組成物及び該組成物を用いてなる発光素子
【課題】発光効率が優れた発光材料を提供する。
【解決手段】ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物；特には、前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）、（２）又は（３）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである組成物；前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子。
【解決手段】ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物；特には、前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）、（２）又は（３）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである組成物；前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピラジン環構造を有する化合物と燐光発光性化合物とを含む組成物、及び該組成物を用いてなる発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。前記マトリックスとしては、塗布によって薄膜が形成できる点で、ポリビニルカルバゾールのような高分子が好適に使用できる（特許文献１）。しかし、このような高分子は、最低非占分子軌道（以下、「ＬＵＭＯ」ということがある。）が高いため、電子を注入しにくいという問題がある。
一方、ポリフルオレン等の共役系高分子は、ＬＵＭＯが低いため、これをマトリックスとして用いると、比較的容易に電子を注入できる。しかし、このような共役系高分子は、最低三重項励起エネルギーが小さいために、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ず、例えば、共役系高分子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は、発光効率が低い（特許文献２、非特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０４８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１４５５号公報
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS, 80, 13, 2308(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、発光素子等の作製に用いた場合、発光効率が優れる発光材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ピラジン環構造を有する化合物と燐光発光性化合物とを含む組成物が、上述の問題を解決することを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は第一に、ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物を提供する。
本発明は第二に、前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子を提供する。
本発明は第三に、前記組成物又は前記高分子を用いてなる発光性薄膜、有機半導体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、セグメント表示装置及びドットマトリックス表示装置、該発光素子を備えた照明、並びに該発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の組成物等は、発光効率が高い。したがって、発光素子等の作製に用いた場合、発光効率が優れた発光素子が得られるものである。また、本発明の組成物等は、短波長の緑色又は青色の発光において、比較的優れた発光性を有する。これは、本発明の組成物に含まれる化合物、本発明の高分子のＬＵＭＯが低いため、比較的電子を注入し易く、かつ、最低三重項励起エネルギーが大きいためと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
＜組成物＞
本発明の組成物は、ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含むものである。前記ピラジン環構造とは、置換基を有していてもよいピラジンから１〜４個の水素原子を取り除いてなる基を意味する。
【０００８】
前記ピラジン環構造としては、例えば、下記一般式（１）〜（３）、（５）〜（７）で表される構造、後述の（Ａ−１）、（Ａ−２）で表される構造が挙げられる。
【０００９】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）〜（３）、（５）〜（７）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有する高分子である場合には、該ピラジン環構造を主鎖及び／又は側鎖に有する高分子化合物であることが好ましい。なお、１分子中に有する該ピラジン環構造は、少なくとも一種である。
【００１０】
前記式（１）〜（３）、（５）、（６）中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表し、好ましくは複数存在するＲ（又はＲ1）の少なくとも一つが１価の基であり、より好ましくは複数存在するＲ（又はＲ1）のすべてが１価の基である。
【００１１】
前記１価の基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、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、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい１価の複素環基である。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てなるものである。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。
【００１２】
前記式（１）〜（３）、（５）、（６）で表されるピラジン環構造が、結合手の位置で、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良い１価の複素環基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良い２価の複素環基等の環構造と結合している部分構造においては、前記式（１）〜（３）、（５）、（６）中、前記Ｒの少なくとも１つが、水素原子以外の原子の総数が３以上の１価の基であることが好ましく、５以上の１価の基であることがより好ましく、７以上の１価の基であることがさらに好ましく、１０以上の１価の基であることが特に好ましい。
【００１３】
また、Ｒ及びＲ1の少なくとも一方が、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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も好ましく、Ｒの少なくとも１つが、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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も好ましい。
【００１４】
前記ピラジン環構造を有する化合物としては、下記一般式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：
［式中、Ｙ1は、−Ｃ（Ｒa）（Ｒb）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｎ（Ｒc）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒd）（Ｒe）−、−Ｐ（Ｒf）−、−Ｓ−、−Ｓ（＝Ｏ）2−を表す。ｎは０〜５の整数である。Ａｒ1は置換基を有していてもよい１価のアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。Ｙ1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｒa〜Ｒfはそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。Ｒは前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］
で表される化合物の残基を有する化合物も挙げられる。なお、１分子中に有する該ピラジン環構造は、少なくとも一種である。
【００１５】
Ｒa〜Ｒfで表される１価の基としては、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。
【００１６】
なお、発光効率の観点からは、前記ピラジン環構造を有する化合物は、下記一般式（Ａ−３）：
[式中、Ｚ環は、炭素原子、Ｚ1及びＺ2を含む環状構造である。Ｚ1及びＺ2はそれぞれ独立に、−Ｃ（Ｈ）＝又は−Ｎ＝を表す。]
で表される化合物の残基以外のピラジン環構造を有することが好ましい。
【００１７】
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、具体的には、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もの等が挙げられる。
【００１８】
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の一部又は全部を取り除いてなる基を意味する。
【００１９】
前記ピラジン環構造を有する化合物は、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異なる。他の部分構造が末端に存在する場合は、該他の部分構造は、安定な１価の基であるが、合成の容易さ等の観点から、前記Ｒ及びＲ1に含まれる１価の置換基又は水素原子が好ましい。他の部分構造が末端に存在しない場合は、該他の部分構造は、安定な多価の基であるが、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの点で、共役する性質の多価の基が好ましい。このような基として、具体的には、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、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。
【００２０】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合には、該化合物に含まれていてもよい好ましい他の部分構造の一つとして、下記式（４）：
で表される構造が挙げられる。
【００２１】
前記式（４）で表される構造において、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。
【００２２】
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つの結合手は、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、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｂ（Ｒ1）−、−Ｓｉ（Ｒ2）（Ｒ3）−、−Ｐ（Ｒ4）−、−ＰＲ5（＝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、Ｒ1〜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、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価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アリール基が特に好ましい。
【００２３】
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示す。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（４−４）、（４−５）中、Ｙは、炭素原子、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子であることが、より高い発光効率を得るという点で好ましい。
【００２４】
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環はそれぞれ独立に芳香環を示す。該芳香環としては、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。
【００２５】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合には、該化合物に含まれていてもよい好ましい他の部分構造の一つとして、以下の式で表される基が挙げられる。
（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、及びＡｒ10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であり、０≦ｘ＋ｙ≦１である。）
【００２６】
本発明において、「高分子」は、同じ構造単位（繰り返し単位）が少なくとも２つ以上化合物中に存在するものを意味する。前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合、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がさらに好ましく、１×１０4〜１×１０7が特に好ましい。
【００２７】
前記ピラジン環構造を有する化合物は、広い発光波長領域にて用いることができるが、該化合物の最低三重項励起エネルギー（以下、「Ｔ1エネルギー」ともいう。）が２．７ｅＶ以上であることが好ましく、２．８ｅＶ以上であることがより好ましく、２．９ｅＶ以上であることがさらに好ましく、３．０ｅＶ以上であることがとりわけ好ましく、３．１ｅＶ以上であることが特に好ましい。また、通常、上限は５．０ｅＶである。
【００２８】
前記ピラジン環構造を有する化合物の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルは、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値が２．１ｅＶ以上であることが好ましく、２．２ｅＶ以上であることがさらに好ましく、２．３ｅＶ以上であることがより好ましく、２．４ｅＶ以上であることが特に好ましい。また、通常、上限は４．０ｅＶである。
【００２９】
本明細書において、前記Ｔ1エネルギー、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、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。
【００３０】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合であって、該化合物を構成する繰り返し単位が１種類のときには、該単位をＡとすると、該化合物は、下記式：
（式中、ｎは重合数を表す。）
で表される。ここで、ｎ＝１、２及び３の構造に対してＬＵＭＯのエネルギーレベルを算出し、算出されたＬＵＭＯのエネルギーレベルを（１／ｎ）の関数として線形近似した場合のｎ＝∞の値を、該化合物のＬＵＭＯのエネルギーレベルと定義する。Ｔ1エネルギーについても同様に定義する。
