JP2010031249A - 組成物及び該組成物を用いてなる発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率が優れた発光材料の提供。
【解決手段】下式（１−１）、（１−２）、（１−３）及び（１−４）：

［Ｒは水素原子又は置換基を表す。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、及び燐光発光性化合物を含む組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、組成物及び該組成物を用いてなる発光素子に関する。

発光素子の発光層に用いる発光材料として、三重項励起状態からの発光を示す化合物（以下、「燐光発光性化合物」ということがある。）を発光層に用いた素子は発光効率が高いことが知られている。燐光発光性化合物を発光層に用いる場合、通常は、該化合物をマトリックスに添加してなる組成物を発光材料として用いる。マトリックスとしては、塗布によって薄膜が形成できることから、ポリビニルカルバゾールが使用されている（特許文献１）。

しかし、この化合物は、最低非占分子軌道（以下、「ＬＵＭＯ」という。）のエネルギーレベルが高いため、電子を注入しにくい。一方、ポリフルオレン等の共役系高分子化合物は、ＬＵＭＯが低いため、これをマトリックスとして用いると、比較的容易に低駆動電圧が実現できる。ところが、このような共役系高分子化合物は、最低三重項励起エネルギー（以下、「Ｔ₁エネルギー」という。）が小さいために、特に緑色よりも短波長発光のためのマトリックスとしての使用には適さない（特許文献２）。例えば、共役系高分子化合物であるポリフルオレンと三重項発光化合物とからなる発光材料（非特許文献１）は、三重項発光化合物からの発光が弱いため、発光効率が低い。

特開２００２−５０４８３号公報 特開２００２−２４１４５５号公報

APPLIED PHYSICS LETTERS, 80, 13, 2308(2002)

そこで、本発明の目的は、発光素子等に用いた場合に発光効率が優れた発光材料を提供することにある。

本発明は第一に、下記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）：

［式中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］
で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、下記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）：

［式中、Ｒは前記と同じ意味を有する。］
で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、及び燐光発光性化合物を含む組成物を提供する。
本発明は第二に、前記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基と、燐光発光性化合物の残基とを含む高分子化合物を提供する。
本発明は第三に、前記組成物又は前記高分子化合物を用いてなる薄膜及び発光素子を提供する。
本発明は第四に、前記発光素子を備えた面状光源、表示装置及び照明を提供する。

本発明の組成物、高分子化合物（以下、「本発明の組成物等」という）は、発光効率が高い。したがって、本発明の組成物等は、発光素子等の作製に用いた場合、発光効率が優れた発光材料である。また、本発明の組成物等は、比較的短波長の領域の発光において、通常、比較的優れた発光性を有するが、本発明の組成物に含まれる含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、本発明の高分子化合物のＴ₁エネルギーの値が大きいためである。また、本発明の組成物等は、ＬＵＭＯのエネルギーレベルも比較的低く電子が注入し易く、最高占有分子軌道（以下、「ＨＯＭＯ」という）のエネルギーレベルが比較的高く正孔が注入し易い。

以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、構造式中のアルキル基、アルコキシ基に接頭辞（ｔ−等）が付いていない場合、ｎ−を意味する。

＜組成物＞
本発明の組成物は、前記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）（以下、「式（１−１）〜（１−４）」と言う。）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）（以下、「式（２−１）〜（２−４）」と言う。）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物（以下、「含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物」ということがある。）、及び燐光発光性化合物を含む組成物である。本発明において、例えば、前記式（１−１）〜（１−４）で表される化合物の残基とは、前記式（１−１）〜（１−４）で表される化合物におけるＲの一部又は全部（特には、１〜３個）を取り除いてなる基を意味し、前記式（２−１）〜（２−４）で表される化合物の残基とは、前記式（２−１）〜（２−４）で表される化合物におけるＲの一部又は全部（特には、１〜３個）を取り除いてなる基を意味する。また、「高分子化合物」は、同じ構造（繰り返し単位）が少なくとも２個化合物中に存在するものを意味する。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物において、前記含窒素化合物の残基としては、前記式（１−２）、（１−３）、（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基が好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物において、前記含窒素多環式化合物の残基としては、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基が好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物としては、前記式（１−２）、（１−３）、（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、高分子化合物であってもよく、その場合、該含窒素化合物の残基及び該含窒素多環式化合物を主鎖及び／又は側鎖に有する高分子化合物であることが好ましく、前記式（１−１）〜（１−４）で表される含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）〜（２−４）で表される含窒素多環式化合物の残基とを含む繰り返し単位を有する高分子化合物や、前記式（１−１）〜（１−４）で表される含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）〜（２−４）で表される含窒素多環式化合物の残基とを含む繰り返し単位に加え、芳香環、ヘテロ原子を含有する５員環以上の複素環、芳香族アミン、及び後述の式（４）で表される構造から選ばれる構造のいずれかを含む繰り返し単位を有する高分子化合物が特に好ましい。

前記式（１−１）〜（１−４）、（２−１）〜（２−４）中、Ｒは、水素原子又は置換基を表し、好ましくは複数存在するＲの少なくとも１個が置換基であり、より好ましくは複数存在するＲの少なくとも２個が置換基であり、更に好ましくは複数存在するＲのすべてが置換基である。Ｒが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。

