TW201341346A

TW201341346A - 有機電致發光元件

Info

Publication number: TW201341346A
Application number: TW102105434A
Authority: TW
Inventors: Tomoki Kato; Takayasu Sado; Takahiro Fujiyama
Original assignee: Idemitsu Kosan Co; Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-10-16
Also published as: WO2013118812A1; JP2013236055A

Abstract

本發明提供一種有機電致發光元件，其特徵在於：其係於對向之陽極與陰極之間依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層者，且該電洞傳輸層中之一層含有於中心具有茀結構之特定結構之化合物，且不與發光層鄰接，該有機電致發光元件可使電洞傳輸層厚膜化，從而能調整光學膜厚及提高元件性能。

Description

有機電致發光元件

本發明係關於一種有機電致發光元件，特別是關於一種可使電洞傳輸層厚膜化，從而能調整光學膜厚及提高元件性能之有機電致發光元件。

有機電致發光(EL，electroluminescence)元件係利用如下原理之自發光元件：藉由施加電場，從而螢光性物質藉由自陽極注入之電洞與自陰極注入之電子之再結合能量而進行發光。Eastman Kodak公司之C. W. Tang等人之利用積層型元件之低電壓驅動有機EL元件的報告(C. W. Tang,S. A. Vanslyke，應用物理快報(Applied Physics Letters)，51卷，913頁，1987年等)完成以來，關於將有機材料作為構成材料之有機EL元件之研究盛行。

例如，專利文獻1~4揭示有一種於2個氮原子間具有茀骨架之二胺化合物，且揭示有一種有機EL元件，其藉由將該二胺化合物用作「鄰接於發光層」之電洞傳輸層之材料，而抑制由於發光層中發光時之發熱等而引起之電洞傳輸材料之結晶化，從而與於2個氮原子間具有聯伸苯基之二胺化合物或具有茀骨架之單胺化合物相比，穩定性、耐久性得以改良。

又，專利文獻5揭示有如下情況：使用2個氮原子經由聯伸苯基而鍵結之二胺化合物作為第一電洞傳輸層之材料，使用具有二苯并呋喃結構及咔唑結構之芳香族胺衍生物作為鄰接於發光層之第二電洞傳輸層之材料，藉此可製造驅動電壓較低，而壽命較長之有機EL元件。專利文獻6揭示有如下情況：於磷光發光性之有機EL元件中，於第一電洞傳輸層中採用2個氮原子經由聯伸苯基而鍵結之二胺化合物，於第二電洞傳輸層中採用具有特定之雜芳基結構之胺化合物，藉此該第二電洞傳輸層兼具電子阻擋性、耐電子性及電洞注入．傳輸性，而實現有機EL元件之高效率及長壽命。專利文獻7提供一種有機EL元件，其於「鄰接於發光層」之電洞傳輸層中採用具有咔唑環結構之化合物，藉此元件之發光效率較高，而驅動電壓較低。

即，於有機EL元件，特別是磷光元件中，藉由將電洞傳輸層製成第一電洞傳輸層與第二電洞傳輸層之2層構成，並於「鄰接於發光層」之第二電洞傳輸層中應用更高功能之材料而提高元件性能。

作為第二電洞傳輸層所要求之性能，必需為如下情況：(i)為了防止磷光發光層之激發能之擴散，必需具有較高之三重態能量(較佳為2.6 eV以上)；(ii)為與發光層鄰接，必需具有耐電子性；(iii)為防止電子自發光層漏出，必需為親和性較小(較佳為2.4 eV以下)之有機層；(iv)為了促進向發光層之電洞注入，必需為游離電位較大(較佳為5.5 eV以上)之有機層。作為滿足此種特性之材料，較佳為於三苯胺骨架上鍵結有咔唑或二苯并呋喃等雜芳基環之耐電子性較高之分子骨架。

另一方面，關於第一電洞傳輸層，通常要求向第二電洞傳輸層之電洞注入性優異。

又，就提高電洞注入性之觀點而言，對含有具有p型半導體性質之化合物(本發明中，亦稱為受體材料)作為電洞注入層之情況進行研究(參照專利文獻8~9)。

於上述之類之有機EL元件之研究開發進行中，就商用裝置而言，必需將於內部發光之光以每種有機EL元件之各自之發光顏色而高效率地提取至裝置外部。因此，必需藉由控制載子傳輸性高於其他有機層之電洞傳輸層之膜厚而調整元件整體之光徑長度。因此，當前要求有一種即便使電洞傳輸層厚膜化，驅動電壓亦未變高程度之遷移率較高之電洞傳輸材料，且，要求開發一種藉由與受體材料之相互作用而載子產量較大之電洞傳輸材料，並要求將其應用於第一電洞傳輸層中。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3813003號公報說明書

[專利文獻2]日本專利第3801330號公報說明書

[專利文獻3]日本專利第3792029號公報說明書

[專利文獻4]日本專利第3835917號公報說明書

[專利文獻5]WO2010/114017號公報

[專利文獻6]WO2009/041635號公報

[專利文獻7]WO2011/024451號公報

[專利文獻8]WO01/49806號公報(日本專利特表2003-519432號公報)

[專利文獻9]WO2011/090149號公報

本發明係為解決上述之課題而完成者，其目的在於提供一種高效率化、長壽命化之有機EL元件。

本發明者等人為達成上述目的而反覆進行努力研究，結果發現，藉由於有機EL元件之陽極與陰極之間具有至少2層以上之電洞傳輸層，且不與發光層鄰接之電洞傳輸層含有下述式(1)所表示之化合物，從而與受體材料之相互作用良好，且即便使電洞傳輸層厚膜化，驅動電壓亦未變高，其結果，電洞高效率地注入於發光層中，藉此有機EL元件高效率化、長壽命化，從而解決上述之課題。除上述以外，亦發現如下情況：若於鄰接於發光層之電洞傳輸層中使用雜芳基取代胺衍生物，則不僅作為磷光發光性有機EL元件實現優異效果，亦作為螢光發光性有機EL元件而實現優異之效果。本發明係基於此種見解而完成者。

即，本發明係提供一種有機EL元件，其特徵在於：其係於對向之陽極與陰極之間依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層者，且該電洞傳輸層中之一層含有下述式(1)所表示之化合物，且不與發光層鄰接。

