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WO2019004254A1 - 発光材料、化合物、遅延蛍光体および発光素子 - Google Patents

発光材料、化合物、遅延蛍光体および発光素子 Download PDF

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WO2019004254A1
WO2019004254A1 PCT/JP2018/024302 JP2018024302W WO2019004254A1 WO 2019004254 A1 WO2019004254 A1 WO 2019004254A1 JP 2018024302 W JP2018024302 W JP 2018024302W WO 2019004254 A1 WO2019004254 A1 WO 2019004254A1
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group
substituted
light emitting
general formula
ring
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直人 能塚
ユソク ヤン
飛鳥 吉▲崎▼
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株式会社Ｋｙｕｌｕｘ
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Definitions

  • the present invention relates to a compound useful as a light-emitting material and a light-emitting element using the compound.
  • the invention also relates to a delayed phosphor that emits delayed fluorescence.
  • organic electroluminescent elements organic electroluminescent elements
  • various efforts have been made to enhance the light emission efficiency by newly developing and combining an electron transport material, a hole transport material, a light emitting material and the like constituting the organic electroluminescent element.
  • research on an organic electroluminescent device using a delayed fluorescent material can also be seen.
  • the delayed fluorescent material is a material that emits fluorescence when returning from the excited singlet state to the ground state after generating an inverse intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state in the excited state.
  • the fluorescence from such a pathway is referred to as delayed fluorescence because it is observed later than the fluorescence from the singlet excited state directly generated from the ground state (normal fluorescence).
  • the generation probability of the excited singlet state and the excited triplet state is statistically 25%: 75%, so that the excited singlet state is directly generated.
  • the present inventors conducted studies to provide a compound more useful as a light emitting material for a light emitting device. Then, we conducted intensive studies for the purpose of deriving and generalizing the general formula of a compound more useful as a light emitting material.
  • the present inventors are dicyanobenzene derivatives substituted with a donor group, and further compounds substituted with a specific aryl group are materials for light emitting devices. I found it to be useful.
  • the present invention has been proposed based on such findings, and specifically, has the following configuration.
  • a light emitting material comprising a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or a substituent
  • One of R 1 to R 5 represents a cyano group
  • 1 to 3 of R 1 to R 5 are an aryl group Ar which may be substituted by an alkyl group or an aryl group (however, in the benzene ring constituting the aryl group of the latter, an oxygen atom in addition to a carbon atom)
  • a ring which may contain a sulfur atom as a ring skeleton constituent may be condensed, but a ring containing a heteroatom other than an oxygen atom and a sulfur atom as a ring skeleton constituent is not condensed
  • Ar's may be identical to or different from each other
  • 1 to 3 of R 1 to R 5 each represent a donor group D (with the exception of those corresponding to Ar), and when two or
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • * Represents a bonding position to a carbon atom (C) constituting the ring skeleton of the benzene ring in the general formula (1).
  • R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • D is a group represented by the following general formula (2b).
  • R 21 to R 28 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • R 21 and R 22 , R 22 and R 23 , R 23 and R 24 , R 24 and R 25 , R 26 and R 27 , and R 27 and R 28 are linked to each other to form a cyclic structure It may form a group. Further, R 25 and R 26 may be bonded to each other to form a single bond or a linking group.
  • D is a group represented by the following general formula (2c).
  • R 31 to R 40 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • R 31 and R 32 , R 32 and R 33 , R 33 and R 34 , R 34 and R 35 , R 36 and R 37 , R 37 and R 38 , R 38 and R 39 , R 39 and R 40 are mutually bonded
  • the linking group may be formed to form a cyclic structure.
  • R 35 and R 36 may be bonded to each other to form a single bond or a linking group.
  • * Represents a bonding position to a carbon atom (C) constituting the ring skeleton of the benzene ring in the general formula (1).
  • L 11 to L 14 each represent a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • X in the general formula (6) is a divalent oxygen atom, a sulfur atom, a substituted or unsubstituted nitrogen atom, a substituted or unsubstituted carbon atom, a substituted or unsubstituted silicon atom, a linking chain length of which is 1 atom,
  • a carbonyl group, a divalent substituted or unsubstituted ethylene group having a bond chain length of 2 atoms, a substituted or unsubstituted vinylene group, a substituted or unsubstituted o-arylene group, or a substituted or unsubstituted o-arylene group Represents a heteroarylene group.
  • a compound represented by the above general formula (1) [11] A delayed phosphor comprising the compound represented by the above general formula (1).
  • [12] A light-emitting device comprising the compound represented by the above general formula (1).
  • the compounds of the present invention are useful as light emitting materials. Further, the compounds of the present invention also include compounds capable of emitting delayed fluorescence and capable of effectively utilizing the excited triplet energy for light emission. Therefore, an organic light emitting device using the compound of the present invention as a light emitting material can realize high luminous efficiency.
  • FIG. 7 is a transient decay curve of a thin film consisting only of the compound of the present invention 6-1 of Example 1.
  • FIG. 7 is a transient decay curve of the doped thin film of the compound 6-1 of the invention of Example 2.
  • FIG. 13 is a transient decay curve of a doped thin film of Comparative Compound 6-1 of Comparative Example 2.
  • a numerical range represented using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
  • the isotope species of the hydrogen atom present in the molecule of the compound used in the present invention is not particularly limited. For example, all hydrogen atoms in the molecule may be 1 H, or some or all of the hydrogen atoms may be 2 H (Deuterium D) may be used.
  • the items described in Japanese Patent Application No. 2018-114758, particularly Tables 1 to 5 of the specification of the application, are incorporated herein by reference.
  • R 1 to R 5 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom or a substituent. Only one of R 1 to R 5 represents a cyano group.
  • the cyano group may be represented by R 1 , R 2 or R 3 .
  • R 1 to R 5 in the general formula (1) represent an aryl group Ar which may be substituted by an alkyl group or an aryl group.
  • the aryl group Ar may be any number of 1 to 3, but is preferably 1 or 2.
  • the benzene ring having a bond of Ar may be a single ring or a part of a fused ring.
  • the condensed ring may be a ring having a ring skeleton constituent atom consisting only of carbon atoms, or contains an oxygen atom or a sulfur atom as a ring skeleton constituent atom It may be one.
  • the condensed ring is not a ring containing a heteroatom other than an oxygen atom and a sulfur atom as a ring skeleton constituent atom.
  • the ring which can be further condensed to a benzene ring having a bond of Ar include a benzene ring, furan ring, thiophene ring, cyclopentene ring, cyclopentadiene ring, cyclohexene ring, cyclohexadiene ring, cycloheptene ring, cycloheptadiene ring, cyclo Heptatriene rings can be mentioned.
  • One ring may be fused or two or more rings may be fused to a benzene ring having a bond of Ar. Further, the ring may be further condensed to a ring condensed to a benzene ring having a bond of Ar.
  • the fused ring is a ring having a ring skeleton constituent atom consisting of only carbon atoms, or an oxygen atom or a sulfur atom as a ring skeleton constituent atom Is a ring containing
  • the two or more rings may be identical to or different from each other.
  • the benzene ring having a bond of Ar or the fused ring partially containing the benzene ring may be substituted by at least one substituent of an alkyl group and an aryl group.
  • the substituent as referred to herein means a monovalent group capable of substituting a hydrogen atom, and is not a concept including one to be condensed.
  • the "alkyl group" as a substituent referred to herein may be linear, branched or cyclic. In addition, two or more of the linear portion, the cyclic portion and the branched portion may be mixed.
  • the carbon number of the alkyl group can be, for example, 1 or more, 2 or more, 4 or more.
  • the carbon number can be 30 or less, 20 or less, 10 or less, 6 or less, or 4 or less.
  • Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, n-octyl group, isooctyl group, n-nonyl group, isononyl group, n-decanyl group, isodecanyl group, isodecanyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group it can.
  • the alkyl group as a substituent may be further substituted by an aryl group.
  • the "aryl group” as a substituent referred to here may be a group consisting of only one aromatic hydrocarbon ring, or a group in which one or more rings are condensed to an aromatic hydrocarbon ring. .
  • the carbon number of the aryl group can be, for example, 6 or more and 10 or more. Moreover, carbon number can be 30 or less, 18 or less, 14 or less, 10 or less.
  • the aryl group include phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group and 9-anthracenyl group.
  • the aryl group as a substituent may be further substituted by an alkyl group or an aryl group.
  • the substitution position of the substituent is preferably any one of positions 3 to 5.
  • the case where it has a substituent in 3-position, 4-position, 3-position and 5-position, 3-position, 4-position and 5-position can be illustrated preferably.
  • the total carbon number of the group represented by Ar is preferably 6 to 50, more preferably 6 to 30, still more preferably 6 to 18, and still more preferably 6 to 12. preferable.
  • Ar includes phenyl group, monoalkylphenyl group, dialkylphenyl group, trialkylphenyl group, tetraalkylphenyl group, pentaalkylphenyl group, monophenylphenyl group, diphenylphenyl group, naphthyl group, monoalkylnaphthyl group Group, dialkylnaphthyl group, trialkylnaphthyl group, tetraalkylnaphthyl group, pentaalkylnaphthyl group, monophenylnaphthyl group, dibenzofuryl group, monoalkyldibenzofuryl group, dialkyldibenzofuryl group, trialkyldibenzofuryl group, tetraalkyldibenzo group Furyl group, pentaalkyl dibenzofuryl group, monophenyl dibenzofuryl group, dibenzothiopheny
  • R 1 to R 5 in the general formula (1) represent a donor group D.
  • the donor group D does not include those corresponding to the above Ar.
  • the "donor group” in the present specification is a group having a negative Hammett's ⁇ p value.
  • “Hammett ⁇ p value” is L.I. P. As proposed by Hammett, it quantifies the effect of substituents on the kinetics or equilibrium of para-substituted benzene derivatives.
  • Hammett ⁇ p value and the numerical value of each substituent in the present invention, refer to the description on ⁇ p value of Hansch, C. et. Al., Chem. Rev., 91, 165-195 (1991). it can. Groups having a negative Hammett's ⁇ p value tend to exhibit electron donating properties (donor properties), and groups having a positive Hammett ⁇ p value tend to exhibit electron withdrawing properties (acceptor properties).
  • D in General formula (1) is a group containing a substituted amino group.
  • the substituent bonded to the nitrogen atom of the amino group is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group. More preferably, it is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group. In particular, a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted diheteroarylamino group is preferred.
  • D in General Formula (1) may be a group bonded by the nitrogen atom of a substituted amino group, or may be a group bonded by a group to which a substituted amino group is bonded.
  • the group to which the substituted amino group is bonded is preferably a ⁇ -conjugated group.
  • alkyl group as a substituent referred to herein, the corresponding description of the alkyl group as a substituent of Ar in the general formula (1) can be referred to.
  • the "alkenyl group” which is a substituent here may be linear, branched or cyclic. In addition, two or more of the linear portion, the cyclic portion and the branched portion may be mixed.
  • the carbon number of the alkenyl group can be, for example, 2 or more and 4 or more.
  • the carbon number can be 30 or less, 20 or less, 10 or less, 6 or less, or 4 or less.
  • Specific examples of the alkenyl group include ethenyl group, n-propenyl group, isopropenyl group, n-butenyl group, isobutenyl group, n-pentenyl group, isopentenyl group, n-hexenyl group, isohexenyl group, 2-ethylhexenyl group Can be mentioned.
  • the alkenyl group as a substituent may be further substituted by a substituent.
  • the “aryl group” and the “heteroaryl group” as substituents referred to herein may be a single ring or a fused ring in which two or more rings are fused.
  • the number of fused rings is preferably 2 to 6, and can be selected, for example, from 2 to 4.
  • Specific examples of the ring include benzene ring, pyridine ring, pyrimidine ring, triazine ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, triphenylene ring, quinoline ring, pyrazine ring, quinoxaline ring and naphthyridine ring.
  • arylene group or heteroarylene group include phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group, 9-anthracenyl group, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 4 -Pyridyl can be mentioned.
  • the arylene group or the heteroarylene group may have a substituent or may be unsubstituted. When two or more substituents are present, the plurality of substituents may be the same as or different from each other.
  • Examples thereof include an alkylamide group of ⁇ 20, an arylamide group having 7 to 21 carbon atoms, and a trialkylsilyl group having 3 to 20 carbon atoms.
  • substituents are an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl substituted amino group having 1 to 26 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. They are an aryl substituted amino group, an aryl group having 6 to 40 carbon atoms, and a heteroaryl group having 3 to 40 carbon atoms.
  • the donor group D in the general formula (1) is preferably, for example, a group represented by the following general formula (2a).
  • R 11 and R 12 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group
  • R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the substituent which can be introduced into the arylene group or heteroarylene group of L may be a group represented by the general formula (1), or the general formulas (2a), (2b), (2c) and It may be a group represented by 3) to (6).
