CN116458278A - 有机电致发光元件、发光组合物的设计方法及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种元件寿命长且稳定的有机电致发光元件。本发明提供一种具有包含满足下述式的第1～3化合物的发光层的有机电致发光元件。E_S1(m)为第m化合物的最低激发单重态能量，E_HOMO(n)为第n化合物的HOMO的能量(m,n＝1～3)。

Description

有机电致发光元件、发光组合物的设计方法及程序

技术领域

本发明涉及一种发光层中具有特征的有机电致发光元件、发光组合物的设计方法及程序。

背景技术

正在积极进行提高有机电致发光元件(有机EL元件)等发光元件的发光效率的研究。尤其是在通过新开发并组合构成有机电致发光元件的电子传输材料、空穴传输材料、发光材料等来提高发光效率的方面下了很多功夫。其中，也见到提及利用延迟荧光材料的有机电致发光元件的研究。

延迟荧光材料为在激发态下产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越后，在从该激发单重态返回至基态时发射荧光的材料。因为由这种途径产生的荧光比来自从基态直接产生的激发单重态的荧光(通常的荧光)更迟被观测到，所以被称为延迟荧光。在此，例如当通过载体的注入而激发发光性化合物时，因为激发单重态与激发三重态的产生概率统计为25％:75％，所以如果仅通过来自直接产生的激发单重态的荧光，那么发光效率的提高存在极限。另一方面，因为延迟荧光材料除了激发单重态以外，激发三重态也能够通过所述经由反向系间窜越的途径而用于荧光发光，所以与通常的荧光材料相比可以获得高发光效率。

在明确了这种延迟荧光材料的特性之后，进一步研究了各种将延迟荧光材料有效用于有机电致发光元件的方法。举例来说，在专利文献1中描述有向包含发光材料和主体材料的发光层中添加最低激发单重态能量低于主体材料且高于发光材料的延迟荧光材料。通过添加这种延迟荧光材料，能够将延迟荧光材料的最低激发单重态能量转移到发光材料以提高发光材料的发光效率。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5669163号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

通过向包含发光材料和主体材料的发光层中添加最低激发单重态能量低于主体材料且高于发光材料的延迟荧光材料，可靠地提高有机电致发光元件的发光效率。然而，像这样将延迟荧光材料添加到发光层中的有机电致发光元件存在元件寿命缩短的倾向，在实用性方面存在改善的余地。因此，需要提供一种改善了元件寿命的有机电致发光元件。

用于解决技术课题的手段

为了解决这种现有技术的课题而进行了深入研究的结果，本发明的发明人发现了能够通过以满足特定条件的方式选择并组合用于有机电致发光元件的发光层的化合物来改善元件寿命。本发明是基于这种见解而提出的，具体具有以下结构。

[1]一种有机电致发光元件，其具有阳极、阴极及在所述阳极与所述阴极之间包括发光层的至少一层有机层，其中，

所述发光层包含第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物，

所述第2有机化合物为延迟荧光材料，

来自所述元件的发光的最大成分为来自所述第3有机化合物的发光，

所述第1有机化合物、所述第2有机化合物及所述第3有机化合物满足下述式(a)及下述式(b)。

[数式1]

E_s1(1)＞E_s2(2)＞Es₁(3) 式(a)

OeV＜E_HOMO(3)-E_HOMO(2)＜0.65eV 式(b)

[在此，

E_S1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量

E_S1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量

E_S1(3)表示所述第3有机化合物的最低激发单重态能量

E_HOMO(2)表示所述第2有机化合物的HOMO的能量

E_HOMO(3)表示所述第3有机化合物的HOMO的能量。]

[2]根据[1]所述的有机电致发光元件，其中，所述第3有机化合物的最低激发三重态能量大于1.90eV。

[3]根据[1]或[2]所述的有机电致发光元件，其中，所述元件的最大发光波长在380～780nm的范围内。

[4]根据[1]至[3]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述第3有机化合物的最大发光波长短于所述第2有机化合物的最大发光波长。

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述发光层中的所述第3有机化合物的浓度在0.01～5重量％的范围内。

[6]根据[1]至[5]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述第2有机化合物的激发单重态能量与激发三重态能量之差(ΔE_ST)小于0.3eV。

[7]根据[1]至[6]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述第3有机化合物的电离能大于所述第2有机化合物的电离能。

[8]根据[1]至[7]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述第3有机化合物为下述通式(15)所表示的化合物。

[化学式1]

通式(15)

[在通式(15)中，Ar¹～Ar³分别独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少一个氢原子可以被取代，并且环可以稠合。R^a及R^a’分别独立地表示取代基。R^a和Ar¹、Ar¹和Ar²、Ar²和R^a’、R^a’和Ar³、Ar³和R^a可以彼此键合而形成环状结构。]

[9]根据[1]至[8]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述第2有机化合物具有1～2个氰基和至少一个供体基团与苯环键合的结构。

[10]根据[9]所述的有机电致发光元件，其中，所述供体基团为被取代或未被取代的咔唑-9-基。

[11]根据[10]所述的有机电致发光元件，其中，被取代或未被取代的咔唑-9-基与所述苯环键合三个以上。

[12]根据[10]或[11]所述的有机电致发光元件，其中，构成被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环或者被取代或未被取代的硅茚环的5元环与构成存在于所述第2有机化合物中的至少一个咔唑-9-基的两个苯环中的至少一个稠合。

[13]根据[1]至[12]中任一项所述的有机电致发光元件，其中，发光层包含碳原子、氢原子、氮原子、硼原子、氧原子，并且不包含除此以外的元素。

[14]一种发光组合物的设计方法，所述方法包含如下各工序：

[工序1]对包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物且满足上述式(a)及上述式(b)的组合物的发光寿命进行评价；

[工序2]对在满足上述式(a)及上述式(b)的范围内取代第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物中的至少一个的组合物的发光寿命进行评价，所述评价进行至少一次；及

[工序3]选择所评价的发光寿命最佳的化合物的组合。

[15]一种程序，其实施[14]所述的方法。

发明效果

本发明的有机电致发光元件的元件寿命得到改善。根据本发明的发光组合物的设计方法，能够提供一种可以实现元件寿命长的发光元件的发光组合物。

附图说明

图1是表示有机电致发光元件的层结构例的概略剖视图。

图2是表示空穴迁移率之比R_HM和第3有机化合物与第2有机化合物的HOMO的能量差ΔE_HOMO的关系的图表。

图3是对于将化合物2(1.0重量％)用作发光材料的EL元件3在驱动之后供给反向偏置电流而切断该电流时的发光强度的瞬态衰减曲线。

图4是对于将化合物2(0.5重量％)用作发光材料的EL元件4在驱动之后供给反向偏置电流而切断该电流时的发光强度的瞬态衰减曲线。

图5是对于EL元件1～6在驱动之后供给反向偏置电流而切断该电流时的发光强度的瞬态衰减曲线。

具体实施方式

以下对本发明的内容进行详细地说明。关于以下所描述的构成要件的说明有时是根据本发明的代表性实施例或具体例而进行的，但本发明并不限定于这种实施例或具体例。另外，在本文中，使用“～”所表示的数值范围意味着包含“～”的前后所描述的数值作为下限值及上限值的范围。并且，在本文中，“由～组成”意味着仅由“由～组成”的前面所描述的组成，不包含除此以外的内容。并且，本发明中所使用的化合物的分子内存在的氢原子的一部分或全部能够被氘原子(²H、氘D)取代。在本文的化学结构式中，氢原子表示为H或者省略其表示。举例来说，当省略与苯环的环骨架构成碳原子键合的原子的表示时，在省略表示的部位，H与环骨架构成碳原子键合。在本文中，术语“取代基”意味着除了氢原子及氘原子以外的原子或原子团。另一方面，“被取代或未被取代的”“可以被取代”等表述意味着氢原子可以被氘原子或取代基取代。

(有机电致发光元件)

本发明的有机电致发光元件具有阳极、阴极及在该阳极与阴极之间包括发光层的至少一层的有机层。而且，发光层包含第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物，第2有机化合物为延迟荧光材料，来自有机电致发光元件的发光的最大成分为来自第3有机化合物的发光。第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物满足下述式(a)及下述式(b)。

[数式2]

E_s1(1)＞E_s1(2)＞E_s1(3) 式(a)

OeV＜E_HOMO(3)-E_HOMO(2)＜0.65ev 式(b)

式(a)中的E_S1(1)表示第1有机化合物的最低激发单重态能量，E_S1(2)表示第2有机化合物的最低激发单重态能量，E_S1(3)表示第3有机化合物的最低激发单重态能量。在本发明中，采用eV作为单位。关于最低激发单重态能量，能够通过如下来求出：制备测量对象化合物的薄膜或甲苯溶液(浓度10^-5mol/L)，并在常温(300K)下测量荧光光谱(详细内容参考第2有机化合物的说明栏中的最低激发单重态能量的测量法)。

由于本发明满足式(a)的关系，因此在包含于发光层中的第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物中，第1有机化合物的最低激发单重态能量最大，第2有机化合物次之，然后第3有机化合物最小。E_S1(1)-E_S1(2)例如能够设在0.20eV以上的范围内，设在0.40eV以上的范围内或者设在0.60eV以上的范围内，并且能够设在1.50eV以下的范围内，设在1.20eV以下的范围内或者设在0.80eV以下的范围内。E_S1(2)-E_S1(3)例如能够设在0.05eV以上的范围内，设在0.10eV以上的范围内或者设在0.15eV以上的范围内，并且能够设在0.50eV以下的范围内，设在0.30eV以下的范围内或者设在0.20eV以下的范围内。E_S1(1)-E_S1(3)例如能够设在0.25eV以上的范围内，设在0.45eV以上的范围内或者设在0.65eV以上的范围内，并且能够设在2.00eV以下的范围内，设在1.70eV以下的范围内或者设在1.30eV以下的范围内。

式(b)中的E_HOMO(2)表示第2有机化合物的HOMO的能量，E_HOMO(3)表示所述第3有机化合物的HOMO的能量。HOMO为Highest Occupied Molecular Orbital(最高占据分子轨道)的缩写，并且能够通过大气中光电子分光法(RIKEN KEIKI CO.,LTD.制AC-3等)来求出。

由于本发明满足式(b)的关系，因此包含于发光层中的第2有机化合物的HOMO的能量为第3有机化合物的HOMO的能量以下。HOMO的能量差[E_HOMO(3)-E_HOMO(2)]大于0eV且小于0.65eV。下限值优选为0.05eV以上。上限值优选为0.60eV以下，更优选为0.50eV以下，也可以设为0.40eV以下或0.30eV以下。并且，例如可以选自0.40eV以上的范围内、0.30eV以上的范围内或0.20eV以下的范围内。在本发明的一方面中，[E_HOMO(3)-E_HOMO(2)]选自大于0.30eV且小于0.60eV的范围内。在本发明的另一方面中，[E_HOMO(3)-E_HOMO(2)]选自0.05eV以上且0.30eV以下的范围内。举例来说，可以选自0.10eV以上且0.30eV以下的范围内或者选自0.20eV以上且0.30eV以下的范围内。在本发明的一方面中，[E_HOMO(3)-E_HOMO(2)]可以选自0.01eV以上且小于0.20eV的范围内。举例来说，可以选自0.01eV以上且小于0.10eV的范围内或者选自0.01eV以上且0.05eV以下的范围内，也可以选自0.10eV以上且小于0.20eV的范围内。在本发明的一方面中，作为第2有机化合物，可以采用HOMO的能量在-5.20～-5.90eV的范围内的化合物或HOMO的能量在-5.30～-5.80eV的范围内的化合物。举例来说，可以选择HOMO的能量在-5.60～-5.90eV的范围内的化合物或HOMO的能量在-5.20～-5.40eV的范围内的化合物。

当将本发明的有机电致发光元件的发光层中的第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物的含量分别设为Conc(1)、Conc(2)、Conc(3)时，优选满足下述式(d)的关系。

Conc(1)＞Conc(2)＞Conc(3)式(d)

Conc(1)优选为30重量％以上，能够设在50重量％以上的范围内或者设在60重量％以上的范围内，并且能够设在99重量％以下的范围内，设在85重量％以下的范围内或者设在70重量％以下的范围内。

Conc(2)优选为5重量％以上，能够设在15重量％以上的范围内，设在20重量％以上的范围内或者设在30重量％以上的范围内，并且能够设在45重量％以下的范围内，设在40重量％以下的范围内或者设在35重量％以下的范围内。也可以设在25重量％以下的范围内或者设在20重量％以下的范围内。

Conc(3)优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下。Conc(3)能够设在0.01重量％以上的范围内，设在0.1重量％以上的范围内或者设在0.3重量％以上的范围内，并且能够设在2重量％以下的范围内或者设在1重量％以下的范围内。

Conc(1)/Conc(3)能够设在10以上的范围内，设在50以上的范围内或者设在90以上的范围内，并且能够设在10000以下的范围内，设在1000以下的范围内，设在200以下的范围内或者设在100以下的范围内。

Conc(2)/Conc(3)能够设在5以上的范围内，设在10以上的范围内，设在20以上的范围内或者设在30以上的范围内，并且能够设在500以下的范围内，设在300以下的范围内，设在100以下的范围内或者设在40以下的范围内。

本发明的有机电致发光元件的发光层优选不包含除了硼以外的金属元素。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，所述化合物由选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子、硫原子及硼原子组成的组中的原子构成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，所述化合物由选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及硼原子组成的组中的原子构成。

(第1有机化合物)

用于本发明的有机电致发光元件的发光层的第1有机化合物选自具有大于第2有机化合物和第3有机化合物的最低激发单重态能量的化合物中。第1有机化合物优选具有呈负责传输载体的主体材料形式的功能。并且，第1有机化合物优选具有将第3有机化合物的能量约束于该化合物中的功能。由此，第3有机化合物能够将通过在分子内空穴与电子再键合而产生的能量及从第1有机化合物及第2有机化合物接收的能量效率良好地转换成发光。