[式(1)中，R¹及R²分別獨立表示氫原子、碳數1~10之烷基。

L¹及L²分別獨立表示單鍵、經取代或未經取代之成環碳數6~30之伸芳基。

Ar¹~Ar⁴分別獨立表示經取代或未經取代之成環碳數6~30之芳基]。

本發明之有機EL元件可使電洞傳輸層厚膜化，從而能調整有機EL元件之光學膜厚，而提高元件之發光效率．壽命。

本發明之有機EL元件係於對向之陽極與陰極之間依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層者，且該電洞傳輸層中之一層含有下述式(1)所表示之化合物，且不與發光層鄰接。

[式(1)中，R¹及R²分別獨立表示氫原子、碳數1~10之烷基。

作為上述式(1)所表示之化合物，較佳為以下之式(2)、(3)所表示之化合物。R¹、R²、L²、Ar¹~Ar⁴分別與上述式(1)中者同義。

作為上述R¹及R²所示之碳數1~10之烷基之例，可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、新戊基等，較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基。

作為上述Ar¹~Ar⁴所示之成環碳數6~30之芳基，可列舉：苯基、萘基、蒽基、菲基、稠四苯基、基、芘基、聯苯基、聯三苯基、甲苯基、丙二烯合茀基、茀基等，較佳為苯基、萘基、聯苯基、聯三苯基。

作為上述L¹及L²所示之成環碳數6~30之伸芳基，可列舉以上述Ar¹~Ar⁴所示之芳基為2價之基者等，較佳為伸苯基。

作為上述及後述之稱為「經取代或未經取代」之情形之任意的取代基，可列舉：鹵素原子(氟、氯、溴、碘)、氰基、碳數1~20(較佳為1~6)之烷基、碳數3~20(較佳為5~12)之環烷基、碳數1~20(較佳為1~5)之烷氧基、碳數1~20(較佳為1~5)之鹵烷基、碳數1~20(較佳為1~5)之鹵烷氧基、碳數1~10(較佳為1~5)之烷基矽烷基、成環碳數6~30(較佳為6~18)之芳基、成環碳數6~30(較佳為6~18)之芳氧基、碳數6~30(較佳為6~18)之芳基矽烷基、碳數7~30(較佳為7~20)之芳烷基、及成環原子數5~30之(較佳為5~18)雜芳基。

再者，於本說明書中，稱為「經取代或未經取代之碳數a~b之X基」之表達中「碳數a~b」係表示X基未經取代之情形的碳數，而不包括X基經取代之情形之取代基之碳數。又，於本發明中使用之式(1)所表示之化合物中，氫原子之一部分或全部亦可為氘原子。

以下記載本發明中使用之式(1)所表示之化合物之具體例，但並不限定於下述。

(有機EL元件)

繼而，對本發明之有機EL元件之實施形態進行說明。

本發明之有機EL元件之特徵在於：其係於對向之陽極與陰極之間依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層者，且該電洞傳輸層中之一層含有上述式(1)所表示之化合物，且不與發光層鄰接。

例如，更佳為上述至少2層以上之電洞傳輸層包含陽極側之第一電洞傳輸層與發光層側之第二電洞傳輸層，且該第一電洞傳輸層含有上述式(1)所表示之化合物。

如上所述，本發明係將電洞傳輸層設為複數層，且其中與發光層不鄰接之電洞傳輸層含有上述式(1)所表示之遷移率較高之化合物作為電洞傳輸材料，藉此即便使該電洞傳輸層厚膜化，驅動電壓亦未變高，而可調整有機EL元件之光徑長度，從而謀求元件之高效率化與長壽命化。又，可認為上述式(1)所表示之化合物與電洞注入性優異之受體材料之配合性良好，從而載子產量增加，藉此可將更多之電洞向發光層傳輸並注入，而關係到元件之高效率化。本發明之有機EL元件作為磷光發光性有機EL元件優異，但除此以外，若特別是於鄰接於發光層之電洞傳輸層中使用雜芳基取代胺衍生物，則不僅獲得作為磷光發光性有機EL元件之優異效果，亦獲得作為螢光發光性有機EL元件之優異效果。

本發明之有機EL元件可為螢光或磷光發光型之單色發光元件，亦可為螢光/磷光混合型之白色發光元件，且可為具有單獨之發光單元之簡易型，亦可為具有複數個發光單元之串聯型。此處，所謂「發光單元」係指含有一層以上之有機層，且其中一層為發光層，並可藉由注入之電洞與電子再結合而進行發光之最小單位。

以下，對本發明之有機EL元件之元件構成進行說明。

(1)有機EL元件之構成

作為本發明之有機EL元件之代表性元件構成，可列舉：

(1)陽極/含受體材料層(受體層)/第一電洞傳輸層/第二電洞傳輸層/發光層/陰極

(2)陽極/含受體材料層(受體層)/第一電洞傳輸層/第二電洞傳輸層/發光層/電子注入層/陰極

(3)陽極/含受體材料層(受體層)/第一電洞傳輸層/第二電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極

(4)陽極/第一電洞傳輸層/第二電洞傳輸層/發光層/電子注入層/陰極

(5)陽極/第一電洞傳輸層/第二電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/陰極

等結構。

於上述第二電洞傳輸層與發光層之間，亦可進而有第三、第四‥之電洞傳輸層。又，於發光層與電洞傳輸層之間亦可有電子障壁層或激子障壁層，與發光層鄰接之電洞傳輸層亦可為電子障壁層或激子障壁層。

本發明之有機EL元件較佳為於上述陽極與上述至少2層以上之電洞傳輸層(特別是最接近陽極之電洞傳輸層)之間具有含有受體材料的受體層。又，含有上述式(1)所表示之化合物之電洞傳輸層亦可含有受體材料。

作為上述受體材料，就與含有式(1)所表示之化合物之電洞傳輸層之接合性變良好，而可期待元件性能更提高之方面而言，較佳為具有下述式(A)、(B)或(C)所表示之化合物等平面性較高之骨架者。

(式(A)中，R¹¹~R¹⁶分別獨立表示氰基、-CONH₂、羧基、或-COOR¹⁷(R¹⁷為碳數1~20之烷基)，或者表示R¹¹及R¹²、R¹³及R¹⁴、或R¹⁵及R¹⁶相互鍵結而以-CO-O-CO-所示之基)。