  • the groups represented by (1) to (6) may be introduced up to the maximum number of substituents which can be introduced into L. When a plurality of groups represented by general formulas (1) to (6) are introduced, the substituents may be the same or different.
  • * Represents a bonding position to a carbon atom (C) constituting the ring skeleton of the benzene ring in the general formula (1).
  • R 11 and R 12 in General Formula (2a) may form a cyclic structure together with the nitrogen atom of General Formula (2a) by being bonded to each other.
  • R 11 and R 12 the description of the aryl group and heteroaryl group which are substituents bonded to the nitrogen atom of the amino group can be referred to.
  • the substituent represented by Formula (2a) is preferably a substituent represented by the following Formula (2b).
  • R 21 to R 28 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • R 21 and R 22 , R 22 and R 23 , R 23 and R 24 , R 24 and R 25 , R 26 and R 27 , and R 27 and R 28 are linked to each other to form a cyclic structure It may form a group.
  • R 25 and R 26 may be bonded to each other to form a single bond or a linking group.
  • the compound represented by the general formula (2b) includes a carbazole ring.
  • a cyclic structure formed by combining R 21 and R 22 , R 22 and R 23 , R 23 and R 24 , R 24 and R 25 , R 25 and R 26 , R 26 and R 27 , R 27 and R 28 with each other May be an aromatic ring or an aliphatic ring, may contain a hetero atom, and the cyclic structure may be a condensed ring of two or more rings.
  • the hetero atom as referred to herein is preferably selected from the group consisting of nitrogen atom, oxygen atom and sulfur atom.
  • Examples of the cyclic structure formed include benzene ring, naphthalene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, imidazoline ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, iso ring.
  • Thiazole ring, cyclohexadiene ring, cyclohexene ring, cyclopentaene ring, cycloheptatriene ring, cycloheptadiene ring, cycloheptadiene ring, cycloheptaene ring, furan ring, thiophene ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoline ring and the like can be mentioned. .
  • the substituent represented by the general formula (2a) is preferably a substituent represented by the following general formula (2c).
  • R 31 to R 40 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • R 31 and R 32 , R 32 and R 33 , R 33 and R 34 , R 34 and R 35 , R 36 and R 37 , R 37 and R 38 , R 38 and R 39 , R 39 and R 40 are mutually bonded
  • the linking group may be formed to form a cyclic structure.
  • R 35 and R 36 may be bonded to each other to form a single bond or a linking group.
  • the description corresponding to the cyclic structure formed by R 21 and R 22 in General Formula (2a) can be referred to.
  • L represents a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • L is preferably a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group.
  • the aromatic ring constituting the arylene group represented by L may be a single ring, a fused ring in which two or more aromatic rings are fused, or a linked ring in which two or more aromatic rings are linked. When two or more aromatic rings are linked, they may be linked in a linear manner or may be linked in a branched manner.
  • carbon number of the aromatic ring which comprises the arylene group which L represents is 6-22, It is more preferable that it is 6-18, It is more preferable that it is 6-14, It is 6-10 Is even more preferred.
  • a phenylene group, a naphthalene diyl group, and a biphenylene group can be mentioned as a specific example of an arylene group.
  • the heterocyclic ring constituting the heteroarylene group represented by L is a single ring, or a condensed ring in which one or more heterocyclic rings and an aromatic ring or a heterocyclic ring are fused, the heterocyclic ring and the aromatic ring It may be a linked ring in which rings or heterocycles are linked.
  • the carbon number of the heterocyclic ring is preferably 5 to 22, more preferably 5 to 18, still more preferably 5 to 14, and still more preferably 5 to 10. It is preferable that the hetero atom which comprises a heterocyclic ring is a nitrogen atom.
  • Specific examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a triazole ring and a benzotriazole ring.
  • a more preferred group represented by L is a phenylene group.
  • the phenylene group may be any of a 1,2-phenylene group, a 1,3-phenylene group, and a 1,4-phenylene group, but it may be a 1,4-phenylene group preferable.
  • L may be substituted by a substituent.
  • the number and substitution position of the substituent of L are not particularly limited. For the description and the preferred range of the substituent which can be introduced into L, the description and the preferred range of the substituent which the above R 11 and R 12 can take can be referred to.
  • the substituent that can be introduced into the arylene group or heteroarylene group of L may be a group represented by general formulas (1), (2a), (2b), (2c), or a general group described later It may be a group represented by formulas (3) to (6).
  • the groups represented by (1) to (6) may be introduced up to the maximum number of substituents which can be introduced into L. When a plurality of groups represented by general formulas (1) to (6) are introduced, the substituents may be the same or different.
  • the substituent may form a cyclic structure with R 11 and R 12 in (2a), R 21 and R 28 in (2b) and R 31 and R 40 in (2c) Good.
  • the substituents represented by formulas (2a) to (2c) are preferably substituents represented by any one of formulas (3) to (6) shown below. Groups represented by 3) to (5) are preferred, and more preferred are groups represented by the general formula (5).
  • R 41 to R 46 , R 51 to R 60 , R 61 to R 68 and R 71 to R 78 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • the description of the arylene group or hetero arylene group which is a substituent of Ar in the above-mentioned General formula (1) can be referred for explanation and the preferred range of a substituent here.
  • R 41 to R 46 , R 51 to R 60 , R 61 to R 68 , and R 71 to R 78 may each independently be a group represented by any of the general formulas (3) to (6). preferable.
  • the number of substituents in the general formulas (3) to (6) is not particularly limited.
  • the substituent is preferably any one of R 42 to R 46 if it is the general formula (3), R 45 and R 46 More preferably, it is at least one of In the general formula (4), R 52 to R 59 is preferable, and in the general formula (5), R 62 to R 67 is preferable, and in the general formula (6) If any, it is preferably any one of R 72 to R 77 .
  • R 41 and R 42 , R 42 and R 43 , R 43 and R 44 , R 45 and R 46 , R 51 and R 52 , R 52 and R 53 , R 53 and R 54 , R 54 and R 55 , R 55 and R 56 , R 56 and R 57 , R 57 and R 58 , R 58 and R 59 , R 59 and R 60 , R 61 and R 62 , R 62 and R 63 , R 63 and R 64 , R 65 and R 66 , R 66 and R 67 , R 67 and R 68 , R 71 and R 72 , R 72 and R 73 , R 73 and R 74 , R 75 and R 76 , R 76 and R 77 and R 77 and R 78 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • X is a divalent oxygen atom having a linking chain length of 1 atom, a sulfur atom, a substituted or unsubstituted nitrogen atom, a substituted or unsubstituted carbon atom, a substituted or unsubstituted silicon atom, a carbonyl Or a divalent substituted or unsubstituted ethylene group having a bond chain length of 2 atoms, a substituted or unsubstituted vinylene group, a substituted or unsubstituted o-arylene group, or a substituted or unsubstituted o-hetero Represents an arylene group.
  • R 11 for specific examples and preferred ranges of the substituent, reference can be made to the corresponding description of the substituents of the arylene group or heteroarylene group represented by R 11 in General Formula (2a).
  • L 11 to L 14 each represent a single bond, a substituted or unsubstituted arylene group, or a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the substituents of the arylene group and the heteroarylene group as referred to herein may be groups represented by general formulas (1) to (6).
  • the groups represented by the general formulas (1) to (6) may be introduced up to the maximum number of substituents which can be introduced into L 11 to L 14 . When a plurality of groups represented by general formulas (1) to (6) are introduced, the substituents may be the same or different.
  • L 11 to L 14 Represents a bonding position to a carbon atom (C) constituting the ring skeleton of the benzene ring in the general formula (1).
  • C carbon atom
  • R 1 to R 5 in the general formula (1) When two or more of R 1 to R 5 in the general formula (1) are D, a plurality of D thereof may be the same or different. When they are different from each other, two D's each have an aromatic ring, and between two D's, the number of substituents which are common to the aromatic ring but substituted on the aromatic ring, It is preferable that at least one of the conditions of the position substituted with the substituent of the aromatic ring and the structure of the substituent substituting on the aromatic ring be different from each other.
  • any one of R 1 to R 5 is a cyano group, at least one is Ar, and at least one is D.
  • the remaining two may be a hydrogen atom, Ar or D, or a substituent other than Ar or D (with the exception of the cyano group).
  • the remaining two are preferably selected from hydrogen atoms, Ar and D, and more preferably selected from Ar and D.
  • one of the remaining two can be Ar and one can be D.
  • Formula (1) may be a symmetric compound or an asymmetric compound.
  • the energy difference ⁇ E ST between the lowest excited singlet energy level (E S1 ) and the lowest excited triplet energy level (E T1 ) excludes Ar from the compound
  • the relative value when ⁇ E ST of the reference compound is 1, preferably 0.9 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.7 or less, 0.6 or less Is more preferably 0.5 or less, still more preferably 0.4 or less.
  • a compound having a smaller ⁇ E ST than the reference compound is likely to cause reverse intersystem crossing from an excited triplet state to an excited singlet state, and the lifetime of the delayed fluorescence tends to be short.
  • the ⁇ E ST of a compound can be determined from the fluorescence spectrum and the phosphorescence spectrum measured for the compound, and can also be calculated by computational chemistry.
  • the relative value of ⁇ E ST (relative value when ⁇ E ST of the reference compound is 1) obtained by these methods is well encoded.
  • the descriptions in the column of Examples can be referred to.
  • the compound represented by the general formula (1) has a wide variation of emission color. For this reason, it is possible to provide a useful compound also for the blue region.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is, for example, 1,500 or less, when it is intended that the organic layer containing the compound represented by the general formula (1) is formed into a film by vapor deposition and used. Some are preferable, 1200 or less is more preferable, 1000 or less is further preferable, and 900 or less is even more preferable.
  • the lower limit value of the molecular weight is the molecular weight of the minimum compound represented by the general formula (1).
  • the compound represented by the general formula (1) may be formed into a film by a coating method regardless of the molecular weight. By using a coating method, even a compound having a relatively large molecular weight can be formed into a film.
  • the compound represented by the general formula (1) has an advantage of being easily soluble in an organic solvent. For this reason, the compound represented by General formula (1) is easy to apply a coating method, and it is easy to refine
  • a compound containing a plurality of structures represented by the general formula (1) in a molecule as a light emitting material.
  • a polymer obtained by polymerizing a polymerizable group in the structure represented by the general formula (1) in advance and polymerizing the polymerizable group as a light emitting material Specifically, a monomer having a polymerizable functional group is prepared in any of R 1 to R 5 of the general formula (1), and the monomer is polymerized alone or copolymerized with another monomer, It is conceivable to obtain a polymer having a repeating unit and to use the polymer as a light emitting material. Alternatively, it is also conceivable to obtain a dimer or trimer by coupling compounds having a structure represented by the general formula (1) to use them as a light emitting material.
  • Q represents a group containing the structure represented by the general formula (1)
  • L 1 and L 2 represent a linking group.
  • the carbon number of the linking group is preferably 0 to 20, more preferably 1 to 15, and still more preferably 2 to 10.
  • X 11 represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
  • L 11 represents a linking group and is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted arylene group, and is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted group It is more preferable that it is a phenylene group.
  • R 101 , R 102 , R 103 and R 104 each independently represent a substituent.
  • the linking group represented by L 1 and L 2 can be bonded to any of R 1 to R 5 of the general formula (1) constituting Q. Two or more linking groups may be linked to one Q to form a crosslinked structure or a network structure.
  • a hydroxy group is introduced into any of R 1 to R 5 of the general formula (1), and the following compound is used as a linker It can be synthesized by reacting to introduce a polymerizable group and polymerizing the polymerizable group.
  • the polymer containing the structure represented by the general formula (1) in the molecule may be a polymer consisting of only repeating units having the structure represented by the general formula (1), It may be a polymer containing repeating units.
  • the repeating unit having a structure represented by General Formula (1) contained in the polymer may be a single type or two or more types.
  • a repeating unit which does not have a structure represented by General formula (1) what is derived from the monomer used for normal copolymerization can be mentioned.
  • the repeating unit derived from the monomer which has an ethylenically unsaturated bond, such as ethylene and styrene, can be mentioned.
  • the compounds represented by the general formula (1) are novel compounds.
  • the compounds represented by the general formula (1) can be synthesized by combining known reactions. For example, by using tetrahalogenodicyanobenzene as a starting material and reacting it with carbazole in the presence of NaH, it is possible to obtain a dicyanobenzene derivative in which a carbazolyl group, which is a donor group, is introduced instead of a part of halogen atoms.
  • the dicyanobenzene derivative represented by the general formula (1) having a carbazolyl group and a phenyl group if the halogen atom is substituted with a phenyl group by reacting the obtained dicyanobenzene derivative with tributylphenylstannane in the presence of a catalyst can be synthesized.
  • the following synthesis examples can be referred to.
  • compounds represented by other general formula (1) can be synthesized by using the same procedure and known synthetic methods.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention is useful as a light emitting material of an organic light emitting device. Therefore, the compound represented by the general formula (1) of the present invention can be effectively used as a light emitting material in the light emitting layer of the organic light emitting device.
