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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-01
(45)【発行日】2023-12-11
(54)【発明の名称】組成物および有機発光素子
(51)【国際特許分類】
H10K 50/12 20230101AFI20231204BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20231204BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20231204BHJP
H10K 101/10 20230101ALN20231204BHJP
H10K 101/20 20230101ALN20231204BHJP
H10K 101/25 20230101ALN20231204BHJP
H10K 101/30 20230101ALN20231204BHJP
【ＦＩ】
H10K50/12
C09K11/06 640
C09K11/06 645
H10K85/60
H10K101:10
H10K101:20
H10K101:25
H10K101:30
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2019186950
(22)【出願日】2019-10-10
(65)【公開番号】P2021064641
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-09-12
(73)【特許権者】
【識別番号】504145342
【氏名又は名称】国立大学法人九州大学
(73)【特許権者】
【識別番号】516003621
【氏名又は名称】株式会社Ｋｙｕｌｕｘ
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】弁理士法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】中野谷 一
(72)【発明者】
【氏名】グエン バ タイン
(72)【発明者】
【氏名】安達 千波矢
(72)【発明者】
【氏名】垣添 勇人
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 礼隆
【審査官】横川 美穂
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０８７７４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０４１１５７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５９９５９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０９９９４６２８（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０２５１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／２０２２５１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１８－５１９６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９９９４６３４（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９１９２８７４（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５９８２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０００６６０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２１４５７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０４７８５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０６８０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１７１１９７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ５０／００－１０２／２０
Ｃ０９Ｋ １１／０６
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ１を満たす組成物。（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ１）
前記エキサイプレックスの最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす。
ＥＴ１（ＥＸ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（ＥＸ）
【請求項2】
エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ２を満たす組成物。（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ２）
前記組成物から放射される燐光が、前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物からの燐光である。
【請求項3】
前記アクセプター化合物が前記条件Ａを満たす、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項4】
前記アクセプター化合物が、ハメットのσｐ値が負の基を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項5】
前記アクセプター化合物が、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環と、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項6】
前記アクセプター化合物が、下記一般式（１）で表される構造を有する、請求項５に記載の組成物。【化1】
【請求項7】
Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは下記一般式（２）で表される基である、請求項６に記載の組成物。【化2】
【請求項8】
前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を２つ以上有する、請求項６または７に記載の組成物。
【請求項9】
前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を３つ以上有する、請求項６または７に記載の組成物。
【請求項10】
前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が０．２以上の基を有さない、請求項１～９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項11】
前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が正の基を有さない、請求項１～９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項12】
前記ドナー化合物が、トリアリールアミン部分構造を２つ以上有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項13】
前記ドナー化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する、請求項１２に記載の組成物。【化3】
【請求項14】
Ｚ１およびＺ２がＮである、請求項６～１３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項15】
さらに蛍光性化合物を含む、請求項１～１４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項16】
前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、請求項１５に記載の組成物。ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
【請求項17】
前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位Ｅ
Ｔ１
（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、請求項１６に記載の組成物。ＥＴ１（Ｆ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
【請求項18】
前記エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）、前記蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）、前記エキサイプレックスの極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（ＥＸ）、および前記蛍光性化合物の極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（Ｆ）が下記の関係式（単位ｅＶ）をいずれも満たす、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の組成物。ＥＳ１（Ｆ） ＜ ＥＳ１（ＥＸ）
Ｅpeak（ＥＸ） ＜ Ｅpeak（Ｆ）
【請求項19】
膜状である、請求項１～１８のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項20】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の組成物を含む発光層を有する有機発光素子。
【請求項21】
遅延蛍光を放射する、請求項２０に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光層の材料として有用な組成物およびその組成物を用いた有機発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの有機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、通常の有機化合物では熱失活により失われる励起三重項状態のエネルギーを活用することにより、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、ドナー分子とアクセプター分子の間に形成されるエキサイプレックス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。
【0003】
エキサイプレックスは、ドナー分子およびアクセプター分子の一方が励起状態になったときに、ドナー分子からアクセプター分子への電荷移動が起こって二分子間に形成される励起状態である。エキサイプレックスは、ドナー分子のＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）とアクセプター分子のＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）が空間的に分離していることに起因して、励起一重項エネルギー準位ＥＳ１と励起三重項エネルギー準位ＥＴ１との差ΔＥＳＴが小さく、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こり易い。そのため、エキサイプレックスを利用することにより、励起三重項エネルギーを励起一重項エネルギーに効率よく変換して、そのエネルギーを発光に有効活用することが可能になり、有機発光素子の発光効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】D.D.Zhang,etc. ACS Appl.Mater.Interfaces. 2016,8,3825
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように、エキサイプレックスを利用することにより、有機発光素子の発光効率を向上させることができる。しかし、エキサイプレックスを用いた有機発光素子（エキサイプレックス発光素子）については、駆動安定性の検討が十分になされておらず、これまでの材料構成では駆動寿命が実用レベルに遠く及ばないという問題があった。
そこで、非特許文献１には、エキサイプレックス発光素子の装置構成を工夫することにより、駆動寿命を向上させたことが記載されている、しかし、非特許文献１に記載された有機発光素子は、装置構成を従来のものから大幅に変更しているため、使用できるドナー化合物とアクセプター化合物が制限され、材料選択の幅が狭いという問題がある。
そこで、非特許文献１には、エキサイプレックス発光素子の装置構成を工夫することにより、駆動寿命を向上させたことが記載されている、しかし、非特許文献１に記載された有機発光素子は、装置構成を従来のものから大幅に変更しているため、使用できるドナー化合物とアクセプター化合物が制限され、材料選択の幅が狭いという問題がある。
【0006】
このような状況下において本発明者らは、エキサイプレックス発光素子の駆動寿命を改善できるドナー化合物とアクセプター化合物の組合せを開発することを目的として鋭意検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【0007】
鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、特定のエネルギー関係を満たすドナー化合物とアクセプター化合物を組み合わせて用いることにより、駆動寿命が改善されたエキサイプレックス発光素子を実現できることを見出した。本発明はこうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に以下の構成を有する。
【0008】
［１］ エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ１を満たす組成物。
（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ１）
前記エキサイプレックスの最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす。