作為R¹⁷之烷基，可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、環戊基、環己基等。

[上述式(B)中，Ar¹⁰為成環碳數6~24之縮合環、或成環原子數6~24之雜環。ar¹及ar²分別相互可相同亦可不同，為下述式(i)或(ii)。

{式中，X¹及X²相互可相同亦可不同，為下述(a)~(g)所示之二價之基中之任一者。

(式中，R³¹~R³⁴分別相互可相同亦可不同，為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基或者經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基，R³²與R³³亦可相互鍵結而形成環)}。

式(B)中之R²¹~R²⁴分別相互可相同亦可不同，為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基、鹵素原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷氧基、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷氧基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳氧基、或者氰基。R²¹~R²⁴中相互鄰接者亦可相互鍵結而形成環。Y¹~Y⁴相互可相同亦可不同，為-N=、-CH=、或C(R²⁵)=，R²⁵為經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基、鹵素原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷氧基、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷氧基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳氧基、或者氰基]。

作為R²¹~R²⁴及R³¹~R³⁴之各基之例，係如下所述。

作為烷基，可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、環戊基、環己基等。

作為芳基，可列舉：苯基、聯苯基、萘基、氟苯基、三氟甲基苯基等。

作為雜環基，可列舉：吡啶、吡、呋喃、咪唑、苯并咪唑、噻吩等殘基。

作為鹵素原子，可列舉：氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。

作為氟烷基，可列舉：三氟甲基、五氟乙基、全氟環己基、全氟金剛烷基等。

作為烷氧基及氟烷氧基，可列舉：甲氧基、乙氧基、三氟甲氧基等。

作為芳氧基之例，可列舉苯氧基等。

該等亦可具有取代基，作為經取代之芳基，可列舉：單氟苯基、三氟甲基苯基等鹵素原子取代之芳基；甲苯基、4-第三丁基苯基等碳數1~10(較佳為1~5)之烷基取代之芳基等。作為經取代之烷基，可列舉：三氟甲基、五氟乙基、全氟環己基、全氟金剛烷基等鹵素原子取代之烷基。作為經取代之芳氧基，可列舉：4-三氟甲基苯氧基、五氟苯氧基等鹵素原子取代或含鹵素原子之烷基(碳數1~5)取代之芳氧基；4-第三丁基苯氧基等碳數1~10(較佳為1~5)之烷基取代之芳氧基等。

R²¹~R²⁴中相互鄰接者亦可相互鍵結而形成環。作為環之例，可列舉：苯環、萘環、吡環、吡啶環、呋喃環等。

(式中，Z₁~Z₃分別獨立為下述(h)所示之二價之基)。

(式中，Ar₃₁為經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、或者經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜芳基。

作為芳基，可列舉：苯基、萘基等。

作為雜芳基，可列舉：吡啶、吡、嘧啶、喹啉、異喹啉等。

又，作為該等之取代基之例，可列舉：氰基、氟基、三氟甲基、氯基及溴基等吸電子性之基)。

(2)透光性基板

本發明之有機EL元件係於透光性之基板上進行製作。此處所謂透光性基板係支持有機EL元件之基板，且較佳為400~700 nm之可見光區域之光之透過率為50%以上且平滑的基板。

具體而言，可列舉：玻璃板、聚合物板等。作為玻璃板，特別是可列舉：鈉鈣玻璃、含鋇．鍶玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸玻璃、硼矽酸玻璃、鋇硼矽酸玻璃、石英等。又，作為聚合物板，可列舉：聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚硫醚、聚碸等。

(3)陽極

本發明之有機EL元件之陽極係具有將電洞注入電洞傳輸層或發光層中之功能者，且有效的是具有4.5 eV以上之功函數。作為本發明所使用之陽極材料之具體例，可列舉：氧化銦錫合金(ITO，Indium Tin Oxides)、氧化錫(NESA)、銦-鋅氧化物(IZO，Indium Zinc Oxide)、金、銀、鉑、銅等。

陽極可藉由利用蒸鍍法或濺鍍法等方法使該等電極物質形成薄膜而製作。

如上所述，自陽極提取自發光層之發光之情形時，較佳為使陽極之對發光之透過率大於10%。又，陽極之薄片電阻較佳為數百Ω/□以下。陽極之膜厚雖亦取決於材料，但通常於10 nm~1 μm，較佳為10~200 nm之範圍內進行選擇。

(4)電洞傳輸層

如上所述，於本發明之有機EL元件中，使用至少2層以上之電洞傳輸層。

為了有機EL元件之光學調整，不與發光層鄰接之電洞傳輸層以厚膜使用之情形較多，就低電壓化之觀點而言，要求電洞遷移率較高。進而，為了高效率地產生載子，與受體層積層之情形較多，從而必需與受體層之相互作用較高。

式(1)所表示之化合物因具有茀結構，故與聯苯結構相比，分子之平面性較高，因此電洞遷移率較高。進而，因通常與平面性較高之受體材料之相互作用優異，故載子之產量亦較大，因此可向發光層傳輸並注入更多之電洞。即，通式(1)所表示之化合物滿足不與發光層鄰接之電洞傳輸層所要求之特性，因此較佳用作不與發光層鄰接之電洞傳輸層之材料。

另一方面，作為鄰接於發光層之電洞傳輸層所要求之特性，為了防止發光層之激發能之擴散，必需具有較高之三重態能量(較佳為2.6 eV以上)；為與發光層鄰接，必需具有耐電子性；為了防止電子自發光層漏出，必需為親和性較小(較佳為2.4 eV以下)之有機層；為了促進向發光層之電洞注入，必需為游離電位較大(較佳為5.5 eV以上)之有機層。作為滿足此種特性之材料，就不僅獲得優異之磷光發光性有機EL元件，亦獲得優異之螢光發光性有機EL元件之觀點而言，可列舉較佳為雜芳基取代胺衍生物，更佳為下述式(4)~(8)所表示之化合物。

[鄰接於發光層之電洞傳輸層用之材料例(第二電洞傳輸材料)；式(4)]

式(4)中，Ar¹¹~Ar¹³之至少1個為下述式(4-2)或(4-3)所表示之基。又，並非式(4-2)所表示之基之基為下述式(4-3)或(4-4)所表示之基或者經取代或未經取代之碳數6~40的芳基，並非式(4-3)所表示之基之基為下述式(4-2)或(4-4)所表示之基或者經取代或未經取代之碳數6~40的芳基。