第1有机化合物优选为具有空穴传输能力、电子传输能力且防止发光的长波长化而且具有高玻璃化转变温度的有机化合物。并且，在本发明的优选的一方面中，第1有机化合物选自不发射延迟荧光的化合物。来自第1有机化合物的发光优选小于来自本发明的有机电致发光元件的发光的1％，更优选小于0.1％，例如可以为小于0.01％、检测极限以下。

第1有机化合物优选不包含金属原子。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由碳原子、氢原子及氮原子组成的化合物。

以下包括能够用作第1有机化合物的优选的化合物。

[化学式2-1]

[化学式2-2]

[化学式2-3]

(第2有机化合物)

用于本发明的有机电致发光元件的发光层的第2有机化合物为延迟荧光材料，所述延迟荧光材料具有小于第1有机化合物且大于第3有机化合物的最低激发单重态能量，而且HOMO的能量小于第3有机化合物。本发明中的“延迟荧光材料”为在激发态下产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越，并从该激发单重态返回至基态时发射荧光(延迟荧光)的有机化合物。在本发明中，当通过荧光寿命测量***(Hamamatsu Photonics K.K.制条纹照相机***等)来测量了发光寿命时，将观测到发光寿命为100ns(纳秒)以上的荧光的材料称为延迟荧光材料。第2有机化合物为可以发射延迟荧光的材料，但当用于本发明的有机电致发光元件时，不需要发射来自第2有机化合物的延迟荧光。来自第2有机化合物的发光优选小于来自本发明的有机电致发光元件的发光的10％，例如可以为小于1％、小于0.1％、小于0.01％、检测极限以下。

在本发明的有机电致发光元件中，第2有机化合物从激发单重态的第1有机化合物接收能量并过渡到激发单重态。并且，第2有机化合物可以从激发三重态的第1有机化合物接收能量并过渡到激发三重态。第2有机化合物因为激发单重态能量与激发三重态能量之差(ΔE_ST)小，所以激发三重态的第2有机化合物容易反向系间窜越至激发单重态的第2有机化合物。通过这些途径而产生的激发单重态的第2有机化合物向第3有机化合物赋予能量以使得第3有机化合物过渡到激发单重态。

第2有机化合物的最低激发单重态能量与77K的最低激发三重态能量之差ΔE_ST优选为0.3eV以下，更优选为0.25eV以下，更优选为0.2eV以下，更优选为0.15eV以下，进一步优选为0.1eV以下，更进一步优选为0.07eV以下，再进一步优选为0.05eV以下，又进一步优选为0.03eV以下，尤其优选为0.01eV以下。

如果ΔE_ST小，那么由于热能量的吸收而容易从激发单重态反向系间窜越至激发三重态，因此第2有机化合物作为热活化型延迟荧光材料而发挥功能。热活化型延迟荧光材料吸收装置所发出的热并相对容易从激发三重态反向系间窜越至激发单重态，从而能够使其激发三重态能量效率良好地有助于发光。

本发明中的化合物的最低激发单重态能量(E_S1)和最低激发三重态能量(E_T1)为通过下述步骤求出的值。ΔE_ST为通过计算E_S1-E_T1而求出的值。

(1)最低激发单重态能量(E_S1)

制备测量对象化合物的薄膜或者甲苯溶液(浓度10^-5mol/L)作为试样。在常温(300K)下测量该试样的荧光光谱。在荧光光谱中，将纵轴设为发光，将横轴设为波长。相对于该发光光谱的短波侧的上升划出切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将该波长值利用如下所示的换算式换算成能量值的值作为E_S1。

换算式：E_S1[eV]＝1239.85/λedge

关于后述实施例中的发光光谱的测量，使用LED光源(Thorlabs Japan Inc.制、M300L4)作为激发光源，并通过检测器(Hamamatsu Photonics K.K.制、PMA-12多道光谱仪C10027-01)来进行。

(2)最低激发三重态能量(E_T1)

将与最低激发单重态能量(E_S1)的测量中所使用的试样相同的试样通过液态氮冷却至77[K]，对磷光测量用试样照射激发光(300nm)，使用检测器对磷光进行测量。将从照射激发光后100毫秒以后的发光制成磷光光谱。相对于该磷光光谱的短波长侧的上升划出切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将该波长值利用如下所示的换算式换算成能量值的值作为E_T1。

换算式：E_T1[eV]＝1239.85/λedge

对于磷光光谱的短波长侧的上升的切线以如下方式划出。考虑从磷光光谱的短波长侧，在光谱曲线上移动至光谱的极大值中最短波长侧的极大值时，朝向长波长侧的曲线上各点上的切线。随着曲线上升(即，随着纵轴增加)，该切线的斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于所述磷光光谱的短波长侧的上升的切线。

另外，具有光谱的最大峰强度的10％以下的峰强度的极大点不包括在上述最短波长侧的极大值，将在最接近于最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于所述磷光光谱的短波长侧的上升的切线。

第2有机化合物优选不包含金属原子。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由碳原子、氢原子及氮原子组成的化合物。

典型的第2有机化合物可以包括具有1～2个氰基和至少一个供体基团与苯环键合的结构的化合物。作为供体基团，例如可以优选地例示被取代或未被取代的咔唑-9-基。举例来说，可以例示被取代或未被取代的咔唑-9-基与所述苯环键合三个以上的化合物或者被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环、被取代或未被取代的硅茚环的各5元环部分与构成咔唑-9-基的两个苯环中的至少一个稠合的化合物等。

作为第2有机化合物，可以优选使用由下述通式(1)表示且发射延迟荧光的化合物。

通式(1)

[化学式3]

在通式(1)中，X¹～X⁵表示N或C-R。R表示氢原子、氘原子或取代基。当X¹～X⁵中的两个以上表示C-R时，这些C-R可以彼此相同，也可以不同。其中，X¹～X⁵中的至少一个为C-D(在此所述的D表示供体基团)。当X¹～X⁵均为C-R时，Z表示受体基团。

在通式(1)所表示的化合物中尤其优选的化合物为下述通式(2)所表示的化合物。

通式(2)

[化学式4]

在通式(2)中，X¹～X⁵表示N或C-R。R表示氢原子、氘原子或取代基。当X¹～X⁵中的两个以上表示C-R时，这些C-R可以彼此相同，也可以不同。其中，X¹～X⁵中的至少一个为C-D(在此所述的D表示供体基团)。

在本发明的优选的一方面中，X¹～X⁵均不是C-CN。也就是说，为具有1～2个氰基和至少一个供体基团与苯环键合的结构的化合物。在本发明的优选的另一方面中，仅X²表示C-CN，X¹、X³～X⁵不是C-CN。也就是说，为具有至少一个供体基团与间苯二腈的苯环键合的结构的化合物。在本发明的另一方面中，仅X³表示C-CN，X¹、X²、X⁴、X⁵不是C-CN。也就是说，为具有至少一个供体基团与对苯二腈的苯环键合的结构的化合物。

通式(1)的Z所表示的受体基团为具有相对于与Z键合的环供给电子的性质的基团，例如能够选自哈米特的σp值为正的基团中。通式(1)及通式(2)的D所表示的供体基团为具有相对于与D键合的环吸引电子的性质的基团，例如能够选自哈米特的σp值为负的基团中。以下，有时将受体基团称为A。

在此，“哈米特的σp值”为由L.P.Hammett所提出，其为使取代基对对位取代苯衍生物的反应速度或平衡带来的影响定量化的值。具体而言，为对位取代苯衍生物中的取代基与反应速度常数或平衡常数之间成立的下述式：

log(k/k₀)＝ρσp

或

log(K/K₀)＝ρσp

中的取代基所特有的常数(σp)。在上式中，k表示不具有取代基的苯衍生物的速度常数，k₀表示被取代基取代的苯衍生物的速度常数，K表示不具有取代基的苯衍生物的平衡常数，K₀表示被取代基取代的苯衍生物的平衡常数，ρ表示由反应的种类及条件所决定的反应常数。关于提及本发明中的“哈米特的σp值”的说明和各取代基的数目，能够参考提及Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165–195(1991)的σp值的描述。

作为受体基团的具体例，能够参考氰基或作为后述通式(12)～(14)中的A较为优选的受体基团。并且，作为供体基团的具体例，能够参考作为后述通式(12)～(14)中的D较为优选的供体基团。

在通式(1)及通式(2)中，X¹～X⁵表示N或C-R，但至少一个为C-D。X¹～X⁵中的N的数目为0～4个，例如可以例示X¹和X³和X⁵、X¹和X³、X¹和X⁴、X²和X³、X¹和X⁵、X²和X⁴、仅X¹、仅X²、仅X³为N的情况。X¹～X⁵中的C-D的数目为1～5个，优选为2～5个。举例来说，可以例示X¹和X²和X³和X⁴和X⁵、X¹和X²和X⁴和X⁵、X¹和X²和X³和X⁴、X¹和X³和X⁴和X⁵、X¹和X³和X⁵、X¹和X²和X⁵、X¹和X²和X⁴、X¹和X³和X⁴、X¹和X³、X¹和X⁴、X²和X³、X¹和X⁵、X²和X⁴、仅X¹、仅X²、仅X³为C-D的情况。X¹～X⁵中的至少一个可以为C-A。在此所述的A表示受体基团。X¹～X⁵中的C-A的数目优选为0～2个，更优选为0或1个。C-A的A优选可以包括氰基及具有不饱和氮原子的杂环式芳香族基团。并且，X¹～X⁵可以分别独立地为C-D或C-A。

当X¹～X⁵中的相邻的两个表示C-R时，两个R可以彼此键合而形成环状结构。彼此键合而形成的环状结构可以为芳香环也可以为脂肪环，还可以为包含杂原子的结构，而且环状结构可以为2环以上的稠环。在此所述的杂原子优选为选自由氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子。所形成的环状结构的实例可以包括苯环、萘环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、咪唑啉环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、环己二烯环、环己烯环、环戊烯环、环庚三烯环、环庚二烯环、环庚烯环、呋喃环、噻吩环、萘啶环、喹喔啉环、喹啉环等。举例来说，可以形成多个环稠合而成的环，如菲环或三亚苯环。

通式(1)及通式(2)中的供体基团D例如优选为下述通式(3)所表示的基团。

通式(3)

[化学式5]

在通式(3)中，R¹¹和R¹²分别独立地表示被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的烯基、被取代或未被取代的芳基或者被取代或未被取代的杂芳基。R¹¹和R¹²可以彼此键合而形成环状结构。L表示单键、被取代或未被取代的亚芳基或者被取代或未被取代的杂亚芳基。能够导入到L的亚芳基或杂亚芳基的取代基可以为通式(1)或通式(2)所表示的基团，也可以为后述通式(3)～(6)所表示的基团。这些(1)～(6)所表示的基团可以导入至能够导入到L的取代基的最大数。并且，当导入有多个通式(1)～(6)所表示的基团时，这些取代基可以彼此相同，也可以不同。*表示通式(1)或通式(2)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。

在本文中，“烷基”可以为直链、分支链、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及分支链部分中的两种以上。烷基的碳原子数例如能够设为1个以上、2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。烷基的具体例可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、2-乙基己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异十二烷基、环戊基、环己基、环庚基。作为取代基的烷基可以进一步被芳基取代。

“烯基”可以为直链、分支链、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及分支链部分中的两种以上。烯基的碳原子数例如能够设为1个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。烯基的具体例可以包括乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、正己烯基、异己烯基、2-乙基己烯基。作为取代基的烯基可以进一步被取代基取代。

“芳基”及“杂芳基”可以为单环，也可以为两个以上的环稠合而成的稠环。当为稠环时，所稠合的环的数目优选为2～6个，例如能够选自2～4个中。环的具体例可以包括苯环、吡啶环、嘧啶环、三嗪环、萘环、蒽环、菲环、三亚苯环、喹啉环、吡嗪环、喹喔啉环、萘啶环。芳基或杂芳基的具体例可以包括苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基。“亚芳基”及“杂芳基”能够设为将芳基及杂芳基的说明中的价态从1替换为2。

取代基意味着能够被氢原子取代的1价的基团，而不是包含稠合的基团的概念。关于取代基的说明和优选范围，能够参考后述通式(7)的取代基的说明和优选范围。

通式(3)所表示的化合物优选为下述通式(4)～(6)中的任一个所表示的化合物。

通式(4)

[化学式6]

通式(5)

[化学式7]

通式(6)

[化学式8]

在通式(4)～(6)中，R⁵¹～R⁶⁰、R⁶¹～R⁶⁸、R⁷¹～R⁷⁸分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。关于在此所述的取代基的说明和优选范围，能够参考后述通式(7)中的取代基的说明和优选范围。R⁵¹～R⁶⁰、R⁶¹～R⁶⁸、R⁷¹～R⁷⁸也优选分别独立地为上述通式(4)～(6)中的任一个所表示的基团。通式(4)～(6)中的取代基的数目并无特别限制。也优选均为未被取代(即，氢原子或氘原子)的情况。并且，当通式(4)～(6)的各式中存在两个以上的取代基时，这些取代基可以相同，也可以不同。当通式(4)～(6)中存在取代基时，如果在通式(4)中，那么该取代基优选为R⁵²～R⁵⁹中的任一个，如果在通式(5)中，那么该取代基优选为R⁶²～R⁶⁷中的任一个，如果在通式(6)中，那么该取代基优选为R⁷²～R⁷⁷中的任一个。

在通式(6)中，X表示连接链长度为1原子的2价的氧原子、硫原子、被取代或未被取代的氮原子、被取代或未被取代的碳原子、被取代或未被取代的硅原子及羰基或者键合链长度为2原子的2价的被取代或未被取代的乙烯基、被取代或未被取代的亚乙烯基、被取代或未被取代的邻亚芳基或者被取代或未被取代的邻杂亚芳基。关于取代基的具体例和优选范围，能够参考上述通式(1)及通式(2)中的取代基的描述。