ＥＴ１（ＥＸ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（ＥＸ）
［２］ エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ２を満たす組成物。
（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ２）
前記組成物から放射される燐光が、前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物からの燐光である。
［３］ 前記アクセプター化合物が前記条件Ａを満たす、［１］または［２］に記載の組成物。
［４］ 前記アクセプター化合物が、ハメットのσｐ値が負の基を有する、［１］～［３］のいずれか１項に記載の組成物。
［５］ 前記アクセプター化合物が、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環と、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する、［１］～［４］のいずれか１項に記載の組成物。
［６］ 前記アクセプター化合物が、下記一般式（１）で表される構造を有する、［５］に記載の組成物。
［一般式（１）において、Ｚ１はＮまたはＣ（Ｒ４）を表し、Ｚ２はＮまたはＣ（Ｒ５）を表し、Ｒ１～Ｒ５は各々独立に水素原子、ＣＮ、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表すが、Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基である。］
［７］ Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは下記一般式（２）で表される基である、［６］に記載の組成物。
［一般式（２）において、Ｒ６およびＲ７は各々独立に置換もしくは無置換のアリール基を表し、Ｌ１は単結合、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。ｎは１以上でＬ１に置換可能な最大数以下の整数を表す。＊は一般式（１）の複素芳香環に結合する位置を表す。］
［８］ 前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を２つ以上有する、［６］または［７］に記載の組成物。
［９］ 前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を３つ以上有する、［６］または［７］に記載の組成物。
［１０］ 前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が０．２以上の基を有さない、［１］～［９］のいずれか１項に記載の組成物。
［１１］ 前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が正の基を有さない、［１］～［９］のいずれか１項に記載の組成物。
［１２］ 前記ドナー化合物が、トリアリールアミン部分構造を２つ以上有する、［１］～［１１］のいずれか１項に記載の組成物。
［１３］ 前記ドナー化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する、［１２］に記載の組成物。
［一般式（３）において、Ｒは各々独立に水素原子または置換基を表す。］
［１４］ Ｚ１およびＺ２がＮである、［６］～［１３］のいずれか１項に記載の組成物。
［１５］ さらに蛍光性化合物を含む、［１］～［１４］のいずれか１項に記載の組成物。
［１６］ 前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、［１５］に記載の組成物。
ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
［１７］ 前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位Ｅ Ｔ１ （Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、［１６］に記載の組成物。
ＥＴ１（Ｆ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
［１８］ 前記エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）、前記蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）、前記エキサイプレックスの極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（ＥＸ）、および前記蛍光性化合物の極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（Ｆ）が下記の関係式（単位ｅＶ）をいずれも満たす、［１５］～［１７］のいずれか１項に記載の組成物。
ＥＳ１（Ｆ） ＜ ＥＳ１（ＥＸ）
Ｅpeak（ＥＸ） ＜ Ｅpeak（Ｆ）
［１９］ 膜状である、［１］～［１８］のいずれか１項に記載の組成物。
［２０］ ［１］～［１９］のいずれか１項に記載の組成物を含む発光層を有する有機発光素子。
［２１］ 遅延蛍光を放射する、［２０］に記載の有機発光素子。
（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ１）
前記エキサイプレックスの最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす。
ＥＴ１（ＥＸ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（ＥＸ）
［２］ エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ２を満たす組成物。
（条件Ａ）
前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ２）
前記組成物から放射される燐光が、前記ドナー化合物または前記アクセプター化合物からの燐光である。
［３］ 前記アクセプター化合物が前記条件Ａを満たす、［１］または［２］に記載の組成物。
［４］ 前記アクセプター化合物が、ハメットのσｐ値が負の基を有する、［１］～［３］のいずれか１項に記載の組成物。
［５］ 前記アクセプター化合物が、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環と、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する、［１］～［４］のいずれか１項に記載の組成物。
［６］ 前記アクセプター化合物が、下記一般式（１）で表される構造を有する、［５］に記載の組成物。
【化1】
［７］ Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは下記一般式（２）で表される基である、［６］に記載の組成物。
【化2】
［８］ 前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を２つ以上有する、［６］または［７］に記載の組成物。
［９］ 前記アクセプター化合物が、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を３つ以上有する、［６］または［７］に記載の組成物。
［１０］ 前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が０．２以上の基を有さない、［１］～［９］のいずれか１項に記載の組成物。
［１１］ 前記ドナー化合物が、ハメットのσｐ値が正の基を有さない、［１］～［９］のいずれか１項に記載の組成物。
［１２］ 前記ドナー化合物が、トリアリールアミン部分構造を２つ以上有する、［１］～［１１］のいずれか１項に記載の組成物。
［１３］ 前記ドナー化合物が、下記一般式（３）で表される構造を有する、［１２］に記載の組成物。
【化3】
［１４］ Ｚ１およびＺ２がＮである、［６］～［１３］のいずれか１項に記載の組成物。
［１５］ さらに蛍光性化合物を含む、［１］～［１４］のいずれか１項に記載の組成物。
［１６］ 前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、［１５］に記載の組成物。
ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
［１７］ 前記蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、前記条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位Ｅ Ｔ１ （Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす、［１６］に記載の組成物。
ＥＴ１（Ｆ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
［１８］ 前記エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）、前記蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）、前記エキサイプレックスの極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（ＥＸ）、および前記蛍光性化合物の極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（Ｆ）が下記の関係式（単位ｅＶ）をいずれも満たす、［１５］～［１７］のいずれか１項に記載の組成物。
ＥＳ１（Ｆ） ＜ ＥＳ１（ＥＸ）
Ｅpeak（ＥＸ） ＜ Ｅpeak（Ｆ）
［１９］ 膜状である、［１］～［１８］のいずれか１項に記載の組成物。
［２０］ ［１］～［１９］のいずれか１項に記載の組成物を含む発光層を有する有機発光素子。
［２１］ 遅延蛍光を放射する、［２０］に記載の有機発光素子。
【発明の効果】
【0009】
本発明の組成物によれば、エキサイプレックスを形成して安定な発光を実現することができる。本発明の組成物を発光層に含む有機発光素子は、エキサイプレックスによる発光を安定に持続して、長い駆動寿命を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の組成物の発光メカニズムを説明するための模式図である。
【図2】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。
【図3】ドナー化合物として化合物Ｄ１を用い、アクセプター化合物として化合物Ａ１～Ａ６のいずれかを用いた各有機エレクトロルミネッセンス素子の発光強度の駆動時間依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
【0012】
＜組成物（第１組成物）＞
本発明の組成物は、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ１を満たすものである。
（条件Ａ）
ドナー化合物またはアクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ１）
エキサイプレックスの最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）と、条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす。
ＥＴ１（ＥＸ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（ＥＸ）
本発明における「エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物」とは、ドナー化合物およびアクセプター化合物の一方が励起状態になったとき、ドナー化合物からアクセプター化合物への電荷移動によって励起錯体を形成しうる化合物の組合せのことを意味し、「エキサイプレックス」とは、その励起錯体における励起状態のことを意味する。エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物の組合せであることは、ドナー化合物とアクセプター化合物の混合膜で観測される発光スペクトルが、ドナー化合物の単独膜で観測される発光スペクトルおよびアクセプター化合物の単独膜で観測される発光スペクトルの少なくとも一方と、異なるパターンを示すことをもって確認することができる。混合膜の発光スペクトルがエキサイプレックスに由来するものである場合、通常、その発光極大波長が、単独膜の発光スペクトルの発光極大波長よりも長波長側にシフトして観測される。
本発明の組成物は、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ１を満たすものである。
（条件Ａ）
ドナー化合物またはアクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ１）
エキサイプレックスの最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）と、条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が下記の関係式（単位ｅＶ）を満たす。
ＥＴ１（ＥＸ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（ＥＸ）
本発明における「エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物」とは、ドナー化合物およびアクセプター化合物の一方が励起状態になったとき、ドナー化合物からアクセプター化合物への電荷移動によって励起錯体を形成しうる化合物の組合せのことを意味し、「エキサイプレックス」とは、その励起錯体における励起状態のことを意味する。エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物の組合せであることは、ドナー化合物とアクセプター化合物の混合膜で観測される発光スペクトルが、ドナー化合物の単独膜で観測される発光スペクトルおよびアクセプター化合物の単独膜で観測される発光スペクトルの少なくとも一方と、異なるパターンを示すことをもって確認することができる。混合膜の発光スペクトルがエキサイプレックスに由来するものである場合、通常、その発光極大波長が、単独膜の発光スペクトルの発光極大波長よりも長波長側にシフトして観測される。