特佳為Ar¹¹~Ar¹³之至少1個為下述式(4-2)之化合物。

(式中，X¹¹為氧原子或硫原子。

L³~L⁵分別獨立表示單鍵、或者經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基，L³~L⁵可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(烷基之碳數為1~5，芳基之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基。

Ar¹⁴表示經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基，Ar¹⁴可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(烷基之碳數為1~5，芳基之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或者氰基。

R⁵¹~R⁵⁶分別獨立表示經取代或未經取代之碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、經取代或未經取代之成環碳數3~10之環烷基、經取代或未經取代之碳數3~10之三烷基矽烷基、經取代或未經取代之成環碳數18~30之三芳基矽烷基、經取代或未經取代之碳數8~15之烷基芳基矽烷基(烷基之碳數為1~5，芳基之成環碳數為6~14)、經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或者氰基。鄰接之複數個R⁵¹~R⁵⁶亦可相互鍵結而形成環。

b、f分別獨立表示0~3之整數，a、c、d、e分別獨立表示0~4之整數)。

作為L³~L⁵表示之伸芳基，可列舉：伸苯基、伸萘基、聯伸苯基、次蒽基、苊基、伸蒽基、伸菲基、丙烯合萘基、喹啉基、異喹啉基、s-二環戊二烯并苯基、as-二環戊二烯并苯基、伸基等。該等之中，較佳為成環碳數6~30之伸芳基，更佳為成環碳數6~20之伸芳基，進而較佳為成環碳數6~12之伸芳基，特佳為伸苯基。

以下，對其餘各基進行說明，但對於相同之基，以相同之方式進行說明。

作為烷基，較佳為碳數1~5之烷基，更佳為碳數1~3之烷基。作為烷基，例如可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正己基等。

作為三烷基矽烷基之烷基，如上所述，較佳者亦相同。作為三芳基矽烷基之芳基，可列舉：苯基、萘基、聯苯基。

作為烷基芳基矽烷基之烷基芳基，可列舉二烷基單芳基矽烷基等。該烷基之碳數為1~5，較佳為1~3。又，該芳基之成環碳數為6~14，較佳為6~10。

作為上述成環碳數6~50之芳基，可列舉：苯基、萘基、聯苯基、蒽基、菲基、聯三苯基等。該等之中，較佳為成環碳數6~30之芳基，更佳為成環碳數6~20之芳基，進而較佳為成環碳數6~12之芳基。

作為鹵素原子，可列舉：氟原子、氯原子、碘原子。

a~f均較佳為0或1，更佳為0。

作為上述式(4-2)，較佳可列舉下述式(4-2')或(4-2")(各基之定義係如上所述)。

作為上述式(4-4)，較佳可列舉下述式(4-4')(各基之定義係如上所述)。

再者，式(4)中，較佳為Ar¹¹~Ar¹³之至少1個為上述式(4-2)所表示之基。又，作為式(4-2)中之X¹¹，較佳為氧原子。

亦較佳為Ar¹¹~Ar¹³中2個為上述式(4-2)所表示之基者，亦較佳為1個為上述式(4-2)所表示之基，1個為上述式(4-3)所表示之基者，亦較佳3個為上述式(4-2)所表示之基者。

上述式(4-2)中之L³、上述式(4-4)中之L⁵為伸芳基之情形時，因抑制上述式(4)所表示之化合物之電子密度之上升，Ip變大，而促進向發光層之電洞注入，故元件之驅動電壓容易變低，故而較佳。進而，若二苯并呋喃結構或咔唑結構經由伸芳基而與氮原子鍵結，則變得不易氧化胺，而化合物變穩定之情形較多，從而元件之壽命容易變長。又，上述式(4-4)中之L⁵為伸芳基之情形時，因化合物變穩定，故合成容易。作為該伸芳基，特佳為伸苯基。

又，就上述式(4)之Ar¹¹~Ar¹³而言，並非式(4-2)~(4-4)中任一者所表示之基之情形時，表示經取代或未經取代之碳數6~40之芳基。該芳基較佳為以下述式(4-5)~(4-7)表示。

[式中，R⁶¹~R⁶⁴分別獨立為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(芳基部分之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基。鄰接之複數個R⁶¹~R⁶⁴亦可鍵結而形成飽和或不飽和之環。

k、l、m、及n分別獨立為0~4之整數]。

進而，作為上述式(4-5)~(4-7)，較佳為以下之式(4-5')~(4-7')(各基之定義係如上所述)。

再者，作為上述式(4-5')，亦含有以下之基。

將上述式(4)所表示之化合物之具體例示於以下，但並不特別限制於該等。

(鄰接於發光層之電洞傳輸層用之材料例(第二電洞傳輸材料)；式(5)~(7))

[式(5)~(7)中，Ar¹⁵~Ar²¹分別獨立為經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環碳數5~50之芳香族雜環基、芳香族胺基鍵結之經取代或未經取代之碳數8~50之芳基、或者芳香族雜環基鍵結之經取代或未經取代之碳數8~50之芳基。

Ar¹⁶與Ar¹⁷、Ar¹⁸與Ar¹⁹、Ar²⁰與Ar²¹亦可相互鍵結而形成環。

L⁶表示單鍵或者經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基，L⁶可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(芳基部分之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基。

R⁶⁷~R⁷⁷分別獨立表示鹵素原子、經取代或未經取代之碳數1~40之烷基、經取代或未經取代之碳數3~20之雜芳基、經取代或未經取代之碳數6~40之非縮合芳基、經取代或未經取代之碳數6~12之縮合芳基、經取代或未經取代之碳數7~20之芳烷基、經取代或未經取代之碳數2~40之烯基、經取代或未經取代之碳數1~40之烷基胺基、經取代或未經取代之碳數7~60之芳烷基胺基、經取代或未經取代之碳數3~20之烷基矽烷基、經取代或未經取代之碳數8~40之芳基矽烷基、經取代或未經取代之碳數8~40之芳烷基矽烷基、經取代或未經取代之碳數1~40之鹵化烷基。

R⁷⁸、R⁷⁹分別獨立表示經取代或未經取代之碳數1~40之烷基、經取代或未經取代之碳數3~20之雜芳基、經取代或未經取代之碳數6~40之非縮合芳基、經取代或未經取代之碳數6~12之縮合芳基、經取代或未經取代之碳數7~20之芳烷基。

g、i、p、q、r、s、w及x分別獨立為0~4之整數。

h、y及z分別獨立為0~3之整數]。

(鄰接於發光層之電洞傳輸層用之材料例(第二電洞傳輸材料)；式(8))