在通式(4)～(6)中，L¹²～L¹⁴表示单键、被取代或未被取代的亚芳基或者被取代或未被取代的杂亚芳基。关于L¹²～L¹⁴所表示的亚芳基或杂亚芳基的说明和优选范围，能够参考L所表示的亚芳基或杂亚芳基的说明和优选范围。L¹²～L¹⁴优选为单键、被取代或未被取代的亚芳基。在此所述的亚芳基或杂亚芳基的取代基可以为通式(1)～(6)所表示的基团。通式(1)～(6)所表示的基团可以导入至能够导入到L¹¹～L¹⁴的取代基的最大数。并且，当导入有多个通式(1)～(6)所表示的基团时，这些取代基可以彼此相同，也可以不同。*表示通式(1)或通式(2)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。

在通式(4)～(6)中，R⁵¹和R⁵²、R⁵²和R⁵³、R⁵³和R⁵⁴、R⁵⁴和R⁵⁵、R⁵⁵和R⁵⁶、R⁵⁶和R⁵⁷、R⁵⁷和R⁵⁸、R⁵⁸和R⁵⁹、R⁵⁹和R⁶⁰、R⁶¹和R⁶²、R⁶²和R⁶³、R⁶³和R⁶⁴、R⁶⁵和R⁶⁶、R⁶⁶和R⁶⁷、R⁶⁷和R⁶⁸、R⁷¹和R⁷²、R⁷²和R⁷³、R⁷³和R⁷⁴、R⁷⁵和R⁷⁶、R⁷⁶和R⁷⁷、R⁷⁷和R⁷⁸可以彼此键合而形成环状结构。关于环状结构的说明和优选例，能够参考上述通式(1)及通式(2)的X¹～X⁵中的环状结构的说明和优选例。

在环状结构中，优选为被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环、被取代或未被取代的硅茚环与通式(4)～(6)中的至少一个苯环稠合的结构。更优选为与通式(5)稠合的下述通式(5a)～(5f)所表示的基团。

[化学式9]

在通式(5a)～(5f)中，L¹¹及L²¹～L²⁶表示单键或2价的连接基团。关于L¹¹及L²¹～L²⁶的说明和优选范围，能够参考上述L²的说明和优选范围。

在通式(5a)～(5f)中，R⁴¹～R¹¹⁰分别独立地表示氢原子或取代基。R⁴¹和R⁴²、R⁴²和R⁴³、R⁴³和R⁴⁴、R⁴⁴和R⁴⁵、R⁴⁵和R⁴⁶、R⁴⁶和R⁴⁷、R⁴⁷和R⁴⁸、R⁵¹和R⁵²、R⁵²和R⁵³、R⁵³和R⁵⁴、R⁵⁴和R⁵⁵、R⁵⁵和R⁵⁶、R⁵⁶和R⁵⁷、R⁵⁷和R⁵⁸、R⁵⁸和R⁵⁹、R⁵⁹和R⁶⁰、R⁶¹和R⁶²、R⁶²和R⁶³、R⁶³和R⁶⁴、R⁶⁵和R⁶⁶、R⁶⁶和R⁶⁷、R⁶⁷和R⁶⁸、R⁶⁸和R⁶⁹、R⁶⁹和R⁷⁰、R⁷²和R⁷³、R⁷³和R⁷⁴、R⁷⁴和R⁷⁵、R⁷⁵和R⁷⁶、R⁷⁶和R⁷⁷、R⁷⁷和R⁷⁸、R⁷⁸和R⁷⁹、R⁷⁹和R⁸⁰、R⁸¹和R⁸²、R⁸²和R⁸³、R⁸³和R⁸⁴、R⁸⁴和R⁸⁵、R⁸⁶和R⁸⁷、R⁸⁷和R⁸⁸、R⁸⁸和R⁸⁹、R⁸⁹和R⁹⁰、R⁹¹和R⁹²、R⁹³和R⁹⁴、R⁹⁴和R⁹⁵、R⁹⁵和R⁹⁶、R⁹⁶和R⁹⁷、R⁹⁷和R⁹⁸、R⁹⁹和R¹⁰⁰、R¹⁰¹和R¹⁰²、R¹⁰²和R¹⁰³、R¹⁰³和R¹⁰⁴、R¹⁰⁴和R¹⁰⁵、R¹⁰⁵和R¹⁰⁶、R¹⁰⁷和R¹⁰⁸、R¹⁰⁸和R¹⁰⁹、R¹⁰⁹和R¹¹⁰可以彼此键合而形成环状结构。彼此键合而形成的环状结构可以为芳香环也可以为脂肪环，还可以为包含杂原子的结构，而且环状结构可以为2环以上的稠环。在此所述的杂原子优选为选自由氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子。所形成的环状结构的实例可以包括苯环、萘环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、咪唑啉环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、环己二烯环、环己烯环、环戊烯环、环庚三烯环、环庚二烯环、环庚烯环、呋喃环、噻吩环、萘啶环、喹喔啉环、喹啉环等。举例来说，可以形成多个环稠合而成的环，如菲环或三亚苯环。包含于通式(6)所表示的基团中的环的数目可以选自3～5个的范围内，也可以选自5～7个的范围内。包含于通式(5a)～(5f)所表示的基团中的环的数目可以选自5～7个的范围内，也可以为5个。

R⁴¹～R¹¹⁰可以采用的取代基可以包括上述取代基组B的基团，优选为碳原子数1～10个未被取代的烷基或可以被碳原子数1～10个未被取代的烷基取代的碳原子数6～10个芳基。在本发明的优选的一方面中，R⁴¹～R¹¹⁰为氢原子或碳原子数1～10个未被取代的烷基。在本发明的优选的一方面中，R⁴¹～R¹¹⁰为氢原子或碳原子数6～10个未被取代的芳基。在本发明的优选的一方面中，R⁴¹～R¹¹⁰均为氢原子。

通式(5a)～(5f)中的R⁴¹～R¹¹⁰键合的碳原子(环骨架构成碳原子)可以分别独立地被氮原子取代。也就是说，通式(5a)～(5f)中的C-R⁴¹～C-R¹¹⁰可以分别独立地被N取代。在通式(5a)～(5f)所表示的基团中，被氮原子取代的数目优选为0～4个，更优选为1～2个。在本发明的一方面中，被氮原子取代的数目为0个。并且，当两个以上被氮原子取代时，在一个环中被取代的氮原子的数目优选为一个。

在通式(5a)～(5f)中，X¹～X⁶表示氧原子、硫原子或N-R。在本发明的一方面中，X¹～X⁶为氧原子。在本发明的一方面中，X¹～X⁶为硫原子。在本发明的一方面中，X¹～X⁶为N-R。R表示氢原子或取代基，优选为取代基。作为取代基，可以例示选自上述取代基组A的取代基。举例来说，可以优选地采用未被取代的苯基和被选自由烷基和芳基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代的苯基。

在通式(5a)～(5f)中，*表示键合位置。

在本发明中，可以尤其优选使用由下述通式(7)表示且发射延迟荧光的化合物作为延迟荧光材料。在本发明的优选实施例中，作为第2有机化合物，可以采用通式(7)所表示的化合物。

通式(7)

[化学式10]

在通式(7)中，R¹～R⁵的0～4个表示氰基，R¹～R⁵中的至少一个表示被取代的氨基，剩余的R¹～R⁵表示氢原子、氘原子或除了氰基和被取代的氨基以外的取代基。

在此所述的被取代的氨基优选为被取代或未被取代的二芳基氨基，构成被取代或未被取代的二芳基氨基的两个芳基可以彼此连接。连接可以通过单键进行(此时，形成咔唑环)，也可以通过-O-、-S-、-N(R⁶)-、-C(R⁷)(R⁸)-、-Si(R⁹)(R¹⁰)-等连接基团进行。在此，R⁶～R¹⁰表示氢原子、氘原子或取代基，R⁷和R⁸、R⁹和R¹⁰可以分别彼此连接而形成环状结构。

被取代的氨基可以为R¹～R⁵中的任一个，例如能够将R¹和R²、R¹和R³、R¹和R⁴、R¹和R⁵、R²和R³、R²和R⁴、R¹和R²和R³、R¹和R²和R⁴、R¹和R²和R⁵、R¹和R³和R⁴、R¹和R³和R⁵、R²和R³和R⁴、R¹和R²和R³和R⁴、R¹和R²和R³和R⁵、R¹和R²和R⁴和R⁵、R¹和R²和R³和R⁴和R⁵设为被取代的氨基等。氰基也可以为R¹～R⁵中的任一个，例如能够将R¹、R²、R³、R¹和R²、R¹和R³、R¹和R⁴、R¹和R⁵、R²和R³、R²和R⁴、R¹和R²和R³、R¹和R²和R⁴、R¹和R²和R⁵、R¹和R³和R⁴、R¹和R³和R⁵、R²和R³和R⁴设为氰基等。

既不是氰基也不是被取代的氨基的R¹～R⁵表示氢原子、氘原子或取代基。在此所述的取代基的实例可以包括由羟基、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、烷硫基(例如碳原子数1～40个)、芳基(例如碳原子数6～30个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)、芳基硫基(例如碳原子数6～30个)、杂芳基(例如环骨架组成原子数5～30个)、杂芳氧基(例如环骨架组成原子数5～30个)、杂芳基硫基(例如环骨架构成原子数5～30个)、酰基(例如碳原子数1～40个)、烯基(例如碳原子数1～40个)、炔基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、杂芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、甲硅烷基(例如碳原子数1～40个三烷基甲硅烷基)、硝基、在此所列举的基团进一步被在此所列举的一个以上的基团取代的基团组成的取代基组A。当上述二芳基氨基的芳基被取代时的取代基的优选例也可以包括上述取代基组A的取代基，还可以包括氰基和被取代的氨基。

关于通式(7)中所包含的化合物组和化合物的具体例，能够参考作为本文的一部分而引用于此的WO2013/154064号公报的0008～0048段、WO2015/080183号公报的0009～0030段、WO2015/129715号公报的0006～0019段、日本特开2017-119663号公报的0013～0025段、日本特开2017-119664号公报的0013～0026段。

并且，也可以尤其优选使用由下述通式(8)表示且发射延迟荧光的化合物作为本发明的延迟荧光材料。在本发明的优选实施例中，作为第2有机化合物，可以采用通式(8)所表示的化合物。

通式(8)

[化学式11]

在通式(8)中，Y¹、Y²及Y³中的任意两个表示氮原子而剩余的一个表示次甲基或者Y¹、Y²及Y³均表示氮原子。Z¹及Z²分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R¹¹～R¹⁸分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，R¹¹～R¹⁸中的至少一个优选为被取代或未被取代的芳氨基或者被取代或未被取代的咔唑基。构成所述芳氨基的苯环、构成所述咔唑基的苯环可以分别与R¹¹～R¹⁸一同形成单键或连接基团。并且，通式(8)所表示的化合物在分子中包含至少两个咔唑结构。Z¹、Z²可以采用的取代基的实例可以包括上述取代基组A的取代基。并且，关于R¹¹～R¹⁸、上述芳氨基、咔唑基可以采用的取代基的具体例，可以包括上述取代基组A的取代基、氰基、取代芳氨基、取代烷氨基。另外，R¹¹和R¹²、R¹²和R¹³、R¹³和R¹⁴、R¹⁵和R¹⁶、R¹⁶和R¹⁷、R¹⁷和R¹⁸可以彼此键合而形成环状结构。

在通式(8)所表示的化合物中，通式(9)所表示的化合物尤其有用。

通式(9)

[化学式12]

在通式(9)中，Y¹、Y²及Y³中的任意两个表示氮原子而剩余的一个表示次甲基或者Y¹、Y²及Y³均表示氮原子。Z²表示氢原子、氘原子或取代基。R¹¹～R¹⁸及R²¹～R²⁸分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R¹¹～R¹⁸中的至少一个和/或R²¹～R²⁸中的至少一个优选表示被取代或未被取代的芳氨基或者被取代或未被取代的咔唑基。构成所述芳氨基的苯环、构成所述咔唑基的苯环可以分别与R¹¹～R¹⁸或R²¹～R²⁸一同形成单键或连接基团。Z²可以采用的取代基的实例可以包括上述取代基组A的取代基。并且，关于R¹¹～R¹⁸、R²¹～R²⁸、上述芳氨基、咔唑基可以采用的取代基的具体例，可以包括上述取代基组A的取代基、氰基、取代芳氨基、取代烷氨基。另外，R¹¹和R¹²、R¹²和R¹³、R¹³和R¹⁴、R¹⁵和R¹⁶、R¹⁶和R¹⁷、R¹⁷和R¹⁸、R²¹和R²²、R²²和R²³、R²³和R²⁴、R²⁵和R²⁶、R²⁶和R²⁷、R²⁷和R²⁸可以彼此键合而形成环状结构。

关于通式(9)中所包含的化合物组和化合物的具体例，能够参考作为本文的一部分而引用于此的WO2013/081088号公报的0020～0062段或Appl.Phys.Let,98,083302(2011)中所描述的化合物。

并且，也可以尤其优选使用由下述通式(10)表示且发射延迟荧光的化合物作为本发明的延迟荧光材料。

通式(10)

[化学式13]

在通式(10)中，R⁹¹～R⁹⁶分别独立地表示氢原子、氘原子、供体基团或受体基团，其中的至少一个为所述供体基团，至少两个为所述受体基团。至少两个受体基团的取代位置并无特别限制，但优选包含彼此处于间位关系的两个受体基团。举例来说，当R⁹¹为供体基团时，可以优选地例示至少R⁹²和R⁹⁴为受体基团的结构和至少R⁹²和R⁹⁶为受体基团的结构。分子内存在的受体基团可以全部相同，也可以彼此不同，但例如能够选择全部相同的结构。受体基团的数目优选为2～3个，例如能够选择2个。并且，供体基团也可以存在两个以上，此时的供体基团也可以全部相同，也可以彼此不同。供体基团的数目优选为1～3个，例如可以仅为1个，也可以为2个。另外，关于供体基团和受体基团的说明和优选范围，能够参考通式(1)的D和Z的说明和优选范围。尤其，在通式(10)中，供体基团优选由通式(3)表示，受体基团优选由氰基或下述通式(11)表示。