前記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換基を有していてもよい１価の複素環基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アリールアルケニル基、アリールエチニル基、置換カルボキシル基、シアノ基等が挙げられ、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基である。なお、Ｎ価の複素環基（Ｎは１又は２）とは、複素環式化合物からＮ個の水素原子を取り除いた残りの原子団であり、本明細書において、同様である。なお、１価の複素環基としては、１価の芳香族複素環基が好ましい。

前記Ｒの少なくとも１個は、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基であることが好ましい。前記Ｒの少なくとも１個が、炭素数３〜１０のアルキル基、又は炭素数３〜１０のアルコキシ基であることが更に好ましい。

前記Ｒの少なくとも１個が、水素原子以外の原子の総数が３以上の置換基であることが好ましく、水素原子以外の原子の総数が５以上の置換基であることが更に好ましく、水素原子以外の原子の総数が７以上の置換基であることが特に好ましい。Ｒが２個存在する場合には、少なくとも１個のＲは置換基であることが好ましく、２個のＲが共に置換基であることがより好ましい。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物としては、下記式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：

［式中、Ｚ¹及びＺ²は、一方は、前記式（１−１）、（１−２）、（１−３）又は（１−４）で表される含窒素化合物の残基を表し、他方は、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）又は（２−４）で表される含窒素多環式化合物の残基を表す。Ｙ¹は、−Ｃ（Ｒ^a）（Ｒ^b）−、−Ｎ（Ｒ^c）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒ^d）（Ｒ^e）−、−Ｐ（Ｒ^f）−又は−Ｓ−を表す。Ｒ^a、Ｒ^b、Ｒ^c、Ｒ^d、Ｒ^e及びＲ^fはそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｍは０〜５の整数である。Ｙ¹が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｙ²は、置換基を有してもよいアリーレン基を表す。ｎは１〜５の整数である。Ｙ²が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。］
で表される化合物、その残基を有する化合物も挙げられる。

Ｒ^a、Ｒ^b、Ｒ^c、Ｒ^d、Ｒ^e、Ｒ^fで表される置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、１価の複素環基、ハロゲン原子が挙げられる。

Ｒ^a、Ｒ^b、Ｒ^c、Ｒ^d、Ｒ^e、Ｒ^fで表されるアリール基としては、フェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基（「Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ」は、アルコキシ部分の炭素数が１〜１２であることを意味する。以下、同様である。）、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル基（「Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル」は、アルキル部分の炭素数が１〜１２であることを意味する。以下、同様である。）、１−ナフチル基、２−ナフチル基、ペンタフルオロフェニル基等が挙げられ、フェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル基が好ましい。

Ｒ^a、Ｒ^b、Ｒ^c、Ｒ^d、Ｒ^e、Ｒ^fで表される１価の複素環基としては、複素環式化合物から水素原子を１個除いた残りの原子団を意味する。ここで、複素環式化合物とは、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、燐原子等のヘテロ原子を環内に含むものをいう。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、高分子化合物である場合には、Ｔ₁エネルギーの観点から、前記式（Ａ−１）又は（Ａ−２）で表される化合物の残基を含む繰り返し単位を有する高分子化合物であることが好ましい。

また、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、Ｔ₁エネルギーの観点から、下記式（Ａ−３）：

［式中、ＲＩＮＧは前記式（１−１）〜（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）〜（２−４）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の残基を意味する。Ｚ環は、炭素原子、Ｘ¹及びＸ²を含む環状構造である。Ｘ¹及びＸ²はそれぞれ独立に、−Ｃ（Ｒ）＝を表す。Ｒは前記と同じ意味を有する。］
で表される化合物の残基を有することも好ましい。

前記式（Ａ−３）中、前記環状構造としては、置換基を有していてもよい芳香環、置換基を有していてもよい非芳香環が挙げられ、ベンゼン環、複素環、脂環式炭化水素環、これらの環が複数縮合してなる環、これらの環の水素原子の一部が置換された環が好ましい。

前記式（Ａ−１）〜（Ａ−３）で表される化合物の残基とは、該化合物における水素原子、Ｒの一部又は全部を取り除いてなる基を意味する。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、異なるＨＯＭＯ／ＬＵＭＯの含窒素化合物の残基、含窒素多環式化合物の残基を用いることによりエネルギーレベルを調整することが可能であり、電荷注入輸送性に優れる。また、当該化合物の構造における対称性の観点から、非晶質性が向上し、成膜性を向上させることもできる。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、その他の部分構造を含んでいてもよい。その他の部分構造の種類は、それが末端に存在するか否かによって好ましいその他の部分構造の種類は異なる。

その他の部分構造が末端に存在しない場合は、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの点で、共役性の多価の基が好ましい。このような基としては、２価の芳香族基、３価の芳香族基が挙げられる。ここで、芳香族基とは、芳香族性を示す有機化合物から誘導される基である。そのような芳香族基としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピリジン、キノリン、イソキノリン等の芳香環からｎ’個（ｎ’は２又は３）の水素原子を結合手に置き換えてなる基が挙げられる。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物に含まれていてもよい好ましいその他の部分構造の一例として、下記式（４）：

で表される構造が挙げられる。

前記式（４）中、Ｐ環、Ｑ環は、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。この置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基が好ましい。