(式(8)中，A¹及A²相互獨立表示成環碳數6~30之經取代或未經取代之芳基、或者成環碳數2~30之經取代或未經取代之雜芳基。

Y¹¹~Y²⁶相互獨立表示C(R)或氮原子，R分別獨立表示氫原子、取代基或鍵結於咔唑骨架之鍵結鍵。

L¹¹及L¹²相互獨立表示單鍵、或者經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基，該伸芳基可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(芳基部分之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基)。

(5)發光層

本發明之有機EL元件亦可具有含有螢光發光材料之發光層，即螢光發光層。作為螢光發光層，可使用公知之螢光發光材料。作為該螢光發光材料，較佳為選自蒽衍生物、熒蒽衍生物、苯乙烯基胺衍生物及芳基胺衍生物之至少1種，更佳為蒽衍生物、芳基胺衍生物。特別是作為主體材料，較佳為蒽衍生物，作為摻雜劑，較佳為芳基胺衍生物。具體而言，選擇國際公開第2010/134350號或國際公開第2010/134352號所記載之較佳材料。

又，本發明之有機EL元件亦可具有含有磷光發光材料之發光層，即磷光發光層。作為磷光發光層之材料，可使用公知之磷光發光材料。具體而言，只要參照國際公開第2005/079118號等即可。於磷光發光材料中，作為摻雜劑，較佳可列舉銥(Ir)、鋨(Os)或鉑(Pt)金屬之鄰位金屬化錯合物等，更佳為銥(Ir)之鄰位金屬化錯合物。磷光發光材料中，作為主體材料，較佳為含有咔唑基之化合物，更佳為含有咔唑基及三嗪骨架之化合物，進而較佳為含有2個咔唑基與1個三嗪骨架之化合物。

作為螢光發光材料之上述蒽衍生物之成環碳數較佳為26~100，更佳為26~80，進而較佳為26~60。作為該蒽衍生物，更具體而言，較佳為下述通式(10)所表示之蒽衍生物。

(上述式(10)中，Ar³¹及Ar³²分別獨立為經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基或者成環原子數5~50之雜環基。

R⁸¹~R⁸⁸分別獨立為氫原子、經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環原子數5~50之雜環基、經取代或未經取代之碳數1~50之烷基、經取代或未經取代之碳數1~50之烷氧基、經取代或未經取代之碳數7~50之芳烷基、經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳硫基、經取代或未經取代之碳數2~50之烷氧基羰基、經取代或未經取代之矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基或者羥基)。

作為上述成環碳數6~50之芳基，均較佳為成環碳數6~40之芳基，更佳為成環碳數6~30之芳基。

作為上述成環原子數5~50之雜環基，均較佳為成環原子數5~40之雜環基，更佳為成環原子數5~30之雜環基。

作為上述碳數1~50之烷基，較佳為碳數1~30之烷基，更佳為碳數1~10之烷基，進而較佳為碳數1~5之烷基。

作為上述碳數1~50之烷氧基，較佳為碳數1~30之烷氧基，更佳為碳數1~10之烷氧基，進而較佳為碳數1~5之烷氧基。

作為上述碳數7~50之芳烷基，較佳為碳數7~30之芳烷基，更佳為碳數7~20之芳烷基。

作為上述成環碳數6~50之芳氧基，較佳為成環碳數6~40之芳氧基，更佳為成環碳數6~30之芳氧基。

作為上述成環碳數6~50之芳硫基，較佳為成環碳數6~40之芳硫基，更佳為成環碳數6~30之芳硫基。

作為上述碳數2~50之烷氧基羰基，較佳為碳數2~30之烷氧基羰基，更佳為碳數2~10之烷氧基羰基，進而較佳為碳數2~5之烷氧基羰基。

作為上述鹵素原子，可列舉：氟原子、氯原子、溴原子等。

特佳為Ar³¹及Ar³²為經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基。

又，作為通式(10)所表示之蒽衍生物，較佳為下述通式(10-1)所表示之蒽衍生物。

(上述式(10-1)中，Ar³³為經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基或者成環原子數5~50之雜環基。R⁸¹~R⁸⁸係如上述定義所述。R⁸⁹係與R⁸¹~R⁸⁸之定義相同。a為1~7之整數)。

R⁸¹~R⁸⁸之較佳者亦與上述相同。又，R⁸⁹之較佳者亦與R⁸¹~R⁸⁸相同。a較佳為1~3之整數，更佳為1或2。

作為Ar³³表示之成環碳數6~50之芳基，較佳為成環碳數6~40之芳基，更佳為成環碳數6~30之芳基，進而較佳為成環碳數6~20之芳基，特佳為成環碳數6~12之芳基。

作為螢光發光材料之上述芳基胺衍生物，較佳為芳基二胺衍生物，更佳為含有芘骨架之芳基二胺衍生物，進而較佳為含有芘骨架及二苯并呋喃骨架之芳基二胺衍生物。

作為芳基二胺衍生物，更具體而言，較佳為下述通式(11)所表示之芳基二胺衍生物。

(式(11)中，Ar³⁴~Ar³⁷分別獨立表示經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基或者經取代或未經取代之成環原子數5~50的雜芳基。

L²¹表示經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基或者經取代或未經取代之成環原子數5~50之伸雜芳基)。

作為上述成環碳數6~50之芳基，較佳為成環碳數6~30之芳基，更佳為成環碳數6~20之芳基，進而較佳為成環碳數6~12之芳基，特佳為苯基、萘基。

作為上述成環原子數5~50之雜芳基，較佳為成環原子數5~40之雜芳基，更佳為成環原子數5~30之雜芳基，進而較佳為成環原子數5~20之雜芳基。作為雜芳基，可列舉：咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基等，較佳為二苯并呋喃基。作為該雜芳基之較佳之取代基，可列舉成環碳數6~30(較佳為6~20，更佳為6~12)之芳基，更佳為苯基、萘基。

作為上述成環碳數6~50之伸芳基，較佳為成環碳數6~40之伸芳基，更佳為成環碳數6~30之伸芳基，進而較佳為成環碳數6~20之伸芳基，特佳為芘基。

磷光發光材料之中，作為主體材料較佳之含有咔唑基之化合物，具體而言，可列舉以下之化合物。

發光層亦可設為雙主體(亦稱為主體．輔主體(co-host))。具體而言，於發光層中組合電子傳輸性之主體與電洞傳輸性之主體，藉此亦可調整發光層內之載子平衡。

又，亦可設為雙摻雜劑。藉由於發光層中加入量子產率較高之摻雜劑材料2種以上，從而各自之摻雜劑發光。例如有如下情況：將主體與紅色摻雜劑、緑色之摻雜劑進行共蒸鍍，藉此實現黃色之發光層。