【００３１】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合であって、該化合物を構成する繰り返し単位が複数存在するときには、存在するすべての場合の中で最低のＴ1エネルギーを該化合物のＴ1エネルギーと定義する。ＬＵＭＯのエネルギーレベルは、最低のＴ1エネルギーを与える構造におけるＬＵＭＯのエネルギーレベルと定義する。
【００３２】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造を含む場合には、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造が存在することが好ましい。上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造と、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する（他の）部分構造との間の２面角は、通常、２０°以上であり、好ましくは３０°以上、より好ましくは４０°以上、さらに好ましくは５０°以上、とりわけ好ましくは６０°以上、特に好ましくは７０°以上である。
【００３３】
ここで、本発明における二面角とは、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。二面角は、前記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造において、少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造との結合位置にある炭素原子（ａ1）とそれに隣接する炭素原子（ａ2）、及び該ピラジン環構造と結合している構造の結合位置にある原子（ａ3）とそれに隣接する原子（ａ4）で定義される。ここで、原子の組み合わせ（ａ1、ａ2、ａ3、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、その中で絶対値が最低の値を二面角とする。原子（ａ3）及び（ａ4）はπ共役電子を有する原子であっても、有しない原子であってもよいが、好ましくは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該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。
【００３４】
前記ピラジン環構造を有する化合物の好ましいものとしては、繰り返し単位が上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表される構造である高分子や、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表される構造に加え、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、及び上記一般式（４）で表される構造から選ばれる構造のいずれかを含む高分子が挙げられる。また、前記ピラジン環構造を有する化合物としては、以下の式（５−１）〜（５−２６）で表される高分子が挙げられる。
【００３５】
下式（５−１）〜（５−２６）中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。Ｒの置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、１価の複素環基、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、アリール基、アリールアルキル基、１価の複素環基がより好ましい。
（式中、ｎは重合数を表す。Ｒは、前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。）
【００３６】
また、前記ピラジン環構造を有する化合物の具体的な構造としては、以下の高分子が挙げられる。
（式中、ｎは重合数を表す。）
【００３７】
前記ピラジン環構造を有する化合物としては、以下の化合物も挙げることができる。
【００３８】
前記燐光発光性化合物としては、三重項発光錯体等の公知のものが使用できる。例えば、従来から低分子系のEL発光性材料として利用されてきたものが挙げられる。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。中でも、金属錯体の最高占有分子軌道（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。例えば、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。
【００３９】
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、例えば、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、プラセオジウム、ガドリニウム、イットリビウムの原子が挙げられるが、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、より好ましくは、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウムの原子であり、さらに好ましくは、金、白金、イリジウム、レニウムの原子であり、特に好ましくは、白金及びイリジウムの原子である。
【００４０】
前記三重項発光錯体の配位子としては、例えば、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。
【００４１】
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。さらに、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以上であることがさらに好ましく、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つ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。
【００４２】
前記燐光発光性化合物としては、以下のものが挙げられる。
【００４３】
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、前記ピラジン環構造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、前記ピラジン環構造を有する化合物、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。
【００４４】
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記ピラジン環構造を有する化合物、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。
【００４５】
前記正孔輸送材料としては、これまで有機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。
【００４６】
前記電子輸送材料としては、これまで有機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、テトラシアノアンス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、並びに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。
【００４７】
本発明の組成物において、前記ピラジン環構造を有する高分子又は化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＰ）と前記燐光発光性化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＴ）とが、下記式：
ＥＴＴ ＞ ＥＴＰ−０．２０ （ｅＶ）
を満たすことが、高発光効率の観点から好ましい。
【００４８】
本発明の発光性薄膜は、本発明の組成物を用いてなる薄膜を形成することにより得られる。薄膜の作製方法としては、溶液の塗布、蒸着、転写等が挙げられる。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、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
【００４９】
溶媒は、組成物を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。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。
【００５０】
インクジェットプリント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、用いられる好ましい溶媒としては、例えば、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溶媒が挙げられる。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用の溶液を得ることができる。
【００５１】
＜高分子＞
本発明の高分子は、前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有するものである。該ピラジン環構造は、前記組成物の項で説明し例示したものと同様である。本発明の高分子としては、(1)高分子の主鎖に燐光発光性化合物の構造を有する高分子、(2)高分子の末端に燐光発光性化合物の構造を有する高分子、(3)高分子の側鎖に燐光発光性化合物の構造を有する高分子等が挙げられる。
【００５２】
＜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、前記組成物又は前記高分子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の少なくともある部位に前記組成物又は前記高分子を含むが、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一つ以上含んでいてもよい。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。
【００５３】
前記発光層は、発光する機能を有する層である。前記正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。前記電子輸送層は、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。
【００５４】
前記バッファ層としては、陽極に隣接して導電性高分子を含む層が挙げられる。
【００５５】
本発明の発光素子の具体例としては、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。）
【００５６】
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を適宜選択して使用できる。その具体例としては、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、並びにポリ（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。前記正孔輸送材料としては、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もの等が例示される。
【００５７】
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ものを適宜選択して使用できる。その具体例としては、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、テトラシアノアンス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、並びにポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。
【００５８】
前記正孔輸送層及び電子輸送層の膜厚は、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、例えば、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００５９】
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。
【００６０】
さら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。
【００６１】
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適宜選択することができる。
【００６２】
前記電荷注入層としては、導電性高分子を含む層、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。
【００６３】
前記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適宜選択すればよく、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、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。
【００６４】
前記絶縁層は、電荷注入を容易にする機能を有するものである。前記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。前記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。
【００６５】
本発明の発光素子は、通常、基板上に形成される。前記基板は、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。
【００６６】
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。
【００６７】
前記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。その具体例としては、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ガラスを用いて作成された膜（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、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及び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。
【００６８】
前記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く、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つ以上の合金、或いはそれらのうち１つ以上と、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つ以上との合金、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。
【００６９】
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（前記発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置等）等として用いることができる。
