の測定方法について記載する。
［電子密度分布］
本発明の蛍光発光性化合物は、ΔＥｓｔを小さくするという観点から、分子内においてＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることが好ましい。これらＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの電子密度分布状態については、分子軌道計算により得られる構造最適化した際の電子密度分布から求めることができる。
本発明における蛍光発光性化合物の分子軌道計算による構造最適化及び電子密度分布の算出は、計算手法として、汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算用ソフトウェアを用いて算出することができ、ソフトウェアに特に限定はなく、いずれを用いても同様に求めることができる。
本発明においては、分子軌道計算用ソフトウェアとして、米国Ｇａｕｓｓｉａｎ社製のＧａｕｓｓｉａｎ０９（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｃ．０１，Ｍ．Ｊ．Ｆｒｉｓｃｈ，ｅｔ ａｌ，Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，２０１０．）を用いた。
また、「ＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離している」とは、上記分子計算により算出されたＨＯＭＯ軌道分布及びＬＵＭＯ軌道分布の中心部位が離れており、より好ましくはＨＯＭＯ軌道の電子密度分布とＬＵＭＯ軌道の電子密度分布がほぼ重なっていないことを意味する。
また、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分離状態については、前述の汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた構造最適化計算から、さらに時間依存密度汎関数法（Ｔｉｍｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＤＦＴ）による励起状態計算を実施してＳ１、Ｔ１のエネルギー（それぞれＥ（Ｓ１）、Ｅ（Ｔ１））を求めて、ΔＥｓｔ＝Ｅ（Ｓ１）−Ｅ（Ｔ１）として算出することも可能である。算出されたΔＥｓｔが小さいほど、ＨＯＭＯとＬＵＭＯがより分離していることを示す。本発明においては、ΔＥｓｔが、０．８ｅＶ以下である場合には、実質的に分離していると判断できる。本発明においては、前述と同様の計算手法を用いて算出されたΔＥｓｔが、０．５ｅＶ以下であることが好ましく、より好ましくは０．２ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０．１ｅＶ以下である。
［最低励起一重項エネルギーＳ１］
本発明における蛍光発光性化合物の最低励起一重項エネルギーＳ１については、本発明においても通常の手法と同様にして算出されるもので定義される。すなわち、測定対象となる化合物を石英基板上に蒸着して試料を作製し、常温（３００Ｋ）でこの試料の吸収スペクトル（縦軸：吸光度、横軸：波長とする。）を測定する。この吸収スペクトルの長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に基づいて、所定の換算式から算出される。
ただし、本発明において使用する蛍光発光性化合物の、分子自体の凝集性が比較的高い場合においては、薄膜の測定においては凝集による誤差を生じる可能性がある。本発明における蛍光発光性化合物はストークスシフトが比較的小さいこと、さらに励起状態と基底状態の構造変化が小さいことを考慮し、本発明における最低励起一重項エネルギーは、室温（約２５℃）における発光材料の溶液状態の発光波長のピーク値を近似値として用いた。ここで、使用する溶媒は、発光材料の凝集状態に影響を与えない、すなわち溶媒効果の影響が小さい溶媒、例えばシクロヘキサンやトルエン等の非極性溶媒等を用いることができる。
［最低励起三重項エネルギーＴ１］
本発明における蛍光発光性化合物の最低励起三重項エネルギーＴ１については、溶液若しくは薄膜のフォトルミネッセンス（ＰＬ）特性により算出した。例えば薄膜における算出方法としては、希薄状態の発光材料の分散物を薄膜にした後に、ストリークカメラを用い、過渡ＰＬ特性を測定することで、蛍光成分とリン光成分の分離を行い、そのエネルギー差をΔＥｓｔとして最低励起一重項エネルギーから最低励起三重項エネルギーを求めることができる。
測定・評価にあたって、絶対ＰＬ量子収率の測定については、絶対ＰＬ量子収率測定装置Ｃ９９２０−０２（浜松ホトニクス社製）を用いた。発光寿命は、ストリークカメラＣ４３３４（浜松ホトニクス社製）を用いて、サンプルをレーザー光で励起させながら測定した。
≪本発明の有機ＥＬ素子≫
本発明の有機ＥＬ素子は、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該蛍光発光性化合物は、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴としている。以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成について順を追って説明する。
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を上げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／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／陰極
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
本発明に係る発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層ともいう）や電子注入層（陰極バッファー層ともいう）を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層ともいう）や正孔注入層（陽極バッファー層ともいう）を設けてもよい。
本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
（タンデム構造）
また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極／第１発光ユニット／中間層／第２発光ユニット／中間層／第３発光ユニット／陰極
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット及び第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、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、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号、米国特許第７４２０２０３号、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明の有機ＥＬ素子を構成する各層について説明する。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する層の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、２ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜５００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは５〜２００ｎｍの範囲に調整される。
また、本発明の個々の発光層の層厚としては、２ｎｍ〜１μｍの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは２〜２００ｎｍの範囲に調整され、更に好ましくは３〜１５０ｎｍの範囲に調整される。
本発明の発光層には、前述の蛍光発光性化合物を発光ドーパント（発光性ドーパント、単にドーパントともいう。）として含有し、さらに前述のホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。）とを含有することが好ましい。
（１）発光ドーパント
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
発光ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント（蛍光ドーパント、蛍光発光性化合物ともいう。）と、リン光発光性ドーパント（リン光ドーパント、リン光発光性化合物ともいう。）が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも１層の発光層が前述の蛍光発光性化合物を含有することが好ましい。
発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
また、本発明に係る発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
本発明においては、１層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。
白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子における白色とは、２度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がｘ＝０．３９±０．０９、ｙ＝０．３８±０．０８の領域内にあることが好ましい。
（１．１）蛍光発光性ドーパント（蛍光発光性化合物）
本発明に係る蛍光発光性ドーパント（以下、「蛍光発光ドーパント」ともいう。）としては、前述の蛍光発光性化合物が用いられる。
（１．２）リン光発光性ドーパント（リン光発光性化合物）
本発明に係るリン光発光性ドーパント（以下、「リン光ドーパント」又は「リン光発光性化合物」ともいう。）について説明する。
本発明に係るリン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光発光性ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
リン光発光性ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に使用できる公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