又，發光層亦可根據需要而含有電洞傳輸材、電子傳輸材、聚合物黏合劑。

進而，發光層之膜厚較佳為5~50 nm，更佳為7~50 nm，最佳為10~50 nm。若未達5 nm，則有難以形成發光層，從而難以調整色度之虞，若超過50 nm，則有驅動電壓上升之虞。

(6)電子注入．傳輸層

繼而，電子注入．傳輸層係幫助電子向發光層注入，並傳輸至發光區域之層，且電子遷移率較大，又，附著改善層係於該電子注入．傳輸層中包含特別是與陰極之附著良好之材料之層。

又，已知有機EL元件因發光之光藉由電極(該情形為陰極)進行反射，故直接自陽極提取之發光與經由利用電極之反射而提取之發光會進行干擾。為有效地利用該干擾效果，而以數nm~數μm之膜厚適當選擇電子注入．傳輸層，但特別是膜厚較厚時，為了避免電壓上升，較佳為於10⁴~10⁶ V/cm之電場施加時電子遷移率為至少10^-5 cm²/Vs以上。

作為電子注入．傳輸層所使用之材料，較佳為8-羥基喹啉或其衍生物之金屬錯合物或二唑衍生物。作為上述8-羥基喹啉或其衍生物之金屬錯合物之具體例，可使用含有奧辛(通常8-羥喹啉或8-羥基喹啉)之螯合物之金屬螯合物8-羥基喹啉酮化合物，例如三(8-羥喹啉)鋁作為電子注入材料。

作為電子注入材料，可列舉下述式(31)~(36)中任一者所表示之化合物。

(式(31)~(33)中，Z¹、Z²及Z³分別獨立為氮原子或碳原子。

R¹及R²分別獨立為經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之碳數3~50之雜芳基、碳數1~20之烷基、鹵素原子取代之碳數1~20之烷基或者碳數1~20之烷氧基。

n為0~5之整數，n為2以上之整數時，複數個R¹相互可相同亦可不同。又，亦可鄰接之複數個R¹彼此相互鍵結而形成經取代或未經取代之芳香族烴環。

Ar¹為經取代或未經取代之碳數6~50之芳基或者經取代或未經取代之碳數3~50的雜芳基。

Ar²為氫原子、碳數1~20之烷基、鹵素原子取代之碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基或者經取代或未經取代之碳數3~50之雜芳基。

其中，Ar¹、Ar²中任一者為經取代或未經取代之碳數10~50之縮合環基或者經取代或未經取代之成環原子數9~50的雜縮合環基。

Ar³為經取代或未經取代之碳數6~50之伸芳基或者經取代或未經取代之碳數3~50的伸雜芳基。

L¹、L²及L³分別獨立為單鍵、經取代或未經取代之碳數6~50之伸芳基、經取代或未經取代之成環原子數9~50之雜縮合環基或者經取代或未經取代之伸茀基)。

作為R¹、R²、Ar¹、Ar²所表示之芳基、烷基之具體例，可列舉與式(1)之R¹及R²相同之例，作為烷氧基，可列舉於其烷基上鍵結有氧原子之例，作為雜芳基，可列舉與式(h)之Ar₃₁相同之例。作為Ar³、L¹、L²及L³所示之伸芳基，可列舉其芳基之2價之例，作為雜縮合環基，可列舉雜芳基中碳數適合之縮合環基。

(式中，X為含有氮原子或硫原子之縮合環，Y係單獨地選自單鍵、烷基鏈、伸烷基鏈、環烷基鏈、芳基鏈、雜環鏈、矽烷基鏈、醚鏈、或硫醚鏈中之任一者，或選自上述組合者。q為2以上之自然數。

又，式(34)所表示之化合物之分子量為480以上)。

(式中，A為具有啡啉骨架或苯并喹啉骨架之取代基。B為具有下述式(35A)所表示之結構之p價之有機基。p為2以上之自然數)。

(式中，R⁴與R⁵分別獨立為烷基或芳基(包含縮合於苯基之芳基)中之任一者。l與m分別獨立為0~5之自然數。Z為選自下述式(35B)之至少1種)。

(式中，R⁶及R⁷可相同亦可不同，分別選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、酯基、胺甲醯基、胺基、矽烷基、以及形成於與鄰接取代基之間之縮合環。Ar⁴表示芳基或雜芳基)。

本發明之有機EL元件之較佳形態中，亦較佳為於陰極與有機薄膜層之界面區域中具有供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少1者。

根據此種構成，而謀求有機EL元件中發光亮度之提高或長壽命化。

作為供電子性摻雜劑，可列舉：選自鹼金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬、鹼土金屬化合物、稀土類金屬、及稀土類金屬化合物等之至少1種。

作為有機金屬錯合物，可列舉：選自含有鹼金屬之有機金屬錯合物、含有鹼土金屬之有機金屬錯合物、及含有稀土類金屬之有機金屬錯合物等之至少1種。

作為鹼金屬，可列舉：鋰(Li)(功函數：2.93 eV)、鈉(Na)(功函數：2.36 eV)、鉀(K)(功函數：2.28 eV)、銣(Rb)(功函數：2.16 eV)、銫(Cs)(功函數：1.95 eV)等，較佳為功函數為2.9 eV以下者。該等之中，較佳為K、Rb、Cs，進而較佳為Rb或Cs，最佳為Cs。

作為鹼土金屬，可列舉：鈣(Ca)(功函數：2.9 eV)、鍶(Sr)(功函數：2.0 eV以上2.5 eV以下)、鋇(Ba)(功函數：2.52 eV)等，特佳為功函數為2.9 eV以下者。

作為稀土類金屬，可列舉：鈧(Sc)、釔(Y)、鈰(Ce)、鋱(Tb)、鐿(Yb)等，特佳為功函數為2.9 eV以下者。

以上之金屬中，較佳之金屬特別是還原能力較高，且藉由向電子注入域之相對少量之添加，而能提高有機EL元件之發光亮度或長壽命化。

作為鹼金屬化合物，可列舉：氧化鋰(Li₂O)、氧化銫(Cs₂O)、氧化鉀(K₂O)等鹼氧化物；氟化鋰(LiF)、氟化鈉(NaF)、氟化銫(CsF)、氟化鉀(KF)等鹼鹵化物等，較佳為氟化鋰(LiF)、氧化鋰(Li₂O)、氟化鈉(NaF)。