【0013】
本発明の組成物は、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物を含む組成物であって、上記の条件Ａおよび条件Ｂ１を満たすことにより、エキサイプレックスを形成して安定な発光を持続することができる。これは、条件Ａおよび条件Ｂ１を満たす組成物では、連続的なキャリア注入（連続駆動）に伴って蓄積したキャリアの、アクセプター化合物への不必要な注入またはドナー化合物への不必要な注入により生じた励起三重項エネルギーが、エキサイプレックスの形成に利用されるためであると推測される。ここで、「不必要なキャリア注入」とは、励起錯体を形成しているアクセプター化合物のＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）に正孔が注入されること、または、励起錯体を形成しているドナー化合物のＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）に電子が注入されることをいう。この具体的なメカニズムを、アクセプター化合物のΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下である場合（アクセプター化合物が条件Ａを満たす場合）を例にして図１を参照しながら説明する。
【0014】
すなわち、本発明の組成物にキャリアを注入すると、ドナー化合物またはアクセプター化合物が励起状態になってドナー化合物のＨＯＭＯの電子がアクセプター化合物のＬＵＭＯに移動し、エキサイプレックスが形成される（図１（ａ）参照）。そのエキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）からの輻射失活により蛍光が放射される。また、エキサイプレックスでは、最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）のエネルギー差ΔＥＳＴが極めて小さいため、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こり易く、その逆項間交差により形成された励起一重項状態も輻射失活して遅延蛍光が放射される。したがって、エキサイプレックスでは、励起一重項エネルギーとともに、励起三重項エネルギーも発光に有効利用され、高い発光効率が得られる。
しかし、連続駆動に伴って正孔が高密度に蓄積してくると、ドナー化合物のＨＯＭＯからアクセプター化合物のＨＯＭＯへ不必要な正孔注入が起こるようになる。その結果、図１（ｂ）に示すように、アクセプター化合物上で正孔と電子が再結合してアクセプター化合物自体が励起一重項状態と励起三重項状態へ遷移する現象が生じる。
このとき、図１（ｃ）の左側に示すように、アクセプター化合物のΔＥＳＴが０．３５ｅＶを超えている場合（本発明の条件Ａを満たしていない場合）、励起三重項状態は寿命が長いため、輻射失活する前に熱失活するか、高密度に蓄積して三重項－三重項消滅を起こし、発光に有効活用することができない。そのため、条件Ａを満たしていない系では、駆動時間が長くなるのに伴って発光強度が急速に低下し、駆動寿命が短くなる。
一方、図１（ｃ）の右側に示すように、アクセプター化合物のΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下である場合（本発明の条件Ａを満たしている場合）、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）の差が小さいため、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こり易い。そのため、不必要な正孔注入によりアクセプター化合物自体が励起三重項状態に遷移しても、逆項間交差を介して効率よく励起一重項状態に変換される。そして、エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）は、アクセプター化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）よりも通常低いため、そのアクセプター化合物で生じた励起一重項エネルギーは電荷移動を伴って最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）へと移動し、エキサイプレックスの形成に寄与する。すなわち、アクセプター化合物が条件Ａを満たすことにより、アクセプター化合物への不必要な正孔注入により生じた励起三重項エネルギーを高密度に蓄積させることなく、エキサイプレックスの形成に有効活用することができる。
さらに、本発明の組成物では、ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下であるアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）がＥＴ１（ＥＸ）－０．２～ＥＴ１（ＥＸ）ｅＶの範囲にあること、すなわち本発明の条件Ｂ１を満たすことにより、エキサイプレックスの励起三重項エネルギーをアクセプター化合物に効率よく移動させてエキサイプレックス上での三重項励起子の蓄積を抑えることができる。また、そのエキサイプレックスから移動してきた励起三重項エネルギーを、上記の逆項間交差を介した経路により、アクセプター化合物上で励起一重項エネルギーに効率よく変換してエキサイプレックスの形成に再利用することができる。
これらのことから、本発明の組成物は、条件Ａと条件Ｂ１を満たすことにより、エキサイプレックスによる発光を安定に持続して長い駆動寿命を実現することができる。
しかし、連続駆動に伴って正孔が高密度に蓄積してくると、ドナー化合物のＨＯＭＯからアクセプター化合物のＨＯＭＯへ不必要な正孔注入が起こるようになる。その結果、図１（ｂ）に示すように、アクセプター化合物上で正孔と電子が再結合してアクセプター化合物自体が励起一重項状態と励起三重項状態へ遷移する現象が生じる。
このとき、図１（ｃ）の左側に示すように、アクセプター化合物のΔＥＳＴが０．３５ｅＶを超えている場合（本発明の条件Ａを満たしていない場合）、励起三重項状態は寿命が長いため、輻射失活する前に熱失活するか、高密度に蓄積して三重項－三重項消滅を起こし、発光に有効活用することができない。そのため、条件Ａを満たしていない系では、駆動時間が長くなるのに伴って発光強度が急速に低下し、駆動寿命が短くなる。
一方、図１（ｃ）の右側に示すように、アクセプター化合物のΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下である場合（本発明の条件Ａを満たしている場合）、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）の差が小さいため、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差が起こり易い。そのため、不必要な正孔注入によりアクセプター化合物自体が励起三重項状態に遷移しても、逆項間交差を介して効率よく励起一重項状態に変換される。そして、エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）は、アクセプター化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）よりも通常低いため、そのアクセプター化合物で生じた励起一重項エネルギーは電荷移動を伴って最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）へと移動し、エキサイプレックスの形成に寄与する。すなわち、アクセプター化合物が条件Ａを満たすことにより、アクセプター化合物への不必要な正孔注入により生じた励起三重項エネルギーを高密度に蓄積させることなく、エキサイプレックスの形成に有効活用することができる。
さらに、本発明の組成物では、ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下であるアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）がＥＴ１（ＥＸ）－０．２～ＥＴ１（ＥＸ）ｅＶの範囲にあること、すなわち本発明の条件Ｂ１を満たすことにより、エキサイプレックスの励起三重項エネルギーをアクセプター化合物に効率よく移動させてエキサイプレックス上での三重項励起子の蓄積を抑えることができる。また、そのエキサイプレックスから移動してきた励起三重項エネルギーを、上記の逆項間交差を介した経路により、アクセプター化合物上で励起一重項エネルギーに効率よく変換してエキサイプレックスの形成に再利用することができる。
これらのことから、本発明の組成物は、条件Ａと条件Ｂ１を満たすことにより、エキサイプレックスによる発光を安定に持続して長い駆動寿命を実現することができる。
【0015】
ここで、以上の説明では、アクセプター化合物が条件Ａを満たす場合を例にして、本発明の組成物の発光メカニズムを説明したが、ドナー化合物が条件Ａを満たす場合にも、ドナー化合物の最低励起一重項エネルギー準位および最低励起三重項エネルギー準位が、それぞれ、ＥＳ１（Ｍ）、ＥＴ１（Ｍ）に対応することを除いて、上記と同様のメカニズムでエキサイプレックスによる安定な発光、長い駆動寿命を実現することができる。
また、いずれの場合においても、条件Ｂ１におけるＥＴ１（Ｍ）の下限は、ＥＴ１（ＥＸ）－０．２であることが好ましく、ＥＴ１（ＥＸ）－０．１であることがより好ましい。これにより、各化合物上での逆項間交差の効率をより高くすることができる。
また、いずれの場合においても、条件Ｂ１におけるＥＴ１（Ｍ）の下限は、ＥＴ１（ＥＸ）－０．２であることが好ましく、ＥＴ１（ＥＸ）－０．１であることがより好ましい。これにより、各化合物上での逆項間交差の効率をより高くすることができる。
【0016】
以下において、本発明の組成物が含むドナー化合物およびアクセプター化合物、必要に応じて添加されるその他の成分について説明する。
【0017】
［アクセプター化合物］
アクセプター化合物は、組成物に注入された電子を受け取る電子受容性ユニットを有する化合物であり、ハメットのσｐ値が負の基を有することが好ましい。
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値）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値が負である置換基は電子供与性（ドナー性）を示し、ハメットのσｐ値が正である置換基は電子求引性（アクセプター性）を示す傾向がある。
アクセプター化合物は、組成物に注入された電子を受け取る電子受容性ユニットを有する化合物であり、ハメットのσｐ値が負の基を有することが好ましい。
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値）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値が負である置換基は電子供与性（ドナー性）を示し、ハメットのσｐ値が正である置換基は電子求引性（アクセプター性）を示す傾向がある。
【0018】
アクセプター化合物は、ハメットのσｐ値が負の基を有することにより、連続駆動時にドナー化合物のＨＯＭＯからアクセプター化合物へ正孔が注入されたとき、そのハメットのσｐ値が負の基が正孔を受け取る正孔受容部（ＨＯＭＯ）として機能し、電子受容性ユニットのＨＯＭＯに正孔が注入されることが抑えられる。これにより、電子受容性ユニットのＨＯＭＯに正孔が注入されることで起こる、アクセプター化合物分子の分解が抑制され、連続駆動時のエキサイプレックスの安定性をより向上させることができる。また、アクセプター化合物にハメットのσｐ値が負の基を導入すると、ＨＯＭＯとＬＵＭＯが空間的に分離した電子状態が形成され、小さいΔＥＳＴが得やすいものになる。
【0019】
アクセプター化合物は、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環と、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有することが好ましい。複素芳香環は、電子受容性ユニットとして構成することができ、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基は、ハメットのσｐ値が負の基として構成することができる。アクセプター化合物において、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環の１分子当たりの数は１つであっても２つ以上であってもよい。アクセプター化合物が、環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環を２つ以上有するとき、複数の複素芳香環は互いに同一であっても異なっていてもよい。アクセプター化合物において、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の１分子当たりの数は１つであっても２つ以上であってもよい。アクセプター化合物が置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を２つ以上有するとき、複数の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環は、単環であってもよいし、窒素原子を有する複素芳香環が２つ以上縮合した縮合環や、窒素原子を有する複素芳香環の少なくとも１つと芳香環の少なくとも１つが縮合した縮合環であってもよい。複素芳香環は、環骨格構成原子として窒素原子を有する６員環を含むことが好ましく、その６員環における窒素原子の数は１～３であることが好ましい。環骨格構成原子として窒素原子を有する６員環の具体例として、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環を挙げることができる。
置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の「置換もしくは無置換のアリール基」の説明については、下記一般式（２）のＲ６およびＲ７における「置換もしくは無置換のアリール基」の説明を参照することができる。ジアリールアミノ基の２つのアリール基は、単結合または連結基（第１連結基）で互いに連結して複素環構造を形成していてもよい。第１連結基の好ましい範囲と具体例については、下記一般式（２）のＲ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基を連結する連結基についての記載を参照することができる。