Ｎａｔｕｒｅ ３９５，１５１ （１９９８）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，１６２２ （２００１）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９，７３９（２００７）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１７，３５３２（２００５）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１７，１０５９（２００５）、国際公開第２００９／１００９９１号、国際公開第２００８／１０１８４２号、国際公開第２００３／０４０２５７号、米国特許出願公開第２００６／８３５４６９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２０２１９４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００８７３２１号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２４４６７３号明細書、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０，１７０４（２００１）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１６，２４８０（２００４）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，２００３（２００４）、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．２００６，４５，７８００、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１５３５０５（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．３４，５９２（２００５）、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．２９０６（２００５）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４２，１２４８（２００３）、国際公開第２００９／０５０２９０号、国際公開第２００２／０１５６４５号、国際公開第２００９／０００６７３号、米国特許出願公開第２００２／００３４６５６号明細書、米国特許第７３３２２３２号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０８７３７号明細書、米国特許出願公開第２００９／００３９７７６号明細書、米国特許第６９２１９１５号明細書、米国特許第６６８７２６６号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００６／０００８６７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１６５８４６号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１５３５５号明細書、米国特許第７２５０２２６号明細書、米国特許第７３９６５９８号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２６３６３５号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１３８６５７号明細書、米国特許出願公開第２００３／０１５２８０２号明細書、米国特許第７０９０９２８号明細書、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．ｌｎｔ．Ｅｄ．４７，１（２００８）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１８，５１１９（２００６）、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４６，４３０８（２００７）、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ ２３，３７４５（２００４）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７４，１３６１（１９９９）、国際公開第２００２／００２７１４号、国際公開第２００６／００９０２４号、国際公開第２００６／０５６４１８号、国際公開第２００５／０１９３７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００５／１２３８７３号、国際公開第２００７／００４３８０号、国際公開第２００６／０８２７４２号、米国特許出願公開第２００６／０２５１９２３号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２６０４４１号明細書、米国特許第７３９３５９９号明細書、米国特許第７５３４５０５号明細書、米国特許第７４４５８５５号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１９０３５９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２９７０３３号明細書、米国特許第７３３８７２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１３４９８４号明細書、米国特許第７２７９７０４号明細書、米国特許出願公開第２００６／０９８１２０号明細書、米国特許出願公開第２００６／１０３８７４号明細書、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、米国特許出願公開第２０１２／２２８５８３号明細書、米国特許出願公開第２０１２／２１２１２６号明細書明細書、特開２０１２−０６９７３７号公報、特願２０１１−１８１３０３号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等である。
中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしてはＩｒを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
（２）ホスト化合物
本発明に係るホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機ＥＬ素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
ホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が２０％以上であることが好ましい。
ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。
以下に、本発明において好ましく用いられるホスト化合物について述べる。
本発明における蛍光発光性化合物とともに用いられるホスト化合物としては特に制限はないが、逆エネルギー移動の観点から、本発明の蛍光発光性化合物の励起一重項エネルギーより大きな励起エネルギーをもつものが好ましく、さらに本発明の蛍光発光性化合物の励起三重項エネルギーより大きな励起三重項エネルギーをもつものがより好ましい。
ホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、層中において通電経時でホスト化合物分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。
また、特に併用する発光ドーパントがＴＡＤＦ発光を示す場合には、ＴＡＤＦ発光材料の三重項励起状態の存在時間が長いことから、ホスト化合物自体のＴ１エネルギーが高いこと、さらにホスト化合物同士が会合した状態で低Ｔ１状態を作らないこと、ＴＡＤＦ発光材料とホスト化合物とがエキサイプレックスを形成しないこと、ホスト化合物が電界によりエレクトロマーを形成しないことなど、ホスト化合物が低Ｔ１化しないような分子構造の適切な設計が必要となる。
このような用件を満たすためには、ホスト化合物自体が電子のホッピング移動性が高いこと、かつ、正孔のホッピング移動が高いこと、三重項励起状態となったときの構造変化が小さいことが必要である。このような要件を満たすホスト化合物の代表格としてカルバゾール骨格、アザカルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格又はアザジベンゾフラン骨格などの、高Ｔ１エネルギーを有し、かつ１４π電子系の拡張π共役骨格を部分構造として有するものが好ましく挙げられる。さらに、これらの環がビアリール及び／又はマルチアリール構造を取った化合物などが代表例として挙げられる。ここでいう「アリール」とは、芳香族炭化水素環だけでなく芳香族複素環も含む。
より好ましくは、カルバゾール骨格と、カルバゾール骨格とは異なる分子構造を持つ１４π電子系の芳香族複素環化合物とが直接結合した化合物であり、さらに１４π電子系の芳香族複素環化合物を分子内に二つ以上持つカルバゾール誘導体が好ましい。
また、本発明に係るホスト化合物としては、下記一般式（Ｉ）で表される構造を有する化合物も好ましい。これは、下記式（Ｉ）で表される構造を有する化合物は、縮環構造を有するためにπ電子雲が広がっておりキャリア輸送性が高く、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するためである。さらに、一般に縮合芳香族環は三重項エネルギー（Ｔ１）が小さい傾向があるが、一般式（Ｉ）で表される構造を有する化合物は高いＴ１を有しており、発光波長の短い（すなわちＴ１及びＳ１の大きい）発光材料に対しても好適に用いることができる。
Figure 2015022835
上記一般式（Ｉ）において、Ｘ１０１は、ＮＲ１０１、酸素原子、硫黄原子、ＣＲ１０２Ｒ１０３又はＳｉＲ１０２Ｒ１０３を表す。ｙ１〜ｙ８は、各々ＣＲ１０４又は窒素原子を表す。
Ｒ１０１〜Ｒ１０４は、各々水素原子又は置換基を表し、また互いに結合して環を形成してもよい。
Ａｒ１０１及びＡｒ１０２は、各々芳香環を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。
ｎ１０１及びｎ１０２は各々０〜４の整数を表すが、Ｒ１０１が水素原子の場合は、ｎ１０１は１〜４の整数を表す。