通式(11)

[化学式14]

在通式(11)中，Y⁴～Y⁶表示氮原子或者表示次甲基，但至少一个为氮原子，优选均表示氮原子。R¹⁰¹～R¹¹⁰分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，但至少一个优选为烷基。关于在此所述的取代基的说明和优选范围，能够参考前述通式(7)中的取代基的说明和优选范围。L¹⁵表示单键或连接基团，能够参考前述通式(3)中的L的说明和优选范围。在本发明的优选的一方面中，通式(11)中的L¹⁵为单键。*表示通式(10)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。

在本发明的优选的另一实施例中，作为第2有机化合物，可以采用通式(12)所表示的化合物。在通式(12)所表示的化合物中包含通式(12a)所表示的化合物。

通式(12)

[化学式15]

通式(12a)

[化学式16]

在通式(12)所表示的化合物中尤其优选的化合物为下述通式(13)所表示的化合物和通式(14)所表示的化合物。

通式(13)

[化学式17]

通式(14)

[化学式18]

在通式(12)～(14)中，D表示供体基团，A表示受体基团，R表示氢原子、氘原子或取代基。关于供体基团及受体基团的说明和优选范围，能够参考前述通式(1)相对应的说明和优选范围。R的取代基可以例示烷基和可以被选自由烷基及芳基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代的芳基。

以下包括作为通式(12)～(14)中的D较为优选的供体基团的具体例。在以下具体例中，*表示键合位置，“D”表示氘原子。在以下具体例中，氢原子例如可以被烷基取代。并且，被取代或未被取代的苯环可以进一步稠合。

[化学式19-1]

[化学式19-2]

以下包括作为通式(12)～(14)中的A较为优选的受体基团的具体例。在以下具体例中，*表示键合位置，“D”表示氘原子。

[化学式20-1]

/>

[化学式20-2]

以下包括作为通式(12)～(14)中的R较为优选例。在以下具体例中，*表示键合位置，“D”表示氘原子。

[化学式21]

以下包括能够用作第2有机化合物的优选的化合物。在以下例示化合物的结构式中，t-Bu表示叔丁基。并且，省略甲基的CH₃的表示。因此，例如T157表示两个甲基与中央的苯环键合的结构。

[化学式22-1]

[化学式22-2]

[化学式22-3]

[化学式22-4]

[化学式22-5]

[化学式22-6]

[化学式22-7]

[化学式22-8]

[化学式22-9]

[化学式22-10]

[化学式22-11]

[化学式22-12]

[化学式22-13]

[化学式22-14]

[化学式22-15]

[化学式22-16]

[化学式22-17]

[化学式22-18]

关于第2有机化合物，除了上述以外，也能够适当组合使用已知延迟荧光材料。并且，也可以使用未知的延迟荧光材料。

延迟荧光材料可以包括为WO2013/154064号公报的0008～0048段及0095～0133段、WO2013/011954号公报的0007～0047段及0073～0085段、WO2013/011955号公报的0007～0033段及0059～0066段、WO2013/081088号公报的0008～0071段及0118～0133段、日本特开2013-256490号公报的0009～0046段及0093～0134段、日本特开2013-116975号公报的0008～0020段及0038～0040段、WO2013/133359号公报的0007～0032段及0079～0084段、WO2013/161437号公报的0008～0054段及0101～0121段、日本特开2014-9352号公报的0007～0041段及0060～0069段、日本特开2014-9224号公报的0008～0048段及0067～0076段、日本特开2017-119663号公报的0013～0025段、日本特开2017-119664号公报的0013～0026段、日本特开2017-222623号公报的0012～0025段、日本特开2017-226838号公报的0010～0050段、日本特开2018-100411号公报的0012～0043段、WO2018/047853号公报的0016～0044段中所描述的通式中所包含的化合物、尤其例示化合物且发射延迟荧光的材料。并且，也可以采用为日本特开2013-253121号公报、WO2013/133359号公报、WO2014/034535号公报、WO2014/115743号公报、WO2014/122895号公报、WO2014/126200号公报、WO2014/136758号公报、WO2014/133121号公报、WO2014/136860号公报、WO2014/196585号公报、WO2014/189122号公报、WO2014/168101号公报、WO2015/008580号公报、WO2014/203840号公报、WO2015/002213号公报、WO2015/016200号公报、WO2015/019725号公报、WO2015/072470号公报、WO2015/108049号公报、WO2015/080182号公报、WO2015/072537号公报、WO2015/080183号公报、日本特开2015-129240号公报、WO2015/129714号公报、WO2015/129715号公报、WO2015/133501号公报、WO2015/136880号公报、WO2015/137244号公报、WO2015/137202号公报、WO2015/137136号公报、WO2015/146541号公报、WO2015/159541号公报中所描述的发光材料且发射延迟荧光的材料。另外，该段中所描述的上述公报作为本文的一部分而引用于此。

(第3有机化合物)

用于本发明的有机电致发光元件的发光层的第3有机化合物为荧光材料，所述荧光材料具有小于第1有机化合物和第2有机化合物的最低激发单重态能量，而且HOMO的能量大于第2有机化合物。在本发明的有机电致发光元件中发射来自第3有机化合物的荧光。来自第3有机化合物的发光通常包含延迟荧光。来自本发明的有机电致发光元件的发光的最大成分为来自第3有机化合物的发光。也就是说，来自本发明的有机电致发光元件的发光中来自第3有机化合物的发光量最大。来自有机电致发光元件的发光的70％以上可以为来自第3有机化合物的发光，90％以上可以为来自第3有机化合物的发光，99％以上可以为来自第3有机化合物的发光。第3有机化合物从激发单重态的第1有机化合物、激发单重态的第2有机化合物、从激发三重态进行反向系间窜越而成为激发单重态的第2有机化合物接收能量并过渡到激发单重态。并且，在本发明的优选方面中，第3有机化合物从激发单重态的第2有机化合物和从激发三重态进行反向系间窜越而成为激发单重态的第2有机化合物接收能量并过渡到激发单重态。所产生的第3有机化合物的激发单重态在之后返回至基态时发射荧光。

作为用作第3有机化合物的荧光材料，只要能够像这样从第1有机化合物和第2有机化合物接收能量并发光，则并无特别限定，发光可以包含荧光、延迟荧光、磷光中的任一个。优选为发光包含荧光或延迟荧光的情况，更优选为来自第3有机化合物的发光的最大成分为荧光的情况。在本发明的一方面中，有机电致发光元件不发射磷光或磷光的发光量为荧光的1％以下。

第3有机化合物优选最低激发三重态能量大于1.90eV，例如可以大于2.45eV，也可以为2.48eV以上，也可以使用2.60eV以上的化合物。第3有机化合物的最大发光波长优选短于第2有机化合物的最大发光波长。其波长之差可以设为2nm以上，设为10nm以上，设为20nm以上或者设为25nm以上，例如可以设为50nm以下，设为30nm以下，设为10nm以下或者设为5nm以下。在本发明的优选的一方面中，第3有机化合物的电离能大于第2有机化合物的电离能。其差可以设为0.2eV以上，设为0.4eV以上或者设为0.7eV以上，并且可以设为1.0eV以下，设为0.8eV以下或者设为0.5eV以下。

如果满足本发明的条件，那么可以使用两种以上的第3有机化合物。举例来说，能够通过同时使用发光颜色不同的两种以上的第3有机化合物来使所需的颜色发光。并且，可以使用一种第3有机化合物从第3有机化合物进行单色发光。

在本发明中，能够用作第3有机化合物的化合物的最大发光波长并无特别限制。因此，能够适当选择使用在可见区域(380～780nm)中具有最大发光波长的发光材料、在红外区域(780nm～1mm)中具有最大发光波长的发光材料或在紫外区域(例如280～380nm)中具有最大发光波长的化合物等。优选为在可见区域中具有最大发光波长的荧光材料。举例来说，可以选择使用380～780nm的区域内的最大发光波长在380～570nm的范围内的发光材料，选择使用最大发光波长在570～650nm的范围内的发光材料，选择使用最大发光波长在650～700nm的范围内的发光材料或者选择使用最大发光波长在700～780nm的范围内的发光材料。

在本发明的优选方面中，选择并组合各化合物以使得在第2有机化合物的发光波长区域与第3有机化合物的吸收波长区域之间存在重叠。尤其，优选使第2有机化合物的发光光谱的短波长侧的边缘与第3有机化合物的吸收光谱的长波长侧的边缘重叠。

第3有机化合物优选不包含除了硼原子以外的金属原子。举例来说，可以为包含硼原子但不包含氟原子的化合物。并且，也可以为完全不包含金属原子的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子、硫原子及硼原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硼原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子、硫原子及硼原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及硼原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由碳原子及氢原子构成的化合物。

作为第3有机化合物，可以例示具有硼原子和氮原子的多重共振效果的化合物或包含蒽、芘、苝等稠合芳香族环结构的化合物。

在本发明的优选的一方面中，使用下述通式(15)所表示的化合物作为第3有机化合物。

通式(15)

[化学式23]

在上述通式(15)中，Ar¹～Ar³分别独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少一个氢原子可以被取代，并且环可以稠合。当氢原子被取代时，优选被选自由氘原子、芳基、杂芳基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。并且，当环稠合时，优选苯环或杂芳香环(例如呋喃环、噻吩环、吡咯环等)稠合。R^a及R^a’分别独立地表示取代基，优选为选自由氘原子、芳基、杂芳基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。R^a和Ar¹、Ar¹和Ar²、Ar²和R^a’、R^a’和Ar³、Ar³和R^a可以彼此键合而形成环状结构。

在通式(15)所表示的化合物中优选包含至少一个咔唑结构。举例来说，构成咔唑结构的一个苯环可以为Ar¹所表示的环，构成咔唑结构的一个苯环也可以为Ar²所表示的环，构成咔唑结构的一个苯环也可以为Ar³所表示的环。并且，咔唑基可以与Ar¹～Ar³中的任意一个以上键合。举例来说，被取代或未被取代的咔唑-9-基可以与Ar³所表示的环键合。

蒽、芘、苝等稠合芳香族环结构可以与Ar¹～Ar³键合。并且，Ar¹～Ar³所表示的环可以为构成稠合芳香族环结构的一个环。此外，R^a及R^a’中的至少一个可以为具有稠合芳香族环结构的基团。

通式(15)所表示的骨架在化合物中可以存在多个。举例来说，可以具有通式(15)所表示的骨架彼此经由单键或连接基团彼此键合的结构。并且，在通式(15)所表示的骨架中可以进一步附加通过硼原子、氮原子、氧原子、硫原子使苯环彼此连接而显示多重共振效果的结构。

在本发明的优选的一方面中，使用包含BODIPY(4，4-difluoro-4-bora-3a，4a-diaza-s-indacene(氟化硼二吡咯甲川))结构的化合物作为第3有机化合物。举例来说，使用下述通式(16)所表示的化合物。

[化学式24]

通式(16)

在通式(16)中，R¹～R⁷分别独立地为氢原子、氘原子或取代基。R¹～R⁷中的至少一个优选为下述通式(17)所表示的基团。

通式(17)

[化学式25]

在通式(17)中，R¹¹～R¹⁵分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，*表示键合位置。

通式(17)所表示的基团可以为通式(16)的R¹～R⁷中的一个，也可以为两个，也可以为三个。并且，至少可以设为四个，例如能够设为四个或五个。在本发明的优选的一方面中，R¹～R⁷中的一个为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选的一方面中，至少R¹、R³、R⁵、R⁷为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选的一方面中，仅R¹、R³、R⁴、R⁵、R⁷为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选的一方面中，R¹、R³、R⁴、R⁵、R⁷为通式(17)所表示的基团，R²及R⁴为氢原子、氘原子、未被取代的烷基(例如碳原子数1～10个)或未被取代的芳基(例如碳原子数6～14个)。在本发明的一方面中，R¹～R⁷均为通式(17)所表示的基团。

在本发明的优选的一方面中，R¹和R⁷相同。在本发明的优选的一方面中，R³和R⁵相同。在本发明的优选的一方面中，R²和R⁶相同。在本发明的优选的一方面中，R¹和R⁷相同，R³和R⁵相同，而且R¹和R³彼此不同。在本发明的优选的一方面中，R¹、R³、R⁵、R⁷相同。在本发明的优选的一方面中，R¹和R⁴和R⁷相同，并且与R³和R⁵不同。在本发明的优选的一方面中，R³和R⁴和R⁵相同，并且与R¹和R⁷不同。在本发明的优选的一方面中，R¹、R³、R⁵、R⁷均与R⁴不同。

作为通式(17)的R¹¹～R¹⁵可以采用的取代基，例如能够选自上述取代基组a，选自上述取代基组b，选自上述取代基组c或者选自上述取代基组d。当选择被取代的氨基作为取代基时，优选为二取代氨基，作为相对于氨基的两个取代基，优选分别独立地为被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基或者被取代或未被取代的烷基，尤其优选为被取代或未被取代的芳基(二芳基氨基)。作为二芳基氨基的两个芳基可以采用的取代基，例如能够选自上述取代基组a，选自上述取代基组b，选自上述取代基组c或者选自上述取代基组d。二芳基氨基的两个芳基可以经由单键或连接基团彼此键合，关于在此所述的连接基团，能够参考R³³和R³⁴中的连接基团的说明。作为二芳基氨基的具体例，例如可以采用被取代或未被取代的咔唑-9-基。被取代或未被取代的咔唑-9-基例如可以包括上述通式(9)的L¹¹为单键的基团。