環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環は、単環であってもよいし、窒素原子を有する複素芳香環が２つ以上縮合した縮合環や、窒素原子を有する複素芳香環の少なくとも１つと芳香環の少なくとも１つが縮合した縮合環であってもよい。複素芳香環は、環骨格構成原子として窒素原子を有する６員環を含むことが好ましく、その６員環における窒素原子の数は１～３であることが好ましい。環骨格構成原子として窒素原子を有する６員環の具体例として、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、トリアジン環を挙げることができる。
置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の「置換もしくは無置換のアリール基」の説明については、下記一般式（２）のＲ６およびＲ７における「置換もしくは無置換のアリール基」の説明を参照することができる。ジアリールアミノ基の２つのアリール基は、単結合または連結基（第１連結基）で互いに連結して複素環構造を形成していてもよい。第１連結基の好ましい範囲と具体例については、下記一般式（２）のＲ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基を連結する連結基についての記載を参照することができる。
【0020】
環骨格構成原子として窒素原子を含む複素芳香環と、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基は単結合で結合していてもよいし、連結基（第２連結基）を介して連結していてもよい。第２連結基の説明については、下記一般式（２）のＬ１における「置換もしくは無置換のアリーレン基」の説明を参照することができる。第２連結基に結合する置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の数は、１つであっても２つ以上であってもよい。第２連結基に２つ以上の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基が結合しているとき、複数の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0021】
アクセプター化合物の好ましい例として、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物を挙げることができる。
【0022】
【化4】
【0023】
一般式（１）において、Ｚ１はＮまたはＣ（Ｒ４）を表し、Ｚ２はＮまたはＣ（Ｒ５）を表し、Ｒ１～Ｒ５は各々独立に水素原子、ＣＮ、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表すが、Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基である。Ｒ１～Ｒ５は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0024】
一般式（１）において、Ｚ１およびＺ２は、いずれか一方がＮで、他方がＣ（Ｒ４）またはＣ（Ｒ５）であってもよいし、両方がＮであってもよい。好ましいのは、Ｚ１およびＺ２の両方がＮであるトリアジン環である。
【0025】
Ｒ１～Ｒ５におけるアルキル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。好ましい炭素数は１～２０であり、より好ましくは１～１０であり、さらに好ましくは１～６である。例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基などを例示することができる。アルキル基に置換しうる置換基として、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のアルキニル基等を挙げることができる。これらの置換基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
【0026】
Ｒ１～Ｒ５におけるアリール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。アリール基を構成する芳香環の炭素数は、６～４０であることが好ましく、６～２２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、６～１４であることがさらにより好ましく、６～１０であることが特に好ましい。アリール基の具体例として、フェニル基、ナフタレニル基、ビフェニル基を挙げることができる。
【0027】
Ｒ１～Ｒ５におけるヘテロアリール基を構成する複素芳香環は、単環であっても、１以上の複素環と１以上の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１以上の芳香環または複素環が連結した連結環であってもよい。ヘテロアリール基を構成する複素環の炭素数は３～４０であることが好ましく、５～２２であることがより好ましく、５～１８であることがさらに好ましく、５～１４であることがさらにより好ましく、５～１０であることが特に好ましい。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。
【0028】
Ｒ１～Ｒ５におけるアリール基およびヘテロアリール基に導入しうる置換基として、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１～２０のアルキル基、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のアルキニル基等を挙げることができる。これらの置換基のうち置換基により置換可能なものは置換されていてもよい。
【0029】
Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つは置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基である。Ｒ１～Ｒ５のうち、置換もしくは無置換のジアルールアミノ基を有する基であるものは、１つであっても２つ以上であってもよい。Ｒ１～Ｒ５の２つ以上が置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基であるとき、それらの置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基は、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基であってもよいし、さらに、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を、一般式（１）の複素芳香環に連結する連結基を有するものであってもよい。置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の説明については、上記の複素芳香環とともにアクセプター化合物を構成する「置換もしくは無置換のジアリールアミノ基」についての説明を参照することができ、連結基の説明については、上記の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を複素芳香環に連結する「第２連結基」についての説明を参照することができる。
置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基は、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基であってもよいし、さらに、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を、一般式（１）の複素芳香環に連結する連結基を有するものであってもよい。置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の説明については、上記の複素芳香環とともにアクセプター化合物を構成する「置換もしくは無置換のジアリールアミノ基」についての説明を参照することができ、連結基の説明については、上記の置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を複素芳香環に連結する「第２連結基」についての説明を参照することができる。
【0030】
Ｒ１～Ｒ５の少なくとも１つが表す置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基の例として、下記一般式（２）で表される基を挙げることができる。
【0031】
【化5】
【0032】
一般式（２）において、Ｒ６およびＲ７は各々独立に置換もしくは無置換のアリール基を表し、Ｌ１は単結合、または、置換もしくは無置換のアリーレン基を表す。ｎは１以上でＬ１に置換可能な最大数以下の整数を表す。＊は一般式（１）の複素芳香環に結合する位置を表す。Ｒ６およびＲ７は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【0033】
Ｒ６およびＲ７におけるアリール基を構成する芳香環、および、Ｌ１におけるアリーレン基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１～Ｒ５におけるアリール基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲を参照することができ、Ｒ６およびＲ７におけるアリール基の具体例については、上記のＲ１～Ｒ５におけるアリール基の具体例を参照することができる。Ｌ１におけるアリーレン基の具体例としては、フェニレン基、ナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基を挙げることができ、フェニレン基であることが好ましい。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。アリール基およびアリーレン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、下記一般式（２ａ）のＲ１１～Ｒ２０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。
Ｒ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基は、単結合または連結基で連結して複素環構造を形成していてもよい。連結基は、連結鎖長が１原子の連結基であることが好ましい。連結基の具体例として、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ９１）－または－Ｃ（Ｒ９２）（Ｒ９３）－で表される連結基が挙げられる。ここにおいて、Ｒ９１～Ｒ９３は各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ９１がとりうる置換基としては、炭素数１～２０のアルキル基、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を例示することができる。Ｒ９２およびＲ９３がとりうる置換基としては、各々独立に、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１２～４０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を例示することができる。
ｎは１～５の整数であることが好ましく、１～３の整数であることがより好ましく、１～２の整数であることがさらに好ましい。
Ｒ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基は、単結合または連結基で連結して複素環構造を形成していてもよい。連結基は、連結鎖長が１原子の連結基であることが好ましい。連結基の具体例として、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（Ｒ９１）－または－Ｃ（Ｒ９２）（Ｒ９３）－で表される連結基が挙げられる。ここにおいて、Ｒ９１～Ｒ９３は各々独立に水素原子または置換基を表す。Ｒ９１がとりうる置換基としては、炭素数１～２０のアルキル基、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を例示することができる。Ｒ９２およびＲ９３がとりうる置換基としては、各々独立に、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１２～４０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を例示することができる。
ｎは１～５の整数であることが好ましく、１～３の整数であることがより好ましく、１～２の整数であることがさらに好ましい。
【0034】
一般式（２）のｎで括られた基（置換もしくは無置換のジアリールアミノ基）は、一般式（２ａ）で表される基であることが好ましい。
【0035】
【化6】
Ｒ１１～Ｒ２０がとりうる置換基として、例えばヒドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、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２～２０のアシル基、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２～１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１～１０のアルキルスルホニル基、炭素数１～１０のハロアルキル基、アミド基、炭素数２～１０のアルキルアミド基、炭素数３～２０のトリアルキルシリル基、炭素数４～２０のトリアルキルシリルアルキル基、炭素数５～２０のトリアルキルシリルアルケニル基、炭素数５～２０のトリアルキルシリルアルキニル基およびニトロ基等が挙げられる。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、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１～２０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１～２０のアルコキシ基、炭素数６～４０の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３～４０の置換もしくは無置換のヘテロアリール基、炭素数１～２０のジアルキル置換アミノ基である。さらに好ましい置換基は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素数１～１０の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数１～１０の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数６～１５の置換もしくは無置換のアリール基、炭素数３～１２の置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。また、Ｒ１１～Ｒ２０における置換基は、一般式（２ａ）で表される基であることも好ましい。