作為鹼土金屬化合物，可列舉：氧化鋇(BaO)、氧化鍶(SrO)、氧化鈣(CaO)及混合該等之鍶酸鋇(Ba_xSr_1-xO)(0<x<1)、鈣酸鋇(Ba_xCa_1-xO)(0<x<1)等，較佳為BaO、SrO、CaO。

作為稀土類金屬化合物，可列舉：氟化鐿(YbF₃)、氟化鈧(ScF₃)、氧化鈧(ScO₃)、氧化釔(Y₂O₃)、氧化鈰(Ce₂O₃)、氟化釓(GdF₃)、氟化鋱(TbF₃)等，較佳為YbF₃、ScF₃、TbF₃。

作為有機金屬錯合物，如上所述，只有為含有鹼金屬離子、鹼土金屬離子、稀土類金屬離子之至少一種分別作為金屬離子者，則無特別限定。又，就配位基而言，較佳為羥喹啉、苯并羥喹啉、吖啶醇、菲啶酮、羥基苯基唑、羥基苯基噻唑、羥基二芳基二唑、羥基二芳基噻二唑、羥基苯基吡啶、羥基苯基苯并咪唑、羥基苯并三唑、羥基氟硼烷、聯吡啶、啡啉、酞菁、卟啉、環戊二烯、β-二酮類、甲亞胺類、及該等之衍生物等，但並不限定於該等。

作為供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之添加形態，較佳為於界面區域中形成為層狀或島狀。作為形成方法，較佳為如下方法：一面藉由電阻加熱蒸鍍法而對供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者進行蒸鍍，一面同時蒸鍍作為形成界面區域之發光材料或電子注入材料之有機物，而將供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者分散於有機物中。分散濃度通常以莫耳比計，為有機物：供電子性摻雜劑及/或有機金屬錯合物=100：1~1：100，較佳為5：1~1：5。

將供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者形成為層狀之情形時，將作為界面之有機層之發光材料或電子注入材料形成為層狀後，利用電阻加熱蒸鍍法而單獨蒸鍍供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者，較佳為以層之厚度0.1 nm以上15 nm以下而形成。

將供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者形成為島狀之情形時，將作為界面之有機層之發光材料或電子注入材料形成為島狀後，利用電阻加熱蒸鍍法而單獨蒸鍍供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者，較佳為以層之厚度0.05 nm以上1 nm以下而形成。

又，本發明之有機EL元件中，作為主成分與供電子性摻雜劑及有機金屬錯合物之至少任一者之比率，以莫耳比計，較佳為主成分：供電子性摻雜劑及/或有機金屬錯合物=5：1~1：5，進而較佳為2：1~1：2。

(7)陰極

作為陰極，為了向電子注入．傳輸層或發光層注入電子，而使用以功函數較小(4 eV以下)之金屬、合金、導電性化合物及該等之混合物為電極物質者。作為此種電極物質之具體例，可列舉：鈉、鈉．鉀合金、鎂、鋰、鎂．銀合金、鋁/氧化鋁、鋁．鋰合金、銦、稀土類金屬等。

該陰極可藉由利用蒸鍍或濺鍍等方法使該等電極物質形成薄膜而製作。

此處，自陰極提取自發光層之發光之情形時，較佳為使陰極之對發光之透過率大於10%。

又，作為陰極之薄片電阻較佳為數百Ω/□以下，膜厚通常為10 nm~1 μm，較佳為50~200 nm。

(8)絶縁層

有機EL元件因向超薄膜施加電場，故由於漏電或短路而引起之像素缺陷容易產生。為了防止該情況，較佳為於一對電極間插入絶縁性之薄膜層。

作為絶縁層所使用之材料，例如可列舉：氧化鋁、氟化鋰、氧化鋰、氟化銫、氧化銫、氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、氮化鋁、氧化鈦、氧化矽、氧化鍺、氮化矽、氮化硼、氧化鉬、氧化釕、氧化釩等，亦可使用該等之混合物或積層物。

(9)有機EL元件之製造方法

利用以上例示之材料及形成方法而形成陽極、發光層、電洞傳輸層，及根據需要而形成電子注入．傳輸層，進而形成陰極，藉此可製造有機EL元件。又，亦可自陰極向陽極，以與上述相反之順序製作有機EL元件。

以下，記載於透光性基板上依序設置有陽極/電洞傳輸層/發光層/ 電子注入．傳輸層/陰極之構成之有機EL元件的製作例。

首先，於適當之透光性基板上，藉由蒸鍍或濺鍍等方法，以膜厚成為1 μm以下，較佳為10~200 nm之範圍之方式形成包含陽極材料之薄膜而製作陽極。繼而，於該陽極上依序設置至少2層以上之電洞傳輸層。電洞傳輸層之形成可藉由真空蒸鍍法、旋轉塗佈法、澆鑄法、LB法等方法而進行，但就容易獲得均質之膜，且不易產生針孔等方面而言，較佳為藉由真空蒸鍍法而形成。藉由真空蒸鍍法而形成電洞傳輸層之情形時，其蒸鍍條件雖根據使用之化合物(電洞傳輸層之材料)、作為目標之電洞傳輸層之結晶結構或再結合結構等而不同，但通常較佳為於蒸鍍源溫度50~450℃、真空度10^-7~10^-3 Torr、蒸鍍速度0.01~50 nm/秒、基板溫度-50~300℃、膜厚5 nm~5 μm之範圍內進行適當選擇。

繼而，於電洞傳輸層上設置發光層之發光層之形成亦可藉由使用所需之有機發光材料，利用真空蒸鍍法、濺鍍、旋轉塗佈法、澆鑄法等方法使有機發光材料薄膜化而形成，但就容易獲得均質之膜，且不易產生針孔等方面而言，較佳為藉由真空蒸鍍法而形成。藉由真空蒸鍍法而形成發光層之情形時，其蒸鍍條件雖根據使用之化合物而不同，但通常可自與電洞傳輸層相同之條件範圍中進行選擇。