一般式（Ｉ）におけるＲ１０１〜Ｒ１０４は、水素又は置換基を表し、ここでいう置換基は本発明のホスト化合物の機能を阻害しない範囲で有しても良いものを指し、例えば合成スキーム上置換基が導入されてしまう場合で、本発明の効果を奏する化合物は本発明に包含される旨を規定するものである。
Ｒ１０１〜Ｒ１０４で各々表される置換基としては、例えば、
直鎖又は分岐アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、
アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、
アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基等）、
芳香族炭化水素環基（芳香族炭素環基、アリール基等ともいう。例えば、ベンゼン環、ビフェニル、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、ｏ−ターフェニル環、ｍ−ターフェニル環、ｐ−ターフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、インデン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環、テトラリン等から導出される基）、
芳香族複素環基（例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ジベンゾチオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環等から導出される基。また、カルボリン環とジアザカルバゾール環を合わせて「アザカルバゾール環」と呼ぶ場合もある。）、
非芳香族炭化水素環基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、
非芳香族複素環基（例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等）、
アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、
シクロアルコキシ基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、
アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、
シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、 アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、
アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、
アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、
スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、
アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、
アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、
アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、
カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、
ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、
スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、
アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等）、
アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、
ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等）、
フッ化炭化水素基（例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、シリル基（例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等）、重水素原子等が挙げられる。
これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
一般式（Ｉ）におけるｙ１〜ｙ８としては、好ましくは、ｙ１〜ｙ４の内の少なくとも三つ、又はｙ５〜ｙ８の内の少なくとも三つがＣＲ１０２で表され、より好ましくはｙ１〜ｙ８が全てＣＲ１０２である。このような骨格は、正孔輸送性又は電子輸送性に優れ、陽極・陰極から注入された正孔・電子を効率よく発光層内で再結合・発光させることができる。
中でも、ＬＵＭＯのエネルギー準位が浅く、電子輸送性に優れる構造として、一般式（Ｉ）中でＸ１０１が、ＮＲ′、酸素原子又は硫黄原子である化合物が好ましい。より好ましくは、Ｘ１０１及びｙ１〜ｙ８とともに形成される縮合環が、カルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環又はアザジベンゾフラン環である。
さらに、ホスト化合物を剛直にすることが好ましいという目的から考え、Ｘ１０１がＮＲ１０１の場合においては、Ｒ１０１は前述で挙げられた置換基の内、π共役系骨格である芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基であることが好ましい。また、これらのＲ１０１は更に前述のＲ１０１〜Ｒ１０４で表される置換基で置換されていてもよい。
一般式（Ｉ）において、Ａｒ１０１及びＡｒ１０２により表される芳香環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。該芳香環は単環でも縮合環でもよく、更に未置換でも、前述のＲ１０１〜Ｒ１０４で表される置換基と同様の置換基を有してもよい。
一般式（Ｉ）において、Ａｒ１０１及びＡｒ１０２により表される芳香族炭化水素環としては、例えば、前述のＲ１０１〜Ｒ１０４で表される置換基の例として挙げられた芳香族炭化水素環基と同様の環が挙げられる。
一般式（Ｉ）で表される部分構造において、Ａｒ１０１及びＡｒ１０２により表される芳香族複素環としては、例えば、前述のＲ１０１〜Ｒ１０４で表される置換基の例として挙げられた芳香族複素環基と同様の環が挙げられる。
一般式（Ｉ）で表されるホスト化合物が大きなＴ１を有するという目的を考えた場合には、Ａｒ１０１及びＡｒ１０２で表される芳香環自身のＴ１が高いことが好ましく、ベンゼン環（ベンゼン環が複数連結したポリフェニレン骨格（ビフェニル、テルフェニル、クォーターフェニル等）も含む）、フルオレン環、トリフェニレン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環、アザジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ピリジン環、ピラジン環、インドロインドール環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イミダゾール環又はトリアジン環等が好ましい。より好ましくはベンゼン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、ジベンゾフラン環である。
Ａｒ１０１及びＡｒ１０２がカルバゾール環又はアザカルバゾール環の場合は、Ｎ位（又は９位ともいう）又は３位で結合していることがより好ましい。
Ａｒ１０１及びＡｒ１０２がジベンゾフラン環の場合は、２位又は４位で結合していることがより好ましい。
また、上記の目的とは別に、有機ＥＬ素子を車内に積載して使用する用途などを考えた場合においては、車内の環境温度が高くなることが想定されるため、ホスト化合物のＴｇが高いことも好ましい。そこで、一般式（Ｉ）で表されるホスト化合物を高Ｔｇ化するという目的から、Ａｒ１及びＡｒ２により表される芳香環としては、各々３環以上の縮合環が好ましい一態様である。
３環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環は、更に上記の置換基を有していてもよい。
また、３環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環（ナフトチオフェン環）等が挙げられる。なお、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
一般式（Ｉ）において、ｎ１０１及びｎ１０２は各々０〜２であることが好ましく、より好ましくはｎ１０１＋ｎ１０２が１〜３である。また、Ｒ１０１が水素原子の場合にｎ１０１及びｎ１０２が同時に０であると、一般式（Ｉ）で表されるホスト化合物の分子量が小さく低いＴｇしか達成できないため、Ｒ１０１が水素原子の場合にはｎ１０１は１〜４を表す。
本発明においては、特に、ジベンゾフラン環とカルバゾール環をともに有するホスト化合物が好ましい。
本発明に係るホスト化合物として、前記一般式（Ｉ）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（II）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。このような化合物は、特にキャリア輸送性に優れる傾向があるためである。
Figure 2015022835
一般式（II）において、Ｘ１０１、Ａｒ１０１、Ａｒ１０２、ｎ１０２は、前記一般式（Ｉ）におけるＸ１０１、Ａｒ１０１、Ａｒ１０２、ｎ１０２と同義である。
ｎ１０２は好ましくは０〜２であり、より好ましくは０又は１である。
一般式（II）において、Ｘ１０１を含んで形成される縮合環は、Ａｒ１０１及びＡｒ１０２以外にも本発明のホスト化合物の機能を阻害しない範囲でさらに置換基を有しても良い。
さらに、一般式（II）で表される構造を有する化合物が下記一般式（III−１）、（III−２）又は（III−３）で表される構造を有する化合物であることが好ましい。
Figure 2015022835
一般式（III−１）〜（III−３）において、Ｘ１０１、Ａｒ１０２、ｎ１０２は、前記一般式（II）におけるＸ１０１、Ａｒ１０２、ｎ１０２と同義である。
一般式（III−１）〜（III−３）において、Ｘ１０１を含んで形成される縮合環、カルバゾール環及びベンゼン環は、本発明のホスト化合物の機能を阻害しない範囲でさらに置換基を有しても良い。