【0036】
Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１２とＲ１３、Ｒ１３とＲ１４、Ｒ１４とＲ１５、Ｒ１５とＲ１６、Ｒ１６とＲ１７、Ｒ１７とＲ１８、Ｒ１８とＲ１９、Ｒ１９とＲ２０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、トリアゾール環、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などを挙げることができる。
【0037】
一般式（２ａ）で表される基は、下記一般式（２ｂ）～（２ｆ）のいずれかで表される基であることが好ましく、一般式（２ｂ）で表される基であることがより好ましい。
【化7】
【0038】
一般式（２ｂ）～（２ｆ）において、Ｒ２１～Ｒ２４、Ｒ２７～Ｒ３８、Ｒ４１～Ｒ４８、Ｒ５１～Ｒ５８、Ｒ６１～Ｒ６５、Ｒ８１～Ｒ９０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Ｒ１１～Ｒ２０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。一般式（２ｂ）～（２ｆ）における置換基の数は特に制限されない。Ｒ２１～Ｒ２４、Ｒ２７～Ｒ３８、Ｒ４１～Ｒ４８、Ｒ５１～Ｒ５８、Ｒ６１～Ｒ６５、Ｒ８１～Ｒ９０は、各々独立に上記一般式（２ｂ）～（２ｆ）のいずれかで表される基であることも好ましい。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（２ｂ）～（２ｆ）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。
また、一般式（２ｂ）～（２ｆ）に置換基が存在している場合、その置換基は一般式（２ｂ）であればＲ２２～Ｒ２４、Ｒ２７～Ｒ２９のいずれかであることが好ましく、Ｒ２３およびＲ２８の少なくとも１つであることがより好ましく、一般式（２ｃ）であればＲ３２～Ｒ３７のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｄ）であればＲ４２～Ｒ４７のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｅ）であればＲ５２、Ｒ５３、Ｒ５６、Ｒ５７、Ｒ６２～Ｒ６４のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｆ）であればＲ８２～Ｒ８７、Ｒ８９、Ｒ９０のいずれかであることが好ましく、Ｒ８９およびＲ９０であることが好ましい。Ｒ８９およびＲ９０が表す置換基は、炭素数６～４０の置換もしくは無置換の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フェニル基であることがより好ましい。また、Ｒ８９およびＲ９０が表す置換基は同一であることが好ましい。
また、一般式（２ｂ）～（２ｆ）に置換基が存在している場合、その置換基は一般式（２ｂ）であればＲ２２～Ｒ２４、Ｒ２７～Ｒ２９のいずれかであることが好ましく、Ｒ２３およびＲ２８の少なくとも１つであることがより好ましく、一般式（２ｃ）であればＲ３２～Ｒ３７のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｄ）であればＲ４２～Ｒ４７のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｅ）であればＲ５２、Ｒ５３、Ｒ５６、Ｒ５７、Ｒ６２～Ｒ６４のいずれかであることが好ましく、一般式（２ｆ）であればＲ８２～Ｒ８７、Ｒ８９、Ｒ９０のいずれかであることが好ましく、Ｒ８９およびＲ９０であることが好ましい。Ｒ８９およびＲ９０が表す置換基は、炭素数６～４０の置換もしくは無置換の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フェニル基であることがより好ましい。また、Ｒ８９およびＲ９０が表す置換基は同一であることが好ましい。
【0039】
一般式（２ｂ）～（２ｆ）において、Ｒ２１とＲ２２、Ｒ２２とＲ２３、Ｒ２３とＲ２４、Ｒ２７とＲ２８、Ｒ２８とＲ２９、Ｒ２９とＲ３０、Ｒ３１とＲ３２、Ｒ３２とＲ３３、Ｒ３３とＲ３４、Ｒ３５とＲ３６、Ｒ３６とＲ３７、Ｒ３７とＲ３８、Ｒ４１とＲ４２、Ｒ４２とＲ４３、Ｒ４３とＲ４４、Ｒ４５とＲ４６、Ｒ４６とＲ４７、Ｒ４７とＲ４８、Ｒ５１とＲ５２、Ｒ５２とＲ５３、Ｒ５３とＲ５４、Ｒ５５とＲ５６、Ｒ５６とＲ５７、Ｒ５７とＲ５８、Ｒ６１とＲ６２、Ｒ６２とＲ６３、Ｒ６３とＲ６４、Ｒ６４とＲ６５、Ｒ５４とＲ６１、Ｒ５５とＲ６５、Ｒ８１とＲ８２、Ｒ８２とＲ８３、Ｒ８３とＲ８４、Ｒ８５とＲ８６、Ｒ８６とＲ８７、Ｒ８７とＲ８８、Ｒ８９とＲ９０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（２ａ）において、Ｒ１１とＲ１２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。
【0040】
一般式（１）中に存在する一般式（２ａ）で表される基は、すべてが一般式（２ｂ）～（２ｆ）のいずれか１つの一般式で表される基であることが好ましい。例えば、すべてが一般式（２ｂ）で表される基を好ましく例示することができる。
【0041】
アクセプター化合物は、分子中に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を２つ以上有することが好ましく、３つ以上有することがより好ましい。分子中に有する置換もしくは無置換のジアリールアミノ基の数の上限は特に制限されず、６以下であってもよく、５以下であってもよく、４とすることもできる。
【0042】
一般式（１）で表される化合物の好ましい例として、Ｒ１～Ｒ３の１つが置換もしくは無置換のジアリールアミノ基を有する基であるものを挙げることができる。この場合、Ｒ１～Ｒ３の残りは、水素原子であっても置換基であってもよいが、置換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であることがより好ましい。
【0043】
以下において、一般式（１）で表される化合物の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる一般式（１）で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
【0044】
【化8】
【0045】
［ドナー化合物］
ドナー化合物は、組成物に注入された正孔を受け取る電子供与性ユニットを有する化合物である。ドナー化合物は、ハメットのσｐ値が０．２以上の基を有さないことが好ましく、ハメットのσｐ値が正の基を有さないことがより好ましい。
ドナー化合物はトリアリールアミン部分構造を２つ以上有することが好ましい。ドナー化合物が有する複数のトリアリールアミン部分構造は、互いに同一であっても異なっていてもよい。トリアリールアミン構造の窒素原子に結合する３つのアリール基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。アリール基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲、アリール基の具体例については、上記のＲ１～Ｒ５におけるアリール基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲、アリール基の具体例を参照することができる。トリアリールアミン部分構造の各アリール基は置換基で置換されていてもよい。アリール基に置換してもよい置換基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１１～Ｒ２０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、トリアリールアミン構造の隣り合うアリール基の少なくとも１組は、単結合または連結基で連結していてもよい。連結基の説明と好ましい範囲、具体例については、上記のＲ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基を連結する連結基についての記載を参照することができる。
ドナー化合物が有するトリアリールアミン部分構造の数は、２～６であることが好ましく、２～４であることがより好ましく、２つまたは３つであることがさらに好ましい。
ドナー化合物は、組成物に注入された正孔を受け取る電子供与性ユニットを有する化合物である。ドナー化合物は、ハメットのσｐ値が０．２以上の基を有さないことが好ましく、ハメットのσｐ値が正の基を有さないことがより好ましい。
ドナー化合物はトリアリールアミン部分構造を２つ以上有することが好ましい。ドナー化合物が有する複数のトリアリールアミン部分構造は、互いに同一であっても異なっていてもよい。トリアリールアミン構造の窒素原子に結合する３つのアリール基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。アリール基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲、アリール基の具体例については、上記のＲ１～Ｒ５におけるアリール基を構成する芳香環の説明と好ましい範囲、アリール基の具体例を参照することができる。トリアリールアミン部分構造の各アリール基は置換基で置換されていてもよい。アリール基に置換してもよい置換基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１１～Ｒ２０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、トリアリールアミン構造の隣り合うアリール基の少なくとも１組は、単結合または連結基で連結していてもよい。連結基の説明と好ましい範囲、具体例については、上記のＲ６におけるアリール基とＲ７におけるアリール基を連結する連結基についての記載を参照することができる。
ドナー化合物が有するトリアリールアミン部分構造の数は、２～６であることが好ましく、２～４であることがより好ましく、２つまたは３つであることがさらに好ましい。
【0046】
ドナー化合物の好ましい例として、下記一般式（３）で表される構造を有する化合物を挙げることができる。
【0047】
【化9】
【0048】
一般式（３）において、Ｒは各々独立に水素原子または置換基を表す。複数のＲは互いに同一であっても異なっていてもよい。複数のＲのうちの置換基の数は特に制限されず、全てが無置換（水素原子）であってもよい。また、複数のＲの中に置換基が存在する場合、少なくともカルバゾール環の３位のＲが置換基であることが好ましい。
Ｒがとりうる置換基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１１～Ｒ２０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、一般式（３）における複数のＲの少なくとも１つは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基であることが好ましく、置換もしくは無置換の３－カルバゾリル基であることがより好ましく、９位が置換基で置換された３－カルバゾリル基であることがさらに好ましく、９位が置換もしくは無置換のアリール基で置換された３－カルバゾリル基であることがさらにより好ましい。
Ｒがとりうる置換基の説明と好ましい範囲については、上記のＲ１１～Ｒ２０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、一般式（３）における複数のＲの少なくとも１つは、置換もしくは無置換のカルバゾリル基であることが好ましく、置換もしくは無置換の３－カルバゾリル基であることがより好ましく、９位が置換基で置換された３－カルバゾリル基であることがさらに好ましく、９位が置換もしくは無置換のアリール基で置換された３－カルバゾリル基であることがさらにより好ましい。
【0049】
以下において、一般式（３）で表される化合物の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる一般式（３）で表される化合物はこの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
【化10】
【0050】
［ドナー化合物とアクセプター化合物の割合］
組成物におけるアクセプター化合物の割合は、アクセプター化合物とドナー化合物の合計質量に対して、１質量％以上であっても、１０質量％以上であってもよく、５０質量％以上とすることもできる。また、組成物におけるアクセプター化合物の割合は、アクセプター化合物とドナー化合物の合計質量に対して、９９質量％以下であっても、５０質量％以下であってもよく、１０質量％以下とすることもできる。
組成物におけるアクセプター化合物の割合は、アクセプター化合物とドナー化合物の合計質量に対して、１質量％以上であっても、１０質量％以上であってもよく、５０質量％以上とすることもできる。また、組成物におけるアクセプター化合物の割合は、アクセプター化合物とドナー化合物の合計質量に対して、９９質量％以下であっても、５０質量％以下であってもよく、１０質量％以下とすることもできる。
【0051】
［その他の成分］
本発明の組成物は、ドナー化合物およびアクセプター化合物とともに、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の好ましい例として、蛍光性化合物、ホスト材料、燐光性化合物、量子ドット等を挙げることができる。
本発明の組成物は、ドナー化合物およびアクセプター化合物とともに、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の好ましい例として、蛍光性化合物、ホスト材料、燐光性化合物、量子ドット等を挙げることができる。
【0052】
（蛍光性化合物）
本明細書中における「蛍光性化合物」とは、励起一重項状態からの輻射失活により蛍光を放射しうる化合物のことをいい、その発光に遅延蛍光を含んでいてもよい。遅延蛍光は、逆項間交差を介して形成された励起一重項状態から放射される光であり、直接遷移により形成された励起一重項状態からの光（即時蛍光）よりも遅れて観測される。