  • the compound represented by the general formula (1) of the present invention may be used as a host or an assist dopant.
  • delayed fluorescent substances that emit delayed fluorescence.
  • the invention of a delayed phosphor having a structure represented by the general formula (1) the invention of using a compound represented by the general formula (1) as a delayed phosphor, and the general formula (1)
  • inventions of methods of emitting delayed fluorescence using the compounds represented An organic light emitting element using such a compound as a light emitting material has a feature of emitting delayed fluorescence and having high luminous efficiency. The principle will be described as follows, taking an organic electroluminescent device as an example.
  • the organic electroluminescent element carriers are injected into the light emitting material from both positive and negative electrodes to generate a light emitting material in an excited state and cause the light emitting material to emit light.
  • carriers are injected into the light emitting material from both positive and negative electrodes to generate a light emitting material in an excited state and cause the light emitting material to emit light.
  • the generated excitons 25% are excited to an excitation singlet state, and the remaining 75% are excited to an excitation triplet state. Therefore, using phosphorescence, which is light emission from an excited triplet state, has higher energy utilization efficiency.
  • the excited triplet state has a long lifetime, saturation of the excited state and deactivation of energy by interaction with excitons of the excited triplet state occur, and generally the quantum yield of phosphorescence is often not high.
  • the reverse intersystem crosses to the excited singlet state due to triplet-triplet annihilation or absorption of thermal energy to emit fluorescence.
  • a thermally activated delayed fluorescent material by absorption of thermal energy is particularly useful.
  • excitons in the excited singlet state emit fluorescence as usual.
  • excitons in the excited triplet state absorb heat generated by the device, undergo intersystem crossing to excited singlets, and emit fluorescence.
  • the lifetime (emission lifetime) of the light generated by the reverse intersystem crossing from the excitation triplet state to the excitation singlet state is usually Because it is longer than the fluorescence of, it is observed as a delayed fluorescence than these. This can be defined as delayed fluorescence. If such a thermal activation type reverse intersystem crossing mechanism is used, the ratio of the compound in the singlet state in the excited singlet state, which normally produced only 25%, is 25% or more by absorption of thermal energy after carrier injection. It is possible to If a compound that emits strong fluorescence and delayed fluorescence even at temperatures as low as 100 ° C. is used, the heat of the device sufficiently causes an intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state to emit delayed fluorescence, and thus emits light. Efficiency can be dramatically improved.
  • an excellent organic light emitting device such as an organic photoluminescent device (organic PL device) or an organic electroluminescent device (organic EL device) can be provided.
  • the organic photoluminescent device has a structure in which at least a light emitting layer is formed on a substrate.
  • the organic electroluminescent device has a structure in which an organic layer is formed between at least an anode, a cathode, and the anode and the cathode.
  • the organic layer includes at least a light emitting layer, and may be formed only of the light emitting layer, or may have one or more organic layers in addition to the light emitting layer.
  • a hole transport layer As such another organic layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, an exciton blocking layer and the like can be mentioned.
  • the hole transport layer may be a hole injection transport layer having a hole injection function
  • the electron transport layer may be an electron injection transport layer having an electron injection function.
  • FIG. 1 A specific structural example of the organic electroluminescent device is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 is a light emitting layer, 6 is an electron transport layer, and 7 is a cathode.
  • Each member and each layer of an organic electroluminescent element are demonstrated below. The description of the substrate and the light emitting layer also applies to the substrate and the light emitting layer of the organic photoluminescence device.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is preferably supported on a substrate.
  • the substrate is not particularly limited as long as it is conventionally used conventionally in organic electroluminescent devices, and for example, those made of glass, transparent plastic, quartz, silicon or the like can be used.
  • anode As an anode in an organic electroluminescent element, what makes an electrode material the large (4 eV or more) metal of a work function, an alloy, an electrically conductive compound, and these mixtures is used preferably.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • ITO indium tin oxide
  • ZnO ZnO
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 -ZnO) which can be used to form a transparent conductive film may be used.
  • the anode may form a thin film by depositing or sputtering these electrode materials, and may form a pattern of a desired shape by photolithography, or if it does not require much pattern accuracy (about 100 ⁇ m or more). ), A pattern may be formed through a mask of a desired shape during deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the material which can be apply
  • cathode one having a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O) 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals etc. may be mentioned.
  • a mixture of an electron-injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value such as a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminium mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminium oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminium mixtures, aluminum etc. are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of such an electrode material by a method such as vapor deposition or sputtering. Further, the sheet resistance as a cathode is preferably several hundreds ⁇ / sq.
  • the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • a light emission luminance will improve and it is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be produced, and by applying this, an element in which both the anode and the cathode are transparent can be produced. It can be made.
  • the light emitting layer is a layer that emits light after excitons are generated by recombination of holes and electrons respectively injected from the anode and the cathode, and a light emitting material may be used alone in the light emitting layer.
  • a light emitting material may be used alone in the light emitting layer.
  • the light emitting material and the host material are included.
  • the light emitting material one or more selected from the compound group of the present invention represented by the general formula (1) can be used.
  • a host material in addition to the light emitting material in the light emitting layer.
  • the host material an organic compound in which at least one of excited singlet energy and excited triplet energy has a value higher than that of the light-emitting material of the present invention can be used.
  • singlet excitons and triplet excitons generated in the light emitting material of the present invention can be confined in the molecules of the light emitting material of the present invention, and the light emission efficiency can be sufficiently extracted.
  • a host material that can realize high luminous efficiency is particularly restricted. Can be used in the present invention.
  • light emission is generated from the light emitting material of the present invention contained in the light emitting layer.
  • This emission includes both fluorescence and delayed fluorescence.
  • part or part of light emission may be emitted from the host material.
  • the content of the compound represented by the general formula (1) in the light emitting layer is preferably less than 50% by weight.
  • the upper limit of the content of the compound represented by the general formula (1) is preferably less than 30% by weight, and the upper limit of the content is, for example, less than 20% by weight, less than 10% by weight, 5% It may be less than%, less than 3% by weight, less than 1% by weight, less than 0.5% by weight.
  • the lower limit is preferably 0.001% by weight or more, for example, more than 0.01% by weight, more than 0.1% by weight, more than 0.5% by weight, and more than 1% by weight.
  • the host material in the light emitting layer is preferably an organic compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing long wavelength of light emission, and having a high glass transition temperature.
  • the compound represented by General formula (1) can also be used as a host material of a light emitting layer.
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer to lower the driving voltage and improve the luminance, and includes the hole injection layer and the electron injection layer, and between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, And between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
  • An injection layer can be provided as needed.
  • the blocking layer is a layer capable of blocking the diffusion of charges (electrons or holes) present in the light emitting layer and / or excitons out of the light emitting layer.
  • An electron blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the hole transport layer to block electrons from passing through the light emitting layer towards the hole transport layer.
  • a hole blocking layer can be disposed between the light emitting layer and the electron transport layer to block holes from passing through the light emitting layer towards the electron transport layer.
  • the blocking layer can also be used to block the diffusion of excitons out of the light emitting layer. That is, each of the electron blocking layer and the hole blocking layer can also have the function as an exciton blocking layer.
  • the electron blocking layer or the exciton blocking layer as used herein is used in a sense including one layer having a function of the electron blocking layer and the exciton blocking layer.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense.
  • the hole blocking layer plays the role of transporting electrons and blocking the arrival of holes to the electron transporting layer, which can improve the recombination probability of electrons and holes in the light emitting layer.
  • the material of the hole blocking layer the material of the electron transport layer described later can be used as needed.
  • the electron blocking layer has a function of transporting holes in a broad sense.
  • the electron blocking layer plays the role of transporting holes and blocking the arrival of electrons to the hole transport layer, which can improve the probability of recombination of electrons and holes in the light emitting layer. .
  • the exciton blocking layer is a layer for blocking the diffusion of excitons generated by the recombination of holes and electrons in the light emitting layer into the charge transport layer, and the insertion of this layer results in the formation of excitons.
  • the light can be efficiently confined in the light emitting layer, and the light emission efficiency of the device can be improved.
  • the exciton blocking layer can be inserted on either the anode side or the cathode side adjacent to the light emitting layer, or both of them can be simultaneously inserted.
  • the layer when an exciton blocking layer is provided on the anode side, the layer can be inserted between the hole transport layer and the light emitting layer adjacent to the light emitting layer, and when inserted on the cathode side, the light emitting layer and the cathode And the light emitting layer may be inserted adjacent to the light emitting layer.
  • a hole injection layer or an electron blocking layer can be provided between the anode and the exciton blocking layer adjacent to the anode side of the light emitting layer, and the cathode and the excitation adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
  • an electron injecting layer, an electron transporting layer, a hole blocking layer, and the like can be provided.
  • the blocking layer is disposed, at least one of the excitation singlet energy and the excitation triplet energy of the material used as the blocking layer is preferably higher than the excitation singlet energy and the excitation triplet energy of the light emitting material.
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material is one having either hole injection or transport or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • Examples of known hole transport materials that can be used include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, Amino substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers, etc., but porphyrin compounds, aroma Group tertiary amine compounds and styrylamine compounds are preferred, and aromatic tertiary amine compounds are more preferred.
  • the electron transporting layer is made of a material having a function of transporting electrons, and the electron transporting layer can be provided in a single layer or a plurality of layers.
  • the electron transporting material (which may also be a hole blocking material) may have a function of transferring electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • Examples of the electron transport layer that can be used include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, flareylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like.
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted by a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as the electron transport material.
  • the compound represented by the general formula (1) may be used not only in a single organic layer (for example, an electron transport layer) but also in a plurality of organic layers .
  • the compounds represented by the general formula (1) used in each organic layer may be the same as or different from each other.
  • the above-mentioned injection layer, blocking layer, hole blocking layer, electron blocking layer, exciton blocking layer, hole transporting layer, etc. are represented by the general formula (1) Compounds may be used.
  • the film forming method of these layers is not particularly limited, and may be produced by either a dry process or a wet process.
  • the preferable material which can be used for an organic electroluminescent element is illustrated concretely.
  • the materials that can be used in the present invention are not limitedly interpreted by the following exemplified compounds. Moreover, even if it is the compound illustrated as a material which has a specific function, it is also possible to divert it as a material which has another function.
  • the organic electroluminescent device produced by the above-mentioned method emits light by applying an electric field between the anode and the cathode of the obtained device.
  • light emission by excited singlet energy light of a wavelength corresponding to the energy level is confirmed as fluorescence emission and delayed fluorescence emission.
  • a wavelength corresponding to the energy level is confirmed as phosphorescence. Since the ordinary fluorescence has a shorter fluorescence lifetime than the delayed fluorescence, the emission lifetime can be distinguished by the fluorescence and the delayed fluorescence.
  • the excitation triplet energy is unstable, the rate constant of thermal deactivation is large, and the rate of emission is small, so that the layer is immediately deactivated. Therefore, it can hardly be observed at room temperature.
  • the excited triplet energy of a normal organic compound it can be measured by observing the light emission under conditions of extremely low temperature.
  • the organic electroluminescent device of the present invention can be applied to any of a single device, a device having a structure arranged in an array, and a structure in which an anode and a cathode are arranged in an XY matrix. According to the present invention, by containing the compound represented by the general formula (1) in the light emitting layer, it is possible to obtain an organic light emitting device in which the light emission efficiency is largely improved.
  • the organic light emitting device such as the organic electroluminescent device of the present invention can be applied to various applications.
  • organic electroluminescent display device using the organic electroluminescent device of the present invention, and for details, Shimizu Tokishi, Senya Adachi, Hideyuki Murata “Organic EL Display” (Ohm Corporation) ) Can be referenced.
  • the organic electroluminescent element of this invention can also be especially applied to the organic electroluminescent illumination and back light with large demand.
  • a source meter manufactured by Keithley: 2400 series
  • a semiconductor parameter analyzer manufactured by Agilent Technologies: E5273A
  • an optical power meter measurement device manufactured by Newport: 1930C
  • an optical spectrometer Ocean Optics: USB 2000
  • Spectroradiometer Topcon: SR-3
  • Nitrogen gas laser USHO, Excitation wavelength: 337 nm
  • streak camera Hamamatsu Photonics Co., Ltd. C4334
  • E S1 Lowest excited singlet energy level
  • a thin film or a toluene solution (concentration 10 -5 mol / L) of the compound to be measured was prepared as a sample.
  • the fluorescence spectrum of this sample was measured at normal temperature (300 K).
  • the vertical axis represents light emission
  • the horizontal axis represents wavelength.
  • a tangent was drawn to the rise on the short wave side of this emission spectrum, and the wavelength value ⁇ edge [nm] at the intersection of the tangent and the horizontal axis was determined.
  • the value converted to the energy value conversion equation shown below this wavelength value was E S1.