前記式（４）中、Ｐ環及びＱ環はそれぞれ独立に芳香環を示すが、Ｐ環は存在してもしなくてもよい。２本の結合手は、Ｐ環が存在する場合は、それぞれＰ環又はＱ環上に存在し、Ｐ環が存在しない場合は、それぞれＹを含む５員環若しくは６員環上又はＱ環上に存在する。また、前記Ｐ環、Ｑ環、Ｙを含む５員環若しくは６員環上に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。この置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基が好ましい。Ｙは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｂ（Ｒ⁰）−、−Ｓｉ（Ｒ²）（Ｒ³）−、−Ｐ（Ｒ⁴）−、−Ｐ（Ｒ⁵）（＝Ｏ）−、−Ｃ（Ｒ⁶）（Ｒ⁷）−、−Ｎ（Ｒ⁸）−、−Ｃ（Ｒ⁹）（Ｒ¹⁰）−Ｃ（Ｒ¹¹）（Ｒ¹²）−、−Ｏ−Ｃ（Ｒ¹³）（Ｒ¹⁴）−、−Ｓ−Ｃ（Ｒ¹⁵）（Ｒ¹⁶）−、−Ｎ−Ｃ（Ｒ¹⁷）（Ｒ¹⁸）−、−Ｓｉ（Ｒ¹⁹）（Ｒ²⁰）−Ｃ（Ｒ²¹）（Ｒ²²）−、−Ｓｉ（Ｒ²³）（Ｒ²⁴）−Ｓｉ（Ｒ²⁵）（Ｒ²⁶）−、−Ｃ（Ｒ²⁷）＝Ｃ（Ｒ²⁸）−、−Ｎ＝Ｃ（Ｒ²⁹）−、又は−Ｓｉ（Ｒ³⁰）＝Ｃ（Ｒ³¹）−を表す。ここで、Ｒ⁰、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、Ｒ²⁰、Ｒ²¹、Ｒ²²、Ｒ²³、Ｒ²⁴、Ｒ²⁵、Ｒ²⁶、Ｒ²⁷、Ｒ²⁸、Ｒ²⁹、Ｒ³⁰及びＲ³¹はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、１価の複素環基又はハロゲン原子を表す。この中では、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、シリルオキシ基、置換シリルオキシ基、１価の複素環基、ハロゲン原子が好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、１価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、１価の複素環基が更に好ましく、アルキル基、アリール基が特に好ましい。

上記式（４）で表される構造としては、下記式（４−１）、（４−２）又は（４−３）：

（式中、Ａ環、Ｂ環及びＣ環はそれぞれ独立に芳香環を表す。式（４−１）、（４−２）及び（４−３）は、それぞれ、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい。Ｙは前記と同じ意味を表す。）
で表される構造、及び下記式（４−４）又は（４−５）：

（式中、Ｄ環、Ｅ環、Ｆ環及びＧ環はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、アミド基、酸イミド基、１価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい芳香環を表す。Ｙは前記と同じ意味を表す。）
で表される構造が挙げられる。

上記式（４−１）、（４−２）、（４−３）、（４−４）及び（４−５）中、Ａ環、Ｂ環、Ｃ環、Ｄ環、Ｅ環、Ｆ環及びＧ環で表される芳香環としては、非置換のものを一例として示すと、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ピレン環、フェナントレン環等の芳香族炭化水素環；ピリジン環、ビピリジン環、フェナントロリン環、キノリン環、イソキノリン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環等の複素芳香環が挙げられる。これらの芳香環は、前記置換基を有していてもよい。

また、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物に含まれていてもよい好ましいその他の部分構造の一例として、以下の式：

（式中、Ａｒ⁶、Ａｒ⁷、Ａｒ⁸及びＡｒ⁹はそれぞれ独立にアリーレン基又は２価の複素環基を示す。Ａｒ¹⁰、Ａｒ¹¹及びＡｒ¹²はそれぞれ独立にアリール基又は１価の複素環基を示す。Ａｒ⁶、Ａｒ⁷、Ａｒ⁸、Ａｒ⁹、Ａｒ¹⁰、Ａｒ¹¹及びＡｒ¹²は置換基を有していてもよい。ｘ及びｙはそれぞれ独立に０又は１を示し、０≦ｘ＋ｙ≦１である。）
で表される構造の芳香族アミン構造が挙げられる。

Ａｒ⁶、Ａｒ⁷、Ａｒ⁸、Ａｒ⁹で表されるアリーレン基とは、芳香族炭化水素から、水素原子２個を除いた残りの原子団である。芳香族炭化水素としては、縮合環をもつ化合物、独立したベンゼン環又は縮合環２個以上が直接又はビニレン基等を介して結合した化合物が含まれる。

Ａｒ⁶、Ａｒ⁷、Ａｒ⁸、Ａｒ⁹で表される２価の複素環基とは、複素環式化合物から水素原子２個を除いた残りの原子団である。２価の複素環基の炭素数は、通常、４〜６０である。複素環式化合物とは、環式構造を持つ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、燐、硼素等のヘテロ原子を環内に含む化合物を意味する。２価の複素環基としては、２価の芳香族複素環基が好ましい。