本発明の組成物が蛍光性化合物を含むことにより、エキサイプレックスの励起一重項エネルギーを蛍光性化合物に移動させて蛍光性化合物を発光させることができる。蛍光性化合物は、その光吸収帯域が、エキサイプレックスの発光ピークと重なるものであることが好ましい。また、蛍光性化合物の発光波長は特に制限されず、例えば可視光領域であっても近赤外線領域であってもよい。また、可視光領域は、青色領域、緑色領域、赤色領域等のいずれであってもよい。
本明細書中における「蛍光性化合物」とは、励起一重項状態からの輻射失活により蛍光を放射しうる化合物のことをいい、その発光に遅延蛍光を含んでいてもよい。遅延蛍光は、逆項間交差を介して形成された励起一重項状態から放射される光であり、直接遷移により形成された励起一重項状態からの光（即時蛍光）よりも遅れて観測される。
本発明の組成物が蛍光性化合物を含むことにより、エキサイプレックスの励起一重項エネルギーを蛍光性化合物に移動させて蛍光性化合物を発光させることができる。蛍光性化合物は、その光吸収帯域が、エキサイプレックスの発光ピークと重なるものであることが好ましい。また、蛍光性化合物の発光波長は特に制限されず、例えば可視光領域であっても近赤外線領域であってもよい。また、可視光領域は、青色領域、緑色領域、赤色領域等のいずれであってもよい。
【0053】
蛍光性化合物を含む組成物では、その蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）と、条件Ａを満たすドナー化合物またはアクセプター化合物の励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が、下記関係式を満たすことが好ましい。
ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
蛍光性化合物、特にＥＴ１（Ｆ）が高い青色蛍光性化合物では、連続駆動に伴って三重項励起子が高密度に蓄積することにより、素子の動作が不安定になる場合がある。これに対して、上記の関係式を満たしていると、蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）から、ドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）へエネルギーが移動し、さらに、ドナー化合物またはアクセプター化合物上での逆項間交差、逆項間交差で生じた励起一重項状態の電荷移動によるエキサイプレックス形成という一連の経路を通じて、蛍光性化合物の三重項励起子の数が減少する。そのため、蛍光性化合物の三重項励起子が蓄積することにより生じる不安定動作が回避され、長い駆動寿命を得ることができる。
さらに、下記関係式を満たしていると、ドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）により近くなるため、ドナー化合物またはアクセプター化合物上での逆項間交差を効率よく行うことができる。
ＥＴ１（Ｆ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
蛍光性化合物、特にＥＴ１（Ｆ）が高い青色蛍光性化合物では、連続駆動に伴って三重項励起子が高密度に蓄積することにより、素子の動作が不安定になる場合がある。これに対して、上記の関係式を満たしていると、蛍光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）から、ドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）へエネルギーが移動し、さらに、ドナー化合物またはアクセプター化合物上での逆項間交差、逆項間交差で生じた励起一重項状態の電荷移動によるエキサイプレックス形成という一連の経路を通じて、蛍光性化合物の三重項励起子の数が減少する。そのため、蛍光性化合物の三重項励起子が蓄積することにより生じる不安定動作が回避され、長い駆動寿命を得ることができる。
さらに、下記関係式を満たしていると、ドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）が、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）により近くなるため、ドナー化合物またはアクセプター化合物上での逆項間交差を効率よく行うことができる。
ＥＴ１（Ｆ）－０．２ ≦ ＥＴ１（Ｍ）≦ ＥＴ１（Ｆ）
【0054】
また、さらに、蛍光性化合物を含む組成物では、エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）、蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）、エキサイプレックスの極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（ＥＸ）、および蛍光性化合物の極大発光波長から求められるエネルギーＥpeak（Ｆ）が下記の関係式（単位ｅＶ））をいずれも満たすことが好ましい。
ＥＳ１（Ｆ） ＜ ＥＳ１（ＥＸ）
Ｅpeak（ＥＸ） ＜ Ｅpeak（Ｆ）
これにより、蛍光性化合物の三重項励起子に由来するエキサイプレックスの励起一重項エネルギーが、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）から蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）へ移動して蛍光性化合物の発光に再利用されるようになり、素子動作をより安定化することが可能になる。
ＥＳ１（Ｆ） ＜ ＥＳ１（ＥＸ）
Ｅpeak（ＥＸ） ＜ Ｅpeak（Ｆ）
これにより、蛍光性化合物の三重項励起子に由来するエキサイプレックスの励起一重項エネルギーが、その最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｆ）から蛍光性化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｆ）へ移動して蛍光性化合物の発光に再利用されるようになり、素子動作をより安定化することが可能になる。
【0055】
組成物における蛍光性化合物の割合は、組成物の全質量に対して、０．５質量％以上であっても、１質量％以上であってもよく、３質量％以上とすることもできる。また、組成物における蛍光性化合物の割合は、組成物の全質量に対して、５０質量％以下であっても、１５質量％以下であってもよく、５質量％以下とすることもできる。
【0056】
［組成物の態様］
本発明の組成物の態様は特に制限されないが、膜状であることが好ましい。膜状の組成物は、ドナー化合物とアクセプター化合物が膜中に均一に存在していてもよく、ドナー化合物が高濃度に存在する領域とアクセプター化合物が高濃度に存在する領域を有していてもよく、ドナー化合物を含む層とアクセプター化合物を含む層をそれぞれ１層以上積層した多層構成であってもよい。
膜状の組成物は、共蒸着法のようなドライプロセスで形成することができ、ドナー化合物とアクセプター化合物を含む塗工液を用いるウェットプロセスで形成してもよい。
膜状の組成物の厚さは、５～１０００であることが好ましく、１０～５００であることがより好ましく、１５～１００であることがさらに好ましい。
本発明の組成物の態様は特に制限されないが、膜状であることが好ましい。膜状の組成物は、ドナー化合物とアクセプター化合物が膜中に均一に存在していてもよく、ドナー化合物が高濃度に存在する領域とアクセプター化合物が高濃度に存在する領域を有していてもよく、ドナー化合物を含む層とアクセプター化合物を含む層をそれぞれ１層以上積層した多層構成であってもよい。
膜状の組成物は、共蒸着法のようなドライプロセスで形成することができ、ドナー化合物とアクセプター化合物を含む塗工液を用いるウェットプロセスで形成してもよい。
膜状の組成物の厚さは、５～１０００であることが好ましく、１０～５００であることがより好ましく、１５～１００であることがさらに好ましい。
【0057】
＜組成物（第２組成物）＞
次に、本発明の第２組成物について説明する。
本発明の第２組成物は、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ２を満たす組成物である。
（条件Ａ）
ドナー化合物またはアクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ２）
組成物から放射される燐光が、ドナー化合物またはアクセプター化合物からの燐光である。
第２組成物は、第１組成物の条件Ｂ１の代わりに条件Ｂ２が規定されたものであり、条件Ｂ２以外の構成の説明については、＜組成物（第１組成物）＞の欄の対応する記載を参照することができる。
条件Ｂ２において、組成物から放射される燐光が、ドナー化合物またはアクセプター化合物からの燐光であることは、組成物、ドナー化合物およびアクセプター化合物で測定された各燐光スペクトルを対比し、組成物の燐光スペクトルと、ドナー化合物またはアクセプター化合物の燐光スペクトルとが共通の発光極大波長を有することをもって確認することができる。
条件Ｂ２は、組成物で形成されたエキサイプレックスの励起三重項エネルギーが、ドナー化合物またはアクセプター化合物に移動することを意味している。これにより、エキサイプレックスでの三重項励起子の蓄積を抑えることができる。また、そのエキサイプレックスから移動してきた励起三重項エネルギーを、ドナー化合物またはアクセプター化合物での逆項間交差により、励起一重項エネルギーに効率よく変換してエキサイプレックスに移動させ、そのエキサイプレックス発光に再利用することができる。
これらのことから、本発明の第２組成物は、条件Ａと条件Ｂ２を満たすことにより、エキサイプレックスによる発光を安定に持続して長い駆動寿命を実現することができる。
次に、本発明の第２組成物について説明する。
本発明の第２組成物は、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物とを含み、下記条件Ａおよび条件Ｂ２を満たす組成物である。
（条件Ａ）
ドナー化合物またはアクセプター化合物が、最低励起三重項エネルギー準位と最低励起一重項エネルギー準位の差ΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下の化合物である。
（条件Ｂ２）
組成物から放射される燐光が、ドナー化合物またはアクセプター化合物からの燐光である。
第２組成物は、第１組成物の条件Ｂ１の代わりに条件Ｂ２が規定されたものであり、条件Ｂ２以外の構成の説明については、＜組成物（第１組成物）＞の欄の対応する記載を参照することができる。
条件Ｂ２において、組成物から放射される燐光が、ドナー化合物またはアクセプター化合物からの燐光であることは、組成物、ドナー化合物およびアクセプター化合物で測定された各燐光スペクトルを対比し、組成物の燐光スペクトルと、ドナー化合物またはアクセプター化合物の燐光スペクトルとが共通の発光極大波長を有することをもって確認することができる。
条件Ｂ２は、組成物で形成されたエキサイプレックスの励起三重項エネルギーが、ドナー化合物またはアクセプター化合物に移動することを意味している。これにより、エキサイプレックスでの三重項励起子の蓄積を抑えることができる。また、そのエキサイプレックスから移動してきた励起三重項エネルギーを、ドナー化合物またはアクセプター化合物での逆項間交差により、励起一重項エネルギーに効率よく変換してエキサイプレックスに移動させ、そのエキサイプレックス発光に再利用することができる。
これらのことから、本発明の第２組成物は、条件Ａと条件Ｂ２を満たすことにより、エキサイプレックスによる発光を安定に持続して長い駆動寿命を実現することができる。
【0058】
＜ＥＳ１（Ｍ）、ＥＴ１（Ｍ）、ΔＥＳＴ、ＥＳ１（ＥＸ）、ＥＴ１（ＥＸ）の測定方法＞
本発明で用いるドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）および最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）、ＥＳ１（Ｍ）とＥＴ１（Ｍ）のエネルギー差ΔＥＳＴ、並びに、エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）および最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）は以下のようにして測定される。以下の説明において、測定対象物は、ＥＳ１（Ｍ）およびＥＴ１（Ｍ）、ΔＥＳＴについてはドナー化合物またはアクセプター化合物であり、ＥＳ１（ＥＸ）およびＥＴ１（ＥＸ）についてはドナー化合物とアクセプター化合物をそれぞれ５０質量％で含む組成物である。
［１］ＥＳ１（Ｍ）およびＥＳ１（ＥＸ）
測定対象物を、蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の３６０ｎｍ励起光による蛍光スペクトルを測定する。ここで、励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長とする蛍光スペクトルを得る。この蛍光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値を最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）またはＥＳ１（ＥＸ）とする。
換算式：最低励起一重項エネルギー準位［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
蛍光スペクトルの測定は、例えば励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を用い、検出器にストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いて行うことができる。
［２］ＥＴ１（Ｍ）およびＥＴ１（ＥＸ）
最低励起一重項エネルギー準位の測定に用いたものと同様の試料を３０Ｋに冷却し、この試料に３６０ｎｍ励起光を照射し、ストリークカメラを用いて燐光強度を測定する。励起光入射後１ミリ秒から入射後２０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長とする燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値を最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）またはＥＴ１（ＥＸ）とする。
換算式：最低励起三重項エネルギー準位［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
［３］ΔＥＳＴ
［１］で測定したＥＳ１（Ｍ）と［２］で測定したＥＴ１（Ｍ）を用い、ＥＳ１（Ｍ）－ＥＴ１（Ｍ）から算出した値をΔＥＳＴとする。