  • E S1 [eV] 1239.85 / ⁇ edge
  • the measurement of the emission spectrum was performed with a detector (PMA-50, manufactured by Hamamatsu Photonics K.K.) using an LED light source (M340L4, manufactured by Thorlabs) as an excitation light source.
  • M340L4 manufactured by Thorlabs
  • E T1 Lowest excited triplet energy level
  • E S1 The same sample as used in the measurement of the lowest excitation singlet energy level (E S1 ) was cooled to 77 [K] by liquid nitrogen, the sample for phosphorescence measurement was irradiated with excitation light (340 nm), and the detector was The phosphorescence was measured using.
  • the emission of light for 100 milliseconds or more after irradiation with the excitation light was used as a phosphorescence spectrum.
  • a tangent was drawn to the rise on the short wavelength side of this phosphorescence spectrum, and the wavelength value ⁇ edge [nm] at the intersection of the tangent and the horizontal axis was determined.
  • the value converted to the energy value conversion equation shown below this wavelength value was E T1.
  • Conversion formula: E T1 [eV] 1239.85 / ⁇ edge
  • the tangent to the rise on the short wavelength side of the phosphorescence spectrum was drawn as follows.
  • the tangent at each point on the curve is considered toward the long wavelength side.
  • the tangent increases as the curve rises (ie, as the vertical axis increases).
  • the tangent drawn at the point where the value of the slope takes a maximum value was taken as the tangent to the rise on the short wavelength side of the phosphorescence spectrum.
  • the maximum point with a peak intensity of 10% or less of the maximum peak intensity of the spectrum is not included in the above-described local maximum on the shortest wavelength side, and the slope value closest to the local maximum on the short wavelength side is the maximum
  • the tangent drawn at the value taking point was taken as the tangent to the rise of the short wavelength side of the phosphorescence spectrum.
  • the B3LYP / 6-31G (d) method is used for optimization of the molecular structure in the ground singlet state S 0 and calculation of the electronic state, and the lowest excited singlet energy level (E S1 ) and the lowest excited triple
  • each invention compound having a cyano group, an aryl group and a donor group has a smaller ⁇ E ST value compared to the corresponding comparison compound (a comparison compound lacking the aryl group Ar) there were.
  • Example 1 Preparation and Evaluation of Thin Film Consisting Only of Invention Compound 6-1 Invention on a quartz substrate by vacuum evaporation under a condition of a degree of vacuum of less than 1 ⁇ 10 -3 Pa Compound 6-1 was vapor-deposited to form a thin film consisting only of the inventive compound 6-1 with a thickness of 70 nm.
  • the emission spectrum of the obtained thin film was observed using 337 nm excitation light, and the peak wavelength ( ⁇ max ) was 530 nm.
  • the fluorescence spectrum and the phosphorescence spectrum are shown in FIG.
  • the transient decay curve of the emission observed using 337 nm excitation light is shown in FIG.
  • the lifetime of the delayed fluorescence ( ⁇ d ) was 5.62 ⁇ s (microseconds).
  • the ⁇ E ST was measured to be 0.123 eV.
  • photoluminescence quantum efficiency (PLQY) was measured using 300 nm excitation light, it was 36.0% in air and 39.9% in nitrogen.
  • Example 2 Preparation and evaluation of doped thin film using invention compound 6-1 Invention compound 6-1 and mCBP under the condition of a degree of vacuum of less than 1 ⁇ 10 -3 Pa by a vacuum evaporation method on a quartz substrate
  • a vacuum evaporation method on a quartz substrate
  • the emission spectrum of the obtained thin film was observed using 337 nm excitation light, and the peak wavelength ( ⁇ max ) was 518 nm.
  • the transient decay curve of the emission observed using 337 nm excitation light is shown in FIG.
  • the lifetime of the delayed fluorescence ( ⁇ d ) was 9.16 ⁇ s (microseconds).
  • photoluminescence quantum efficiency (PLQY) was measured using 300 nm excitation light, it was 65.7% in nitrogen.
  • Comparative Example 1 Preparation and Evaluation of Thin Film Consisting Only of Comparative Compound 6-1 Comparative Compound 6-1 in the same manner as Example 1, except that Comparative Compound 6-1 was used instead of the inventive compound 6-1 A thin film consisting of only 70 nm thick was formed. Delta] E ST of the obtained thin film was 0.213eV was measured.
  • Comparative Example 2 Preparation and Evaluation of Doped Thin Film Using Comparative Compound 6-1 Comparative Compound 6- was carried out in the same manner as Example 2, except that Comparative Compound 6-1 was used instead of the inventive compound 6-1.
  • a thin film with a concentration of 1 of 20% by weight was formed with a thickness of 100 nm.
  • the transient decay curve of the emission observed for the obtained thin film using 337 nm excitation light is shown in FIG.
  • FIG. 5 also shows the transient decay curve of the light emission of Example 2 shown in FIG. 4 while changing the scale of the horizontal axis and the vertical axis.
  • the lifetime ( ⁇ d ) of the delayed fluorescence of the thin film of Comparative Example 2 was 76.8 ⁇ s (microseconds).
  • the life ( ⁇ d ) of the delayed fluorescence of the thin film of Example 2 is about 0.12 times the lifetime ( ⁇ d ) of the delayed fluorescence of the thin film of Comparative Example 2, and ⁇ of the invention compound 6-1 d were much shorter than the tau d comparative compound 6-1.
  • the inventive compounds adopted in this example all have a smaller ⁇ E ST compared to the corresponding comparative compounds, and these compounds of the present invention cause reverse intersystem crossing. It has been found that it is likely to occur, that is, its delayed fluorescence lifetime is short.
  • An electroluminescent device to which a compound having a short light emission lifetime is applied as described above exhibits excellent device performance because the decrease in light emission efficiency due to the accumulation of excitons in a high current density region and the deterioration due to long time driving of the device are alleviated. . From these results, it was found that the compound represented by the general formula (1) can greatly contribute to the realization of such a light emitting device.

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Abstract

下記一般式で表される化合物は優れた発光材料である。Ｒ１～Ｒ５は水素原子または置換基を表すが、Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基；Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ；Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個はドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）である。

Description

発光材料、化合物、遅延蛍光体および発光素子
　本発明は、発光材料として有用な化合物とそれを用いた発光素子に関する。また、本発明は遅延蛍光を放射する遅延蛍光体にも関する。
　有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの発光素子の発光効率を高める研究が盛んに行われている。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、ホール輸送材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、発光効率を高める工夫が種々なされてきている。その中には、遅延蛍光材料を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も見受けられる。
　遅延蛍光材料は、励起状態において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じた後、その励起一重項状態から基底状態へ戻る際に蛍光を放射する材料である。こうした経路による蛍光は、基底状態から直接生じた励起一重項状態からの蛍光（通常の蛍光）よりも遅れて観測されるため、遅延蛍光と称されている。ここで、例えば、発光性化合物をキャリアの注入により励起した場合、励起一重項状態と励起三重項状態の発生確率は統計的に２５％：７５％であるため、直接生じた励起一重項状態からの蛍光のみでは、発光効率の向上に限界がある。一方、遅延蛍光材料では、励起一重項状態のみならず、励起三重項状態も上記の逆項間交差を介した経路により蛍光発光に利用することができるため、通常の蛍光材料に比べて高い発光効率が得られることになる。
　このような原理が明らかにされて以降、様々な研究により種々の遅延蛍光材料が発見されるに至っている。しかしながら、遅延蛍光を放射する材料であれば、直ちに発光材料として有用である訳ではない。遅延蛍光材料の中には、逆項間交差が比較的生じにくいものもあり、遅延蛍光の寿命が長いものもある。また、高電流密度領域で励起子が蓄積して発光効率が低下してしまったり、長時間駆動を続けると急速に劣化してしまったりするものもある。したがって、実用性の点で改善の余地がある遅延蛍光材料が極めて多いのが実情である。このため、遅延蛍光材料として知られているシアノベンゼン誘導体においても、課題があることが指摘されている。例えば、下記の構造を有する２ＣｚＰＮは遅延蛍光を放射する材料であるものの、発光効率が高くないうえ、高電流密度領域での発光効率の低下が著しいという課題を抱えている（非特許文献１参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Organic Electronics 14 (2013)2721-2726
　このような課題を抱えていることが指摘されているにもかかわらず、遅延蛍光材料の化学構造と特性との関係については十分な解明がなされているとは言いがたい。このため、発光材料として有用な化合物の化学構造を一般化するのは現状では困難であり、不明な点が多い。
　このような状況下において本発明者らは、発光素子用の発光材料としてより有用な化合物を提供することを目的として研究を重ねた。そして、発光材料としてより有用な化合物の一般式を導きだして一般化することを目的として鋭意検討を進めた。
　上記の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、ドナー性基が置換したジシアノベンゼン誘導体であって、さらに特定のアリール基が置換した化合物が、発光素子用の材料として有用であることを見いだした。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、以下の構成を有する。
［１］　下記一般式（１）で表される化合物からなる発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 ［一般式（１）において、
　Ｒ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表し、
　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基を表し、
　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ（ただし後者のアリール基を構成するベンゼン環には、炭素原子の他に酸素原子または硫黄原子を環骨格構成原子として含んでいてもよい環が縮合していてもよいが、酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を環骨格構成原子として含む環が縮合していることはない）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＡｒであるとき、それらのＡｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、
　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＤであるとき、それらのＤは互いに同一であっても異なっていてもよい。］