【００７０】
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、陽極又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高分子蛍光体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。さらに、前記面状の発光素子は、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、或いは面状の照明用光源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、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００７１】
本発明の組成物、高分子は、素子の作製に有用であるだけではなく、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。したがって、該組成物、高分子を用いて、発光性薄膜、導電性薄膜、有機半導体薄膜等の膜を作製することができる。
【００７２】
本発明の組成物、高分子は、上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ほうが、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。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明をさら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。
【００７４】
＜実施例１＞
下記式：
で表される高分子（Ｐ−１）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は３．１ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはピラジン環）の間の２面角は、６１°であった。
パラメータの計算は、発明の詳細な説明に記載してある計算科学的手法で実施した。具体的には、高分子（Ｐ−１）における下記繰り返し単位（Ｍ−１）を（Ｍ−１ａ）と簡略化し、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、同一の基底を用い、Ｂ３Ｐ８６レベルの時間依存密度汎関数法により、最低非占有分子軌道のエネルギーレベル及び最低三重項励起エネルギーを算出した。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、最低三重項励起エネルギー及び最低非占分子軌道のエネルギーレベル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（以下、同様である）。なお、上記２面角は、３量体（ｎ＝３の場合）における構造最適化された構造を用いて算出した。
高分子（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。
【００７５】
＜実施例２＞
下記式：
で表される高分子（Ｐ−２）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．１ｅＶであった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（Ｍ−２ａ）を用いた。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはフルオレン骨格）の間の２面角は、６２°であった。
高分子（Ｐ−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。
【００７６】
＜実施例３＞
下記式：
で実質的に表される高分子（Ｐ−３）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．８８ｅＶ〜２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、４９°であった。また、ベンゼン環とそれに隣接するベンゼン環の間の２面角は、４４°であった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いた。
上記式（Ｐ−３）で実質的に表される高分子については、該高分子を構成する繰り返し単位が２種類であり、上記した簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ａ）の他に、下記簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）も考えられ、該繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）を用いて計算した結果、ｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．８９ｅＶ〜２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1は、上記繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いて得られた計算値（２．８８ｅＶ）の方が、上記繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）を用いて得られた計算値（２．８９ｅＶ）よりも小さいため、高分子（Ｐ−３）の最低三重項励起エネルギー及び最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは、それぞれ上記繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いて得られた計算値である２．９ｅＶと２．３ｅＶとした。
【００７７】
＜実施例４＞
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（６−１）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−１）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、５９°であった。
なお、前記式（６−１）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。また、前記式（ＭＣ−１）は、ＷＯ０２／０６６５５２に記載の方法に準じて合成した。
【００７８】
＜実施例５＞
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（６−２）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−２）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．１ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６０°であった。
なお、前記式（６−２）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００７９】
＜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（６−３）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−３）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．３ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．２ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、５９°であった。
なお、前記式（６−３）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８０】
＜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（６−４）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−４）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６２°であった。
なお、前記式（６−４）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８１】
＜実施例８＞
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（６−５）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−５）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６２°であった。
なお、前記式（６−５）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８２】
＜実施例９＞
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（６−６）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−６）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．４ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、７７°であり、ピラジン環以外の２つの環構造間における２面角は８９°であった。
なお、前記式（６−６）で表される化合物は、特開２００７−２５４４５６号公報に記載の方法により合成した。
【００８３】
＜実施例１０＞
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（６−７）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−７）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．３ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．５ｅＶであった。
【００８４】
＜実施例１１＞
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（６−８）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−８）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。
【００８５】
＜実施例１２＞
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（６−９）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−９）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．８ｅＶであった。
【００８６】
＜実施例１３＞
実施例４において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例４と同様にして、溶液を調製し、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）からの青色発光が認められた。
【００８７】
＜実施例１４＞
実施例５において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例５と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００８８】
＜実施例１５＞
実施例６において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例６と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００８９】
＜実施例１６＞
実施例７において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例７と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９０】
＜実施例１７＞
実施例８において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例８と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９１】
＜実施例１８＞
実施例９において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例９と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９２】
＜実施例１９＞
実施例１０において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１０と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９３】
＜実施例２０＞
実施例１１において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１１と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９４】
＜実施例２１＞
実施例１２において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１２と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９５】
＜実施例２４＞
大気中、２−アミノカプリル酸10.0g（62.8mmol）、エチレングリコール100mlを仕込み、200℃で加熱し、5時間攪拌した。反応終了後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、水100mlを加え、析出した固体を濾過し、ジエチルエーテルで洗浄したところ、下記式：
で表される3,6−ジヘキシルジケトピペラジン 8.46 g (収率 : 44.52 %)を白色固体として得た。
LC−MS (APPI)：[M＋H]+ =283
アルゴン雰囲気下、3,6−ジヘキシルジケトピペラジン 1.00 g (3.54 mmol) とホスホリルオキシトリブロマイド 3.03 g (10.62 mmol) を100℃に加熱し、15分間攪拌した。得られた混合物をクロロホルム 200mL に溶解した後、有機相を水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、分液後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、粗生成物を得た。本操作を3回実施し、得られた粗生成物を合わせて、シリカゲルクロマトグラフィー（トルエン／へキサン＝2／1）で精製したところ、下記式：
で表される2-ブロモ-3,6-ジヘキシルピラジン 2.00 g (収率 : 57.9 %)をオイルとして得た。
NMR 1H (CDCl3) δ：8.26 (s, 1H), 2.81 (m, 4H), 1.73 (m, 4H), 1.34 (m, 12H), 0.89 (m, 6H).
NMR 13C (CDCl3) δ：156.1, 141.7, 36.4, 34.9, 31.8, 29.7, 29.3, 29.2, 28.3, 22.8, 14.3.