本発明で用いるドナー化合物またはアクセプター化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）および最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）、ＥＳ１（Ｍ）とＥＴ１（Ｍ）のエネルギー差ΔＥＳＴ、並びに、エキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）および最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）は以下のようにして測定される。以下の説明において、測定対象物は、ＥＳ１（Ｍ）およびＥＴ１（Ｍ）、ΔＥＳＴについてはドナー化合物またはアクセプター化合物であり、ＥＳ１（ＥＸ）およびＥＴ１（ＥＸ）についてはドナー化合物とアクセプター化合物をそれぞれ５０質量％で含む組成物である。
［１］ＥＳ１（Ｍ）およびＥＳ１（ＥＸ）
測定対象物を、蒸着することでＳｉ基板上に厚さ１００ｎｍの試料を作製する。常温（３００Ｋ）でこの試料の３６０ｎｍ励起光による蛍光スペクトルを測定する。ここで、励起光入射直後から入射後１００ナノ秒までの発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長とする蛍光スペクトルを得る。この蛍光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値 λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値を最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）またはＥＳ１（ＥＸ）とする。
換算式：最低励起一重項エネルギー準位［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
蛍光スペクトルの測定は、例えば励起光源に窒素レーザー（Lasertechnik Berlin社製、ＭＮＬ２００）を用い、検出器にストリークカメラ（浜松ホトニクス社製、Ｃ４３３４）を用いて行うことができる。
［２］ＥＴ１（Ｍ）およびＥＴ１（ＥＸ）
最低励起一重項エネルギー準位の測定に用いたものと同様の試料を３０Ｋに冷却し、この試料に３６０ｎｍ励起光を照射し、ストリークカメラを用いて燐光強度を測定する。励起光入射後１ミリ秒から入射後２０ミリ秒の発光を積算することで、縦軸を発光強度、横軸を波長とする燐光スペクトルを得る。この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge［ｎｍ］を求める。この波長値を次に示す換算式でエネルギー値に換算した値を最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）またはＥＴ１（ＥＸ）とする。
換算式：最低励起三重項エネルギー準位［ｅＶ］＝１２３９．８５／λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ（つまり縦軸が増加するにつれ）、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の１０％以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
［３］ΔＥＳＴ
［１］で測定したＥＳ１（Ｍ）と［２］で測定したＥＴ１（Ｍ）を用い、ＥＳ１（Ｍ）－ＥＴ１（Ｍ）から算出した値をΔＥＳＴとする。
【0059】
＜有機発光素子＞
本発明の組成物は、エキサイプレックスを形成して発光するため発光効率が高く、また、エキサイプレックスによる発光を安定に持続することができるため、有機発光素子の発光層の材料として有用である。本発明の組成物が安定なエキサイプレックス発光を示すメカニズムについては、＜組成物（第１組成物）＞の欄の記載を参照することができる。また、本発明の組成物が高い発光効率を示すのは、エキサイプレックスの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効率よく起こるためであると推測される。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。
本発明の組成物は、エキサイプレックスを形成して発光するため発光効率が高く、また、エキサイプレックスによる発光を安定に持続することができるため、有機発光素子の発光層の材料として有用である。本発明の組成物が安定なエキサイプレックス発光を示すメカニズムについては、＜組成物（第１組成物）＞の欄の記載を参照することができる。また、本発明の組成物が高い発光効率を示すのは、エキサイプレックスの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効率よく起こるためであると推測される。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。
【0060】
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リン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、一般にリン光の量子収率が高くないことが多い。一方、エキサイプレックスでは、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励起一重項へ逆項間交差されて蛍光を放射する。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り、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。このようなエキサイプレックスの励起子移動機構を用いれば、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り、発光効率を飛躍的に向上させることができる。
【0061】
本発明の組成物を発光層の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２に示す。図２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。
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。
【0062】
（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。
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。
【0063】
（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／□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。
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／□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。
【0064】
（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／□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。
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／□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。
【0065】
（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、発光する層である。本発明の有機発光素子では、発光層が本発明の組成物を含む。発光層は、本発明の組成物のみで構成されていてもよいし、その他の材料を含んでいてもよいが、膜状に形成された本発明の組成物からなることが好ましい。膜状の組成物の説明については、上記の［組成物の態様］の欄の記載を参照することができる。
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、発光は発光層で形成されたエキサイプレックス、もしくは、必要に応じて組成物に添加した蛍光性化合物、または、これらの両方から生じる。この発光は蛍光発光や遅延蛍光発光を含む。但し、発光の一部にドナー化合物やアクセプター化合物からの発光があってもかまわない。
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、発光する層である。本発明の有機発光素子では、発光層が本発明の組成物を含む。発光層は、本発明の組成物のみで構成されていてもよいし、その他の材料を含んでいてもよいが、膜状に形成された本発明の組成物からなることが好ましい。膜状の組成物の説明については、上記の［組成物の態様］の欄の記載を参照することができる。
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、発光は発光層で形成されたエキサイプレックス、もしくは、必要に応じて組成物に添加した蛍光性化合物、または、これらの両方から生じる。この発光は蛍光発光や遅延蛍光発光を含む。但し、発光の一部にドナー化合物やアクセプター化合物からの発光があってもかまわない。
【0066】
（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。
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。
【0067】
（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。
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。
【0068】
（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。
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。
【0069】
（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。
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。
【0070】
（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。
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。
【0071】
（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。
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。
【0072】
（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。
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。
【0073】
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発光層に用いるだけでなく、発光層以外の層にも用いてもよい。その際、発光層に用いる一般式（１）で表される化合物と、発光層以外の層に用いる一般式（１）で表される化合物は、同一であっても異なっていてもよい。例えば、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、電子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。
【0074】
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。
【0075】
まず、発光層（組成物）のホスト材料として用いることができる好ましい化合物を挙げる。
【0076】
【化11】
【0077】
【化12】
【0078】
【化13】
【0079】
【化14】
【0080】
【化15】
【0081】
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。
【0082】
【化16】
【0083】
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。
【0084】
【化17】
【0085】
【化18】
【0086】
【化19】
【0087】
【化20】
【0088】
【化21】
【0089】
【化22】
【0090】
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。
【0091】
【化23】
【0092】
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。
【0093】
【化24】
【0094】
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。
【0095】
【化25】
【0096】
【化26】
【0097】
【化27】
【0098】
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。
【0099】
【化28】
【0100】
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。
【0101】
【化29】
【0102】
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、蛍光発光や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、本発明の組成物のような通常の有機化合物の組合せでは、励起三重項エネルギーは不安定で熱等に変換されて失活するため、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。
一方、燐光については、本発明の組成物のような通常の有機化合物の組合せでは、励起三重項エネルギーは不安定で熱等に変換されて失活するため、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。
【0103】