在本发明的优选的一方面中，通式(17)的仅R¹³为取代基，R¹¹、R¹²、R¹⁴、R¹⁵为氢原子。在本发明的优选的一方面中，通式(17)的仅R¹¹为取代基，R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵为氢原子。在本发明的优选的一方面中，通式(17)的仅R¹¹和R¹³为取代基，R¹²、R¹⁴、R¹⁵为氢原子。

在通式(16)的R¹～R⁷中可以包含通式(17)的R¹¹～R¹⁵均为氢原子的基团(即，苯基)。举例来说，R²、R⁴、R⁶可以为苯基。

在通式(16)中，R⁸及R⁹优选分别独立地为选自由氢原子、氘原子、卤原子、烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。在本发明的优选实施例中，R⁸和R⁹相同。在本发明的优选实施例中，R⁸和R⁹为卤原子，尤其优选为氟原子。

以下包括能够用作第3有机化合物的优选的化合物。在以下例示化合物的结构式中，t-Bu表示叔丁基。

[化学式26-1]

[化学式26-2]

上述例示化合物的衍生物可以包括至少一个氢原子被氘原子、烷基、芳基、杂芳基、二芳基氨基取代的化合物。

并且，也可以尤其优选使用WO2015/022974号公报的0220～0239段中所描述的化合物及WO2021/015177号公报的0196～0255段中所描述的化合物作为本发明的第3有机化合物。

另外，除非另有说明，否则本文中的烷基、烯基、芳基、杂芳基、亚芳基、杂亚芳基表示下述内容。

“烷基”可以为直链、分支链、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及分支链部分中的两种以上。烷基的碳原子数例如能够设为1个以上、2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。烷基的具体例可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、2-乙基己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异十二烷基、环戊基、环己基、环庚基。作为取代基的烷基可以进一步被芳基取代。关于“烷氧基”、“烷硫基”、“酰基”及“烷氧基羰基”的烷基部分，也能够参考在此所述的“烷基”的说明。

“烯基”可以为直链、分支链、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及分支链部分中的两种以上。烯基的碳原子数例如能够设为1个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。烯基的具体例可以包括乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、正己烯基、异己烯基、2-乙基己烯基。作为取代基的烯基可以进一步被取代基取代。

“芳基”及“杂芳基”可以为单环，也可以为两个以上的环稠合而成的稠环。当为稠环时，所稠合的环的数目优选为2～6个，例如能够选自2～4个中。环的具体例可以包括苯环、吡啶环、嘧啶环、三嗪环、萘环、蒽环、菲环、三亚苯环、喹啉环、吡嗪环、喹喔啉环、萘啶环。芳基或杂芳基的具体例可以包括苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基。“亚芳基”及“杂芳基”能够设为将芳基及杂芳基的说明中的价态从1替换为2。关于“芳氧基”、“芳硫基”及“芳氧基羰基”的芳基部分，也能够参考在此所述的“芳基”的说明。关于“杂芳氧基”、“杂芳硫基”及“杂芳氧基羰基”的杂芳基部分，也能够参考在此所述的“杂芳基”的说明。

(发光层)

本发明的有机电致发光元件的发光层由满足式(a)及式(b)且包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物的发光组合物组成。在本发明的优选实施例中，发光层除了第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物以外不包含传输电荷或能量的化合物或金属元素。并且，发光层也能够仅由第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物构成。此外，发光层也能够仅由化合物构成，所述化合物由选自由碳原子、氢原子、氮原子、硼原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，所述化合物由选自由碳原子、氢原子、氮原子、硼原子及氧原子组成的组中的原子构成。在本发明的优选实施例中，发光层包含碳原子、氢原子、氮原子、硼原子及氧原子，进一步优选为不包含除了这些以外的元素。

发光层可以使用满足式(a)及式(b)且包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物的发光组合物在湿式工序中形成，也可以在干式工序中形成。

在湿式工序中，将发光组合物溶解而获得的溶液涂覆于面上，并去除溶剂之后，形成发光层。湿式工序可以包括旋涂法、狭缝涂布法、喷墨法(喷涂法)、凹版印刷法、胶版印刷法、柔板印刷法，但并不限定于这些。在湿式工序中，选择使用能够溶解发光组合物的适当的有机溶剂。在某一实施例中，能够在包含于发光组合物中的化合物中导入提高相对于有机溶剂的溶解性的取代基(例如烷基)。

作为干式工序，可以优选采用真空沉积法。当采用真空沉积法时，可以从单独的沉积源对构成发光层的各化合物进行共沉积，也可以从混合了所有化合物的单一的沉积源进行共沉积。当使用单一的沉积源时，可以使用将所有化合物的粉末混合而成的混合粉，也可以使用将该混合粉压缩而成的压缩成型体，也可以使用将各化合物加热熔融并混合之后进行冷却的混合物。在某一实施例中，通过在包含于单一的沉积源中的多个化合物的气相沉积速度(重量减少速度)一致或大致一致的条件下进行共沉积，能够形成与包含于沉积源中的多个化合物的组成比对应的组成比的发光层。如果以与所形成的发光层的组成比相同的组成比混合多个化合物并作为沉积源，那么能够容易形成具有所需的组成比的发光层。在某一实施例中，能够确定共沉积的各化合物成为相同的重量减少率的温度，并采用该温度作为共沉积时的温度。当通过沉积法对发光层进行制膜时，第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物的各自的分子量优选为1500以下，更优选为1200以下，进一步优选为1000以下，更进一步优选为900以下。分子量的下限值例如可以为200、为400或者为600。

(有机电致发光元件的层结构)

通过形成由满足式(a)及式(b)且包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物的发光组合物组成的发光层，能够提供一种有机光致发光元件(有机PL元件)或有机电致发光元件(有机EL元件)等优异的有机发光元件。

发光层的厚度例如能够设为1～15nm，设为2～10nm或者设为3～7nm。

有机光致发光元件具有在衬底上至少形成有发光层的结构。并且，有机电致发光元件至少具有阳极、阴极及在阳极与阴极之间形成有有机层的结构。有机层至少包括发光层，可以仅由发光层形成，也可以除了发光层以外还具有一层以上的有机层。此类其它有机层可以包括空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层可以为具有空穴注入功能的空穴注入和传输层，并且电子传输层可以为具有电子注入功能的电子注入和传输层。将具体的有机电致发光元件的结构展示于图1中。在图1中，1表示衬底，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴传输层，5表示发光层，6表示电子传输层，7表示阴极。

当本发明的有机电致发光元件为多波长发光型有机电致发光元件时，能够设为最短波长的发光包含延迟荧光。并且，也能够设为最短波长的发光不包含延迟荧光。

当通过热或电子手段激发时，由满足式(a)及式(b)且包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物的发光组合物组成的有机电致发光元件能够在紫外区域、可见光谱中的蓝色、绿色、黄色、橙色、红色区域(例如420～500nm、500～600nm或600～700nm)或近红外区域中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在红色或橙色区域(例如620～780nm)中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在橙色或黄色区域(例如570～620nm)中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在绿色区域(例如490～575nm)中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在蓝色区域(例如400～490nm)中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在紫外光谱区域(例如280～400nm)中发射光。举例来说，有机电致发光元件能够在红外光谱区域(例如780nm～2μm)中发射光。在本发明的优选的一方面中，元件的最大发光波长为比570nm更长的波长(例如570～780nm)。

以下对有机电致发光元件的各部件及除了发光层以外的各层进行说明。

衬底：

在一些实施例中，本发明的有机电致发光元件由衬底支撑，其中所述衬底不受特别限制并且可以为已经常用于有机电致发光元件中的那些衬底中的任一种，例如由玻璃、透明塑料、石英和硅形成的那些衬底。

阳极：

在一些实施例中，有机电致发光装置的阳极由金属、合金、导电化合物或其组合制成。在一些实施例中，所述金属、合金或导电化合物具有较大功函数(4eV以上)。在一些实施例中，所述金属为Au。在一些实施例中，导电透明材料选自CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO₂和ZnO。在一些实施例中，使用能够形成透明导电膜的非晶形材料如IDIXO(In₂O₃-ZnO)等。在一些实施例中，所述阳极为薄膜。在一些实施例中，所述薄膜通过气相沉积或溅镀来制作。在一些实施例中，所述膜通过光刻法进行图案化。在一些实施例中，当图案可能不需要高精确度(例如约100μm以上)时，所述图案可以用具有所需形状的掩模在电极材料的气相沉积或溅镀时形成。在一些实施例中，当可以涂层涂覆材料(如有机导电化合物)时，使用湿膜形成法，如印刷法和涂布法。在一些实施例中，当所发射的光经过阳极时，所述阳极的透射率大于10％，并且所述阳极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施例中，阳极的厚度为10～1,000nm。在一些实施例中，阳极的厚度为10～200nm。在一些实施例中，阳极的厚度根据所用材料而变化。

阴极：

在一些实施例中，所述阴极由电极材料具有较小功函数的金属(4eV以下)(称为电子注入金属)、合金、导电化合物或其组合制作。在一些实施例中，所述电极材料选自钠、钠-钾合金、镁、锂、镁-铜混合物、镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝(Al₂O₃)混合物、铟、锂-铝混合物和稀土金属。在一些实施例中，使用电子注入金属与第2金属的混合物，所述第2金属为功函数比所述电子注入金属更大的稳定金属。在一些实施例中，所述混合物选自镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝(Al₂O₃)混合物、锂-铝混合物和铝。在一些实施例中，所述混合物增加电子注入特性和针对氧化的耐久性。在一些实施例中，阴极通过用气相沉积或溅镀使电极材料形成为薄膜来制造。在一些实施例中，所述阴极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施例中，所述阴极的厚度在10nm～5μm范围内。在一些实施例中，所述阴极的厚度在50～200nm范围内。在一些实施例中，为了透射所发射的光，有机电致发光元件的阳极和阴极中的任一个为透明或半透明。在一些实施例中，透明或半透明的电致发光元件增强发光亮度。

在一些实施例中，用如对于所述阳极所描述的导电透明材料形成所述阴极以形成透明或半透明的阴极。在一些实施例中，元件包含均透明或半透明的阳极和阴极。

注入层：

注入层为处于电极与有机层之间的层。在一些实施例中，所述注入层降低驱动电压并且增强发光亮度。在一些实施例中，所述注入层包括空穴注入层和电子注入层。所述注入层可以配置于阳极与发光层或空穴传输层之间，以及配置于阴极与发光层或电子传输层之间。在一些实施例中，存在注入层。在一些实施例中，不存在注入层。

以下包括能够用作空穴注入材料的优选的化合物例。

[化学式27]

Moo₃，

接着，包括能够用作电子注入材料的优选的化合物例。

[化学式28]

LiF，CsF，

阻挡层：

阻挡层为能够抑制处于发光层中的电荷(电子或空穴)和/或激子扩散到发光层外侧的层。在一些实施例中，电子阻挡层处于发光层与空穴传输层之间，并且抑制电子朝向空穴传输层穿过发光层。在一些实施例中，空穴阻挡层处于发光层与电子传输层之间，并且抑制空穴朝向电子传输层穿过发光层。在一些实施例中，阻挡层抑制激子扩散到发光层外侧。在一些实施例中，电子阻挡层和空穴阻挡层构成激子阻挡层。在本文中所使用的术语“电子阻挡层”或“激子阻挡层”包括具有电子阻挡层和激子阻挡层两者的功能的层。

空穴阻挡层：

空穴阻挡层作为电子传输层而发挥功能。在一些实施例中，空穴阻挡层在传输电子的同时抑制空穴到达电子传输层。在一些实施例中，空穴阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于空穴阻挡层的材料可以为与对电子传输层所描述的材料相同的材料。

以下包括能够用于空穴阻挡层的优选的化合物例。

[化学式29]

电子阻挡层：

由电子阻挡层传输空穴。在一些实施例中，电子阻挡层在传输空穴的同时抑制电子到达空穴传输层。在一些实施例中，电子阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于电子阻挡层的材料可以为与对空穴传输层所描述的材料相同的材料。

以下包括能够用作电子阻挡材料的优选的化合物的具体例。

[化学式30]

激子阻挡层：

激子阻挡层抑制经由发光层中空穴和电子的再键合而产生的激子扩散到电子传输层。在一些实施例中，激子阻挡层使得能够将激子有效约束在发光层中。在一些实施例中，增强装置的发光效率。在一些实施例中，激子阻挡层在阳极侧面和阴极侧面中的任一个上和在两个侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，当激子阻挡层处于阳极侧面上时，所述层可以处于空穴传输层与发光层之间并且与所述发光层相邻。在一些实施例中，当激子阻挡层处于阴极侧面上时，所述层可以处于发光层与阴极之间并且与所述发光层相邻。在一些实施例中，空穴注入层、电子阻挡层或相同的层处于阳极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阳极侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层或相同的层处于阴极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阴极侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，激子阻挡层包含激发单重态能量和激发三重态能量，其中的至少一个分别高于发光材料的激发单重态能量和激发三重态能量。

空穴传输层：

空穴传输层包含空穴传输材料。在一些实施例中，空穴传输层为单层。在一些实施例中，空穴传输层具有多个层。

在一些实施例中，空穴传输材料具有空穴的注入或传输特性和电子的阻挡特性中的一种。在一些实施例中，空穴传输材料为有机材料。在一些实施例中，空穴传输材料为无机材料。可以用于本发明中的已知空穴传输材料的实例包括(但不限于)***衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、二氢吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、被氨基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪(stilbene)衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺共聚物和导电聚合物寡聚物(尤其噻吩寡聚物)或其组合。在一些实施例中，空穴传输材料选自卟啉化合物、芳香族叔胺和苯乙烯胺化合物。在一些实施例中，空穴传输材料为芳香族叔胺化合物。以下包括能够用作空穴传输材料的优选的化合物的具体例。

[化学式31]