Ａｒ¹⁰、Ａｒ¹¹、Ａｒ¹²で表されるアリール基とは、芳香族炭化水素から水素原子１個を除いた残りの原子団である。芳香族炭化水素は、前述のとおりである。

Ａｒ¹⁰、Ａｒ¹¹、Ａｒ¹²で表される１価の複素環基とは、複素環式化合物から水素原子１個を除いた残りの原子団を意味する。１価の複素環基の炭素数は、通常、４〜６０である。複素環式化合物は、前述のとおりである。１価の複素環基としては、１価の芳香族複素環基が好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が高分子化合物である場合、該化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、成膜性の観点から、３×１０²以上が好ましく、３×１０²〜１×１０⁷がより好ましく、１×１０³〜１×１０⁷が更に好ましく、１×１０⁴〜１×１０⁷が特に好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、広い発光波長領域にて用いることができるが、該化合物のＴ₁エネルギーの値は３．０ｅＶ以上が好ましく、３．２ｅＶ以上がより好ましく、３．４ｅＶ以上が更に好ましく、３．５ｅＶ以上が特に好ましい。また、通常、上限は５．０ｅＶである。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物のＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値は、６．２ｅＶ以下が好ましく、５．９ｅＶ以下がより好ましく、５．６ｅＶ以下が更に好ましい。また、通常、下限は５．０ｅＶである。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値は、１．５ｅＶ以上が好ましく、１．７ｅＶ以上がより好ましく、１．９ｅＶ以上が更に好ましく、２．０ｅＶ以上がとりわけ好ましく、２．２ｅＶ以上が特に好ましい。また、通常、上限は４．０ｅＶである。

本明細書において、各化合物のＴ₁エネルギーの値、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値は、計算科学的手法にて算出した値である。本明細書において、計算科学的手法として、量子化学計算プログラムGaussian03を用い、ＨＦ（Hartree-Fock）法により、基底状態の構造最適化を行い、該最適化された構造において、Ｂ３Ｐ８６レベルの時間依存密度汎関数法を用いて、Ｔ₁エネルギーの値及びＬＵＭＯのエネルギーレベルの値を算出した。その際、基底関数として６−３１ｇ＊を用いた。基底関数として前記６−３１ｇ＊が利用できない場合は、ＬＡＮＬ２ＤＺを用いる。本発明では、その「ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値」の絶対値（即ち、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値が負の場合、絶対値とは当該負の符号を取った値を意味する。）が重要である。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物を構成する繰り返し単位が１種類の場合、該単位をＡとすると、前記前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、下記式：

（式中、ｎは重合度を表す。）
で表される。ここで、ｎ＝１、２及び３の構造に対して、Ｔ₁エネルギーの値、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値を算出し、算出されたＴ₁エネルギーの値、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値を（１／ｎ）の関数として線形近似した場合のｎ＝∞の値を、該高分子化合物のＴ₁エネルギーの値、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値と定義する。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物を構成する繰り返し単位が複数存在する場合、すべての場合についてｎ＝∞（ここで、ｎは繰り返し単位の重合度）におけるＴ₁エネルギーの値を前記と同様の方法で算出し、その中で最低のＴ₁エネルギーの値を該化合物のＴ₁エネルギーの値と定義する。ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値は、最低のＴ₁エネルギーの値を与える繰り返し単位におけるｎ＝∞の値を、該高分子化合物のＬＵＭＯのエネルギーレベルの値と定義する。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物は、該含窒素化合物及び該含窒素多環式化合物を構成する複素環構造と、該複素環構造に隣接する部分構造（ここで、該部分構造は少なくとも２個のπ共役電子を有する）が存在することが好ましい。該複素環構造と、該複素環構造に隣接する該部分構造との間の２面角は４０°以上が好ましく、５５°以上がより好ましく、７０°以上が更に好ましく、８０°以上が特に好ましい。

更に、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物において、該複素環構造を含むあらゆる芳香環及びヘテロ芳香環の間の２面角が、すべて４０°以上であることが好ましく、５５°以上であることがより好ましく、７０°以上であることが更に好ましく、８０°以上であることが特に好ましい。また、このような２面角を得るためには、前記式（Ａ−３）で表される部分構造を有することが好ましい。

また、本明細書において、２面角とは、基底状態における最適化構造から算出される角度を意味する。２面角は、例えば、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物において結合位置にある炭素原子（ａ₁）とａ₁に隣接する炭素原子又は窒素原子（ａ₂）、及び該複素環構造と結合している構造の結合位置にある原子（ａ₃）とａ₃に隣接する原子（ａ₄）で定義される。ここで、原子（ａ₂）又は原子（ａ₄）が複数選択可能な場合は、すべての場合について２面角を算出し、その中で値が最低の値（９０°以下である）を２面角とする。原子（ａ₃）及び（ａ₄）は、π共役電子を有する原子であり、より好ましくは、炭素原子、窒素原子、珪素原子、リン原子である。本明細書においては、計算科学的手法により求められるｎ＝３（ｎは重合度）の構造の基底状態における最適化構造（即ち、該構造の生成エネルギーが最小となる構造）から算出する。前記複素環構造を有する化合物においては、該２面角も複数存在する。その場合、該化合物における該２面角のすべてが、前記条件を満たしていることが好ましい。

前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物としては、以下の式で表される化合物が挙げられる。式中、Ｒ^*は水素原子又は置換基を表す。Ｒ^*で表される置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換基を有していてもよい１価の複素環基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アリールアルケニル基、アリールエチニル基、置換カルボキシル基、シアノ基が例示される。複数個のＲ^*は同一であっても異なっていてもよい。Ｒ^*としては、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基がより好ましい。複数存在するＲ^*は、同一であっても異なっていてもよい。