［２］　Ｒ１～Ｒ５が各々独立にシアノ基、ＡｒまたはＤである、［１］に記載の発光材料。
［３］　Ｄが置換アミノ基を含む、［１］または［２］に記載の発光材料。
［４］　Ｄが下記一般式（２ａ）で表される基である、［３］に記載の発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 ［一般式（２ａ）において、Ｒ１１とＲ１２は、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。Ｒ１１とＲ１２は互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
［５］　Ｄが下記一般式（２ｂ）で表される基である、［３］に記載の発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ［一般式（２ｂ）において、Ｒ２１～Ｒ２８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ２１とＲ２２、Ｒ２２とＲ２３、Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２４とＲ２５、Ｒ２６とＲ２７、Ｒ２７とＲ２８は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ２５とＲ２６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。］
［６］　Ｄが下記一般式（２ｃ）で表される基である、［３］に記載の発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ［一般式（２ｃ）において、Ｒ３１～Ｒ４０は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３２とＲ３３、Ｒ３３とＲ３４、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３７とＲ３８、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ３５とＲ３６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。］
［７］　Ｌが単結合である、［４］～［６］のいずれか１項に記載の発光材料。
［８］　Ｒ３がシアノ基であって、Ｌが置換もしくは無置換のフェニレン基である、［４］～［６］のいずれか１項に記載の発光材料。
［９］　Ｄが下記一般式（３）～（６）のいずれかで表される基である、［４］～［８］のいずれか１項に記載の発光材料。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 ［一般式（３）～（６）において、Ｒ４１～Ｒ４６、Ｒ５１～Ｒ６０、Ｒ６１～Ｒ６８、Ｒ７１～Ｒ７８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌ１１～Ｌ１４は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。一般式（６）におけるＸは、連結鎖長が１原子である２価の酸素原子、硫黄原子、置換もしくは無置換の窒素原子、置換もしくは無置換の炭素原子、置換もしくは無置換のケイ素原子、カルボニル基、あるいは、結合鎖長が２原子である２価の置換もしくは無置換のエチレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のｏ－アリーレン基、または置換もしくは無置換のｏ－ヘテロアリーレン基を表す。］
［１０］　上記一般式（１）で表される化合物。
［１１］　上記一般式（１）で表される化合物からなる遅延蛍光体。
［１２］　上記一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする発光素子。
［１３］　遅延蛍光を放射する［１２］に記載の発光素子。
［１４］　前記発光素子が発光層を有しており、前記発光層が前記化合物とホスト材料を含む、［１２］または［１３］に記載の発光素子。
［１５］　前記発光素子が発光層を有しており、前記発光層が前記化合物と発光材料を含む、［１２］～［１４］のいずれか１項に記載の発光素子。
　本発明の化合物は、発光材料として有用である。また、本発明の化合物の中には遅延蛍光を放射することができ、その励起三重項エネルギーを発光に有効利用することができる化合物も含まれる。このため、本発明の化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、高い発光効率を実現しうる。
有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成例を示す概略断面図である。 実施例１の発明化合物６－１の蛍光スペクトルと燐光スペクトルである。 実施例１の発明化合物６－１のみからなる薄膜の過渡減衰曲線である。 実施例２の発明化合物６－１のドープ薄膜の過渡減衰曲線である。 比較例２の比較化合物６－１のドープ薄膜の過渡減衰曲線である。
　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。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の同位体種は特に限定されず、例えば分子内の水素原子がすべて１Ｈであってもよいし、一部または全部が２Ｈ（デューテリウムＤ）であってもよい。また、日本国の特願２０１８－１１４７５８の記載事項、特に当該出願明細書の表１～５を、本明細書の一部としてここに引用する。
［一般式（１）で表される化合物］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　一般式（１）のＲ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表す。
　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個だけがシアノ基を表す。シアノ基を表すものは、Ｒ１であっても、Ｒ２であっても、Ｒ３であってもよい。
　一般式（１）のＲ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒを表す。Ｒ１～Ｒ５のうちでアリール基Ａｒであるものは、１～３個のいずれの数であってよいが、１個または２個であることが好ましい。　Ａｒの結合手を有するベンゼン環は、単環であっても縮合環の一部であってもよい。ベンゼン環にさらに環が縮合している場合は、その縮合している環は環骨格構成原子が炭素原子のみからなる環であってもよいし、環骨格構成原子として酸素原子または硫黄原子を含むものであってもよい。しかし、ベンゼン環にさらに環が縮合しているとき、その縮合している環は環骨格構成原子として酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を含む環であることはない。Ａｒの結合手を有するベンゼン環にさらに縮合しうる環の例として、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、シクロペンテン環、シクロペンタジエン環、シクロヘキセン環、シクロヘキサジエン環、シクロヘプテン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタトリエン環を挙げることができる。Ａｒの結合手を有するベンゼン環には、１つの環が縮合していてもよいし、２つ以上の環が縮合していてもよい。また、Ａｒの結合手を有するベンゼン環に縮合した環に、さらに環が縮合していてもよい。このように複数の環が縮合している場合であっても、その縮合している環は、環骨格構成原子が炭素原子のみからなる環であるか、環骨格構成原子として酸素原子または硫黄原子を含む環である。また、２つ以上の環が縮合しているとき、それらの２つ以上の環は互いに同一であっても異なっていてもよい。
　Ａｒの結合手を有するベンゼン環またはそのベンゼン環を一部として含む縮合環は、アルキル基およびアリール基の少なくとも一方の置換基で置換されていてもよい。ここでいう置換基は、水素原子に置換しうる１価の基を意味しており、縮合するものを含む概念ではない。
　ここでいう置換基たる「アルキル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルキル基の炭素数は、例えば１以上、２以上、４以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルキル基の具体例として、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、tert－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ｎ－ヘキシル基、イソヘキシル基、２－エチルヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、イソヘプチル基、ｎ－オクチル基、イソオクチル基、ｎ－ノニル基、イソノニル基、ｎ－デカニル基、イソデカニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。置換基たるアルキル基は、さらにアリール基で置換されていてもよい。
　ここでいう置換基たる「アリール基」は、芳香族炭化水素環１つだけからなる基であってもよいし、芳香族炭化水素環に１つ以上の環が縮合した基であってもよい。芳香族炭化水素環に１つ以上の環が縮合した基である場合は、芳香族炭化水素環、脂肪族炭化水素環および非芳香族複素環のうちの１以上が芳香族炭化水素環に縮合した基を採用することができる。アリール基の炭素数は、例えば６以上、１０以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、１８以下、１４以下、１０以下とすることができる。アリール基の具体例として、フェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、１－アントラセニル基、２－アントラセニル基、９－アントラセニル基を挙げることができる。置換基たるアリール基は、さらにアルキル基やアリール基で置換されていてもよい。
　Ａｒの結合手を有するベンゼン環が置換基を有するとき、その置換基の置換位置は、３～５位のいずれかであることが好ましい。例えば、３位、４位、３位と５位、３位と４位と５位に置換基を有する場合を好ましく例示することができる。
　Ａｒで表される基の総炭素数は、６～５０であることが好ましく、６～３０であることがより好ましく、６～１８であることがさらに好ましく、６～１２であることがさらにより好ましい。
　Ａｒの好ましい一群として、フェニル基、アルキル基で置換されたフェニル基、フェニル基で置換されたフェニル基、アルキル基とフェニル基で置換されたフェニル基、ナフチル基、アルキル基で置換されたナフチル基、フェニル基で置換されたナフチル基、アルキル基とフェニル基で置換されたナフチル基、ジベンゾフリル基、アルキル基で置換されたジベンゾフリル基、アルキル基とフェニル基で置換されたジベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、アルキル基で置換されたジベンゾチオフェニル基、アルキル基とフェニル基で置換されたジベンゾチオフェニル基、フルオレニル基、アルキル基で置換されたフルオレニル基、フェニル基で置換されたフルオレニル基、アルキル基とフェニル基で置換されたフルオレニル基を挙げることができる。Ａｒの別の好ましい一群として、フェニル基、モノアルキルフェニル基、ジアルキルフェニル基、トリアルキルフェニル基、テトラアルキルフェニル基、ペンタアルキルフェニル基、モノフェニルフェニル基、ジフェニルフェニル基、ナフチル基、モノアルキルナフチル基、ジアルキルナフチル基、トリアルキルナフチル基、テトラアルキルナフチル基、ペンタアルキルナフチル基、モノフェニルナフチル基、ジベンゾフリル基、モノアルキルジベンゾフリル基、ジアルキルジベンゾフリル基、トリアルキルジベンゾフリル基、テトラアルキルジベンゾフリル基、ペンタアルキルジベンゾフリル基、モノフェニルジベンゾフリル基、ジベンゾチオフェニル基、モノアルキルジベンゾチオフェニル基、ジアルキルジベンゾチオフェニル基、トリアルキルジベンゾチオフェニル基、テトラアルキルジベンゾチオフェニル基、ペンタアルキルジベンゾチオフェニル基、モノフェニルアルキルジベンゾチオフェニル基、モノアルキルフルオレニル基、ジアルキルフルオレニル基、トリアルキルフルオレニル基、テトラアルキルフルオレニル基、オクタアルキルフルオレニル基、モノフェニルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、トリフェニルフルオレニル基、テトラフェニルフルオレニル基を挙げることができる。
　以下にＡｒで表される基の具体例を挙げるが、本発明で採用することができるＡｒはこれらの具体例によって限定的に解釈されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　一般式（１）におけるＲ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄを表す。ただし、ドナー性基Ｄには、上記のＡｒに該当するものは含まれない。
　本明細書における「ドナー性基」は、ハメットのσｐ値が負の基である。ここで、「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、パラ置換ベンゼン誘導体の反応速度または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、パラ置換ベンゼン誘導体における置換基と反応速度定数または平衡定数の間に成立する下記式：
     log（ｋ／ｋ0） ＝ ρσｐ
または
     log（Ｋ／Ｋ0） ＝ ρσｐ
における置換基に特有な定数（σｐ）である。上式において、ｋは置換基を持たないベンゼン誘導体の速度定数、ｋ0は置換基で置換されたベンゼン誘導体の速度定数、Ｋは置換基を持たないベンゼン誘導体の平衡定数、Ｋ0は置換基で置換されたベンゼン誘導体の平衡定数、ρは反応の種類と条件によって決まる反応定数を表す。本発明における「ハメットのσｐ値」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)のσｐ値に関する記載を参照することができる。ハメットのσｐ値が負の基は電子供与性（ドナー性）を示し、ハメットのσｐ値が正の基は電子求引性（アクセプター性）を示す傾向がある。
　一般式（１）におけるＤは、置換アミノ基を含む基であることが好ましい。アミノ基の窒素原子に結合する置換基は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることが好ましく、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることがより好ましい。特に、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換のジヘテロアリールアミノ基であることが好ましい。一般式（１）におけるＤは、置換アミノ基の窒素原子で結合する基であってもよいし、置換アミノ基が結合した基で結合する基であってもよい。置換アミノ基が結合する基は、π共役基であることが好ましい。
　ここでいう置換基たる「アルキル基」については、一般式（１）におけるＡｒの置換基たるアルキル基の対応する記載を参照することができる。
　ここでいう置換基たる「アルケニル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの２種以上が混在していてもよい。アルケニル基の炭素数は、例えば２以上、４以上とすることができる。また、炭素数は３０以下、２０以下、１０以下、６以下、４以下とすることができる。アルケニル基の具体例として、エテニル基、ｎ－プロペニル基、イソプロペニル基、ｎ－ブテニル基、イソブテニル基、ｎ－ペンテニル基、イソペンテニル基、ｎ－ヘキセニル基、イソヘキセニル基、２－エチルヘキセニル基を挙げることができる。置換基たるアルケニル基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
　ここでいう置換基たる「アリール基」および「ヘテロアリール基」は、単環であってもよいし、２つ以上の環が縮合した縮合環であってもよい。縮合環である場合、縮合している環の数は２～６であることが好ましく、例えば２～４の中から選択することができる。環の具体例として、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、キノリン環、ピラジン環、キノキサリン環、ナフチリジン環を挙げることができる。アリーレン基またはヘテロアリーレン基の具体例として、フェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、１－アントラセニル基、２－アントラセニル基、９－アントラセニル基、２－ピリジル基、３－ピリジル基、４－ピリジル基を挙げることができる。アリーレン基またはヘテロアリーレン基は、置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。置換基を２つ以上有する場合、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。置換基としては、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、炭素数１～２０のアルキルチオ基、炭素数１～２０のアルキル置換アミノ基、炭素数１～２６のアリール置換アミノ基、炭素数６～４０のアリール基、炭素数３～４０のヘテロアリール基、炭素数２～１０のアルケニル基、炭素数２～１０のアルキニル基、炭素数２～２０のアルキルアミド基、炭素数７～２１のアリールアミド基、炭素数３～２０のトリアルキルシリル基等が挙げられる。これらの具体例のうち、さらに置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。より好ましい置換基は、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、炭素数１～２０のアルキルチオ基、炭素数１～２６のアルキル置換アミノ基、炭素数１～２０のアリール置換アミノ基、炭素数６～４０のアリール基、炭素数３～４０のヘテロアリール基である。
　一般式（１）におけるドナー性基Ｄとして、例えば下記の一般式（２ａ）で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　一般式（２ａ）において、Ｒ１１とＲ１２は、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Ｒ１１とＲ１２は互いに結合して環状構造を形成してもよい。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｌのアリーレン基またはヘテロアリーレン基に導入しうる置換基は、一般式（１）で表される基であってもよいし、後述する一般式（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）、（３）～（６）で表される基であってもよい。これらの（１）～（６）で表される基はＬに導入可能な置換基の最大数まで導入されていてもよい。また、一般式（１）～（６）で表される基が複数個導入されている場合は、それらの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。
　一般式（２ａ）におけるＲ１１とＲ１２は、互いに結合することにより一般式（２ａ）の窒素原子とともに環状構造を形成していてもよい。
　Ｒ１１とＲ１２が表すアリール基またはヘテロアリール基については、アミノ基の窒素原子に結合する置換基たるアリール基とヘテロアリール基の説明を参照することができる。