电子传输层：

电子传输层包含电子传输材料。在一些实施例中，电子传输层为单层。在一些实施例中，电子传输层具有多个层。

在一些实施例中，电子传输材料仅需要具有传输电子的功能，其从阴极注入到发光层中。在一些实施例中，电子传输材料也作为空穴阻挡材料而发挥功能。可以用于本发明中的电子传输层的实例包括(但不限于)被硝基取代的芴衍生物、二苯醌衍生物、硫代哌喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷、蒽酮衍生物、噁二唑衍生物、唑衍生物、嗪衍生物或其组合或其聚合物。在一些实施例中，电子传输材料为噻二唑衍生物或喹喔啉衍生物。在一些实施例中，电子传输材料为聚合物材料。以下包括能够用作电子传输材料的优选的化合物的具体例。

[化学式32]

此外，包括作为能够添加到各有机层中的材料较为优选的化合物例。举例来说，可以考虑作为稳定化材料进行添加等。

[化学式33]

/>

具体地例示能够用于有机电致发光元件的优选材料，但在本发明中可以使用的材料并不被以下例示化合物做限定性地解释。并且，即使为作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也能够转用作具有其它功能的材料。

装置：

在一些实施例中，将发光层并入到装置中。举例来说，装置包括OLED灯泡、OLED灯、电视机屏幕、计算机监视器、移动电话和平板计算机，但并不限定于这些。

在一些实施例中，电子装置包含OLED，所述OLED具有阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。

在一些实施例中，本文中所描述的组合物可以并入到各种光敏感或光活化装置，如OLED或光伏打装置中。在一些实施例中，所述组合物可以适用于促进装置内的电荷转移或能量转移和/或适用作空穴传输材料。所述装置例如包括有机发光二极管(OLED)、有机集成电路(OIC)、有机场效应晶体管(O-FET)、有机薄膜晶体管(O-TFT)、有机发光晶体管(O-LET)、有机太阳能电池(O-SC)、有机光检测器、有机感光器、有机场淬灭装置(organicfield-quench device；O-FQD)、发光电化学电池(LEC)或有机激光二极管(O-激光)。

灯泡或灯：

在一些实施例中，电子装置包含OLED，所述OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。

在一些实施例中，装置包含颜色不同的OLED。在一些实施例中，装置包括包含OLED组合的阵列。在一些实施例中，OLED的所述组合为三种颜色的组合(例如RGB)。在一些实施例中，OLED的所述组合为并非红色、绿色或蓝色的颜色的组合(例如橙色和黄绿色)。在一些实施例中，OLED的所述组合为两种、四种或四种以上的颜色的组合。

在一些实施例中，装置为OLED灯，所述OLED灯具备：

电路基板，具备具有安装面的第1面和与此相反的第2面，并且划定至少一个开口部；

至少一个OLED，配置于所述安装面上，并且具有所述至少一个OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层并发光的结构；

壳体，用于电路基板；及

至少一个连接器，配置于所述壳体的端部，并且所述壳体及所述连接器划定适于安装到照明设备上的封装。

在一些实施例中，OLED灯包含安装在电路基板上以使得光沿多个方向发出的多个OLED。在一些实施例中，使沿第1方向发出的光的一部分偏转以沿第2方向发出。在一些实施例中，反射器用于使沿第1方向发出的光偏转。

显示器或屏幕：

在一些实施例中，本发明的发光层可以用于屏幕或显示器中。在一些实施例中，使用包括(但不限于)真空蒸发、沉积、气相沉积或化学气相沉积(CVD)的方法来将本发明所涉及的化合物沉积到衬底上。在一些实施例中，衬底为适用于双侧蚀刻的照相底片(photoplate)结构，提供独特纵横比像素。屏幕(其也可以被称作掩模)用于制造OLED显示器中的方法中。相对应的艺术品图案设计在竖直方向上在像素之间促进极陡峭并狭窄的拉杆(tie-bar)，并且在水平方向上促进较大的拂掠斜角开口部。由此，允许对于高清显示器所需的像素紧密图案化，同时优化向TFT底板上的化学气相沉积。

像素的内部图案化允许构筑在水平和竖直方向上纵横比变化的3维像素开口部。此外，在像素区域内使用成像的“条带”或半色调圆形抑制特定区域中的蚀刻，直到这些特定图案被底切并离开衬底为止。此时，使所有像素区域以相同的蚀刻速率进行处理，但深度取决于半色调图案而变化。改变半色调图案的尺寸和间距允许蚀刻在像素内以不同速率得到抑制，允许进行形成陡峭竖直斜角所需的局部更深蚀刻。

用于沉积掩模的优选材料为恒范钢(invar)。恒范钢为在钢厂中冷轧成长薄片的金属合金。恒范钢无法作为镍掩模电沉积到自旋芯轴上。用于在气相沉积用掩模内形成开口区域的适当且低成本的方法为基于湿式化学蚀刻的方法。

在一些实施例中，屏幕或显示器图案为衬底上的像素矩阵。在一些实施例中，屏幕或显示器图案使用光刻(lithography)(例如光刻法(photolithography)和e束光刻)来制造。在一些实施例中，屏幕或显示器图案使用湿式化学蚀刻来制造。在另外的实施例中，屏幕或显示器图案使用等离子蚀刻来制造。

装置的制造方法：

OLED显示器一般通过形成较大母板并且接着将所述母板切割成单元板单位来制造。一般来说，母板上的每一个单元板均通过以下来形成：在基底衬底上形成包括作用层和源电极/漏电极的薄膜晶体管(TFT)，将平坦化膜涂覆到所述TFT上，并且依序形成像素电极、发光层、相对电极和包封层，并且从所述母板切割。

OLED显示器一般通过形成较大母板并且接着将所述母板切割成单元板单位来制造。一般来说，母板上的每一个单元板均通过以下来形成：在基底衬底上形成包括作用层和源电极/漏电极的薄膜晶体管(TFT)，将平坦化膜涂覆到所述TFT上，并且依序形成像素电极、发光层、相对电极和包封层，并且从所述母板切割。

在本发明的另一方面中，提供一种有机发光二极管(OLED)显示器的制造方法，所述方法包括：

在母板的基底衬底上形成阻挡层的工序；

在所述阻挡层上由单元板单位形成多个显示单位的工序；

在所述单元板的显示单位的各自上形成包封层的工序；及

在所述单元板之间的介面部分上涂覆有机膜的工序。

在一些实施例中，阻挡层为由例如SiNx形成的无机膜，并且阻挡层的边缘部分覆盖有由聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜。在一些实施例中，有机膜有助于将母板轻轻地切割成单元板单位。

在一些实施例中，薄膜晶体管(TFT)层具有发光层、闸电极、和源电极/漏电极。所述多个显示单位中的每一个均可以包括薄膜晶体管(TFT)、在所述TFT层上形成的平坦化膜和在平坦化膜上形成的发光单位，其中涂覆于所述介面部分的有机膜由与所述平坦化膜的材料相同的材料形成并且在与形成所述平坦化膜相同的时间形成。在一些实施例中，所述发光单位连接到TFT层，其间具有钝化层、平坦化膜和包封层，并且包封层覆盖和保护所述发光单位。在所述制造方法的一些实施例中，所述有机膜既不接触显示单位也不接触包封层。

所述有机膜和平坦化膜中的每一个均可以包括聚酰亚胺和丙烯酰基中的任一种。在一些实施例中，所述阻挡层可以为无机膜。在一些实施例中，所述基底衬底可以由聚酰亚胺形成。所述方法可以进一步包括，在于由聚酰亚胺形成的基底衬底的一个表面形成阻挡层之前，将由玻璃材料形成的载体衬底安装到所述基底衬底的另一个表面上，并且在沿着介面部分切割之前，使所述载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施例中，所述OLED显示器为柔性显示器。

在一些实施例中，所述钝化层为配置于TFT层上以覆盖所述TFT层的有机膜。在一些实施例中，所述平坦化膜为在钝化层上形成的有机膜。在一些实施例中，所述平坦化膜由聚酰亚胺或丙烯酰基形成，如在阻挡层边缘部分上形成的有机膜一样。在一些实施例中，当制造OLED显示器时，同时形成所述平坦化膜和有机膜。在一些实施例中，所述有机膜可以在阻挡层的边缘部分上形成，以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕所述阻挡层的边缘部分的同时接触所述阻挡层。

在一些实施例中，所述发光层具有像素电极、相对电极和配置于所述像素电极与所述相对电极之间的有机发光层。在一些实施例中，所述像素电极连接到TFT层的源电极/漏电极。

在一些实施例中，当经由TFT层向像素电极施加电压时，在像素电极与相对电极之间形成适当的电压，由此有机发光层发光，由此形成图像。以下，将具有TFT层和发光单位的图像形成单位称为显示单位。

在一些实施例中，覆盖显示单位并且防止外部水分渗透的包封层可以形成为具有其中有机膜和无机膜交替层叠的薄膜包封结构。在一些实施例中，所述包封层具有其中多个薄膜层叠的薄膜包封结构。在一些实施例中，涂覆于介面部分的有机膜与多个显示单位中的每一个均间隔开。在一些实施例中，形成所述有机膜以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕阻挡层边缘部分的同时接触所述阻挡层。

在一个实施例中，OLED显示器为柔性，并且使用由聚酰亚胺形成的软基底衬底。在一些实施例中，在由玻璃材料形成的载体衬底上形成所述基底衬底，并且接着分离所述载体衬底。

在一些实施例中，在基底衬底中与载体衬底相反的一侧的表面上形成阻挡层。在一个实施例中，根据每一个单元板的尺寸使所述阻挡层图案化。举例来说，在母板整个表面上方形成基底衬底的同时，根据每一个单元板的尺寸形成阻挡层，由此在单元板阻挡层之间的介面部分处形成凹槽。可以沿着所述凹槽切割每一个单元板。

在一些实施例中，所述制造方法还包含沿着介面部分切割的工序，其中在阻挡层中形成凹槽，其中在所述凹槽中形成有机膜的至少一部分，并且所述凹槽不穿透到基底衬底中。在一些实施例中，形成每一个单元板的TFT层，并且将钝化层(即，无机膜)和平坦化膜(即，有机膜)配置于TFT层上以覆盖TFT层。在形成由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的平坦化膜的同时，用由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜覆盖介面部分处的凹槽。这是当通过允许有机膜吸收冲击来防止开裂出现时，所述冲击是在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生。也就是说，如果整个阻挡层在无有机膜的情况下完全暴露，那么在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生的冲击转移到所述阻挡层，由此增加开裂风险。然而，在一个实施例中，因为阻挡层之间的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，并且所述有机膜吸收否则将转移到所述阻挡层的冲击，所以可以轻轻地切割每一个单元板，并且可以防止开裂在阻挡层中出现。在一个实施例中，覆盖介面部分处凹槽的有机膜与平坦化膜彼此间隔开。举例来说，如果有机膜和平坦化膜彼此连接作为单层，那么因为外部水分可能经由所述平坦化膜和残留有有机膜的一部分穿透到显示单位中，所以将所述有机膜与所述平坦化膜彼此间隔开以使得所述有机膜与所述显示单位间隔开。

在一些实施例中，通过形成发光单位来形成显示单位，并且将包封层配置于所述显示单位上以覆盖所述显示单位。由此，在完全制造母板之后，使支撑基底衬底的载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施例中，当朝向载体衬底发射激光束时，载体衬底因所述载体衬底与基底衬底之间的热膨胀系数差而与所述基底衬底分离。

在一些实施例中，将母板切割成单元板单位。在一些实施例中，通过使用切割机来沿着单元板之间的介面部分切割母板。在一些实施例中，因为切割母板所沿的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，所以所述有机膜在切割期间吸收冲击。在一些实施例中，可以在切割期间防止开裂在阻挡层中出现。

在一些实施例中，所述方法降低产品的缺陷率，并且使其品质稳定。

另一方面为一种OLED显示器，其具有：在基底衬底上形成的阻挡层；在所述阻挡层上形成的显示单位；在所述显示单位上形成的包封层；和涂覆于所述阻挡层的边缘部分上的有机膜。

(发光组合物的设计方法)

在本文中，还提供一种设计能够用于有机电致发光元件的发光层的发光组合物的方法。如果使用本发明的设计方法，那么能够容易设计用于发光寿命长且稳定性优异的发光元件的发光层的发光组合物。

本发明的发光组合物的设计方法包括下述工序1～3。

[工序1]对包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物且满足式(a)及式(b)的组合物的发光寿命进行评价，

[工序2]对在满足式(a)及式(b)的范围内取代第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物中的至少一个的组合物的发光寿命进行评价，所述评价进行至少一次，

[工序3]选择所评价的发光寿命最佳的化合物的组合。

关于发光寿命的评价，可以实际使发光组合物发光来进行评价，也可以通过计算进行评价。并且，也可以实际使发光组合物发光并使用计算法进行评价。关于评价，优选以实用性的高低为指标，从综合的观点进行。在本发明的发光组合物的设计方法中，需要在满足式(a)及式(b)的范围内选择并取代第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物。并且，第2有机化合物需要从延迟荧光材料中选择并取代。关于工序2中的化合物的取代，优选取代为获得更优异的评价的可能性高的化合物。工序2例如可以进行10次以上、100次以上、1000次以上、10000次以上。在本发明中，关于除了发光寿命以外的性能，也可以一起进行测量和评价。通过本发明的设计方法设计的发光组合物能够用作有机电致发光元件(尤其本发明的有机电致发光元件)的发光层。

本发明的发光组合物的设计方法能够作为程序保存并使用。程序能够存储于记录介质中，也能够通过电子的手段发送和接收。

将作为本文的优先权主张的基础的日本专利申请2020-190698及日本专利申请2021-090608的说明书中所描述的所有事项、以及Adv.Electron.Mater.2021,7,2001090的所有事项作为本文的一部分而引用于此。

实施例

以下包括试验例、实施例及合成例并对本发明的特征进行进一步具体地说明。以下所示的材料、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的主旨，则能够进行适当变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的具体例做限定性地解释。