（式中、ｎは重合度を表す。）

また、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物としては、以下の化合物も挙げられる。

前記燐光発光性化合物としては、三重項発光錯体、低分子系のEL発光性材料として利用されてきた化合物が挙げられる。これらは、Nature, (1998), 395, 151、Appl. Phys. Lett. (1999), 75(1), 4、Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and DevicesＩＶ), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 94(1), 103、Syn. Met., (1999), 99(2), 1361、Adv. Mater., (1999), 11(10), 852、 Inorg. Chem., (2003), 42, 8609、 Inorg. Chem., (2004), 43, 6513、Journal of the SID 11/1、161 (2003)、WO2002/066552、WO2004/020504、WO2004/020448等に開示されている。これらの中でも、金属錯体のＨＯＭＯにおける、中心金属の最外殻ｄ軌道の軌道係数の２乗の和が、全原子軌道係数の２乗の和において占める割合が１／３以上であることが、高発光効率を得る観点で好ましい。前記燐光発光性化合物としては、中心金属が第６周期に属する遷移金属である、オルトメタル化錯体等が挙げられる。

前記三重項発光錯体の中心金属としては、通常、原子番号５０以上の原子で、該錯体にスピン−軌道相互作用があり、一重項状態と三重項状態間の項間交差を起こし得る金属であり、好ましくは、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステン、ユーロピウム、テルビウム、ツリウム、ディスプロシウム、サマリウム、プラセオジム、ガドリニウム、イッテルビウムの原子であり、より好ましくは、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウム、タングステンの原子であり、更に好ましくは、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウムの原子であり、特に好ましくは、金、白金、イリジウム、レニウムの原子であり、とりわけ好ましくは、白金及びイリジウムの原子である。

前記三重項発光錯体の配位子としては、８−キノリノール及びその誘導体、ベンゾキノリノール及びその誘導体、２−フェニル−ピリジン及びその誘導体等が挙げられる。

前記燐光発光性化合物は、溶解性の観点から、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基等の置換基を有する化合物であることが好ましい。更に、該置換基は、水素原子以外の原子の総数が３以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、７以上であることが更に好ましく、１０以上であることが特に好ましい。また、該置換基は、各配位子に少なくとも１個存在することが好ましく、該置換基の種類は、配位子毎に同一であっても異なっていてもよい。

前記燐光発光性化合物としては、以下の化合物が挙げられる。

本発明の組成物中における前記燐光発光性化合物の量は、組み合わせる有機化合物の種類や、最適化したい特性により異なるが、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の量を１００重量部としたとき、通常、０．０１〜８０重量部であり、好ましくは０．１〜３０重量部であり、より好ましくは０．１〜１５重量部であり、特に好ましくは０．１〜１０重量部である。なお、本発明の組成物において、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、前記燐光発光性化合物は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、前記燐光発光性化合物以外の任意成分を含んでいてもよい。この任意成分としては、正孔輸送材料、電子輸送材料、酸化防止剤等が挙げられる。

前記正孔輸送材料としては、有機ＥＬ素子の正孔輸送材料として公知の芳香族アミン、カルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体等が挙げられる。

前記電子輸送材料としては、有機ＥＬ素子の電子輸送材料として公知のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体が挙げられる。

本発明の組成物において、前記前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物のＴ₁エネルギーの値（ＥＴＨ）と前記燐光発光性化合物のＴ₁エネルギーの値（ＥＴＧ）とが、下記式：
ＥＴＨ ＞ ＥＴＧ （ｅＶ）
を満たすことが高効率発光の観点から好ましく、
ＥＴＨ ＞ ＥＴＧ＋０．１（ｅＶ）
を満たすことがより好ましく、
ＥＴＨ ＞ ＥＴＧ＋０．２（ｅＶ）
を満たすことが更に好ましい。

本発明の薄膜は、本発明の組成物等を用いて作製することができる。薄膜の作製には、溶液の塗布、蒸着、転写等を用いることができる。溶液の塗布には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いればよい。

溶媒としては、組成物を溶解又は均一に分散できる溶媒が好ましい。該溶媒としては、塩素系溶媒（クロロホルム、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等）、エーテル系溶媒（テトラヒドロフラン、ジオキサン等）、芳香族炭化水素系溶媒（トルエン、キシレン等）、脂肪族炭化水素系溶媒（シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−へプタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン等）、ケトン系溶媒（アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）、エステル系溶媒（酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等）、多価アルコール及びその誘導体（エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、１，２−ヘキサンジオール等）、アルコール系溶媒（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール等）、スルホキシド系溶媒（ジメチルスルホキシド等）、アミド系溶媒（Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等）が例示され、これらの中から選択して用いることができる。また、これらの有機溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

インクジェット印刷法を用いる場合には、ヘッドからの吐出性、ばらつき等の改善のために、溶液中の溶媒の選択、添加剤として公知の方法を用いることができる。この場合、溶液の粘度が、２５℃において１〜１００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。また、あまり蒸発が著しいとヘッドから吐出を繰り返すことが難しくなる傾向がある。上記のような観点で、溶媒としては、アニソール、ビシクロヘキシル、キシレン、テトラリン、ドデシルベンゼンを含む単独又は混合の溶媒が好ましい。一般的には、複数の溶媒を混合する方法、組成物の溶液中での濃度を調整する方法等によって用いた組成物に合ったインクジェット印刷用の溶液を得ることができる。