LC−MS（APPI）：[M＋H]+ =327
アルゴン雰囲気下、２，７−ビス（１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−９，９−ジオクチルフルオレン 0.119g（0.5mmol）、2-ブロモ-3,6-ジヘキシルピラジン 0.360 g (1.1mmol) 、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(12mg、0.01mmol)、アルゴンで脱気したトルエン2.4ｍｌ、及びアルゴンで脱気した１７．５重量％水溶液 1.3ｍｌ を仕込んだ。加熱還流し、１１時間攪拌した。得られた混合物にトルエン10mL を仕込み、有機相をイオン交換水で洗浄し、分液後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、粗生成物0.432gの黄色オイルを得た。得られた粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（酢酸エチル／へキサン＝７／９３）で精製したところ、下記式（６−１０）：
で表される化合物 43.7mg (収率 : 9.9%)を薄黄色オイルとして得た。
NMR 1H (CDCl3) δ：8.38 (s, 2H), 7.86 (d, 2H), 7.55 (d, 2H), 7.48(s, 2H), 2.86 (t, 8H), 2.02 (m, 4H), 1.77 (m, 8H), 1.25 (m, 48H), 0.91 (m, 6H), 0.80 (m, 12H)
LC−MS（APCI）：[M＋H]+ =883
【００９６】
＜実施例２５＞
スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（Ｂａｙｅｒ製、商品名：BaytronP AI4083）の懸濁液を、正孔注入層としてスピンコートにより６５ｎｍの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥した。次に、上記で得た化合物（６−１０）をキシレンに溶解させ、濃度3.5重量％とした。また、燐光発光材料として燐光発光性化合物（ＭＣ−１）もキシレンに溶解させ、濃度3.5重量％とした。さらに、上記で得た化合物（６−１０）と燐光発光性化合物（ＭＣ−１）を重量比で70/30となるように混合した溶液を調整した。この混合溶液を、上記正孔注入層の上に１２００ｒｐｍでスピンコートした。この発光層の膜厚はおよそ80nmであった。その後、水分濃度及び酸素濃度が10ppm以下の窒素雰囲気下において９０℃１０分間乾燥した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着して、ＥＬ素子を作製した。素子構成は
ITO/Baytron P（65nm）/（化合物（６−１０）/燐光発光性化合物（ＭＣ−１）=70/30（80nm））/Ba /Alとなる。なお、真空度が、１×１０-4Ｐａ以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
得られた素子に電圧を印加したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）由来のピーク波長５２０ｎｍの緑色発光を示した。この素子の最大発光効率は1.80cd/Aであった。
前記式（６−１０）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．０ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．９ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６１°であった。
【００９７】
＜実施例２６＞
上記化合物（６−１０）及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からなる上記混合溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
【００９８】
＜実施例２７＞
１，４−ジメチル−２，５−ジ（４’,４’,５’,５’−テトラメチル［１’,３’,２’］ジオキサボラン−２’−イル）ベンゼン（ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ １２２, ８７１７ （２０００））３００ｍｇとジブロモピラジン（ ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ ７１, ２７９８ （１９４９））４５２ｍｇと炭酸ナトリウム２６７ｍｇと少量のトランス-ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）をアルゴン気流下でテトラヒドロフラン７ｍＬに溶かし、水４ｍＬを加え約７０℃で約３時間攪拌した後、水で洗浄しクロロホルムで抽出した。抽出液から重合体を分離した。
【００９９】
燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴＨＦ溶液（０．０５重量％）に対して、約５倍重量の上記重合体のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
【０１００】
＜比較例１＞
下記式：
で表される化合物（ＣＰ−４）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．１ｅＶであった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（ＣＭ−４）を用いた。下記式（ＣＭ−４）で表される隣接する繰り返し単位の間の２面角は４５°であった。
化合物（ＣＰ−４）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、実施例１〜３で作製した発光素子に比べて、発光効率が劣ることが確認できる。
【０１０１】
＜比較例２＞
スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（Ｂａｙｅｒ製、商品名：BaytronP AI4083）の懸濁液を、正孔注入層としてスピンコートにより６５ｎｍの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥した。次に、化合物（ＣＰ−４）をキシレンに溶解させ、濃度1.0重量％とした。また、燐光発光材料として燐光発光性化合物（ＭＣ−１）もキシレンに溶解させ、濃度1.0重量％とした。さらに、上記で得た化合物（ＣＰ−４）と燐光発光性化合物（ＭＣ−１）を重量比で70/30となるように混合した溶液を調整した。この混合溶液を、上記正孔注入層の上に８００ｒｐｍでスピンコートした。この発光層の膜厚は70nmであった。その後、水分濃度及び酸素濃度が10ppm以下の窒素雰囲気下において９０℃１０分間乾燥した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。素子構成は
ITO/Baytron P（65nm）/（化合物（ＣＰ−４）/燐光発光性化合物（ＭＣ−１）=70/30（70nm））/Ba /Alとなる。なお真空度が、１×１０-4Ｐａ以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
得られた素子に電圧を印加したところ、化合物（ＣＰ−４）由来のピーク波長４４０ｎｍ及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）由来の５２０ｎｍが同時に観測された。この素子の最大発光効率は0.34cd/Aであった。化合物（ＣＰ−４）はＵＳ６５１２０８３号公報記載の方法で合成した。
【０１０２】
＜比較例３＞
上記化合物（ＣＰ−４）及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からなる上記混合溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記化合物（ＣＰ−４）からの発光に比べて暗くなり、色の違いがほとんど認められなかった。
【０１０３】
＜参考例＞
上記化合物（ＣＰ−４）のキシレン溶液（濃度１．０重量％）１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記化合物（ＣＰ−４）からの明るい青色発光を確認した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピラジン環構造を有する化合物と燐光発光性化合物とを含む組成物、及び該組成物を用いてなる発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。前記マトリックスとしては、塗布によって薄膜が形成できる点で、ポリビニルカルバゾールのような高分子が好適に使用できる（特許文献１）。しかし、このような高分子は、最低非占分子軌道（以下、「ＬＵＭＯ」ということがある。）が高いため、電子を注入しにくいという問題がある。
一方、ポリフルオレン等の共役系高分子は、ＬＵＭＯが低いため、これをマトリックスとして用いると、比較的容易に電子を注入できる。しかし、このような共役系高分子は、最低三重項励起エネルギーが小さいために、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ず、例えば、共役系高分子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は、発光効率が低い（特許文献２、非特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０４８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１４５５号公報
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS, 80, 13, 2308(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、発光素子等の作製に用いた場合、発光効率が優れる発光材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ピラジン環構造を有する化合物と燐光発光性化合物とを含む組成物が、上述の問題を解決することを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は第一に、ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物を提供する。
本発明は第二に、前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子を提供する。
本発明は第三に、前記組成物又は前記高分子を用いてなる発光性薄膜、有機半導体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、セグメント表示装置及びドットマトリックス表示装置、該発光素子を備えた照明、並びに該発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の組成物等は、発光効率が高い。したがって、発光素子等の作製に用いた場合、発光効率が優れた発光素子が得られるものである。また、本発明の組成物等は、短波長の緑色又は青色の発光において、比較的優れた発光性を有する。これは、本発明の組成物に含まれる化合物、本発明の高分子のＬＵＭＯが低いため、比較的電子を注入し易く、かつ、最低三重項励起エネルギーが大きいためと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
＜組成物＞
本発明の組成物は、ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含むものである。前記ピラジン環構造とは、置換基を有していてもよいピラジンから１〜４個の水素原子を取り除いてなる基を意味する。
【０００８】
前記ピラジン環構造としては、例えば、下記一般式（１）〜（３）、（５）〜（７）で表される構造、後述の（Ａ−１）、（Ａ−２）で表される構造が挙げられる。
【０００９】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）〜（３）、（５）〜（７）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は一価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有する高分子である場合には、該ピラジン環構造を主鎖及び／又は側鎖に有する高分子化合物であることが好ましい。なお、１分子中に有する該ピラジン環構造は、少なくとも一種である。
【００１０】
前記式（１）〜（３）、（５）、（６）中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表し、好ましくは複数存在するＲ（又はＲ1）の少なくとも一つが１価の基であり、より好ましくは複数存在するＲ（又はＲ1）のすべてが１価の基である。
【００１１】
前記１価の基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、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、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよい１価の複素環基である。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てなるものである。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。
【００１２】
前記式（１）〜（３）、（５）、（６）で表されるピラジン環構造が、結合手の位置で、置換基を有しても良いアリール基、置換基を有しても良い１価の複素環基、置換基を有しても良いアリーレン基、置換基を有しても良い２価の複素環基等の環構造と結合している部分構造においては、前記式（１）〜（３）、（５）、（６）中、前記Ｒの少なくとも１つが、水素原子以外の原子の総数が３以上の１価の基であることが好ましく、５以上の１価の基であることがより好ましく、７以上の１価の基であることがさらに好ましく、１０以上の１価の基であることが特に好ましい。
【００１３】
また、Ｒ及びＲ1の少なくとも一方が、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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も好ましく、Ｒの少なくとも１つが、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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も好ましい。