另外，关于发光特性的评价，使用源表(Keithley公司制：2400系列)、半导体参数分析仪(Agilent Technologies Japan,Ltd.制：E5273A)、光功率计测量装置(NewportCorporation制：1930C)、光谱仪(Ocean Optics公司制：USB2000)、分光辐射计(TOPCONCORPORATION制：SR-3)及条纹照相机(Hamamatsu Photonics K.K.制C4334型)来进行。

(试验例)空穴迁移率的测量

通过真空沉积法，以真空度5.0×10^-5Pa将下述各薄膜层叠于形成有由膜厚50nm的铟/氧化锡(ITO)组成的阳极的玻璃基板上，从而制作了空穴迁移率测量用装置。

首先，在ITO上以10nm的厚度沉积了HAT-CN。接着，从不同的沉积源对第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物进行共沉积来形成100nm的厚度的层。此时，以使得第1有机化合物成为69.5重量％、使第2有机化合物成为30重量％、使第3有机化合物成为0.5重量％的方式进行了共沉积。接着，通过以100nm的厚度气相沉积铝(Al)来形成阴极，并将其作为空穴迁移率测量用装置。并且，仅变更不使用第3有机化合物这一点，通过相同的步骤制作了空穴迁移率测量用装置。使用各装置测量空穴迁移率，并将计算出(使用了第3有机化合物的装置的空穴迁移率)/(不使用第3有机化合物的装置的空穴迁移率)的结果设为空穴迁移率之比R_HM。

在装置中，使用H1作为第1有机化合物，使用T1作为第2有机化合物，使用表1中所描述的各化合物作为第3有机化合物。在表1中示出所使用的各第3有机化合物的HOMO的能量E_HOMO(3)、LUMO的能量E_LUMO(3)、最低激发单重态能量E_S1(3)、最低激发三重态能量E_T1(3)、激发单重态能量与激发三重态能量之差ΔE_ST。由于用作第2有机化合物的T1的HOMO的能量为-6.01eV，因此关于使用了第3有机化合物的各装置，能够算出第3有机化合物与第2有机化合物的HOMO的能量差ΔE_HOMO。在图2中绘制了空穴迁移率之比R_HM和第3有机化合物与第2有机化合物的HOMO的能量差ΔE_HOMO的关系。图2的结果显示，当第3有机化合物与第2有机化合物的HOMO的能量差ΔE_HOMO成为0.65eV以上时空穴迁移率大幅度降低。也就是说，确认到如果ΔE_HOMO为0.65eV以上，那么通过由第3有机化合物生成捕获站点而空穴迁移率降低。

[表1]

(实施例1～实施例2、比较例1)

制作有机电致发光元件并进行了评价。

通过真空沉积法，以真空度5.0×10^-5Pa将下述各薄膜层叠于形成有由膜厚50n m的铟/氧化锡(ITO)组成的阳极的玻璃基板上，由此制作了有机电致发光元件。

首先，在ITO上以10nm的厚度形成HAT-CN，并在其上以30nm的厚度形成NPD。接着，以10nm的厚度形成Tris-PCz，并在其上以5nm的厚度形成EB1。接着，从不同的沉积源对第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物进行共沉积来形成30nm的厚度的层，并将其作为发光层。此时，以使得第1有机化合物成为69.5重量％、使第2有机化合物成为30重量％、使第3有机化合物成为0.5重量％的方式进行了共沉积。接着，以10nm的厚度形成SF3-TRZ之后，从不同的沉积源对Liq和SF3-TRZ进行共沉积来形成30nm的厚度的层。该层中的Liq和SF3-TRZ的含量分别设为30重量％和70重量％。此外，通过以2nm的厚度形成Liq，接着以100nm的厚度气相沉积铝(Al)来形成阴极，并将其作为有机电致发光元件。

使用表2中所描述的各化合物作为第1有机化合物、第2有机化合物、第3有机化合物来制作了实施例1～实施例2和比较例1的各有机电致发光元件。

并且，仅变更不使用第3有机化合物这一点，以相同的方式制作与实施例1～实施例2和比较例1对应的各有机电致发光元件，并分别测量了包含第3有机化合物的元件的LT95成为不包含第3有机化合物的元件的几倍。LT95为发光强度成为发光开始时的95％为止的时间。将结果以比较例1的元件为1的相对值展示于表2中。在表2中还示出测量各有机化合物的最低激发单重态能量E_S1、极大发光波长、电离能的结果。

(实施例3)

在实施例3中，制作了使用两种延迟荧光材料作为第2有机化合物的有机电致发光元件。

在实施例1的制作方法中，变更如下点：以使得作为第1有机化合物的化合物H2成为68.5重量％、作为第2有机化合物的化合物T133成为30重量％和化合物T33成为1重量％、作为第3有机化合物的化合物F4成为0.5重量％的方式对发光层进行共沉积，除此以外，通过与实施例1相同的步骤制作了有机电致发光元件。将进行了与实施例1相同的测量的结果展示于表2中。另外，第2有机化合物的数据设为含量多的化合物T133的数据。

[表2]

如从表2明确可知，确认到第3有机化合物与第2有机化合物的HOMO的能量差ΔE_HOMO[即E_HOMO(3)-E_HOMO(2)]小于0.65eV的实施例1和实施例2的各有机电致发光元件为通过长寿命化而稳定的元件的同时，ΔE_HOMO为0.65eV的比较例1的有机电致发光元件为寿命短且稳定性缺乏的元件。

测量以10mA/cm²驱动实施例1～实施例2及比较例1的各有机电致发光元件时的电压的变化的结果，与比较例1相比，实施例1～实施例2抑制电压的上升。并且，比较实施例1和实施例2的结果，确认到实施例1的元件更能抑制电压的上升。

(实施例4)

在实施例4中制作了发光方式不同的有机电致发光元件。在此，使用化合物H1作为第1有机化合物，使用化合物T63作为第2有机化合物，使用化合物F作为第3有机化合物。化合物F的HOMO的能量高于化合物T63的HOMO的能量。

通过真空沉积法，以真空度1×10^-6Pa将各薄膜层叠于形成有由膜厚50nm的铟/氧化锡(ITO)组成的阳极的厚度2mm的玻璃基板上。首先，在ITO上以10nm的厚度形成HAT-CN，并在其上以10nm的厚度形成EB1。接着，从不同的沉积源对第1有机化合物(69重量％)、第2有机化合物(30重量％)及第3有机化合物(1重量％)进行共沉积来形成40nm的厚度的发光层。接着，以10nm的厚度形成HB1，接着以30nm的厚度形成SF3-TRZ和Liq(重量比70:30)。此外，通过以2nm的厚度形成Li q，接着以100nm的厚度气相沉积铝(Al)来形成阴极。由此，制作了底部发光方式的有机电致发光元件。

并且，另外，通过真空沉积法，以真空度1×10^-6Pa将各薄膜层叠于形成有膜厚10nm的铟/氧化锡(ITO)和膜厚150nm的银钯铜合金(APC)的多层透明阳极的厚度2mm的玻璃基板上。首先，在ITO上以10nm的厚度形成HAT-CN，并在其上以10n m的厚度形成EB1。接着，从不同的沉积源对第1有机化合物(69重量％)、第2有机化合物(30重量％)及第3有机化合物(1重量％)进行共沉积来形成40nm的厚度的发光层。接着，以10nm的厚度形成HB1，接着以30nm的厚度形成SF3-TRZ:Liq(重量比与底部发光方式相同)，进一步以2nm的厚度形成Liq。接着，通过以15nm的厚度气相沉积Mg:Ag(重量比1:10)来形成阴极，进一步通过以105nm的厚度气相沉积NPD来形成盖层。由此，制作了顶部发光方式的有机电致发光元件。

测量所制作的各有机电致发光元件的外部量子产率(EQE)和发光峰强度的结果，任一个元件均显示出高的值。顶部发光方式的EQE为底部发光方式的1.15倍，显示出高达27.6％的值。并且，顶部发光方式的发光峰强度为底部发光方式的2.98倍。

将发光层的组成变更为第1有机化合物(化合物H1；69.5重量％)、第2有机化合物(化合物T63；30重量％)及第3有机化合物(化合物F；0.5重量％)，以相同的方式制作顶部发光方式的元件和底部发光方式的元件并进行了评价。其结果，所制作的各有机电致发光元件的外部量子产率(EQE)和发光峰强度显示出更高的值。顶部发光方式的EQE为底部发光方式的1.52倍，显示出高达36.4％的值。并且，顶部发光方式的发光峰强度为底部发光方式的4.32倍。

根据以上，确认到满足本发明的条件的有机电致发光元件实现高发光效率。

以下示出使用化合物1～3进一步进行研究的结果。

(合成例1)化合物1的合成

[化学式34]

在氮气气氛下，将9H-咔唑(3.00g、17.9mmol)加入N,N-二甲基甲酰胺(脱水)(100mL)中并使其溶解之后，向该溶液中缓慢加入氢化钠(0.81g、20.4mmol、60％矿物油分散液)，并在室温下搅拌了1小时。向该混合物中加入2-溴-1,3,5-三氟苯(1.08g、5.1mmol)，并在120℃下加热了16小时。向该反应混合物中加入水以使得反应停止之后，滤出沉淀物。通过使用氯仿:己烷＝3:7的混合溶剂作为展开溶剂的闪光灯柱色谱法(填充剂:硅胶)将所获得的粗生成物进行纯化，从而以产量2.17g、产率65％获得了中间体1。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K,relative to Me₄Si):δ＝8.19(d,4H,J＝7.5Hz),8.12(d,2H,J＝7.5Hz),8.01(s,2H),7.61(d,2H,J＝8.0Hz),7.54(t,4H,J＝8.0H z),7.44(t,2H,J＝8.0Hz),7.38-7.35(m,8H),7.32(t,2H,J＝7.5Hz).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃):δ＝140.68,140.64,139.93,139.32,128.77,126.59,126.45,124.12,123.75,123.58,121.18,120.93,120.73,120.71,109.93,109.46.MS(APCI)calcd.f or C₄₂H₂₆BrN₃:m/z＝651.13；found:651.06[M]⁺.

[化学式35]

在-30℃的氮气气氛下，向使中间体1(1.00g、1.5mmol)溶解而获得的脱水甲苯溶液(80mL)中缓慢加入正丁基锂(1.15mL、1.8mmol、1.6M己烷溶液)，加热至室温之后，在60℃下搅拌了2小时。此外，在-15℃下加入三溴化硼(0.18mL、1.8mmol)，并在室温下搅拌了2小时。在0℃下向该混合物中加入N,N-二异丙基乙胺(0.53mL、3.6mmol)，加热至室温之后，在110℃下搅拌了10小时。将该反应混合物冷却至室温之后，加入乙酸钠和乙酸乙酯的水溶液，并滤出所析出的沉淀物。将所获得的粗生成物溶解于加热的甲苯中以使其再结晶，进一步使其升华，从而以产量0.30g、产率34％获得了目标化合物1。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K,relative to Me₄Si):δ＝9.09(d,2H,J＝6.5Hz),8.65(s,2H),8.45(d,2H,J＝7.5Hz),8.35(d,2H,J＝8.5Hz),8.29-8.27(m,4H),7.86(d,2H,J＝8.0Hz),7.82(t,2H,J＝7.5Hz).7.56-7.51(m,4H),7.47-7.40(m,4H).MS(APCI)calcd.for C₄₂H₂₄BN₃:m/z＝581.21；found:581.19[M]⁺.Elemental ana lysis calcd.(％)for C₄₂H₂₄BN₃:C 86.75,H 4.16,N 7.23；found:C 86.90,H 4.08,N7.31.

(合成例2)化合物2的合成

[化学式36]

在氮气气氛下，将9H-咔唑(3.00g、17.9mmol)加入N,N-二甲基甲酰胺(脱水)(100mL)中并使其溶解之后，向该溶液中缓慢加入氢化钠(0.72g、53.7mmol、60％矿物油分散液)，并在室温下搅拌了1小时。向该混合物中加入2-溴-1,3-二氟苯(1.15g、6.0mmol)，并在130℃下加热了18小时。向该反应混合物中加入水以使得反应停止之后，滤出沉淀物。通过使用氯仿:己烷＝4:6的混合溶剂作为展开溶剂的闪光灯柱色谱法(填充剂:硅胶)将所获得的粗生成物进行纯化，从而以产量2.38g、产率82％获得了中间体2。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K,relative to Me₄Si):δ＝8.18(t,4H,J＝7.5Hz),7.78-7.75(m,1H),7.72-7.70(m,2H),7.48(t,4H,J＝7.5Hz),7.33(t,4H,J＝8.0Hz),7.21(d,4H,J＝8.5Hz).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃):δ＝140.78,139.36,131.34,129.52,126.20,126.09,123.52,120.54,120.35,109.96.MS(APCI)calcd.for C₃₀H₁₉BrN₂:m/z＝486.07；found:486.22[M]⁺.

[化学式37]

在-30℃的氮气气氛下，向使中间体2(2.00g、4.1mmol)溶解而获得的脱水甲苯溶液(50mL)中缓慢加入正丁基锂(3.07mL、4.9mmol、1.6M己烷溶液)，加热至室温之后，在60℃下搅拌了2小时。此外，在-15℃下加入三溴化硼(0.47mL、4.9mmol)，并在室温下搅拌了1小时。在0℃下向该混合物中加入N,N-二异丙基乙胺(1.43mL、8.2mmol)，加热至室温之后，在110℃下搅拌了8小时。将该反应混合物冷却至室温之后，加入乙酸钠和乙酸乙酯的水溶液，并滤出所析出的沉淀物。将所获得的粗生成物溶解于加热的甲苯中以使其再结晶，进一步使其升华，从而以产量0.49g、产率29％获得了目标化合物2。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃,298K,relative to Me₄Si):δ＝9.00(d,2H,J＝7.5Hz),8.52(d,2H,J＝8.5Hz),8.40(d,4H,J＝8.0Hz),8.26(d,2H,J＝8.5Hz),8.05(t,1H,J＝8.5Hz),7.71(t,2H,J＝7.5Hz),7.64(t,2H,J＝8.5Hz),7.47(t,2H,J＝7.5Hz).¹³C NMR(125MHz,CDCl₃):δ＝144.26,142.73,139.91,133.41,133.30,127.05,126.96,123.62,123.60,122.46,122.17,121.07,114.58,108.77.MS(APCI)calcd.for C₃₀H₁₇BN₂:m/z＝416.15；found:416.33[M]⁺.Elemental analysis calcd.(％)for C₃₀H₁₇BN ₂:C 86.56,H4.12,N6.73；found:C86.58,H4.08,N6.73.