以下に、本発明に係るホスト化合物として、一般式（Ｉ）、（II）、（III−１）、（III−２）及び（III−３）で表される構造を有する化合物及びその他の構造からなる化合物例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure 2015022835
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本発明に用いられる好ましいホスト化合物は、昇華精製が可能な程度の分子量をもった低分子化合物であっても、繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
低分子化合物の場合、昇華精製が可能であるため精製が容易で、高純度の材料を得やすいという利点がある。分子量としては、昇華精製が可能な程度であれば特に制限はないが、好ましい分子量としては３０００以下、より好ましくは２０００以下である。
繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーの場合は、ウェットプロセスで成膜しやすいという利点があり、また一般にポリマーはＴｇが高いため耐熱性の点でも好ましい。本発明のホスト化合物として用いられるポリマーは、所望の素子性能が達成可能であれば特に制限はないが、好ましくは一般式（Ｉ）、（II）、（III−１）〜（III−３）の構造を主鎖若しくは側鎖に有するものが好ましい。分子量としては特に制限はないが、分子量５０００以上が好ましく、若しくは繰り返し単位数が１０以上のものが好ましい。
また、ホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機ＥＬ素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが好ましい。好ましくはＴｇが９０℃以上であり、より好ましくは１２０℃以上である。
ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明の電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は２ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
また、有機ＥＬ素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数ｎｍ〜数μｍの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。
電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、含窒素芳香族複素環誘導体（カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体（カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの）、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、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等）、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等）等が挙げられる。
また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、ｎ性の高い（電子リッチ）電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のｎ型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等の文献に記載されたものが挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許第６５２８１８７号明細書、米国特許第７２３０１０７号明細書、米国特許出願公開第２００５／００２５９９３号明細書、米国特許出願公開第２００４／００３６０７７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１１５３１６号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１０１８７０号明細書、米国特許出願公開第２００９／０１７９５５４号明細書、国際公開第２００３／０６０９５６号、国際公開第２００８／１３２０８５号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７５，４（１９９９）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，４４９（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８１，１６２（２００２）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９，１５６（２００１）、米国特許第７９６４２９３号明細書、米国特許出願公開第２００９／０３０２０２号明細書、国際公開第２００４／０８０９７５号、国際公開第２００４／０６３１５９号、国際公開第２００５／０８５３８７号、国際公開第２００６／０６７９３１号、国際公開第２００７／０８６５５２号、国際公開第２００８／１１４６９０号、国際公開第２００９／０６９４４２号、国際公開第２００９／０６６７７９号、国際公開第２００９／０５４２５３号、国際公開第２０１１／０８６９３５号、国際公開第２０１０／１５０５９３号、国際公開第２０１０／０４７７０７号、欧州特許第２３１１８２６号明細書、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００９−２０９１３３号公報、特開２００９−１２４１１４号公報、特開２００８−２７７８１０号公報、特開２００６−１５６４４５号公報、特開２００５−３４０１２２号公報、特開２００３−４５６６２号公報、特開２００３−３１３６７号公報、特開２００３−２８２２７０号公報、国際公開第２０１２／１１５０３４号等である。
本発明におけるよりより好ましい電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《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層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
《電子注入層》
本発明に係る電子注入層（「陰極バッファー層」ともいう）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
電子注入層はごく薄い層であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は０．１〜５ｎｍの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層であってもよい。
電子注入層は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム８−ヒドロキシキノレート（Ｌｉｑ）等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明の正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲であり、より好ましくは２〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
正孔輸送層に用いられる材料（以下、正孔輸送材料という）としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー（例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等）等が挙げられる。
トリアリールアミン誘導体としては、α−ＮＰＤに代表されるベンジジン型や、ＭＴＤＡＴＡに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
さらに不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報の各公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような、いわゆるｐ型正孔輸送材料やｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物を用いることもできる。さらにＩｒ（ｐｐｙ）３に代表されるような中心金属にＩｒやＰｔを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
本発明の有機ＥＬ素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９，２１６０（１９９６）、Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．７２−７４，９８５（１９９７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７８，６７３（２００１）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，１８３５０３（２００７）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１３（１９８７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．８７，１７１（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．９１，２０９（１９９７）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．１１１，４２１（２０００）、ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ，３７，９２３（２００６）、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．３，３１９（１９９３）、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．６，６７７（１９９４）、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１５，３１４８（２００３）、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５３号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５８２４２号明細書、米国特許出願公開第２００６／０２４０２７９号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２２０２６５号明細書、米国特許第５０６１５６９号明細書、国際公開第２００７／００２６８３号、国際公開第２００９／０１８００９号、欧州特許第６５０９５５号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１２４５７２号明細書、米国特許出願公開第２００７／０２７８９３８号明細書、米国特許出願公開第２００８／０１０６１９０号明細書、米国特許出願公開第２００８／００１８２２１号明細書、国際公開第２０１２／１１５０３４号、特表２００３−５１９４３２号公報、特開２００６−１３５１４５号公報、米国特許出願公開第２０１３／４９５７６号明細書等である。