【００１４】
前記ピラジン環構造を有する化合物としては、下記一般式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：
［式中、Ｙ1は、−Ｃ（Ｒa）（Ｒb）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｎ（Ｒc）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒd）（Ｒe）−、−Ｐ（Ｒf）−、−Ｓ−、−Ｓ（＝Ｏ）2−を表す。ｎは０〜５の整数である。Ａｒ1は置換基を有していてもよい１価のアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。Ｙ1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｒa〜Ｒfはそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。Ｒは前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。］
で表される化合物の残基を有する化合物も挙げられる。なお、１分子中に有する該ピラジン環構造は、少なくとも一種である。
【００１５】
Ｒa〜Ｒfで表される１価の基としては、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。
【００１６】
なお、発光効率の観点からは、前記ピラジン環構造を有する化合物は、下記一般式（Ａ−３）：
[式中、Ｚ環は、炭素原子、Ｚ1及びＺ2を含む環状構造である。Ｚ1及びＺ2はそれぞれ独立に、−Ｃ（Ｈ）＝又は−Ｎ＝を表す。]
で表される化合物の残基以外のピラジン環構造を有することが好ましい。
【００１７】
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、具体的には、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もの等が挙げられる。
【００１８】
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の一部又は全部を取り除いてなる基を意味する。
【００１９】
前記ピラジン環構造を有する化合物は、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異なる。他の部分構造が末端に存在する場合は、該他の部分構造は、安定な１価の基であるが、合成の容易さ等の観点から、前記Ｒ及びＲ1に含まれる１価の置換基又は水素原子が好ましい。他の部分構造が末端に存在しない場合は、該他の部分構造は、安定な多価の基であるが、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの点で、共役する性質の多価の基が好ましい。このような基として、具体的には、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、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。
【００２０】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合には、該化合物に含まれていてもよい好ましい他の部分構造の一つとして、下記式（４）：
で表される構造が挙げられる。
【００２１】
前記式（４）で表される構造において、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。
【００２２】
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つの結合手は、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、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｂ（Ｒ1）−、−Ｓｉ（Ｒ2）（Ｒ3）−、−Ｐ（Ｒ4）−、−ＰＲ5（＝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、Ｒ1〜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、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価の複素環基がより好ましく、アルキル基、アリール基が特に好ましい。
【００２３】
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示す。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（４−４）、（４−５）中、Ｙは、炭素原子、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子であることが、より高い発光効率を得るという点で好ましい。
【００２４】
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環はそれぞれ独立に芳香環を示す。該芳香環としては、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。
【００２５】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合には、該化合物に含まれていてもよい好ましい他の部分構造の一つとして、以下の式で表される基が挙げられる。
（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、及びＡｒ10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であり、０≦ｘ＋ｙ≦１である。）
【００２６】
本発明において、「高分子」は、同じ構造単位（繰り返し単位）が少なくとも２つ以上化合物中に存在するものを意味する。前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合、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がさらに好ましく、１×１０4〜１×１０7が特に好ましい。
【００２７】
前記ピラジン環構造を有する化合物は、広い発光波長領域にて用いることができるが、該化合物の最低三重項励起エネルギー（以下、「Ｔ1エネルギー」ともいう。）が２．７ｅＶ以上であることが好ましく、２．８ｅＶ以上であることがより好ましく、２．９ｅＶ以上であることがさらに好ましく、３．０ｅＶ以上であることがとりわけ好ましく、３．１ｅＶ以上であることが特に好ましい。また、通常、上限は５．０ｅＶである。
【００２８】
前記ピラジン環構造を有する化合物の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルは、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値が２．１ｅＶ以上であることが好ましく、２．２ｅＶ以上であることがさらに好ましく、２．３ｅＶ以上であることがより好ましく、２．４ｅＶ以上であることが特に好ましい。また、通常、上限は４．０ｅＶである。
【００２９】
本明細書において、前記Ｔ1エネルギー、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、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。
【００３０】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合であって、該化合物を構成する繰り返し単位が１種類のときには、該単位をＡとすると、該化合物は、下記式：
（式中、ｎは重合数を表す。）
で表される。ここで、ｎ＝１、２及び３の構造に対してＬＵＭＯのエネルギーレベルを算出し、算出されたＬＵＭＯのエネルギーレベルを（１／ｎ）の関数として線形近似した場合のｎ＝∞の値を、該化合物のＬＵＭＯのエネルギーレベルと定義する。Ｔ1エネルギーについても同様に定義する。
【００３１】
前記ピラジン環構造を有する化合物が高分子である場合であって、該化合物を構成する繰り返し単位が複数存在するときには、存在するすべての場合の中で最低のＴ1エネルギーを該化合物のＴ1エネルギーと定義する。ＬＵＭＯのエネルギーレベルは、最低のＴ1エネルギーを与える構造におけるＬＵＭＯのエネルギーレベルと定義する。
【００３２】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造を含む場合には、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造が存在することが好ましい。上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造と、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する（他の）部分構造との間の２面角は、通常、２０°以上であり、好ましくは３０°以上、より好ましくは４０°以上、さらに好ましくは５０°以上、とりわけ好ましくは６０°以上、特に好ましくは７０°以上である。
【００３３】
ここで、本発明における二面角とは、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。二面角は、前記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造において、少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造との結合位置にある炭素原子（ａ1）とそれに隣接する炭素原子（ａ2）、及び該ピラジン環構造と結合している構造の結合位置にある原子（ａ3）とそれに隣接する原子（ａ4）で定義される。ここで、原子の組み合わせ（ａ1、ａ2、ａ3、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、その中で絶対値が最低の値を二面角とする。原子（ａ3）及び（ａ4）はπ共役電子を有する原子であっても、有しない原子であってもよいが、好ましくは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該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。
【００３４】
前記ピラジン環構造を有する化合物の好ましいものとしては、繰り返し単位が上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表される構造である高分子や、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表される構造に加え、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、及び上記一般式（４）で表される構造から選ばれる構造のいずれかを含む高分子が挙げられる。また、前記ピラジン環構造を有する化合物としては、以下の式（５−１）〜（５−２６）で表される高分子が挙げられる。
【００３５】
下式（５−１）〜（５−２６）中、Ｒは水素原子又は置換基を表す。Ｒの置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、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、１価の複素環基、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、アリール基、アリールアルキル基、１価の複素環基がより好ましい。
（式中、ｎは重合数を表す。Ｒは、前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。）
【００３６】
また、前記ピラジン環構造を有する化合物の具体的な構造としては、以下の高分子が挙げられる。
（式中、ｎは重合数を表す。）
【００３７】
前記ピラジン環構造を有する化合物としては、以下の化合物も挙げることができる。
【００３８】
前記燐光発光性化合物としては、三重項発光錯体等の公知のものが使用できる。例えば、従来から低分子系のEL発光性材料として利用されてきたものが挙げられる。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。中でも、金属錯体の最高占有分子軌道（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。例えば、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。
【００３９】
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、例えば、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、プラセオジウム、ガドリニウム、イットリビウムの原子が挙げられるが、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、より好ましくは、金、白金、イリジウム、オスミウム、レニウムの原子であり、さらに好ましくは、金、白金、イリジウム、レニウムの原子であり、特に好ましくは、白金及びイリジウムの原子である。
【００４０】
前記三重項発光錯体の配位子としては、例えば、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。
【００４１】
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。さらに、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以上であることがさらに好ましく、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つ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。
【００４２】
前記燐光発光性化合物としては、以下のものが挙げられる。
【００４３】
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、前記ピラジン環構造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、前記ピラジン環構造を有する化合物、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。