＜高分子化合物＞
本発明の高分子化合物は、前記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基と、燐光発光性化合物の残基とを含む高分子化合物である。前記燐光発光性化合物、前記含窒素化合物及び前記含窒素多環式化合物は、前記組成物の項で説明し例示したものと同様である。本発明の高分子化合物としては、(1)主鎖に燐光発光性化合物の残基を有する高分子化合物、(2)末端に燐光発光性化合物の残基を有する高分子化合物、(3)側鎖に燐光発光性化合物の残基を有する高分子化合物等が挙げられる。

＜発光素子＞
次に、本発明の発光素子について説明する。
本発明の発光素子は、本発明の組成物等を用いてなるものであり、通常、陽極及び陰極からなる電極間に設けられた層の少なくとも一部に本発明の組成物等を含むが、それらを前記発光性薄膜の形態で発光層として含むことが好ましい。また、発光効率、耐久性等の性能を向上させる観点から、他の機能を有する公知の層を含んでいてもよい。このような層としては、電荷輸送層（即ち、正孔輸送層、電子輸送層）、電荷阻止層（即ち、正孔阻止層、電子阻止層）、電荷注入層（即ち、正孔注入層、電子注入層）、バッファ層等が挙げられる。なお、本発明の発光素子において、発光層、電荷輸送層、電荷阻止層、電荷注入層、バッファ層等は、各々、一層からなるものでも二層以上からなるものでもよい。

発光層は、発光する機能を有する層である。正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層である。これら電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と言う。また、電荷阻止層は、正孔又は電子を発光層に閉じ込める機能を有する層であり、電子を輸送し、かつ正孔を閉じ込める層を正孔阻止層と言い、正孔を輸送し、かつ電子を閉じ込める層を電子阻止層と言う。

バッファ層としては、陽極に隣接して導電性高分子化合物を含む層が挙げられる。

本発明の発光素子としては、以下のａ）〜ｑ）の構造が挙げられる。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｃ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｄ）陽極／発光層／正孔阻止層／陰極
ｅ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｆ）陽極／電荷注入層／発光層／陰極
ｇ）陽極／発光層／電荷注入層／陰極
ｈ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷注入層／陰極
ｉ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｊ）陽極／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｋ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｌ）陽極／電荷注入層／発光層／電子輸送層／陰極
ｍ）陽極／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｎ）陽極／電荷注入層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｏ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｐ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｑ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
（ここで、／は各層が隣接して積層されていることを示す。以下、同じである。なお、発光層、正孔輸送層、電子輸送層は、それぞれ独立に２層以上用いてもよい。）

本発明の発光素子が正孔輸送層を有する場合（通常、正孔輸送層は、正孔輸送材料を含有する）、正孔輸送材料としては公知の材料、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体等の高分子正孔輸送材料が挙げられるが、特開昭63-70257号公報、同63-175860号公報、特開平2-135359号公報、同2-135361号公報、同2-209988号公報、同3-37992号公報、同3-152184号公報に記載されている化合物も挙げられる。

本発明の発光素子が電子輸送層を有する場合（通常、電子輸送層は、電子輸送材料を含有する）、電子輸送材料としては公知の材料、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。

正孔輸送層及び電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層及び電子輸送層の膜厚は、通常、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

また、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、特に電荷注入層（即ち、正孔注入層、電子注入層の総称である。以下、同じである。）と呼ばれることがある。

更に電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は絶縁層（通常、平均膜厚で0.5nm〜４nmであり、以下、同じである。）を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファ層を挿入してもよい。

積層する層の順番や数、及び各層の厚さは、発光効率や素子寿命を勘案して選択することができる。

電荷注入層としては、導電性高分子化合物を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層等が挙げられる。

電荷注入層に用いる材料としては、電極や隣接する層の材料との関係で選択すればよく、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子化合物、金属フタロシアニン（銅フタロシアニン等）、カーボン等が例示される。

絶縁層は、電荷注入を容易にする機能を有するものである。絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。絶縁層を設けた発光素子としては、例えば、陰極に隣接して絶縁層を設けた発光素子、陽極に隣接して絶縁層を設けた発光素子が挙げられる。

本発明の発光素子は、通常、基板上に形成される。基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン等の基板が挙げられる。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明又は半透明であることが好ましい。

本発明の発光素子が有する陽極及び陰極の少なくとも一方は、通常、透明又は半透明である。その中でも、陽極側が透明又は半透明であることが好ましい。

陽極の材料としては、通常、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性無機化合物を用いて作製された膜（ＮＥＳＡ等）や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。なお、陽極を２層以上の積層構造としてもよい。

陰極の材料としては、通常、仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらのうち２種以上の合金、或いはそれらのうち１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１種以上との合金、グラファイト又はグラファイト層間化合物等が用いられる。合金としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。

本発明の発光素子は、面状光源、表示装置（セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置等）、そのバックライト（発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置）等として用いることができる。

本発明の発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極のいずれか一方、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる材料を塗り分ける方法や、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴ等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置として用いることができる。

更に、面状の発光素子は、通常、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、照明（面状の照明、該照明用の光源等）等として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源、照明、表示装置等としても使用できる。

本発明の組成物等は、有機半導体材料等の半導体材料、発光材料、光学材料、導電性材料（例えば、ドーピングにより適用する。）として用いることもできる。更に、本発明の組成物等を用いて、発光性薄膜、導電性薄膜、有機半導体薄膜等の薄膜を作製することができる。