正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《電子阻止層》
電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲である。
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。
《正孔注入層》
本発明に係る正孔注入層（「陽極バッファー層」ともいう。）とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されている。
本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
正孔注入層は、特開平９−４５４７９号公報公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表２００３−５１９４３２号公報や特開２００６−１３５１４５号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
《添加物》
前述した本発明における有機層は、さらに他の添加物が含まれていてもよい。
添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Ｐｄ、Ｃａ、Ｎａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量％に対して１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
《有機層の形成方法》
本発明の有機層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。
本発明の有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう）等による形成方法を用いることができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロールｔｏロール方式適性の高い方法が好ましい。
本発明に係る有機ＥＬ材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
更に層毎に異なる層形成法を適用してもよい。層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
本発明の有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる層形成法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上、好ましくは４．５Ｖ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等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物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、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）、上記電極物質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物質を用いる場合には、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。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
《陰極》
陰極としては仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、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（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及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（Ａｌ２Ｏ３）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物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、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。
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
《支持基板》
本発明の有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名 ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名 三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子の発光の室温（２５℃）における外部取り出し量子効率は、１％以上であることが好ましく、５％以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ＥＬ素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
《封止》
本発明の有機ＥＬ素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては、有機ＥＬ素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、有機ＥＬ素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
封止部材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《光取り出し向上技術》
有機ＥＬ素子は、空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度の範囲内）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％から２０％程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４７７４４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）などが挙げられる。
本発明においては、これらの方法を本発明の有機ＥＬ素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。またさらに１．３５以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む層厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が１次の回折や、２次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
《集光シート》
本発明の有機ＥＬ素子は、支持基板（基板）の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であっても良い。
また、有機ＥＬ素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）などを用いることができる。
≪用途≫
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（コニカミノルタ（株）製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
また、本発明の有機ＥＬ素子が白色素子の場合には、白色とは、２度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度がＸ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．１の領域内にあることをいう。
＜表示装置＞
本発明の表示装置は、本発明の有機ＥＬ素子を具備したものである。本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。
表示装置に具備される有機ＥＬ素子の構成は、必要に応じて上記の有機ＥＬ素子の構成例の中から選択される。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の本発明の有機ＥＬ素子の製造の一態様に示したとおりである。
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス又はディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示及び自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明の有機ＥＬ素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図２は有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
ディスプレイ１は複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ、表示部Ａと制御部Ｂとを電気的に接続する配線部Ｃ等を有する。
制御部Ｂは表示部Ａと配線部Ｃを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