【００４４】
本発明の組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記ピラジン環構造を有する化合物、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。
【００４５】
前記正孔輸送材料としては、これまで有機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。
【００４６】
前記電子輸送材料としては、これまで有機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、テトラシアノアンス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、並びに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。
【００４７】
本発明の組成物において、前記ピラジン環構造を有する高分子又は化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＰ）と前記燐光発光性化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＴ）とが、下記式：
ＥＴＴ ＞ ＥＴＰ−０．２０ （ｅＶ）
を満たすことが、高発光効率の観点から好ましい。
【００４８】
本発明の発光性薄膜は、本発明の組成物を用いてなる薄膜を形成することにより得られる。薄膜の作製方法としては、溶液の塗布、蒸着、転写等が挙げられる。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、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
【００４９】
溶媒は、組成物を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。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。
【００５０】
インクジェットプリント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、用いられる好ましい溶媒としては、例えば、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溶媒が挙げられる。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用の溶液を得ることができる。
【００５１】
＜高分子＞
本発明の高分子は、前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有するものである。該ピラジン環構造は、前記組成物の項で説明し例示したものと同様である。本発明の高分子としては、(1)高分子の主鎖に燐光発光性化合物の構造を有する高分子、(2)高分子の末端に燐光発光性化合物の構造を有する高分子、(3)高分子の側鎖に燐光発光性化合物の構造を有する高分子等が挙げられる。
【００５２】
＜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、前記組成物又は前記高分子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の少なくともある部位に前記組成物又は前記高分子を含むが、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一つ以上含んでいてもよい。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。
【００５３】
前記発光層は、発光する機能を有する層である。前記正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。前記電子輸送層は、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。
【００５４】
前記バッファ層としては、陽極に隣接して導電性高分子を含む層が挙げられる。
【００５５】
本発明の発光素子の具体例としては、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。）
【００５６】
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を適宜選択して使用できる。その具体例としては、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、並びにポリ（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。前記正孔輸送材料としては、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もの等が例示される。
【００５７】
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ものを適宜選択して使用できる。その具体例としては、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、テトラシアノアンス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、並びにポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。
【００５８】
前記正孔輸送層及び電子輸送層の膜厚は、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、例えば、１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００５９】
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。
【００６０】
さら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。
【００６１】
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適宜選択することができる。
【００６２】
前記電荷注入層としては、導電性高分子を含む層、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。
【００６３】
前記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適宜選択すればよく、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、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。
【００６４】
前記絶縁層は、電荷注入を容易にする機能を有するものである。前記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。前記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。
【００６５】
本発明の発光素子は、通常、基板上に形成される。前記基板は、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。
【００６６】
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。
【００６７】
前記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。その具体例としては、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ガラスを用いて作成された膜（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、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及び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。
【００６８】
前記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く、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つ以上の合金、或いはそれらのうち１つ以上と、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つ以上との合金、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。
【００６９】
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（前記発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置等）等として用いることができる。
【００７０】
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、陽極又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高分子蛍光体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。さらに、前記面状の発光素子は、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、或いは面状の照明用光源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、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００７１】
本発明の組成物、高分子は、素子の作製に有用であるだけではなく、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。したがって、該組成物、高分子を用いて、発光性薄膜、導電性薄膜、有機半導体薄膜等の膜を作製することができる。
【００７２】
本発明の組成物、高分子は、上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ほうが、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。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明をさら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。
【００７４】
＜実施例１＞
下記式：
で表される高分子（Ｐ−１）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は３．１ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはピラジン環）の間の２面角は、６１°であった。
パラメータの計算は、発明の詳細な説明に記載してある計算科学的手法で実施した。具体的には、高分子（Ｐ−１）における下記繰り返し単位（Ｍ−１）を（Ｍ−１ａ）と簡略化し、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、同一の基底を用い、Ｂ３Ｐ８６レベルの時間依存密度汎関数法により、最低非占有分子軌道のエネルギーレベル及び最低三重項励起エネルギーを算出した。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、最低三重項励起エネルギー及び最低非占分子軌道のエネルギーレベル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（以下、同様である）。なお、上記２面角は、３量体（ｎ＝３の場合）における構造最適化された構造を用いて算出した。
高分子（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。
【００７５】
＜実施例２＞
下記式：
で表される高分子（Ｐ−２）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．１ｅＶであった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（Ｍ−２ａ）を用いた。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはフルオレン骨格）の間の２面角は、６２°であった。
高分子（Ｐ−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。
【００７６】
＜実施例３＞
下記式：
で実質的に表される高分子（Ｐ−３）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．８８ｅＶ〜２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、４９°であった。また、ベンゼン環とそれに隣接するベンゼン環の間の２面角は、４４°であった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いた。
上記式（Ｐ−３）で実質的に表される高分子については、該高分子を構成する繰り返し単位が２種類であり、上記した簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ａ）の他に、下記簡略化した繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）も考えられ、該繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）を用いて計算した結果、ｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．８９ｅＶ〜２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．３ｅＶであった。ｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1は、上記繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いて得られた計算値（２．８８ｅＶ）の方が、上記繰り返し単位（Ｍ−３ｂ）を用いて得られた計算値（２．８９ｅＶ）よりも小さいため、高分子（Ｐ−３）の最低三重項励起エネルギー及び最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは、それぞれ上記繰り返し単位（Ｍ−３ａ）を用いて得られた計算値である２．９ｅＶと２．３ｅＶとした。