　一般式（２ａ）で表される置換基は、下記の一般式（２ｂ）で表される置換基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　一般式（２ｂ）において、Ｒ２１～Ｒ２８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ２１とＲ２２、Ｒ２２とＲ２３、Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２４とＲ２５、Ｒ２６とＲ２７、Ｒ２７とＲ２８は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ２５とＲ２６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。例えばＲ２５とＲ２６は互いに結合して単結合を形成することにより、一般式（２ｂ）で表される化合物はカルバゾール環を包含することになる。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。Ｒ２１～Ｒ２８がとりうる置換基の具体例と好ましい範囲については、一般式（１）におけるＡｒの置換基たるアリーレン基またはヘテロアリーレン基の記載を参照することができる。
　Ｒ２１とＲ２２、Ｒ２２とＲ２３、Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２４とＲ２５、Ｒ２５とＲ２６、Ｒ２６とＲ２７、Ｒ２７とＲ２８は互いに結合して形成する環状構造は芳香環であっても脂肪環であってもよく、またヘテロ原子を含むものであってもよく、さらに環状構造は２環以上の縮合環であってもよい。ここでいうヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択されるものであることが好ましい。形成される環状構造の例として、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、イミダゾリン環、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、シクロヘキサジエン環、シクロヘキセン環、シクロペンタエン環、シクロヘプタトリエン環、シクロヘプタジエン環、シクロヘプタエン環、フラン環、チオフェン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノリン環などを挙げることができる。
　一般式（２ａ）で表される置換基は、以下の一般式（２ｃ）で表される置換基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　一般式（２ｃ）において、Ｒ３１～Ｒ４０は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３２とＲ３３、Ｒ３３とＲ３４、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３７とＲ３８、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ３５とＲ３６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。Ｒ３１～Ｒ４０がとりうる置換基の具体例と好ましい範囲については、一般式（１）におけるＡｒの置換基たるアリーレン基またはヘテロアリーレン基の記載を参照することができる。
　Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３２とＲ３３、Ｒ３３とＲ３４、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３７とＲ３８、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０が互いに結合して形成する環状構造については、一般式（２ａ）におけるＲ２１とＲ２２が形成する環状構造に対応する記載を参照することができる。
　一般式(２ａ) ～（２ｃ）において、Ｌは、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｌは、単結合、または置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましい。
　Ｌが表すアリーレン基を構成する芳香環は、単環であっても、２以上の芳香環が縮合した縮合環であっても、２以上の芳香環が連結した連結環であってもよい。２以上の芳香環が連結している場合は、直鎖状に連結したものであってもよいし、分枝状に連結したものであってもよい。Ｌが表すアリーレン基を構成する芳香環の炭素数は、６～２２であることが好ましく、６～１８であることがより好ましく、６～１４であることがさらに好ましく、６～１０であることがさらにより好ましい。アリーレン基の具体例として、フェニレン基、ナフタレンジイル基、ビフェニレン基を挙げることができる。
　また、Ｌが表すヘテロアリーレン基を構成する複素環は、単環であっても、１以上の複素環と芳香環または複素環が縮合した縮合環であっても、１以上の複素環と芳香環または複素環が連結した連結環であってもよい。複素環の炭素数は５～２２であることが好ましく、５～１８であることがより好ましく、５～１４であることがさらに好ましく、５～１０であることがさらにより好ましい。複素環を構成する複素原子は窒素原子であることが好ましい。複素環の具体例として、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール環を挙げることができる。
　Ｌが表すより好ましい基はフェニレン基である。Ｌがフェニレン基であるとき、フェニレン基は１，２－フェニレン基、１，３－フェニレン基、１，４－フェニレン基のいずれであってもよいが、１，４－フェニレン基であることが好ましい。また、Ｌは置換基により置換されていてもよい。Ｌの置換基の数および置換位置は特に制限されない。Ｌに導入しうる置換基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１１とＲ１２がとりうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。また、Ｌのアリーレン基またはヘテロアリーレン基に導入しうる置換基は、一般式（１）、（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）で表される基であってもよいし、後述する一般式（３）～（６）で表される基であってもよい。これらの（１）～（６）で表される基はＬに導入可能な置換基の最大数まで導入されていてもよい。また、一般式（１）～（６）で表される基が複数個導入されている場合は、それらの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
　Ｌが置換基を有する場合、その置換基は（２ａ）におけるＲ１１およびＲ１２、（２ｂ）におけるＲ２１およびＲ２８、（２ｃ）におけるＲ３１およびＲ４０と環状構造を形成していてもよい。
　一般式（２ａ）～（２ｃ）で表される置換基は、下記の一般式（３）～（６）のいずれかの一般式で表される置換基であることが好ましく、中でも一般式（３）～（５）で表される基が好ましく、より好ましくは一般式（５）で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　一般式（３）～（６）において、Ｒ４１～Ｒ４６、Ｒ５１～Ｒ６０、Ｒ６１～Ｒ６８、Ｒ７１～Ｒ７８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。ここでいう置換基の説明と好ましい範囲については、上記の一般式（１）におけるＡｒの置換基たるアリーレン基またはヘテロアリーレン基の記載を参照することができる。Ｒ４１～Ｒ４６、Ｒ５１～Ｒ６０、Ｒ６１～Ｒ６８、Ｒ７１～Ｒ７８は、各々独立に上記一般式（３）～（６）のいずれかで表される基であることも好ましい。一般式（３）～（６）における置換基の数は特に制限されない。すべてが無置換（すなわち水素原子）である場合も好ましい。また、一般式（３）～（６）のそれぞれにおいて置換基が２つ以上ある場合、それらの置換基は同一であっても異なっていてもよい。一般式（３）～（６）に置換基が存在している場合、その置換基は一般式（３）であればＲ４２～Ｒ４６のいずれかであることが好ましく、Ｒ４５およびＲ４６の少なくとも１つであることがより好ましい。一般式（４）であればＲ５２～Ｒ５９のいずれかであることが好ましく、一般式（５）であればＲ６２～Ｒ６７のいずれかであることが好ましく、一般式（６）であればＲ７２～Ｒ７７のいずれかであることが好ましい。
　一般式（３）～（６）において、Ｒ４１とＲ４２、Ｒ４２とＲ４３、Ｒ４３とＲ４４、Ｒ４５とＲ４６、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５２とＲ５３、Ｒ５３とＲ５４、Ｒ５４とＲ５５、Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５６とＲ５７、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ５８とＲ５９、Ｒ５９とＲ６０、Ｒ６１とＲ６２、Ｒ６２とＲ６３、Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６５とＲ６６、Ｒ６６とＲ６７、Ｒ６７とＲ６８、Ｒ７１とＲ７２、Ｒ７２とＲ７３、Ｒ７３とＲ７４、Ｒ７５とＲ７６、Ｒ７６とＲ７７、Ｒ７７とＲ７８は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。環状構造の説明と好ましい例については、上記の一般式（２ｂ）におけるＲ２１とＲ２２等が互いに結合して形成する環状構造の説明と好ましい例を参照することができる。
　一般式（６）においてＸは連結鎖長が１原子である２価の酸素原子、硫黄原子、置換もしくは無置換の窒素原子、置換もしくは無置換の炭素原子、置換もしくは無置換のケイ素原子、カルボニル基、あるいは、結合鎖長が２原子である２価の置換もしくは無置換のエチレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のｏ－アリーレン基、または置換もしくは無置換のｏ－ヘテロアリーレン基を表す。置換基の具体例と好ましい範囲については、一般式（２ａ）におけるＲ１１が表すアリーレン基またはヘテロアリーレン基の置換基の対応する記載を参照することができる。
　一般式（３）～（６）において、Ｌ１１～Ｌ１４は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。ここでいうアリーレン基やヘテロアリーレン基の置換基は、一般式（１）～（６）で表される基であってもよい。一般式（１）～（６）で表される基はＬ１１～Ｌ１４に導入可能な置換基の最大数まで導入されていてもよい。また、一般式（１）～（６）で表される基が複数個導入されている場合は、それらの置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。Ｌ１１～Ｌ１４が表すアリーレン基またはヘテロアリーレン基、これらの基に導入しうる置換基の説明と好ましい範囲については、Ｌが表すアリーレン基またはヘテロアリーレン基、これらの基に導入しうる置換基の説明と好ましい範囲を参照することができる。Ｌ１１～Ｌ１４は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましい。
　以下に置換アミノ基の具体例を挙げるが、本発明で採用することができる置換アミノ基はこれらの具体例によって限定的に解釈されることはない。＊は、一般式（２ａ）～（２ｃ）における連結基（Ｌ）への結合位置を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　一般式（１）のＲ１～Ｒ５のうち２つ以上がＤであるとき、それらの複数のＤは同一であっても異なっていてもよい。
　異なっているときは、２つのＤがいずれも芳香環を有しており、２つのＤの間で、その芳香環は共通しているが、その芳香環に置換している置換基の数、芳香環の置換基で置換されている位置、および、芳香環に置換している置換基の構造の少なくとも１つの条件が互いに異なるものである場合が好ましい。
　以下にＤで表される基の具体例を挙げるが、本発明で採用することができるＤはこれらの具体例によって限定的に解釈されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　一般式（１）におけるＲ１～Ｒ５は、いずれか１つがシアノ基、少なくとも１つがＡｒ、少なくとも１つがＤである。残りの２つは、水素原子であっても、ＡｒであってもＤであっても、ＡｒやＤ以外の置換基（ただしシアノ基は除く）であってもよい。残りの２つは、水素原子、ＡｒおよびＤから選択されることが好ましく、ＡｒおよびＤから選択されることがより好ましい。例えば、残りの２つのうちの１つをＡｒで１つをＤとすることができる。
　一般式（１）は対称化合物であっても、非対称化合物であってもよい。
　一般式（１）で表される化合物は、その最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）のエネルギー差ΔＥＳＴが、当該化合物からＡｒを除いた参照化合物のΔＥＳＴを１としたときの相対値で、０．９以下であることがよく、０．８以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましく、０．６以下であることがさらに好ましく、０．５以下であることがさらにより好ましく、０．４以下であることが特に好ましい。このように参照化合物よりもΔＥＳＴが小さい化合物は、遅延蛍光材料の中でも特に、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きやすく、遅延蛍光の寿命が短い傾向がある。遅延蛍光寿命が短い発光材料をエレクトロルミネッセンス素子に用いることにより、高電流密度領域での励起子蓄積による発光効率の低下や、素子の長時間駆動による劣化が緩和され、素子性能を改善することができる。
　化合物のΔＥＳＴは、その化合物について測定した蛍光スペクトルおよび燐光スペクトルから求めることができ、また計算化学的手法によっても算出することができる。これらの方法で求めたΔＥＳＴの相対値（参照化合物のΔＥＳＴを１としたときの相対値）はよく符号する。蛍光スペクトルおよび燐光スペクトルからのΔＥＳＴの算出方法および計算化学的手法によるΔＥＳＴの算出方法については、実施例の欄の記載を参照することができる。
　一般式（１）で表される化合物は、シアノベンゼン系誘導体の中では、発光色のバリエーションが広い。このため、青色領域についても有用な化合物を提供することが可能である。
　以下に一般式（１）で表される化合物の具体例を挙げる。ただし、本発明で採用することができる一般式（１）で表される化合物は、下記の具体例によって限定的に解釈されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
　一般式（１）で表される化合物の分子量は、例えば一般式（１）で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、１５００以下であることが好ましく、１２００以下であることがより好ましく、１０００以下であることがさらに好ましく、９００以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、一般式（１）で表される最小化合物の分子量である。
　一般式（１）で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。一般式（１）で表される化合物は、シアノベンゼン系化合物の中では有機溶媒に溶解しやすいという利点がある。このため、一般式（１）で表される化合物は塗布法を適用しやすいうえ、精製して純度を高めやすい。
　本発明を応用して、分子内に一般式（１）で表される構造を複数個含む化合物を、発光材料として用いることも考えられる。
　例えば、一般式（１）で表される構造中にあらかじめ重合性基を存在させておいて、その重合性基を重合させることによって得られる重合体を、発光材料として用いることが考えられる。具体的には、一般式（１）のＲ１～Ｒ５のいずれかに重合性官能基を含むモノマーを用意して、これを単独で重合させるか、他のモノマーとともに共重合させることにより、繰り返し単位を有する重合体を得て、その重合体を発光材料として用いることが考えられる。あるいは、一般式（１）で表される構造を有する化合物どうしをカップリングさせることにより、二量体や三量体を得て、それらを発光材料として用いることも考えられる。
　一般式（１）で表される構造を含む繰り返し単位を有する重合体の例として、下記一般式（３）または（４）で表される構造を含む重合体を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
　一般式（３）または（４）において、Ｑは一般式（１）で表される構造を含む基を表し、Ｌ１およびＬ２は連結基を表す。連結基の炭素数は、好ましくは０～２０であり、より好ましくは１～１５であり、さらに好ましくは２～１０である。連結基は－Ｘ１１－Ｌ１１－で表される構造を有するものであることが好ましい。ここで、Ｘ１１は酸素原子または硫黄原子を表し、酸素原子であることが好ましい。Ｌ１１は連結基を表し、置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、炭素数１～１０の置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
　一般式（３）または（４）において、Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３およびＲ１０４は、各々独立に置換基を表す。好ましくは、炭素数１～６の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１～６の置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは炭素数１～３の無置換のアルキル基、炭素数１～３の無置換のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくは炭素数１～３の無置換のアルキル基、炭素数１～３の無置換のアルコキシ基である。
　Ｌ１およびＬ２で表される連結基は、Ｑを構成する一般式（１）のＲ１～Ｒ５のいずれかに結合することができる。１つのＱに対して連結基が２つ以上連結して架橋構造や網目構造を形成していてもよい。
　繰り返し単位の具体的な構造例として、下記式（５）～（８）で表される構造を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　これらの式（５）～（８）を含む繰り返し単位を有する重合体は、一般式（１）のＲ１～Ｒ５のいずれかにヒドロキシ基を導入しておき、それをリンカーとして下記化合物を反応させて重合性基を導入し、その重合性基を重合させることにより合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
　分子内に一般式（１）で表される構造を含む重合体は、一般式（１）で表される構造を有する繰り返し単位のみからなる重合体であってもよいし、それ以外の構造を有する繰り返し単位を含む重合体であってもよい。また、重合体の中に含まれる一般式（１）で表される構造を有する繰り返し単位は、単一種であってもよいし、２種以上であってもよい。一般式（１）で表される構造を有さない繰り返し単位としては、通常の共重合に用いられるモノマーから誘導されるものを挙げることができる。例えば、エチレン、スチレンなどのエチレン性不飽和結合を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を挙げることができる。
［一般式（１）で表される化合物の合成方法］
　一般式（１）で表される化合物は、新規化合物である。
　一般式（１）で表される化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、テトラハロゲノジシアノベンゼンを出発物質として、ＮａＨの存在下にカルバゾールと反応させることにより、一部のハロゲン原子のかわりにドナー性基であるカルバゾリル基を導入したジシアノベンゼン誘導体を得ることができる。得られたジシアノベンゼン誘導体に触媒存在下でトリブチルフェニルスタンナンを反応させることにより、ハロゲン原子をフェニル基に置換すれば、カルバゾリル基とフェニル基を有する一般式（１）で表されるジシアノベンゼン誘導体を合成することができる。この反応の具体的な条件や反応手順については、後述の合成例を参考にすることができる。また、その他の一般式（１）で表される化合物も、同様の手順や公知の合成法を利用することにより合成することが可能である。