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、エキサイプレックスを形成するドナー化合物とアクセプター化合物を含み、特定の条件を満たす組成物を発光層に含有させることにより、発光効率が高く、駆動寿命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。
【実施例】
【0104】
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。なお、発光特性の評価は、マルチチャンネル分光光度計（浜松ホトニクス社製：PMA-12）および絶対ＰＬ量子収率測定システム(浜松ホトニクス社製：Quantaurus-QY Plus)を用いて行い、素子特性の評価は、ソースメータ（ケースレー社製：Keithley 2400）、絶対外部量子効率測定システム（浜松ホトニクス社製：C9920-12）および輝度計（トプコン社製：SR-3AR）を用いて行った。
【0105】
本実施例で用いたドナー化合物およびアクセプター化合物を下記に示し、各化合物の最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（Ｍ）と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）、および、ドナー化合物と各アクセプター化合物の組合せによるエキサイプレックスの最低励起一重項エネルギー準位ＥＳ１（ＥＸ）と最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（ＥＸ）を表１に示す。
【0106】
【化30】
【0107】
【化31】
【0108】
【表1】
【0109】
表１に示すように、本発明の条件Ａおよび条件Ｂ１を満たすドナー化合物とアクセプター化合物の組合せは、化合物Ｄ１と化合物Ａ１、化合物Ｄ１と化合物Ａ２の各組合せである。
【0110】
［１］有機フォトルミネッセンス素子の作製と評価
（実施例１）
石英基板上に真空蒸着法にて、真空度５×１０－５Ｐａ以下の条件にて化合物Ｄ１と化合物Ａ１とを異なる蒸着源から蒸着し、化合物Ｄ１と化合物Ａ１の含有量が共に５０質量％である薄膜を１００ｎｍの厚さで形成して、有機フォトルミネッセンス素子（ＰＬ素子）とした。
（実施例１）
石英基板上に真空蒸着法にて、真空度５×１０－５Ｐａ以下の条件にて化合物Ｄ１と化合物Ａ１とを異なる蒸着源から蒸着し、化合物Ｄ１と化合物Ａ１の含有量が共に５０質量％である薄膜を１００ｎｍの厚さで形成して、有機フォトルミネッセンス素子（ＰＬ素子）とした。
【0111】
（実施例２、比較例１～４）
アクセプター化合物として、化合物Ａ１の代わりに表２に示すアクセプター化合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有機フォトルミネッセンス素子（ＰＬ素子）を作製した。
アクセプター化合物として、化合物Ａ１の代わりに表２に示すアクセプター化合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして有機フォトルミネッセンス素子（ＰＬ素子）を作製した。
【0112】
【表2】
【0113】
各実施例および各比較例で作製したＰＬ素子について、３６０ｎｍ励起光による発光スペクトルおよび発光の過渡減衰曲線を測定したところ、６種類のＰＬ素子の発光極大波長は４９９～５１８ｎｍの範囲にあり、いずれも、そこで用いたアクセプター化合物の単独膜の発光極大波長よりも赤色側にシフトしていた。このことから、各ＰＬ素子の発光はエキサイプレックス発光であることが確認された。また、いずれのＰＬ素子からも遅延蛍光が観測され、その遅延蛍光寿命τｄは２．８±０．２μｓの範囲、逆項間交差の速度定数ｋＲＩＳＣは１０５ｓ－１オーダーでほぼ一致していた。このことから、エキサイプレックスにおける逆項間交差のプロセスは、各ＰＬ素子で共通していることが示唆された。また、実施例１および比較例１の各ＰＬ素子について燐光スペクトルを測定し、そこで用いたアクセプター化合物の単独膜の燐光スペクトルと比較したところ、いずれも単独膜の燐光スペクトルと共通の発光極大波長を有しており、エキサイプレックスの励起三重項エネルギーをアクセプター化合物へ移動しうるものであることがわかった。
【0114】
［２］有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
（実施例３）
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度５．０×１０－５Ｐａで積層した。まず、ＩＴＯ上にＨＡＴ－ＣＮを１０ｎｍの厚さに形成し、その上に、Ｔｒｉｓ－ＰＣｚを３０ｎｍの厚さに形成した。次に、化合物Ｄ１と化合物Ａ１を異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの層を形成して発光層とした。この時、化合物Ｄ１と化合物Ａ１の発光層における含有量は共に５０質量％とした。次に、ＳＦ３－ＴＲＺを１０ｎｍの厚さに形成した後、ＬｉｑとＳＦ３－ＴＲＺを異なる蒸着源から共蒸着し、２０ｎｍの厚さの層を形成した。この層におけるＬｉｑとＳＦ３－ＴＲＺの含有量は共に５０質量％とした。さらにＬｉｑを２ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに蒸着することにより陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）とした。
（実施例３）
膜厚１００ｎｍのインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度５．０×１０－５Ｐａで積層した。まず、ＩＴＯ上にＨＡＴ－ＣＮを１０ｎｍの厚さに形成し、その上に、Ｔｒｉｓ－ＰＣｚを３０ｎｍの厚さに形成した。次に、化合物Ｄ１と化合物Ａ１を異なる蒸着源から共蒸着し、３０ｎｍの厚さの層を形成して発光層とした。この時、化合物Ｄ１と化合物Ａ１の発光層における含有量は共に５０質量％とした。次に、ＳＦ３－ＴＲＺを１０ｎｍの厚さに形成した後、ＬｉｑとＳＦ３－ＴＲＺを異なる蒸着源から共蒸着し、２０ｎｍの厚さの層を形成した。この層におけるＬｉｑとＳＦ３－ＴＲＺの含有量は共に５０質量％とした。さらにＬｉｑを２ｎｍの厚さに形成し、次いでアルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さに蒸着することにより陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）とした。
【0115】
（実施例４、比較例５～８）
化合物Ａ１の代わりに表３に示すアクセプター化合物を用いたこと以外は、実施例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を作製した。
化合物Ａ１の代わりに表３に示すアクセプター化合物を用いたこと以外は、実施例３と同様にして有機エレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を作製した。
【0116】
【表3】
【0117】
各実施例および各比較例で作製した有機ＥＬ素子について、３．３ｍＡ／ｃｍ－２の定電流密度で発光強度の駆動時間依存性を測定した結果を図３に示す。
図３に示すように、実施例３、４のＥＬ素子は、比較例５～８のＥＬ素子に比べて発光強度の減少傾向が明らかに緩やかであった。また、初期発光強度に対する発光強度の半減時間ＬＴ５０は、実施例３で３５０時間、実施例４で３００時間、比較例５で１２５時間、比較例６および比較例７で９０時間未満、比較例８で１８０時間であった。すなわち、実施例３、４のＥＬ素子は、比較例５のＥＬ素子に比べて２倍以上にＬＴ５０が延長し、比較例６および７のＥＬ素子に比べて３倍以上にＬＴ５０が延長した。このことから、エキサイプレックスを形成する一方の化合物として、ΔＥＳＴが小さく、且つ、その最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）がＥＴ１（ＥＸ）－０．２～ＥＴ１（ＥＸ）ｅＶの範囲にある化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の駆動寿命が大きく改善されることがわかった。
また、実施例３、比較例５および比較例６の各ＥＬ素子について、初期（ＬＴ１００）、発光強度が初期の８０％になった時点（ＬＴ８０）および発光強度が初期の５０％になった時点（ＬＴ９０）で発光スペクトルを観測したところ、化合物Ｄ１と化合物Ａ４を用いた比較例６の有機ＥＬ素子においてのみ、ＬＴ８０およびＬＴ５０の各発光スペクトルで初期発光スペクトルには見られない赤色発光が観測された。この赤色発光は、エレクトロマーに由来する発光であると推定され、化合物Ａ４のＨＯＭＯに正孔が注入されたことを示す現象である。この赤色発光が、電子供与基を含むアクセプター化合物（化合物Ａ１、Ａ３）を用いた各素子（実施例３、比較例５）で見られていないのは、そのアクセプター化合物の電子供与基が正孔の受容体として機能して、電子受容性ユニット（ここではフェニル基で置換されたトリアジン環）への正孔注入が回避されたためであると考えられる。このことから、アクセプター化合物に電子供与基を導入することにより、電子受容性ユニットへの正孔注入に伴うアクセプター化合物分子の分解が抑えられ、ＥＬ素子の安定性向上に貢献できることが示された。
さらに、上記のようにΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下である化合物Ａ１、Ａ２を用いた素子の方が、ΔＥＳＴが０．３５ｅＶを超える化合物Ａ３～Ａ５を用いた素子よりも遥かに長いＬＴ５０を示したことから、アクセプター化合物のΔＥＳＴを０．３５ｅＶ以下に規定することにより、ＥＬ素子の安定性を大きく向上できることがわかった。また、これにより、有機ＥＬ素子の劣化に三重項励起子が大きく影響していることが支持された。
なお、その他の素子特性については、各ＥＬ素子でほぼ同等であった。具体的には、各ＥＬ素子の発光スペクトルは、実施例３および比較例７で５１０ｎｍ、実施例４および比較例６で５０５ｎｍ、比較例５で５１５ｎｍ、比較例８で５２０ｎｍであり、ほぼ一致していた。また、電流密度－電圧－輝度特性およびオンセット電圧も６種類のＥＬ素子で同等であった。さらに、外部量子効率－電流密度特性における最大外部量子効率ＥＱＥｍａｘは、実施例４で１４％、実施例３、比較例５～８で約１０％であり、概ね一致していた。このことから、電子受容性ユニットが共通していれば、その置換基を変更してΔＥＳＴを０．３５ｅＶ以下に制御した場合でも、ドナー化合物のＨＯＭＯからアクセプター化合物（電子受容性ユニット）のＬＵＭＯへの電荷移動、電荷再結合、エキサイプレックス形成、キサイプレックスからの発光といった一連の発光プロセスが同様に起こることが示唆された。
図３に示すように、実施例３、４のＥＬ素子は、比較例５～８のＥＬ素子に比べて発光強度の減少傾向が明らかに緩やかであった。また、初期発光強度に対する発光強度の半減時間ＬＴ５０は、実施例３で３５０時間、実施例４で３００時間、比較例５で１２５時間、比較例６および比較例７で９０時間未満、比較例８で１８０時間であった。すなわち、実施例３、４のＥＬ素子は、比較例５のＥＬ素子に比べて２倍以上にＬＴ５０が延長し、比較例６および７のＥＬ素子に比べて３倍以上にＬＴ５０が延長した。このことから、エキサイプレックスを形成する一方の化合物として、ΔＥＳＴが小さく、且つ、その最低励起三重項エネルギー準位ＥＴ１（Ｍ）がＥＴ１（ＥＸ）－０．２～ＥＴ１（ＥＸ）ｅＶの範囲にある化合物を用いることにより、有機ＥＬ素子の駆動寿命が大きく改善されることがわかった。
また、実施例３、比較例５および比較例６の各ＥＬ素子について、初期（ＬＴ１００）、発光強度が初期の８０％になった時点（ＬＴ８０）および発光強度が初期の５０％になった時点（ＬＴ９０）で発光スペクトルを観測したところ、化合物Ｄ１と化合物Ａ４を用いた比較例６の有機ＥＬ素子においてのみ、ＬＴ８０およびＬＴ５０の各発光スペクトルで初期発光スペクトルには見られない赤色発光が観測された。この赤色発光は、エレクトロマーに由来する発光であると推定され、化合物Ａ４のＨＯＭＯに正孔が注入されたことを示す現象である。この赤色発光が、電子供与基を含むアクセプター化合物（化合物Ａ１、Ａ３）を用いた各素子（実施例３、比較例５）で見られていないのは、そのアクセプター化合物の電子供与基が正孔の受容体として機能して、電子受容性ユニット（ここではフェニル基で置換されたトリアジン環）への正孔注入が回避されたためであると考えられる。このことから、アクセプター化合物に電子供与基を導入することにより、電子受容性ユニットへの正孔注入に伴うアクセプター化合物分子の分解が抑えられ、ＥＬ素子の安定性向上に貢献できることが示された。
さらに、上記のようにΔＥＳＴが０．３５ｅＶ以下である化合物Ａ１、Ａ２を用いた素子の方が、ΔＥＳＴが０．３５ｅＶを超える化合物Ａ３～Ａ５を用いた素子よりも遥かに長いＬＴ５０を示したことから、アクセプター化合物のΔＥＳＴを０．３５ｅＶ以下に規定することにより、ＥＬ素子の安定性を大きく向上できることがわかった。また、これにより、有機ＥＬ素子の劣化に三重項励起子が大きく影響していることが支持された。
なお、その他の素子特性については、各ＥＬ素子でほぼ同等であった。具体的には、各ＥＬ素子の発光スペクトルは、実施例３および比較例７で５１０ｎｍ、実施例４および比較例６で５０５ｎｍ、比較例５で５１５ｎｍ、比較例８で５２０ｎｍであり、ほぼ一致していた。また、電流密度－電圧－輝度特性およびオンセット電圧も６種類のＥＬ素子で同等であった。さらに、外部量子効率－電流密度特性における最大外部量子効率ＥＱＥｍａｘは、実施例４で１４％、実施例３、比較例５～８で約１０％であり、概ね一致していた。このことから、電子受容性ユニットが共通していれば、その置換基を変更してΔＥＳＴを０．３５ｅＶ以下に制御した場合でも、ドナー化合物のＨＯＭＯからアクセプター化合物（電子受容性ユニット）のＬＵＭＯへの電荷移動、電荷再結合、エキサイプレックス形成、キサイプレックスからの発光といった一連の発光プロセスが同様に起こることが示唆された。
【0118】
【化32】
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明の組成物は、エキサイプレックスによる発光を安定に持続することができる。このため本発明の組成物を有機発光素子の発光層材料に用いることにより、駆動寿命が長いエキサイプレックス発光素子を実現することができる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【0120】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 陰極
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 陰極
【図1】
【図2】
【図3】