＜物性值的评价＞

在此，对化合物1及化合物2进行了以下各项目的评价。

热稳定性的评价

对化合物1及化合物2进行了热重差热分析的结果，确认到各自的分解温度为502℃、447℃，化合物1具有尤其高的热稳定性。

光的物理性质的评价

制作了使用化合物1及化合物2的各甲苯溶液、各单独膜及mCBP作为主体材料的各混合膜(各化合物与mCBP的混合膜)。

并且，还制作了下述化合物3与mCBP的混合膜。

[化学式38]

将各样品的具体的制作方法展示于以下。

首先，在氮气气氛的手套箱中制备了化合物1的甲苯溶液(浓度10^-5mol/L)。

并且，通过真空沉积法，在真空度10^-5Torr以下的条件下将化合物1的薄膜(单独膜)以50nm的厚度形成于石英基板上，并将其作为有机光致发光元件。

另外，通过真空沉积法，在真空度10^-5Torr以下的条件下从不同的沉积源沉积化合物1和mCBP，以将化合物1的浓度为1重量％的薄膜(混合膜)以30nm的厚度形成于石英基板上，并将其作为有机光致发光元件。

使用化合物2来代替化合物1，除此以外，通过与化合物1的各元素相同的制作方法制作了化合物2的甲苯溶液、化合物2的单独膜及化合物2与mCBP的混合膜。

并且，使用比较化合物A来代替化合物1，除此以外，通过和化合物1与mCBP的混合膜相同的制作方法制作了比较化合物A与mCBP的混合膜。

将化合物1及化合物2的各甲苯溶液及各混合膜的光的物理性质、以及从各单独膜的光吸收光谱求出的HOMO-LUMO之间的能隙E_g、通过循环伏安法测量的HOMO的能量E_HOMO、LUMO的能量E_LUMO展示于表3中。并且，将在化合物1、化合物2及比较化合物A的各混合膜中测量的即时荧光及延迟荧光的各发光寿命τ_p、τ_d、各PL量子产率Φ_p、Φ_d、以及能量过渡的速度常数展示于表4中。在表4中，“k_r”表示辐射失活过程的速度常数，“k_nr”表示无辐射失活过程的速度常数，“k_ISC”表示从激发单重态向激发三重态的系间窜越过程的速度常数，“k_RISC”表示从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越过程的速度常数。在发光特性的测量中使用了340nm激发光。

[表4]

如表4所示，化合物1及化合物2的k_r为接近已知具有极高的k_r的化合物3的值。并且，化合物1及化合物2显示出半高全宽窄的陡峭的发光峰。由此，可知化合物1及化合物2为从激发单重态效率良好地辐射失活的化合物，并且作为TAF(T ADF-assisted fluorescent(替诺福韦艾拉酚胺富马酸))机构中所使用的发光材料(即第3有机化合物)较为优选。

＜EL元件的评价＞

以下示出进行了EL元件的评价的结果。关于光吸收光谱的测量，使用分光光度计(PerkinElmer Co.,Ltd.制：LAMBDA950-PKA)来进行，关于发光特性的评价，使用荧光分光光度计(JASCO Corporation制：FP-6500)、绝对PL量子产率测量***(HamamatsuPhotonics K.K.制：C11347-01 Quantaurus-QY)、荧光寿命测量装置(HamamatsuPhotonics K.K.制：C11367-03)、条纹照相机(Hamamatsu Photon ics K.K.制：C4334)来进行。关于EL元件特性的评价，使用源表(Keithley公司制：2400系列)、绝对EQE测量***(Hamamatsu Photonics K.K.制：C9920-12)、亮度计(TOPCON CORPORATION制：SR-3AR)来进行。关于HOMO及LUMO的能量，以二茂铁为标准物质，使用TBAPF₆的N,N-二甲基甲酰胺溶液作为电解液，并使用伏安分析仪(BAS公司制：ALS608D)进行了测量。

将用于EL元件的发光层的材料的最低激发单重态能量E_S1、HOMO的能量E_HOMO及LUMO的能量E_LUMO汇总示于表5中。

[表5]

(实施例5)

在本实施例中，使用mCBP作为第1有机化合物，使用HDT-1作为第2有机化合物，使用化合物1作为第3有机化合物，从而制作了有机电致发光。

具体而言，通过真空沉积法，以真空度10^-5Torr以下将各薄膜层叠于形成有由膜厚100nm的铟/氧化锡(ITO)组成的阳极的玻璃基板上。首先，在ITO上以10nm的厚度形成HAT-CN，并在其上以30nm的厚度形成Tris-PCz。接着，以5nm的厚度形成mCBP。接着，从不同的沉积源对mCBP、HDT-1及化合物1进行共沉积来形成30nm的厚度的层，并将其作为发光层。此时，HDT-1的浓度设为20重量％，化合物1的浓度设为1重量％。接着，以10nm的厚度形成SF3-TRZ，在其上从不同的沉积源对SF3-TRZ和Liq进行共沉积来形成20nm的厚度的层。此时，Liq的浓度设为30重量％。此外，通过以2nm的厚度形成Liq，接着以100nm的厚度气相沉积铝(Al)来形成阴极，并将其作为有机电致发光元件(EL元件1)。

并且，另外，将发光层中的化合物1的浓度变更为0.5重量％，除此以外，通过与EL元件1相同的制作方法制作了有机电致发光元件(EL元件2)。

(实施例6)

使用化合物2来代替化合物1作为第3有机化合物，除此以外，以与实施例5相同的方式制作了发光层的化合物2浓度为1重量％的有机电致发光元件(EL元件3)和发光层的化合物2浓度为0.5重量％的有机电致发光元件(EL元件4)。

(实施例7)

使用化合物3来代替化合物1作为第3有机化合物，除此以外，以与实施例5相同的方式制作了发光层的化合物3浓度为1重量％的有机电致发光元件(EL元件5)和发光层的化合物3浓度为0.5重量％的有机电致发光元件(EL元件6)。

将实施例5～实施例7中所制作的各EL元件的装置特性展示于表6中。在表6中，接通电压V_on表示10cd/m²时的电压、驱动电压V_driving表示5mA/cm²时的电压。最大亮度L_max、外量子效率EQE、发光极大波长λ_EL以1000cd/m²进行了测量。EQE/EQE_{m ax}表示以1000cd/m²测量的外量子效率与最大外量子效率的比例，LT90表示亮度成为初始亮度(1000cd/m²)的90％为止的时间。在此，EQE/EQE_max的值越大，表示滚降越降低。

如表6所示，各EL元件的发光极大波长λ_EL与在其发光材料(作为第3有机化合物的化合物1～3)与mCBP的混合膜中观测到的发光极大波长λ_em大致一致。由此，能够确认到在各EL元件中观测到的发光为来自发光材料的发光，可靠地进行从HDT-1向各发光材料的能量转移。

并且，如果用发光材料的浓度相等的元件彼此比较装置特性，那么EL元件1、3的LT90为大于EL元件5的值，并且EL元件2、4的LT90为大于EL元件6的值。尤其，EL元件2显示出使用了作为优异的发光材料而已知的化合物3的EL元件6的2倍以上的LT90。并且，与发光材料的浓度相等的EL元件5、6相比，EL元件1～4分别显示出滚降低(EQE/EQE_max大)、最大亮度L_max高、接通电压V_on及驱动电压V_driving低的值。像这样在EL元件1～4中可以获得比EL元件5、6更优异的性能，这是因为如下：在EL元件1～4中，因为化合物1、2的HOMO能级接近HDT-1的HO MO能级，所以进入化合物1、2的HOMO中的空穴容易转移到HDT-1的HOMO，空穴捕获降低。尤其，在化合物1中空穴捕获显著降低。

为了验证这一事实，以6V驱动EL元件3、4之后，以0～-10V的各反向偏置电压供给电流，在切断该电流之后立即测量发光强度的瞬态衰减曲线，并将其结果展示于图3、图4中。在此，反向偏置电压设定为0V、-2V、-5V或-10V。并且，以6V驱动EL元件1～4之后，以-10V的反向偏置电压供给电流，在切断该电流之后立即测量发光强度的瞬态衰减曲线，并将其结果展示于图5中。在图3～5的横轴中，“0”与切断反向偏置电流的时刻对应。在图5中，EL元件1～6表示为“EL1”～“EL6”。

首先，当观察图3、图4时，在各EL元件的瞬态衰减曲线中，在切断电流之后立即确认到尖峰状的发光峰(尖峰信号)。该尖峰信号相当于通过使被捕获到发光层中的载体在切断电流之后立即被释放并进行再键合而产生的发光。而且，由于EL元件3的尖峰信号大于发光材料的浓度减半的EL元件4的尖峰信号，因此该尖峰信号主要来自被发光材料捕获的载体，该尖峰信号的发光强度理解为反映发光材料中的载体捕获数。并且，如表6所示，还确认到由于在EL元件4中可以获得比EL元件3低的滚降和高的最大亮度L_max、大的LT90，因此在发光材料中的载体捕获数少时，可以获得更优异的装置性能。

另一方面，当观察图5时，从延迟荧光材料(第2有机化合物)与发光材料(第3有机化合物)的HOMO能级大致相等的EL元件1、2几乎没有观察到尖峰信号，与发光材料的HOMO能级为0.35eV的大且浅的EL元件5、6的尖峰信号相比，发光材料的HOMO能级比延迟荧光材料的HOMO能级仅浅0.17eV的EL元件3、4的尖峰信号的强度也明显小。也就是说，尖峰信号的大小根据延迟荧光材料与发光材料的HO MO能级的位置关系而发生变化。由此，推测尖峰信号来自被发光材料的HOMO捕获的空穴。而且，如HDT-1与化合物1的关系，以比延迟荧光材料的HOMO能级仅浅0.2eV的能级为基准，通过采用以使得发光材料的HOMO能级比该HOMO能级变深的方式组合了延迟荧光材料和发光材料的优选方面，发光材料中的空穴捕获降低，其结果，能够证实实现显示更低的滚降和更高的亮度、更长的工作寿命的发光元件。

[化学式39]

符号说明

1-衬底，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-发光层，6-电子传输层，7-阴极。

Claims (15)

1.一种有机电致发光元件，其具有阳极、阴极及在所述阳极与所述阴极之间包括发光层的至少一层有机层，其中，

所述发光层包含第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物，

所述第2有机化合物为延迟荧光材料，

来自所述元件的发光的最大成分为来自所述第3有机化合物的发光，

所述第1有机化合物、所述第2有机化合物及所述第3有机化合物满足下述式(a)及下述式(b)，

[数式1]

E_s1(1)＞E_s2(2)＞E_s1(3) 式(a)

0eV＜E_HOMO(3)-E_HOMO(2)＜0.65eV 式(b)

在此，

E_S1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量，

E_S1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量，

E_S1(3)表示所述第3有机化合物的最低激发单重态能量，

E_HOMO(2)表示所述第2有机化合物的HOMO的能量，

E_HOMO(3)表示所述第3有机化合物的HOMO的能量。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，

所述第3有机化合物的最低激发三重态能量大于1.90V。

3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，

所述元件的最大发光波长在380～780nm的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述第3有机化合物的最大发光波长短于所述第2有机化合物的最大发光波长。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述发光层中的所述第3有机化合物的浓度在0.01～5重量％的范围内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述第2有机化合物的激发单重态能量与激发三重态能量之差(ΔE_ST)小于0.3eV。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述第3有机化合物的电离能大于所述第2有机化合物的电离能。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述第3有机化合物为下述通式(15)所表示的化合物，

通式(15)

[化学式1]

在通式(15)中，Ar¹～Ar³分别独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少一个氢原子可以被取代，并且环可以稠合，R^a及R^a’分别独立地表示取代基，R^a和Ar¹、Ar¹和Ar²、Ar²和R^a’、R^a’和Ar³、Ar³和R^a可以彼此键合而形成环状结构。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

所述第2有机化合物具有1～2个氰基和至少一个供体基团与苯环键合的结构。

10.根据权利要求9所述的有机电致发光元件，其中，

所述供体基团为被取代或未被取代的咔唑-9-基。

11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其中，

被取代或未被取代的咔唑-9-基与所述苯环键合三个以上。

12.根据权利要求10或11所述的有机电致发光元件，其中，

构成被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环或者被取代或未被取代的硅茚环的5元环与构成存在于所述第2有机化合物中的至少一个咔唑-9-基的两个苯环中的至少一个稠合。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机电致发光元件，其中，

发光层包含碳原子、氢原子、氮原子、硼原子、氧原子，并且不包含除此以外的元素。

14.一种发光组合物的设计方法，所述方法包含如下各工序：

工序1，对包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物且满足下述式(a)及下述式(b)的组合物的发光寿命进行评价；

工序2，对在满足下述式(a)及下述式(b)的范围内取代第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及第3有机化合物中的至少一个的组合物的发光寿命进行评价，所述评价进行至少一次；及

工序3，选择所评价的发光寿命最佳的化合物的组合，

[数式2]

E_s1(1)＞E_s1(2)＞E_s1(3) 式(a)

0eV＜E_HOMO(3)-E_HOMO(2)＜0.65eV 式(b)

在此，

E_S1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量，

E_S1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量，

E_S1(3)表示所述第3有机化合物的最低激发单重态能量，

E_HOM0(2)表示所述第2有机化合物的HOMO的能量，

E_HOM0(3)表示所述第3有机化合物的HOMO的能量。

15.一种程序，其实施权利要求14所述的方法。