【００７７】
＜実施例４＞
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（６−１）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−１）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、５９°であった。
なお、前記式（６−１）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。また、前記式（ＭＣ−１）は、ＷＯ０２／０６６５５２に記載の方法に準じて合成した。
【００７８】
＜実施例５＞
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（６−２）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−２）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．１ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６０°であった。
なお、前記式（６−２）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００７９】
＜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（６−３）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−３）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．３ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．２ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、５９°であった。
なお、前記式（６−３）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８０】
＜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（６−４）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−４）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６２°であった。
なお、前記式（６−４）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８１】
＜実施例８＞
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（６−５）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−５）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．４ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６２°であった。
なお、前記式（６−５）で表される化合物は、特開２００４−２９２４３２号公報に記載の方法により合成した。
【００８２】
＜実施例９＞
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（６−６）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−６）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は２．９ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．４ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、７７°であり、ピラジン環以外の２つの環構造間における２面角は８９°であった。
なお、前記式（６−６）で表される化合物は、特開２００７−２５４４５６号公報に記載の方法により合成した。
【００８３】
＜実施例１０＞
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（６−７）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−７）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．３ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．５ｅＶであった。
【００８４】
＜実施例１１＞
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（６−８）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−８）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは２．０ｅＶであった。
【００８５】
＜実施例１２＞
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（６−９）：
で表される化合物のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
前記式（６−９）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．８ｅＶであった。
【００８６】
＜実施例１３＞
実施例４において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例４と同様にして、溶液を調製し、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）からの青色発光が認められた。
【００８７】
＜実施例１４＞
実施例５において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例５と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００８８】
＜実施例１５＞
実施例６において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例６と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００８９】
＜実施例１６＞
実施例７において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例７と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９０】
＜実施例１７＞
実施例８において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例８と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９１】
＜実施例１８＞
実施例９において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例９と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９２】
＜実施例１９＞
実施例１０において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１０と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９３】
＜実施例２０＞
実施例１１において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１１と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９４】
＜実施例２１＞
実施例１２において、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）に代えて下記燐光発光性化合物（ＭＣ−２）を用いた以外は、実施例１２と同様にして、溶液を調製し、紫外線を照射したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−２）からの青色発光が認められた。
【００９５】
＜実施例２４＞
大気中、２−アミノカプリル酸10.0g（62.8mmol）、エチレングリコール100mlを仕込み、200℃で加熱し、5時間攪拌した。反応終了後、得られた反応溶液を室温まで冷却し、水100mlを加え、析出した固体を濾過し、ジエチルエーテルで洗浄したところ、下記式：
で表される3,6−ジヘキシルジケトピペラジン 8.46 g (収率 : 44.52 %)を白色固体として得た。
LC−MS (APPI)：[M＋H]+ =283
アルゴン雰囲気下、3,6−ジヘキシルジケトピペラジン 1.00 g (3.54 mmol) とホスホリルオキシトリブロマイド 3.03 g (10.62 mmol) を100℃に加熱し、15分間攪拌した。得られた混合物をクロロホルム 200mL に溶解した後、有機相を水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、分液後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、粗生成物を得た。本操作を3回実施し、得られた粗生成物を合わせて、シリカゲルクロマトグラフィー（トルエン／へキサン＝2／1）で精製したところ、下記式：
で表される2-ブロモ-3,6-ジヘキシルピラジン 2.00 g (収率 : 57.9 %)をオイルとして得た。
NMR 1H (CDCl3) δ：8.26 (s, 1H), 2.81 (m, 4H), 1.73 (m, 4H), 1.34 (m, 12H), 0.89 (m, 6H).
NMR 13C (CDCl3) δ：156.1, 141.7, 36.4, 34.9, 31.8, 29.7, 29.3, 29.2, 28.3, 22.8, 14.3.
LC−MS（APPI）：[M＋H]+ =327
アルゴン雰囲気下、２，７−ビス（１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）−９，９−ジオクチルフルオレン 0.119g（0.5mmol）、2-ブロモ-3,6-ジヘキシルピラジン 0.360 g (1.1mmol) 、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(12mg、0.01mmol)、アルゴンで脱気したトルエン2.4ｍｌ、及びアルゴンで脱気した１７．５重量％水溶液 1.3ｍｌ を仕込んだ。加熱還流し、１１時間攪拌した。得られた混合物にトルエン10mL を仕込み、有機相をイオン交換水で洗浄し、分液後、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機溶媒を減圧留去後、粗生成物0.432gの黄色オイルを得た。得られた粗生成物を、シリカゲルクロマトグラフィー（酢酸エチル／へキサン＝７／９３）で精製したところ、下記式（６−１０）：
で表される化合物 43.7mg (収率 : 9.9%)を薄黄色オイルとして得た。
NMR 1H (CDCl3) δ：8.38 (s, 2H), 7.86 (d, 2H), 7.55 (d, 2H), 7.48(s, 2H), 2.86 (t, 8H), 2.02 (m, 4H), 1.77 (m, 8H), 1.25 (m, 48H), 0.91 (m, 6H), 0.80 (m, 12H)
LC−MS（APCI）：[M＋H]+ =883
【００９６】
＜実施例２５＞
スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（Ｂａｙｅｒ製、商品名：BaytronP AI4083）の懸濁液を、正孔注入層としてスピンコートにより６５ｎｍの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥した。次に、上記で得た化合物（６−１０）をキシレンに溶解させ、濃度3.5重量％とした。また、燐光発光材料として燐光発光性化合物（ＭＣ−１）もキシレンに溶解させ、濃度3.5重量％とした。さらに、上記で得た化合物（６−１０）と燐光発光性化合物（ＭＣ−１）を重量比で70/30となるように混合した溶液を調整した。この混合溶液を、上記正孔注入層の上に１２００ｒｐｍでスピンコートした。この発光層の膜厚はおよそ80nmであった。その後、水分濃度及び酸素濃度が10ppm以下の窒素雰囲気下において９０℃１０分間乾燥した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着して、ＥＬ素子を作製した。素子構成は
ITO/Baytron P（65nm）/（化合物（６−１０）/燐光発光性化合物（ＭＣ−１）=70/30（80nm））/Ba /Alとなる。なお、真空度が、１×１０-4Ｐａ以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
得られた素子に電圧を印加したところ、燐光発光性化合物（ＭＣ−１）由来のピーク波長５２０ｎｍの緑色発光を示した。この素子の最大発光効率は1.80cd/Aであった。
前記式（６−１０）で表される化合物の最低三重項励起エネルギーＴ1は３．０ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMOは１．９ｅＶであった。また、ピラジン環と該ピラジン環に隣接する部分構造（本実施例においてはベンゼン環）の間の２面角は、６１°であった。
【００９７】
＜実施例２６＞
上記化合物（６−１０）及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からなる上記混合溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
【００９８】
＜実施例２７＞