［有機発光素子］
　本発明の一般式（１）で表される化合物は、有機発光素子の発光材料として有用である。このため、本発明の一般式（１）で表される化合物は、有機発光素子の発光層に発光材料として効果的に用いることができる。また、本発明の一般式（１）で表される化合物は、ホストまたはアシストドーパントとして用いてもよい。
　一般式（１）で表される化合物の中には、遅延蛍光を放射する遅延蛍光体が含まれている。すなわち本発明は、一般式（１）で表される構造を有する遅延蛍光体の発明と、一般式（１）で表される化合物を遅延蛍光体として使用する発明と、一般式（１）で表される化合物を用いて遅延蛍光を発光させる方法の発明も提供する。そのような化合物を発光材料として用いた有機発光素子は、遅延蛍光を放射し、発光効率が高いという特徴を有する。その原理を、有機エレクトロルミネッセンス素子を例にとって説明すると以下のようになる。
　有機エレクトロルミネッセンス素子においては、正負の両電極より発光材料にキャリアを注入し、励起状態の発光材料を生成し、発光させる。通常、キャリア注入型の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合、生成した励起子のうち、励起一重項状態に励起されるのは２５％であり、残り７５％は励起三重項状態に励起される。従って、励起三重項状態からの発光である燐光を利用するほうが、エネルギーの利用効率が高い。しかしながら、励起三重項状態は寿命が長いため、励起状態の飽和や励起三重項状態の励起子との相互作用によるエネルギーの失活が起こり、一般に燐光の量子収率が高くないことが多い。一方、遅延蛍光材料は、項間交差等により励起三重項状態へとエネルギーが遷移した後、三重項－三重項消滅あるいは熱エネルギーの吸収により、励起一重項状態に逆項間交差され蛍光を放射する。有機エレクトロルミネッセンス素子においては、なかでも熱エネルギーの吸収による熱活性化型の遅延蛍光材料が特に有用であると考えられる。有機エレクトロルミネッセンス素子に遅延蛍光材料を利用した場合、励起一重項状態の励起子は通常通り蛍光を放射する。一方、励起三重項状態の励起子は、デバイスが発する熱を吸収して励起一重項へ項間交差され蛍光を放射する。このとき、励起一重項からの発光であるため蛍光と同波長での発光でありながら、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差により、生じる光の寿命（発光寿命）は通常の蛍光よりも長くなるため、これらよりも遅延した蛍光として観察される。これを遅延蛍光として定義できる。このような熱活性化型の逆項間交差機構を用いれば、キャリア注入後に熱エネルギーの吸収を経ることにより、通常は２５％しか生成しなかった励起一重項状態の化合物の比率を２５％以上に引き上げることが可能となる。１００℃未満の低い温度でも強い蛍光および遅延蛍光を発する化合物を用いれば、デバイスの熱で充分に励起三重項状態から励起一重項状態への項間交差が生じて遅延蛍光を放射するため、発光効率を飛躍的に向上させることができる。
　本発明の一般式（１）で表される化合物を発光層の発光材料として用いることにより、有機フォトルミネッセンス素子（有機ＰＬ素子）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの優れた有機発光素子を提供することができる。有機フォトルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも発光層を形成した構造を有する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、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、少なくとも発光層を含むものであり、発光層のみからなるものであってもよいし、発光層の他に１層以上の有機層を有するものであってもよい。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。具体的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造例を図１に示す。図１において、１は基板、２は陽極、３は正孔注入層、４は正孔輸送層、５は発光層、６は電子輸送層、７は陰極を表わす。
　以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材および各層について説明する。なお、基板と発光層の説明は有機フォトルミネッセンス素子の基板と発光層にも該当する。
（基板）
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板に支持されていることが好ましい。この基板については、特に制限はなく、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子に慣用されているものであればよく、例えば、ガラス、透明プラスチック、石英、シリコンなどからなるものを用いることができる。
（陽極）
　有機エレクトロルミネッセンス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）、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材料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。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／sq.(ohms per square)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、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（Ａｌ２Ｏ３）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（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材料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／sq.(ohms per square)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、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
　また、陽極の説明で挙げた導電性透明材料を陰極に用いることで、透明また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。
（発光層）
　発光層は、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た後、発光する層であり、発光材料を単独で発光層に使用しても良いが、好ましくは発光材料とホスト材料を含む。発光材料としては、一般式（１）で表される本発明の化合物群から選ばれる１種または２種以上を用いることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子および有機フォトルミネッセンス素子が高い発光効率を発現するためには、発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、発光材料中に閉じ込めることが重要である。従って、発光層中に発光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本発明の発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、本発明の発光材料に生成した一重項励起子および三重項励起子を、本発明の発光材料の分子中に閉じ込めることが可能となり、その発光効率を十分に引き出すことが可能となる。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、高い発光効率を得ることが可能な場合もあるため、高い発光効率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。本発明の有機発光素子または有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光は発光層に含まれる本発明の発光材料から生じる。この発光は蛍光発光および遅延蛍光発光の両方を含む。但し、発光の一部或いは部分的にホスト材料からの発光があってもかまわない。
　発光層における一般式（１）で表される化合物の含有量は、５０重量％未満とすることが好ましい。さらに、一般式（１）で表される化合物の含有量の上限値は３０重量％未満とすることが好ましく、また、含有量の上限値は例えば２０重量％未満、１０重量％未満、５重量％未満、３重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満とすることもできる。下限値は０．００１重量％以上とすることが好ましく、例えば０．０１重量％超、０．１重量％超、０．５重量％超、１重量％超とすることもできる。
　発光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。
　一般式（１）で表される化合物は、発光層のホスト材料として使用することもできる。
（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、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光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、発光層中に存在する電荷（電子もしくは正孔）および／または励起子の発光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、発光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発光層を通過することを阻止する。同様に、正孔阻止層は発光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発光層を通過することを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光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、これにより発光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、これにより発光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、発光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発光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。励起子阻止層は発光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、正孔輸送層と発光層の間に、発光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、発光層と陰極との間に、発光層に隣接して該層を挿入することができる。また、陽極と、発光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、発光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、発光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発光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。
　有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する際には、一般式（１）で表される化合物を１層の有機層（例えば、電子輸送層）に用いるだけでなく、複数の有機層にも用いてもよい。その際、各有機層に用いる一般式（１）で表される化合物は、互いに同一であっても異なっていてもよい。例えば、電子輸送層や発光層の他に、上記の注入層、阻止層、正孔阻止層、電子阻止層、励起子阻止層、正孔輸送層などにも一般式（１）で表される化合物を用いてもよい。これらの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。
　以下に、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる好ましい材料を具体的に例示する。ただし、本発明において用いることができる材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。また、特定の機能を有する材料として例示した化合物であっても、その他の機能を有する材料として転用することも可能である。
　まず、発光層のホスト材料としても用いることができる好ましい化合物を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
　次に、正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
　次に、正孔輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
　次に、電子阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
　次に、正孔阻止材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
　次に、電子輸送材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
　次に、電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
　さらに添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
　上述の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、得られた素子の陽極と陰極の間に電界を印加することにより発光する。このとき、励起一重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長の光が、蛍光発光および遅延蛍光発光として確認される。また、励起三重項エネルギーによる発光であれば、そのエネルギーレベルに応じた波長が、燐光として確認される。通常の蛍光は、遅延蛍光発光よりも蛍光寿命が短いため、発光寿命は蛍光と遅延蛍光で区別できる。
　一方、燐光については、本発明の化合物のような通常の有機化合物では、励起三重項エネルギーは不安定であり、熱失活の速度定数が大きく、発光の速度定数が小さいことから直ちに失活するため、室温では殆ど観測できない。通常の有機化合物の励起三重項エネルギーを測定するためには、極低温の条件での発光を観測することにより測定可能である。
　本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ－Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。本発明によれば、発光層に一般式（１）で表される化合物を含有させることにより、発光効率が大きく改善された有機発光素子が得られる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子などの有機発光素子は、さらに様々な用途へ応用することが可能である。例えば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することが可能であり、詳細については、時任静士、安達千波矢、村田英幸共著「有機ＥＬディスプレイ」（オーム社）を参照することができる。また、特に本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、需要が大きい有機エレクトロルミネッセンス照明やバックライトに応用することもできる。
　以下に合成例および実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
　以下における発光特性の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：２４００シリーズ）、半導体パラメータ・アナライザ（アジレント・テクノロジー社製：Ｅ５２７３Ａ）、光パワーメータ測定装置（ニューポート社製：１９３０Ｃ）、光学分光器（オーシャンオプティクス社製：ＵＳＢ２０００）、分光放射計（トプコン社製：ＳＲ－３）、窒素ガスレーザ（ＵＳＨＯ製、励起波長３３７ｎｍ）およびストリークカメラ（浜松ホトニクス（株）製Ｃ４３３４型）を用いて行った。
［最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）の差ΔＥＳＴの測定］
　化合物の最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）の差ΔＥＳＴは、その化合物について測定した蛍光スペクトルおよび燐光スペクトルから最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）を以下の方法で算出し、ΔＥＳＴ＝ＥＳ１－ＥＴ１を計算することにより求めた。
（１）最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）
　測定対象化合物の薄膜もしくはトルエン溶液（濃度１０－５ｍｏｌ／Ｌ）を調製して試料とした。常温（３００Ｋ）でこの試料の蛍光スペクトルを測定した。蛍光スペクトルは、縦軸を発光、横軸を波長とした。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］を求めた。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ＥＳ１とした。
　　換算式：ＥＳ１［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
　発光スペクトルの測定は、励起光源にＬＥＤ光源（Thorlabs社製、M340L4）を用いて検出器（浜松ホトニクス社製、PMA-50）により行った。
（２）最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）
　最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）の測定で用いたのと同じ試料を、液体窒素によって７７［Ｋ］に冷却し、励起光（３４０ｎｍ）を燐光測定用試料に照射し、検出器を用いて燐光を測定した。励起光照射後から１００ミリ秒以降の発光を燐光スペクトルとした。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］を求めた。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ＥＴ１とした。
　　換算式：ＥＴ１［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いた。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した。
　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した。
［最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）の差ΔＥＳＴの計算化学的手法による算出］
　本実施例では、化合物の最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）の差ΔＥＳＴを、計算化学的手法によっても算出した。計算化学的手法には、Ｇａｕｓｓｉａｎ社Ｇａｕｓｓｉａｎ０９およびＧａｕｓｓｉａｎ１６プログラムを使用した。ここで、基底一重項状態Ｓ０での分子構造の最適化ならびに電子状態の計算にはＢ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ（ｄ）法を用い、最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）の計算には時間依存密度汎関数法（ＴＤ-ＤＦＴ）法を用いた。得られた最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）からΔＥＳＴ＝ＥＳ１－ＥＴ１を計算した。