本発明の組成物等は、前記発光素子の発光層に用いられる発光性薄膜の作製方法と同様の方法で、導電性薄膜及び半導体薄膜を成膜、素子化することができる。半導体薄膜は、電子移動度又は正孔移動度のいずれか大きい方が、１０^-5ｃｍ²／Ｖ／秒以上であることが好ましい。また、有機半導体薄膜は、有機太陽電池、有機トランジスタ等に用いることができる。

以下、本発明を更に詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
下記式：

で表される化合物（Ｃ−１）のＴ₁エネルギーの値は３．１ｅＶであり、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは２．２ｅＶであり、ＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_HOMOは６．２ｅＶであり、最小の２面角は６１°であった。
パラメータの計算は、化合物（Ｃ−１）の構造を用いて行った。具体的には、化合物（Ｃ−１）をＨＦ法のより構造最適化した。その際、基底関数としては、６−３１Ｇ＊を用いた。その後、同一の基底関数を用い、Ｂ３Ｐ８６レベルの時間依存密度汎関数法により、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値、ＨＯＭＯのエネルギーレベルの値、及びＴ₁エネルギーの値を算出した。また、２面角は構造最適化された構造から算出した。２面角が複数存在するが、ここでは、複数存在する２面角の中で最小の値のみを記載する。
化合物（Ｃ−１）と燐光発光性化合物とからなる組成物を用いて発光素子を作製すると、発光効率が優れることが確認できる。

＜実施例２＞
下記式：

で表される化合物（Ｃ−２）のＴ₁エネルギーの値は３．４ｅＶであり、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは２．５ｅＶであり、最小の２面角は５９°であった。パラメータの計算は、実施例１と同様にして計算科学的手法で行った。
化合物（Ｃ−２）と燐光発光性化合物とからなる組成物を用いて発光素子を作製すると、発光効率が優れることが確認できる。

＜実施例３＞
下記式：

（式中、ｎは重合度である。）
で表される高分子化合物（Ｐ−１）のｎをｎ＝∞に外挿して算出したＴ₁エネルギーの値は３．２ｅＶであり、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは２．６ｅＶであり、最小の２面角は４６°であった。
パラメータの計算は、前述の計算科学的手法で行った。具体的には、高分子化合物（Ｐ−１）における下記式（Ｍ−１）で表される繰り返し単位（Ｍ−１）を下記式（Ｍ−１ａ）のとおり簡略化して算出した。化学構造を簡略化したことの妥当性は、特開２００５−１２６６８６号公報に記載の方法で、Ｔ₁エネルギーの値、及びＬＵＭＯのエネルギーレベルの値に対するアルキル側鎖長依存性が小さいことにより確認した。簡略化した繰り返し単位（Ｍ−１ａ）を用い、ｎ＝１、２及び３の場合に対して、ＨＦ法により構造最適化を行った。

その際、基底関数としては、６−３１Ｇ＊を用いた。その後、同一の基底関数を用い、Ｂ３Ｐ８６レベルの時間依存密度汎関数法により、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの値、及びＴ₁エネルギーの値を算出した。各ｎにおいて算出されたＬＵＭＯのエネルギーレベルの値、及びＴ₁エネルギーの値を、ｎの逆数（１／ｎ）の関数とし、ｎ＝∞における外挿値は、該関数の１／ｎ＝０での値とした。また、２面角は、ｎ＝３（ｎは重合度）における構造最適化された構造から算出し、複数存在する２面角の中で最小の値のみを記載した。
高分子化合物（Ｐ−１）と燐光発光性化合物とからなる組成物を用いて発光素子を作製すると、発光効率が優れることが確認できる。

＜実施例４＞
ＷＯ０２／０６６５５２に記載の方法で合成した下記式：

で表される燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴＨＦ溶液（０．０５重量％）に対して、約５倍重量の下記式：

で表される化合物（Ｃ−３）のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合し、混合物（溶液）を調製した。この混合物１０μｌをスライドガラスに滴下し、風乾することにより、固体膜を得た。この固体膜に３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの強い緑色発光が得られたことから、前記混合物の発光効率が高いことが認められた。
化合物（Ｃ−３）のＴ₁エネルギーの値は３．４ｅＶであり、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは１．８ｅＶであった。パラメータの計算は、実施例１と同様にして計算科学的手法で行った。また、計算科学的手法により算出した燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴ₁エネルギーの値は２．７ｅＶであった。

＜実施例５＞
実施例４において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記式：

で表される燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例４と同様にして、混合物（溶液）を調製し、得られた固体膜に３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２、アメリカンダイソース社製、商品名：ＡＤＳ０６５ＢＥ）からの強い水色発光が得られたことから、前記混合物の発光効率が高いことが認められた。
計算科学的手法により算出した燐光発光性化合物（ＭＣ−２）のＴ₁エネルギーの値は２．９ｅＶであった。

＜実施例６＞
燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴＨＦ溶液（０．０５重量％）に対して、約５倍重量の下記式：

で表される化合物（Ｃ−４）のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合し、混合物（溶液）を調製した。この混合物１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。この固体膜に、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの強い緑色発光が得られたことから、前記混合物の発光効率が高いことが認められた。
化合物（Ｃ−４）のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは、実施例１と同様にして計算科学的手法で算出したところ、３．０ｅＶであった。

＜実施例７＞
燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴＨＦ溶液（０．０５重量％）に対して、約５倍重量の下記式：