１，４−ジメチル−２，５−ジ（４’,４’,５’,５’−テトラメチル［１’,３’,２’］ジオキサボラン−２’−イル）ベンゼン（ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ １２２, ８７１７ （２０００））３００ｍｇとジブロモピラジン（ ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティ ７１, ２７９８ （１９４９））４５２ｍｇと炭酸ナトリウム２６７ｍｇと少量のトランス-ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）をアルゴン気流下でテトラヒドロフラン７ｍＬに溶かし、水４ｍＬを加え約７０℃で約３時間攪拌した後、水で洗浄しクロロホルムで抽出した。抽出液から重合体を分離した。
【００９９】
燐光発光性化合物（ＭＣ−１）のＴＨＦ溶液（０．０５重量％）に対して、約５倍重量の上記重合体のＴＨＦ溶液（約１重量％）を混合した。得られた溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からの緑色発光が認められた。
【０１００】
＜比較例１＞
下記式：
で表される化合物（ＣＰ−４）のｎ＝∞における外挿値である最低三重項励起エネルギーＴ1（１／ｎ＝０）は２．６ｅＶであり、最低非占分子軌道のエネルギーレベルの絶対値ＥLUMO（１／ｎ＝０）は２．１ｅＶであった。計算には、下記の簡略化した繰り返し単位（ＣＭ−４）を用いた。下記式（ＣＭ−４）で表される隣接する繰り返し単位の間の２面角は４５°であった。
化合物（ＣＰ−４）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、実施例１〜３で作製した発光素子に比べて、発光効率が劣ることが確認できる。
【０１０１】
＜比較例２＞
スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（Ｂａｙｅｒ製、商品名：BaytronP AI4083）の懸濁液を、正孔注入層としてスピンコートにより６５ｎｍの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃、10分間乾燥した。次に、化合物（ＣＰ−４）をキシレンに溶解させ、濃度1.0重量％とした。また、燐光発光材料として燐光発光性化合物（ＭＣ−１）もキシレンに溶解させ、濃度1.0重量％とした。さらに、上記で得た化合物（ＣＰ−４）と燐光発光性化合物（ＭＣ−１）を重量比で70/30となるように混合した溶液を調整した。この混合溶液を、上記正孔注入層の上に８００ｒｐｍでスピンコートした。この発光層の膜厚は70nmであった。その後、水分濃度及び酸素濃度が10ppm以下の窒素雰囲気下において９０℃１０分間乾燥した後、陰極として、バリウムを約５ｎｍ、次にアルミニウムを約１００ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。素子構成は
ITO/Baytron P（65nm）/（化合物（ＣＰ−４）/燐光発光性化合物（ＭＣ−１）=70/30（70nm））/Ba /Alとなる。なお真空度が、１×１０-4Ｐａ以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
得られた素子に電圧を印加したところ、化合物（ＣＰ−４）由来のピーク波長４４０ｎｍ及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）由来の５２０ｎｍが同時に観測された。この素子の最大発光効率は0.34cd/Aであった。化合物（ＣＰ−４）はＵＳ６５１２０８３号公報記載の方法で合成した。
【０１０２】
＜比較例３＞
上記化合物（ＣＰ−４）及び燐光発光性化合物（ＭＣ−１）からなる上記混合溶液１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記化合物（ＣＰ−４）からの発光に比べて暗くなり、色の違いがほとんど認められなかった。
【０１０３】
＜参考例＞
上記化合物（ＣＰ−４）のキシレン溶液（濃度１．０重量％）１０μｌをスライドガラスに滴下し風乾し固体膜を得た。これに、３６５ｎｍの紫外線を照射したところ、前記化合物（ＣＰ−４）からの明るい青色発光を確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物。
【請求項２】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、ピラジン環構造を有する高分子である請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）、（２）又は（３）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（５）、（６）又は（７）：
［式中、Ｒ及びＲ1は、前記と同じ意味を有する。複数存在するＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
前記Ｒの少なくとも一つが、水素原子以外の原子の総数が３以上の１価の基である請求項３又は４に記載の組成物。
【請求項６】
前記Ｒ及びＲ1の少なくとも一方が、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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３〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造と、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造とを有するものであって、該ピラジン環構造と該部分構造との間の２面角が２０°以上である請求項３〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記ピラジン環構造と前記部分構造との間の２面角が４０°以上である請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：
[式中、Ｙ1は、−Ｃ（Ｒa）（Ｒb）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｎ（Ｒc）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒd）（Ｒe）−、−Ｐ（Ｒf）−、−Ｓ−、−Ｓ（＝Ｏ）2−を表す。ｎは０〜５の整数である。Ａｒ1は置換基を有していてもよい１価のアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。Ｙ1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｒa〜Ｒfはそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。Ｒは前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。]
で表される化合物の残基を有するものである請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
計算化学的手法により算出した前記ピラジン環構造を有する化合物の最低三重項励起エネルギーが２．７ｅＶよりも大きい請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
計算化学的手法により算出した前記ピラジン環構造を有する化合物の最低非占有分子軌道のエネルギーレベルの絶対値が２．１ｅＶ以上である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記ピラジン環構造を有する化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＰ）と前記燐光発光性化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＴ）とが、下記式：
ＥＴＴ ＞ ＥＴＰ−０．２０ （ｅＶ）
を満たす請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる発光性薄膜。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる有機半導体薄膜。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる発光素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光素子を備えた面状光源。
【請求項１８】
請求項１６に記載の発光素子を備えたセグメント表示装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載の発光素子を備えたドットマトリックス表示装置。
【請求項２０】
請求項１６に記載の発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置。
【請求項２１】
請求項１６に記載の発光素子を備えた照明。
【請求項１】
ピラジン環構造を有する化合物と、燐光発光性化合物とを含む組成物。
【請求項２】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、ピラジン環構造を有する高分子である請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（１）、（２）又は（３）：
［式中、Ｒ及びＲ1はそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。複数存在するＲ及びＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（５）、（６）又は（７）：
［式中、Ｒ及びＲ1は、前記と同じ意味を有する。複数存在するＲ1は、同一であっても異なっていてもよい。］
で表されるピラジン環構造を有するものである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項５】
前記Ｒの少なくとも一つが、水素原子以外の原子の総数が３以上の１価の基である請求項３又は４に記載の組成物。
【請求項６】
前記Ｒ及びＲ1の少なくとも一方が、アルキル基、アルコキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、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３〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、上記一般式（１）、（２）、（３）、（５）、（６）又は（７）で表されるピラジン環構造と、該ピラジン環構造に隣接する少なくとも２個のπ共役電子を有する部分構造とを有するものであって、該ピラジン環構造と該部分構造との間の２面角が２０°以上である請求項３〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記ピラジン環構造と前記部分構造との間の２面角が４０°以上である請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記ピラジン環構造を有する化合物が、下記一般式（Ａ−１）又は（Ａ−２）：
[式中、Ｙ1は、−Ｃ（Ｒa）（Ｒb）−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｎ（Ｒc）−、−Ｏ−、−Ｓｉ（Ｒd）（Ｒe）−、−Ｐ（Ｒf）−、−Ｓ−、−Ｓ（＝Ｏ）2−を表す。ｎは０〜５の整数である。Ａｒ1は置換基を有していてもよい１価のアリール基又は置換基を有していてもよい１価の複素環基を表す。Ｙ1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Ｒa〜Ｒfはそれぞれ独立に、水素原子又は１価の基を表す。Ｒは前記と同じ意味を有する。複数存在するＲは、同一であっても異なっていてもよい。]
で表される化合物の残基を有するものである請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
計算化学的手法により算出した前記ピラジン環構造を有する化合物の最低三重項励起エネルギーが２．７ｅＶよりも大きい請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
計算化学的手法により算出した前記ピラジン環構造を有する化合物の最低非占有分子軌道のエネルギーレベルの絶対値が２．１ｅＶ以上である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記ピラジン環構造を有する化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＰ）と前記燐光発光性化合物の最低三重項励起エネルギー（ＥＴＴ）とが、下記式：
ＥＴＴ ＞ ＥＴＰ−０．２０ （ｅＶ）
を満たす請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記燐光発光性化合物の残基と前記ピラジン環構造とを有する高分子。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる発光性薄膜。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる有機半導体薄膜。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物又は請求項１３に記載の高分子を用いてなる発光素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光素子を備えた面状光源。
【請求項１８】
請求項１６に記載の発光素子を備えたセグメント表示装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載の発光素子を備えたドットマトリックス表示装置。
【請求項２０】
請求項１６に記載の発光素子をバックライトとして備えた液晶表示装置。
【請求項２１】
請求項１６に記載の発光素子を備えた照明。
【公開番号】特開２００８−１８２２１６（Ｐ２００８−１８２２１６Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２９８８８（Ｐ２００７−３２９８８８）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（５０６０６１６６８）サメイション株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（５０６０６１６６８）サメイション株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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