図３はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部Ｃと複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
図３においては、画素３の発光した光Ｌが白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示していない）。
画素３は走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
次に、画素の発光プロセスを説明する。図４は画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサー１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色及び青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
図４において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
画像データ信号の伝達により、コンデンサー１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサー１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー１３の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
図５は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図５において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
＜照明装置＞
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機ＥＬ素子を有する。
本発明の有機ＥＬ素子は、共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、パッシブマトリクス方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
また、本発明のＴＡＤＦ化合物は、照明装置として、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の３原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。
また、本発明の有機ＥＬ素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層又は電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
［本発明の照明装置の一態様］
本発明の有機ＥＬ素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ３００μｍのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラックストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からＵＶ光を照射して、硬化させて、封止し、図６及び図７に示すような照明装置を形成することができる。
図６は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。
図７は、照明装置の断面の模式図を示し、図７において、１０５は陰極、１０６は有機層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
本発明の有機ＥＬ素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られた。
＜インピーダンス分光測定よる薄膜抵抗値の測定例＞
インピーダンス分光法は、有機ＥＬの微妙な物性変化を電気信号に変換したり増幅して解析できる手法であり、有機ＥＬを破壊することなく高感度の抵抗値（Ｒ）及び静電容量（Ｃ）を計測できることが特徴である。インピーダンス分光解析にはＺ ｐｌｏｔ、Ｍ ｐｌｏｔ、ε ｐｌｏｔを使って電気特性を計測するのが一般的であり、その解析方法は（「薄膜の評価ハンドブック」テクノシステム社刊４２３ページ〜４２５ページ）等に詳細に掲載されている。
有機ＥＬ素子（素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ（正孔注入層）／ＨＴＬ（正孔輸送層）／ＥＭＬ（発光層）／ＥＴＬ（電子輸送層）／ＥＩＬ（電子注入層）／Ａｌ」）に対してインピーダンス分光法を適用し、特定の層の抵抗値を求める手法を説明する。例えば、電子輸送層（ＥＴＬ）の抵抗値を計測する場合、ＥＴＬの厚さだけを変更した素子を作製し、それぞれのＭ ｐｌｏｔを比較することで、該プロットにより描き出される曲線のどの部分がＥＴＬに相当するかを確定することができる。
図８は電子輸送層の層厚違いのＭプロットの一例である。層厚が各々３０、４５及び６０ｎｍの場合の例を示す。
Ｍプロットとは、下記式で表される伝達関数モジュラスを複素平面上にプロットしたものである。
式：Ｍ＝ｊωＺ
（式中、ｊは虚数単位、ω＝２πｆ（ｆは周波数）を表している。）
図８において、Ｍ′はＭの実数部、Ｒｅ（Ｍ）であり、Ｍ″はＭの虚数部Ｉｍ（Ｍ）になる。
例えば、有機ＥＬ素子に発光開始電圧以下の電圧を印加し、ＩＳ法により測定したＭプロットにおける円弧部の数をｍ、有機層の層数をｎとし、ｎ＞ｍを満たす場合には評価対象の有機ＥＬ素子が良好であると判定する評価方法が開示されている。
また、基準の有機ＥＬ素子に発光開始電圧以下の電圧を印加し、ＩＳ法により測定したＭプロットの形状と、検査対象の有機ＥＬ素子のＭプロットの形状とを比較し、±５％以内であれば良好であると判定する評価方法が開示されている（参考特許文献：国際公開第２０１３／１１１４５９号）。
このプロットから求めた抵抗値（Ｒ）をＥＴＬの層厚に対してプロットしたのが図９であり、ほぼ直線上に乗ることから、各層厚での抵抗値を決定することができる。
図９はＥＴＬ層厚と抵抗値の関係を示す一例である。図９のＥＴＬ層厚と抵抗値（Ｒｅｓｉｓｔａｎｎｃｅ）との関係より、ほぼ直線上に乗ることから、各層厚での抵抗値を決定することができる。
素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＥＴＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子を等価回路モデル（図１０）として各層を解析した結果が図１１である。図１１は各層の抵抗−電圧の関係を示す一例である。
図１０は素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＥＴＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子の等価回路モデルを示している。
図１１は素子構成「ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＥＴＬ／ＨＴＬ／ＥＭＬ／Ａｌ」の有機ＥＬ素子の解析結果の一例である。
これに対し、同じ有機ＥＬ素子を長時間発光させて劣化させた後に、同じ条件で測定し、それらを重ね合わせたのが図１２であり、電圧１Ｖにおけるそれぞれの値を表１にまとめた。図１２は劣化後の有機ＥＬ素子の解析結果を示す一例である。
Figure 2015022835
 劣化後の有機ＥＬ素子においては、ＥＴＬのみが劣化により抵抗値が大きく上昇し、ＤＣ電圧１Ｖにおいて、約３０倍の抵抗値になっていることがわかる。
以上の手法を用いて、本発明の実施例に記載した通電前後での抵抗変化の計測が可能となる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
［実施例１］
＜有機ＥＬ素子１−１の作製＞
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極としてＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１５０ｎｍの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、下記に示すα−ＮＰＤの入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒でＩＴＯ透明電極上に蒸着し、層厚３０ｎｍの正孔注入輸送層を形成した。
Figure 2015022835
次いで、Ｈ−４６の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で正孔注入輸送層上に蒸着し、層厚１０ｎｍの中間層を形成した。
次いで、ホスト化合物としてＨ−４６、蛍光発光性化合物として比較化合物１を、それぞれ９５％、５％の体積％になるように蒸着速度０．１ｎｍ／秒で共蒸着し、層厚３５ｎｍの発光層を形成した。
その後、上記ＴＰＢｉを蒸着速度０．１ｎｍ／秒で蒸着し、層厚５０ｎｍの電子輸送層を形成した。さらに、フッ化リチウムを層厚０．８ｎｍで形成した後に、アルミニウム１００ｎｍを蒸着して陰極を形成した。
上記素子の非発光面側を、純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
＜有機ＥＬ素子１−２〜１−３１の作製＞
有機ＥＬ素子１−１の蛍光発光性の比較化合物１の代わりに、表２に示すようにそれぞれ同質量の化合物に置き換えて、有機ＥＬ素子１−２〜１−３１を作製した。
Figure 2015022835
＜評価＞
作製した有機ＥＬ素子の評価は以下のように行った。
（発光輝度の測定）
上記作製した各有機ＥＬ素子を、室温（約２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ（株）製）を用いて測定した。
次いで、有機ＥＬ素子１−１の発光輝度を１００とした相対発光輝度を求め、これを発光効率（外部量子効率）の尺度とした。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。
（初期駆動電圧の測定）
各サンプルに対し、室温（約２５℃）で、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ（株）製）を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度１０００ｃｄ／ｍ２における初期駆動電圧を求めた。求めた結果を表に示す。