で表される化合物（Ｃ−５）のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合し、混合物（溶液）を調製した。この混合物１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。この固体膜に、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの強い緑色発光が得られたことから、前記混合物の発光効率が高いことが認められた。
化合物（Ｃ−５）のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは、実施例１と同様にして計算科学的手法で算出したところ、２．９ｅＶであった。

＜比較例１＞
下記式：

（式中、ｎは重合度である。）
で表される高分子化合物（ＣＰ−１）のｎをｎ＝∞に外挿して算出したＴ₁エネルギーの値は２．６ｅＶであり、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_LUMOは２．１ｅＶであり、ＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値Ｅ_HOMOは５．７ｅＶであり、最小の２面角は４５°であった。パラメータの計算は、高分子化合物（ＣＰ−１）における下記式（ＣＭ−１）で表される繰り返し単位（ＣＭ−１）を下記式（ＣＭ−１ａ）のとおり簡略化し、実施例３と同様にして計算科学的手法で行った。

次いで、高分子化合物（ＣＰ−１）及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からなる混合溶液１０μｌを調製し、それをスライドガラスに滴下し風乾させることにより固体膜を得た。この固体膜に、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの発光が弱かったことから、前記混合物の発光効率が低いことが認められた。

Claims (21)

1. 下記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）：
   

   

   ［式中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］
   で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、下記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）：
   

   

   ［式中、Ｒは前記と同じ意味を有する。］
   で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物、及び燐光発光性化合物を含む組成物。
2. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が、前記式（１−２）、（１−３）、（１−４）で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物である請求項１に記載の組成物。
3. 前記Ｒの少なくとも１個が、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、又は置換基を有していてもよいヘテロアリール基である請求項１又は２に記載の組成物。
4. 前記Ｒの少なくとも１個が、水素原子以外の原子の総数が３以上の置換基である請求項３に記載の組成物。
5. 前記Ｒの少なくとも１個が、炭素数３〜１０のアルキル基、又は炭素数３〜１０のアルコキシ基である請求項４に記載の組成物。
6. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が、下記式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：
   

   

   ［式中、Ｚ¹及びＺ²は、一方は、前記式（１−１）、（１−２）、（１−３）又は（１−４）で表される含窒素化合物の残基を表し、他方は、前記式（２−１）、（２−２）、（２−３）又は（２−４）で表される含窒素多環式化合物の残基を表す。Ｙ¹は、−Ｃ（Ｒ^a）（Ｒ^b）−、−Ｎ（Ｒ^c）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒ^d）（Ｒ^e）−、−Ｐ（Ｒ^f）−又は−Ｓ−を表す。Ｒ^a、Ｒ^b、Ｒ^c、Ｒ^d、Ｒ^e及びＲ^fはそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表す。ｍは０〜５の整数である。Ｙ¹が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｙ²は、置換基を有してもよいアリーレン基を表す。ｎは１〜５の整数である。Ｙ²が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。］
   で表される化合物、又はその残基を有する化合物である請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
7. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が高分子化合物である請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
8. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が、前記式（Ａ−１）又は（Ａ−２）で表される化合物の残基を含む繰り返し単位を有する高分子化合物である請求項７に記載の組成物。
9. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の計算科学的手法により算出した最低三重項励起エネルギーの値が３．０ｅＶ以上である請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
10. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の計算科学的手法により算出した最低非占有分子軌道のエネルギーレベルの絶対値が１．５ｅＶ以上である請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
11. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の計算科学的手法により算出した最高占有分子軌道のエネルギーレベルの絶対値が６．２ｅＶ以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
12. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物の最低三重項励起エネルギーの値（ＥＴＨ）と、前記燐光発光性化合物の最低三重項励起エネルギーの値（ＥＴＧ）とが、下記式：
    ＥＴＨ ＞ ＥＴＧ （ｅＶ）
    を満たす請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
13. 前記含窒素化合物の残基と含窒素多環式化合物の残基とを有する化合物が、該含窒素化合物及び該含窒素多環式化合物を構成する複素環構造と、該複素環構造に隣接する部分構造を有し、該部分構造は少なくとも２個のπ共役電子を有するものであって、該複素環構造と該部分構造との間の２面角が４０°以上である化合物である請求項７〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
14. 前記燐光発光性化合物が、イリジウム錯体又は白金錯体である請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
15. 前記燐光発光性化合物が、イリジウム又は白金を中心金属とし、８−キノリノール若しくはその誘導体、ベンゾキノリノール若しくはその誘導体、又は２−フェニル−ピリジン若しくはその誘導体を配位子とする金属錯体である請求項１４に記載の組成物。
16. 下記式（１−１）、（１−２）、（１−３）、（１−４）：
    

    

    ［式中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］
    で表される含窒素化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素化合物の残基と、下記式（２−１）、（２−２）、（２−３）、（２−４）：
    

    

    ［式中、Ｒは前記と同じ意味を有する。］
    で表される含窒素多環式化合物からなる群から選ばれる１種以上の含窒素多環式化合物の残基と、燐光発光性化合物の残基とを含む高分子化合物。
17. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１６に記載の高分子化合物を用いてなる薄膜。
18. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１６に記載の高分子化合物を用いてなる発光素子。
19. 請求項１８に記載の発光素子を備えた面状光源。
20. 請求項１８に記載の発光素子を備えた表示装置。
21. 請求項１８に記載の発光素子を備えた照明。