［本実施例で使用した化合物］
　以下に、本実施例で使用した発明化合物および比較化合物、ドープ膜のホストとして使用したｍＣＢＰの構造を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
［Ａ］化合物の合成
（合成例１）発明化合物６－１の合成
（１）中間体１の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
　６０％水素化ナトリウム０．９４ｍｇ（２３．５ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三つ口フラスコに入れ、水素化ナトリウムを乾燥させ、当該フラスコ内を窒素置換し、テトラヒドロフラン（脱水溶媒）２００ｍＬを加えて攪拌した。この混合物へ９Ｈ－カルバゾール３．１４ｇ（１８．８ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、室温で６０分攪拌した。攪拌後、この混合物へテトラクロロテレフタロニトリル２．５０ｇ（９．４０ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を窒素雰囲気下、室温で１２時間攪拌した。攪拌後、この混合物へ、水を加えて攪拌しこの沈殿物をろ過した。濾過後、この混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーはトルエン：ヘキサンの混合溶媒を展開溶媒として用いた。得られたフラクションを濃縮して得た固体をアセトンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、黄色粉末状固体を収量２．０１ｇ、収率４０．３％で得た。
１Ｈ ＮＭＲ（５００Ｈｚ、ＣＤＣｌ３、δ）：８．２１（ｄ、Ｊ＝１０Ｈｚ、２Ｈ）、７．５４（ｔｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、Ｊ＝１Ｈｚ、２Ｈ）、７．４５（ｔｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、Ｊ＝１Ｈｚ、２Ｈ）、７．１５（ｄ、Ｊ＝８．５Ｈｚ、２Ｈ）
マススペクトル分析：５２６．０
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
（２）発明化合物６－１の合成
　２００ｍＬ三口フラスコに、中間体１を１．５５ｇ（２．９３ｍｍｏｌ）、トリブチルフェニルスタンナンを３．２ｇ（８．８ｍｍｏｌ）、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)を０．１０ｇ（０．０９３ｍｍｏｌ）、トリ(o-トリル)ホスフィンを０．２６ｇ（０．８８ｍｍｏｌ）入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン７０ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１００℃で２４時間撹拌した。この混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーは酢酸エチル：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を展開溶媒として用いた。得られたフラクションを濃縮して得た固体をアセトンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、黄色粉末状固体を収量０．３６ｇ、収率２０．２％で得た。
１Ｈ ＮＭＲ（５００Ｈｚ、ＣＤＣｌ３、δ）：８．０３（ｄ、Ｊ＝７．９Ｈｚ、４Ｈ）、７．４２（ｔ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．２８（ｔ、Ｊ＝７．９Ｈｚ、４Ｈ）、７．１９（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、４Ｈ）、７．１４（ｄ、Ｊ＝７．０Ｈｚ、４Ｈ）、７．０９（ｔ、Ｊ＝７．９Ｈｚ、２Ｈ）、７．４２（ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ、４Ｈ）
マススペクトル分析：６１０．１０
（合成例２）発明化合物８－１の合成
（１）中間体２の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
　テトラクロロテレフタロニトリル０．２６ｇ（１．０ｍｍｏｌ）、トリブチルフェニルスタンナン０．８１ｇ（２．２ｍｍｏｌ）、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０３ｇ（０．０３ｍｍｏｌ）およびトリ（ｏ－トリル）ホスフィン０．０９ｇ（０．３ｍｍｏｌ）をフラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した後、トルエン２０ｍＬを加え、窒素雰囲気下、１２０℃で２４時間撹拌した。撹拌後、混合物を室温に戻し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーの展開溶媒にはトルエンおよびヘキサンを使用した。得られたフラクションを濃縮して得た固体をジクロロメタン及びヘキサンで再結晶したところ、中間体２が収量０．０７０ｇ、収率２０％で得られた。マススペクトル分析：３４７．９８
（２）発明化合物８－１の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
　中間体２を０．１７ｇ（０．５ｍｍｏｌ)と、４－（９Ｈ－カルバゾリル）フェニルボロン酸０．３１ｇ（１．１ｍｍｏｌ）および脱水トルエン１５ｍＬをシュレンク管に入れる。この混合物へテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム（０）０．１１ｇ（０．１ｍｍｏｌ）、２Ｍの炭酸カリウム水溶液６ｍＬを加えて８０℃で７２時間撹拌する。撹拌後、混合物を室温に戻し、混合物中の析出物をろ取する。この析出物を、水、ヘキサン、メタノールで順に洗浄することにより発明化合物８－１が得られる。
［Ｂ］計算化学的手法によるΔＥＳＴの算出
　上記の各発明化合物および各比較化合物について、計算化学的手法により算出した最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）、最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）およびそれらのエネルギー差ΔＥＳＴを表６～１５に示す。各表における発明化合物の「相対値」は、各発明化合物のΔＥＳＴを、対応する比較化合物（同じ表に掲載した比較化合物）のΔＥＳＴを１．００として算出した相対値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
　各表に示しているように、シアノ基とアリール基とドナー性基を有する各発明化合物は、それと対応する比較化合物（アリール基Ａｒを欠いた比較化合物）に比べてΔＥＳＴ値が小さい値であった。
［Ｃ］薄膜の作製と評価
（実施例１）発明化合物６－１のみからなる薄膜の作製と評価
　石英基板上に真空蒸着法にて、真空度１×１０－３Ｐａ未満の条件にて発明化合物６－１を蒸着し、発明化合物６－１のみからなる薄膜を７０ｎｍの厚さで形成した。
　得られた薄膜について、３３７ｎｍ励起光を用いて発光スペクトルを観測したところ、ピーク波長（λmax）は５３０ｎｍであった。図２に蛍光スペクトルと燐光スペクトルを示す。３３７ｎｍ励起光を用いて観測した発光の過渡減衰曲線を図３に示す。遅延蛍光の寿命（τd）は５．６２μｓ（マイクロ秒）であった。また、ΔＥＳＴを測定したところ０．１２３ｅＶであった。さらに３００ｎｍ励起光を用いてフォトルミネッセンス量子効率（ＰＬＱＹ）を測定したところ、空気中で３６．０％、窒素中で３９．９％であった。
（実施例２）発明化合物６－１を用いたドープ薄膜の作製と評価
　石英基板上に真空蒸着法にて、真空度１×１０－３Ｐａ未満の条件にて発明化合物６－１とｍＣＢＰとを異なる蒸着源から蒸着し、発明化合物６－１の濃度が２０重量％である薄膜を１００ｎｍの厚さで形成した。
　得られた薄膜について、３３７ｎｍ励起光を用いて発光スペクトルを観測したところ、ピーク波長（λmax）は５１８ｎｍであった。３３７ｎｍ励起光を用いて観測した発光の過渡減衰曲線を図４に示す。遅延蛍光の寿命（τd）は９．１６μｓ（マイクロ秒）であった。さらに３００ｎｍ励起光を用いてフォトルミネッセンス量子効率（ＰＬＱＹ）を測定したところ、窒素中で６５．７％であった。
（比較例１）比較化合物６－１のみからなる薄膜の作製と評価
　発明化合物６－１の代わりに比較化合物６－１を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較化合物６－１のみからなる薄膜を７０ｎｍの厚さで形成した。
　得られた薄膜のΔＥＳＴを測定したところ０．２１３ｅＶであった。
（比較例２）比較化合物６－１を用いたドープ薄膜の作製と評価
　発明化合物６－１の代わりに比較化合物６－１を用いた以外は、実施例２と同様にして、比較化合物６－１の濃度が２０重量％である薄膜を１００ｎｍの厚さで形成した。
　得られた薄膜について、３３７ｎｍ励起光を用いて観測した発光の過渡減衰曲線を図５に示す。また、図５には、図４に示した実施例２の発光の過渡減衰曲線を、横軸および縦軸のスケールを変えて併せて示す。比較例２の薄膜の遅延蛍光の寿命（τd）は７６．８μｓ（マイクロ秒）であった。
　実施例１および比較例１の測定結果を比較したところ、実施例１で作製した発明化合物６－１の薄膜のΔＥＳＴは、比較例１で作製した比較化合物６－１の薄膜のΔＥＳＴに対し、およそ０．５８倍であった。また、表１１の計算結果を見ると、発明化合物６－１のΔＥＳＴは、比較化合物６－１の薄膜のΔＥＳＴに対し、およそ０．４３倍である。このことから、ΔＥＳＴの計算結果の傾向が実測値の傾向と符合していることが確認された。また、実施例２の薄膜の遅延蛍光の寿命（τd）は、比較例２の薄膜の遅延蛍光の寿命（τd）に対し、およそ０．１２倍であり、発明化合物６－１のτdは比較化合物６－１のτdに比べて遥かに短いものであった。これは、発明化合物６－１では、ΔＥＳＴが小さいことにより励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が容易に起こるためである。
　以上の測定結果および計算結果から、本実施例で採用した発明化合物は、いずれも対応する比較化合物に比べてΔＥＳＴが小さいことが示され、これにより、これらの発明化合物が逆項間交差を生じやすいこと、すなわち、その遅延蛍光寿命が短いことが分かった。このように発光寿命が短い化合物を適用したエレクトロルミネッセンス素子は、高電流密度領域での励起子の蓄積による発光効率の低下や、素子の長時間駆動による劣化を緩和され、優れた素子性能を示す。これらの結果から、一般式（１）で表される化合物が、こうした発光素子の実現に大いに貢献できるものであることが分かった。

Claims (15)

  1. 　下記一般式（１）で表される化合物からなる発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［一般式（１）において、
    　Ｒ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ（ただし後者のアリール基を構成するベンゼン環には、炭素原子の他に酸素原子または硫黄原子を環骨格構成原子として含んでいてもよい環が縮合していてもよいが、酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を環骨格構成原子として含む環が縮合していることはない）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＡｒであるとき、それらのＡｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＤであるとき、それらのＤは互いに同一であっても異なっていてもよい。］
  2. 　Ｒ１～Ｒ５が各々独立にシアノ基、ＡｒまたはＤである、請求項１に記載の発光材料。
  3. 　Ｄが置換アミノ基を含む、請求項１または２に記載の発光材料。
  4. 　Ｄが下記一般式（２ａ）で表される基である、請求項３に記載の発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［一般式（２ａ）において、Ｒ１１とＲ１２は、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ１１とＲ１２は互いに結合して環状構造を形成してもよい。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。］
  5. 　Ｄが下記一般式（２ｂ）で表される基である、請求項３に記載の発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［一般式（２ｂ）において、Ｒ２１～Ｒ２８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ２１とＲ２２、Ｒ２２とＲ２３、Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２４とＲ２５、Ｒ２６とＲ２７、Ｒ２７とＲ２８は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ２５とＲ２６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。］
  6. 　Ｄが下記一般式（２ｃ）で表される基である、請求項３に記載の発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［一般式（２ｃ）において、Ｒ３１～Ｒ４０は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌは単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３２とＲ３３、Ｒ３３とＲ３４、Ｒ３４とＲ３５、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３７とＲ３８、Ｒ３８とＲ３９、Ｒ３９とＲ４０は互いに結合して環状構造を形成するために必要な連結基を形成してもよい。また、Ｒ３５とＲ３６は互いに結合して単結合または連結基を形成してもよい。＊は、一般式（１）におけるベンゼン環の環骨格を構成する炭素原子（Ｃ）への結合位置を表す。］
  7. 　Ｌが単結合である、請求項４～６のいずれか１項に記載の発光材料。
  8. 　Ｒ３がシアノ基であって、Ｌが置換もしくは無置換のフェニレン基である、請求項４～６のいずれか１項に記載の発光材料。
  9. 　Ｄが下記一般式（３）～（６）のいずれかで表される基である、、請求項４～８のいずれか１項に記載の発光材料。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     ［一般式（３）～（６）において、Ｒ４１～Ｒ４６、Ｒ５１～Ｒ６０、Ｒ６１～Ｒ６８、Ｒ７１～Ｒ７８は、各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｌ１１～Ｌ１４は、単結合、置換もしくは無置換のアリーレン基、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を表す。一般式（６）におけるＸは、連結鎖長が１原子である２価の酸素原子、硫黄原子、置換もしくは無置換の窒素原子、置換もしくは無置換の炭素原子、置換もしくは無置換のケイ素原子、カルボニル基、あるいは、結合鎖長が２原子である２価の置換もしくは無置換のエチレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のｏ－アリーレン基、または置換もしくは無置換のｏ－ヘテロアリーレン基を表す。］
  10. 　下記一般式（１）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     ［一般式（１）において、
    　Ｒ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ（ただし後者のアリール基を構成するベンゼン環には、炭素原子の他に酸素原子または硫黄原子を環骨格構成原子として含んでいてもよい環が縮合していてもよいが、酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を環骨格構成原子として含む環が縮合していることはない）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＡｒであるとき、それらのＡｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＤであるとき、それらのＤは互いに同一であっても異なっていてもよい。］
  11. 　下記一般式（１）で表される化合物からなる遅延蛍光体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     ［一般式（１）において、
    　Ｒ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ（ただし後者のアリール基を構成するベンゼン環には、炭素原子の他に酸素原子または硫黄原子を環骨格構成原子として含んでいてもよい環が縮合していてもよいが、酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を環骨格構成原子として含む環が縮合していることはない）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＡｒであるとき、それらのＡｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＤであるとき、それらのＤは互いに同一であっても異なっていてもよい。］
  12. 　下記一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする発光素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     ［一般式（１）において、
    　Ｒ１～Ｒ５は、各々独立に水素原子または置換基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１個はシアノ基を表し、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基Ａｒ（ただし後者のアリール基を構成するベンゼン環には、炭素原子の他に酸素原子または硫黄原子を環骨格構成原子として含んでいてもよい環が縮合していてもよいが、酸素原子および硫黄原子以外のヘテロ原子を環骨格構成原子として含む環が縮合していることはない）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＡｒであるとき、それらのＡｒは互いに同一であっても異なっていてもよく、
    　Ｒ１～Ｒ５のうちの１～３個は、ドナー性基Ｄ（ただしＡｒに該当するものは除く）を表し、Ｒ１～Ｒ５のうちの２個以上がＤであるとき、それらのＤは互いに同一であっても異なっていてもよい。］
  13. 　遅延蛍光を放射する請求項１２に記載の発光素子。
  14. 　前記発光素子が発光層を有しており、前記発光層が前記化合物とホスト材料を含む、請求項１２または１３に記載の発光素子。
  15. 　前記発光素子が発光層を有しており、前記発光層が前記化合物と発光材料を含む、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の発光素子。
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