なお、表２では、有機ＥＬ素子１−１の初期駆動電圧を１００として、有機ＥＬ素子１−２〜１−３１の初期駆動電圧を相対値で示している。表中、数値が小さいほど、初期駆動電圧が低いことを表す。
（連続駆動安定性（半減寿命）の評価）
各サンプルを半径５ｃｍの円柱に巻きつけ、その後各サンプルを折り曲げた状態で連続駆動させ、上記分光放射輝度計ＣＳ−２０００を用いて輝度を測定し、測定した輝度が半減する時間（ＬＴ５０）を求めた。駆動条件は、連続駆動開始時に４０００ｃｄ／ｍ２となる電流値とした。
有機ＥＬ素子１−１のＬＴ５０を１００とした相対値を求め、これを連続駆動安定性の尺度とした。その評価結果を表２に示す。表中、数値が大きいほど、連続駆動安定性に優れている（長寿命である）ことを表す。
Figure 2015022835
表２から、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に対して、外部量子効率、初期駆動電圧、半減寿命の優れた有機ＥＬ素子を得ることができたことがわかる。
［実施例２］
＜有機ＥＬ素子２−１の作製＞
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウムチンオキシド）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
陽極として１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上にＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を１００ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製ＮＡ４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
この透明支持基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３）を純水で７０％に希釈した溶液を用いて３０００ｒｐｍ、３０秒の条件下、スピンコート法により薄層を形成した後、２００℃にて１時間乾燥し、層厚２０ｎｍの第１正孔輸送層を設けた。
この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにα−ＮＰＤ（４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル）を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＨ−１５４を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物１を２００ｍｇ入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）を２００ｍｇ入れ真空蒸着装置に取り付けた。
次いで真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記第１正孔輸送層上に蒸着し３０ｎｍの第２正孔輸送層を設けた。
更に発光ホスト化合物であるＨ−１５４の入った前記加熱ボートと蛍光発光性化合物である比較化合物１の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度０．１ｎｍ／秒、０．０１０ｎｍ／秒で、前記第２正孔輸送層上に共蒸着し４０ｎｍの発光層を設けた。
更にＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で、前記発光層上に蒸着し３０ｎｍの電子輸送層を設けた。
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム０．５ｎｍを蒸着し、更にアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子１−１を作製した。
＜有機ＥＬ素子２−２〜２−３１の作製＞
有機ＥＬ素子２−１の作製において、Ｈ−１５４及び比較化合物１を表３に記載の化合物に変えた以外は同様にして有機ＥＬ素子２−２〜２−３１を作製した。
≪有機ＥＬ素子２−１〜２−３１の評価≫
得られた有機ＥＬ素子を評価するに際しては、図６及び７に示すような照明装置を形成して、インピーダンス分光測定装置よる発光層の抵抗値の測定を実施した。
図６は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機ＥＬ素子１０１はガラスカバー１０２で覆われている（なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機ＥＬ素子１０１を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）。具体的には、ガラスカバーと有機ＥＬ素子が作製されたガラス基板とが接触するガラスカバー側の周囲にシール剤としてエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）を適用し、これを上記陰極側に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側から有機ＥＬ素子を除いた部分にＵＶ光を照射して硬化させた。
図７は、照明装置の断面図を示し、図７において、１０５は陰極、１０６は有機ＥＬ層、１０７は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー１０２内には窒素ガス１０８が充填され、捕水剤１０９が設けられている。
＜評価＞
（１）有機ＥＬ素子駆動前後の抵抗値の変化率
「薄膜の評価ハンドブック」テクノシステム社刊４２３ページ〜４２５ページに記載の測定方法を参考に、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社製１２６０型インピーダンスアナライザ及び１２９６型誘電体インターフェイスを使って、作製した有機ＥＬ素子の発光層のバイアス電圧１Ｖにおける抵抗値の測定を行った。
有機ＥＬ素子を室温（約２３〜２５℃）、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流条件下により１０００時間駆動した後の駆動前後の発光層の抵抗値を各々測定し、測定結果を下記に示した計算式により計算し抵抗値の変化率を求めた。表３には有機ＥＬ素子２−１の抵抗値の変化率を１００としたときの相対比率を記載した。
駆動前後の抵抗値の変化率＝｜（駆動後の抵抗値／駆動前の抵抗値）−１｜×１００
値が０に近い方が駆動前後の変化率が小さいことを示す。
Figure 2015022835
表３から、本発明の有機ＥＬ素子は、比較例の有機ＥＬ素子に対して、発光層の抵抗値の変化率が小さいことが示されたことにより、発光層の薄層の物性の変化が小さく、安定した有機ＥＬ素子を得ることができたことがわかる。
［実施例３］
上記実施例で使用された本発明の化合物のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ及びΔＥｓｔを比較化合物とともに表４及び表５に示す。
Figure 2015022835
Figure 2015022835
表４及び表５の結果から、本発明の蛍光発光性化合物は、比較化合物に比べてΔＥｓｔを大きくすることなく、ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの軌道エネルギーが浅くなる場合が多く、特にＬＵＭＯで顕著である。
これはヘテロ芳香族環のような弱い電子吸引性基の効果であり、組み合わせるホスト化合物の選択の幅を広げることができる。さらに、６π電子系、１０π電子系、１４π電子系の電子吸引性基により、置換基が分子の外殻に張り出すことでき、キャリア輸送の観点で有効である。実施例１及び２にみられるように本発明の蛍光発光性化合物を用いて作製した有機ＥＬ素子は比較例に比べて発光効率向上や経時による発光特性の変化が少ない優れた安定な薄膜の点で優れていることがわかる。
［実施例４］
実施例１で作製したそれぞれ赤色（有機ＥＬ素子２−２２）、緑色（有機ＥＬ素子２−２５）、青色（有機ＥＬ素子２−１０）発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図３に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。図３には作製したフルカラー表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。すなわち同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６を格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度の高い鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
＜電子密度分布の分離状態の説明＞
比較化合物６、比較化合物８及び本発明の化合物２−８のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯの電子密度分布を図１３に示した。
比較化合物８のＨＯＭＯ（図１３のｃ）とＬＵＭＯ（図１３のｄ）は、分子内のほぼ同じ位置にその電子密度が分布し、両者は重なっている。ΔＥｓｔも１．４７と高い値を示している。一方、比較化合物６のＨＯＭＯ（図１３のａ）とＬＵＭＯ（図１３のｂ）及び本発明の化合物２−８のＨＯＭＯ（図１３のｅ）とＬＵＭＯ（図１３のｆ）は、分子内の異なる位置にその電子密度が分布しており、両者は実質的に分離しているため、熱活性化型遅延蛍光発光性化合物として有利である。
しかし、比較化合物６のＬＵＭＯ（図１３のｂ）は、中心のベンゼン環及びシアノ基に広がっているが、その面積が小さいため分子内に遮蔽されており、キャリアのホッピング伝導には不利である。一方、本発明の化合物２−８のＬＵＭＯ（図１３のｆ）は中心のベンゼン環とピリダジン環に広がっており、比較化合物６に比べると分子の外殻に張り出すことができ、その面積も広いため、キャリアのホッピング伝導に有利であることが分かる。
本発明の有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレイ及び各種発光光源として用いることができ、発光光源として、例えば、照明装置（家庭用照明、車内照明）、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等に用いることができる。また、本発明の蛍光発光性化合物は、上記有機ＥＬ素子に用いることができる。
１ ディスプレイ
３ 画素
Ｌ 光
５ 走査線
６ データ線
７ 電源ライン
１０ 有機ＥＬ素子
１１ スイッチングトランジスタ
１２ 駆動トランジスタ
１３ コンデンサー
１０１ 照明装置内の有機ＥＬ素子
１０２ ガラスカバー
１０５ 陰極
１０６ 有機ＥＬ層
１０７ 透明電極付きガラス基板
１０８ 窒素ガス
１０９ 捕水剤
Ａ 表示部
Ｂ 制御部
Ｃ 配線部

Claims (23)

  1. 窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該蛍光発光性化合物は、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  2. 前記蛍光発光性化合物が、下記一般式（Ａ）で表される構造を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＷＧは、窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環である電子吸引性基、又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環である電子吸引性基を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  3. 前記電子吸引性基が、６π電子系であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 前記電子吸引性基が、１０π電子系であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記電子吸引性基が、１４π電子系であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（１−１）で表される構造であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。）
  7. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（２−１）で表される構造であることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ２１は、ＮＲｂ、Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）、酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ及びＲｄは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  8. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−１）で表される構造であることを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と、電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  9. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（３−２）で表される構造であることを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ１及びＲａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  10. 前記一般式（３−２）で表される構造が下記一般式（３−３）で表される構造であることを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ２及びＲａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ＥＤＧは、電子供与性基である単環又は縮環の基を表す。ｍ及びｎは１〜６の整数を表す。）
  11. 前記一般式（Ａ）で表される構造において、ＥＤＧが、カルバゾール環基、チオフェン環基又はピロール環基を表すことを特徴とする請求項２から請求項１０までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12. 前記一般式（１−１）で表される構造が下記一般式（１−２）で表される構造であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、それぞれ独立に窒素原子又はＣＲａを表すが、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒａは水素原子又は置換基を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  13. 前記一般式（２−１）で表される構造が下記一般式（２−２）で表される構造であることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６は、それぞれ独立に窒素原子、ＮＲｂ、酸素原子、硫黄原子又はＣＲａを表す。Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２４、Ｘ２５及びＸ２６のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒａ及びＲｂは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  14. 前記一般式（３−１）で表される構造が下記一般式（３−４）で表される構造であることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒａは水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  15. 前記一般式（３−２）で表される構造が下記一般式（３−５）で表される構造であることを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６、Ｘ３７及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７及びＲ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ３及びＲａは、水素原子又は置換基を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。）
  16. 前記一般式（３−３）で表される構造が下記一般式（３−６）で表される構造であることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８は、それぞれ独立に窒素原子、又はＣＲａを表す。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３８のうち１個又は２個は窒素原子を表す。Ａｒ０は、電子吸引性基と電子供与性基とを連結する部位、又は直接結合を表す。ｍ及びｎは、１〜６の整数を表す。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４７、Ｒ４８は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。Ｒ４及びＲａは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。）
  17. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−１）で表される構造であることを特徴とする請求項２から請求項１６までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。ｘは０又は１の整数を表す。ｘが１の場合、−Ｙ−若しくは−Ｚ−は、直接結合又は−Ｏ−、−Ｓ−若しくは−Ｎ（Ｒｇ）−のいずれかで表される。Ｒｇは置換基を表す。Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒｒ、Ｒｓ、Ｒｔ及びＲｕは互いに連結して結合を形成しても良い。）
  18. 前記一般式（４−１）で表される構造が下記一般式（４−２）で表される構造であることを特徴とする請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１、Ｒｕ１は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。Ｒｐ１、Ｒｑ１、Ｒｒ１、Ｒｓ１、Ｒｔ１及びＲｕ１は、互いに連結して結合を形成しても良い。）
  19. 前記一般式（Ａ）で表される構造が、下記一般式（４−３）で表される構造であることを特徴とする請求項２から請求項１６までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2015022835
     （式中、Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、少なくとも一つはＥＷＧを表し、少なくとも一つはＥＤＧを表す。−Ｘ−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒｇ）−又は−Ｃ（Ｒｈ）（Ｒｉ）−のいずれかで表される。Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉは、それぞれ独立に置換基を表す。Ｒｐ２、Ｒｑ２、Ｒｒ２、Ｒｓ２、Ｒｔ２、Ｒｕ２、Ｒｖ２及びＲｗ２は互いに連結して結合を形成しても良い。）
  20. 前記蛍光発光性化合物の、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態のエネルギー差（ΔＥｓｔ）が０．５ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21. 請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。
  22. 請求項１から請求項２０までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。
  23. 窒素原子を１個若しくは２個含む５員若しくは６員芳香族複素環又は該５員若しくは６員芳香族複素環を骨格に含む縮合芳香族複素環を、電子吸引性基として有し、かつ電子供与性基として単環又は縮環の基を有する蛍光発光性化合物であって、汎関数としてＢ３ＬＹＰ及び基底関数として６−３１Ｇ（ｄ）を用いた分子軌道計算により得られるＨＯＭＯとＬＵＭＯの電子密度分布が実質的に分離していることを特徴とする蛍光発光性化合物。
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