繼而，於該發光層上設置電子注入．傳輸層。與電洞傳輸層、發光層同樣地，因必需獲得均質之膜，故較佳為藉由真空蒸鍍法而形成。蒸鍍條件可選自與電洞傳輸層、發光層相同之條件範圍。

於最後積層陰極而可獲得有機EL元件。

陰極係由金屬所構成者，且可使用蒸鍍法、濺鍍。然而，為了保護底層之有機物層避免製膜時之損傷，較佳為真空蒸鍍法。

該有機EL元件之製作較佳為以一次之真空處理連貫地製作陽極直至陰極。

再者，對有機EL元件施加直流電壓之情形時，若將陽極設為+，將陰極設為-之極性，而施加5~40 V之電壓，則可觀測到發光。又，即便以相反之極性施加電壓，電流亦不流動，而發光完全未產生。進而於施加交流電壓之情形時，僅陽極成為+，陰極成為-之極性時觀測到均勻之發光。施加之交流之波形可為任意。

本發明之有機EL元件具有螢光發光層之情形時，有獲得藍色發光之傾向。另一方面，於具有磷光發光層之情形時，有獲得黃色發光、緑色發光或藍色發光之傾向，較多有獲得黃色發光或緑色發光之傾向。

實施例

以下，藉由實施例而對本發明進行進而詳細地說明，但只要本發明不偏離其主旨，則並不限定於以下之實施例。

實施例1 (有機EL元件之製作)

於異丙醇中對25 mm×75 mm×1.1 mm之附ITO透明電極線之玻璃基板(Geomatec公司製造)進行5分鐘超音波清洗，進而進行30分鐘UV(Ultraviolet)臭氧清洗。

將清洗後之附透明電極線之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持器上，首先於形成有透明電極線之面上覆蓋上述透明電極並對下述受體材料(A)進行蒸鍍，而使膜厚5 nm之受體層成膜。於該受體層上，蒸鍍作為第一電洞傳輸材料之下述化合物(H1)，而使膜厚65 nm之第一電洞傳輸層成膜。繼第一電洞傳輸層之成膜後，蒸鍍作為第二電洞傳輸材料之下述化合物(X1)，而使膜厚10 nm之第二電洞傳輸層成膜。

於該第二電洞傳輸層上，以厚度25 nm而共蒸鍍作為磷光用主體材料之化合物(B)與作為磷光用摻雜劑之Ir(ppy)₃，而獲得磷光發光層。Ir(ppy)₃之濃度為10質量%。

繼而，於該磷光發光層上，依序積層厚度35 nm之化合物(C)、厚度1 nm之LiF、厚度80 nm之金屬Al，而形成陰極。再者，作為電子注入性電極之LiF係以1 Å/min之成膜速度形成。

藉由直流電流驅動而使獲得之有機EL元件發光，測定亮度(cd/m²)、電流密度，而求出電流密度10 mA/cm²中之發光效率(cd/A)、驅動電壓(V)。進而求出電流密度50 mA/cm²中成為初期亮度之80%之元件壽命。將結果示於表1。

實施例2~8

於實施例1中，代替化合物(H1)，而使用下述之化合物(H2)~(H8)作為第一電洞傳輸材料，除此以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。

藉由直流電流驅動而使獲得之有機EL元件發光，以與實施例1相同之方式進行評價。將結果示於表1。

比較例1~4

於實施例1中，代替化合物(H1)，而使用下述比較化合物1~4作為第一電洞傳輸材料，除此以外，以與實施例1相同之方式製作有機EL元件。

比較例5 (有機EL元件之製作)

將清洗後之附透明電極線之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持器上，首先於形成有透明電極線之面上覆蓋上述透明電極並對下述受體材料(A)進行蒸鍍，而使膜厚5 nm之受體層成膜。於該受體層上，蒸鍍作為電洞傳輸材料之下述化合物(H1)，而使膜厚75 nm之電洞傳輸層成膜。

於該電洞傳輸層上，以厚度25 nm而共蒸鍍作為磷光用主體材料之化合物(B)與作為磷光用摻雜劑之Ir(ppy)₃，而獲得磷光發光層。 Ir(ppy)₃之濃度為10質量%。

實施例9~17

於實施例1中，代替上述化合物(H1)而使用上述化合物(H8)作為第一電洞傳輸材料，代替上述化合物(X1)而使用下述化合物(Y1)~(Y9)中任一者作為第二電洞傳輸材料，且，代替Ir(ppy)₃而使用Ir(bzq)₃作為磷光用摻雜劑，除此以外，以相同之方式製作有機EL元件，並以與實施例1相同之方式進行評價。將結果示於表2。

比較例6~9

於實施例9中，代替芳香族胺衍生物(H8)而使用上述比較化合物1~4作為第一電洞傳輸材料，除此以外，以與實施例9相同之方式製作有機EL元件，並以與實施例1相同之方式進行評價。將結果示於表2。

於表1及2中，根據實施例1~8與比較例1~4之比較、及實施例 9~17與比較例6~9之比較可知，將式(1)之化合物用於第一電洞傳輸層中之有機EL元件與將式(1)之化合物以外的化合物用於第一電洞傳輸層中之有機EL元件相比，可高效率化，進而元件壽命較長。

進而，藉由實施例1與比較例5之比較可知，相對於電洞傳輸層僅為1層之有機EL元件，就本發明之依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層之有機EL元件而言，可高效率化，進而元件壽命較長。

實施例18 (有機EL元件之製作)

將清洗後之附透明電極線之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持器上，首先於形成有透明電極線之面上覆蓋上述透明電極並對下述受體材料(A)進行蒸鍍，而使膜厚5 nm之受體層成膜。於該受體層上，蒸鍍作為第一電洞傳輸材料之下述化合物(H8)，而使膜厚138 nm之第一電洞傳輸層成膜。繼第一電洞傳輸層之成膜後，蒸鍍作為第二電洞傳輸材料之下述化合物(Y1)，而使膜厚10 nm之第二電洞傳輸層成膜。

於該第二電洞傳輸層上，共蒸鍍作為螢光用主體材料之化合物(B2)與作為螢光用摻雜劑之(BD)，而獲得厚度25 nm之螢光發光層。再者，螢光發光層中之摻雜劑(BD)之濃度為5質量%。

繼而，於該螢光發光層上，依序積層厚度20 nm之下述化合物(C2)、厚度5 nm之下述化合物(C)、厚度1 nm之LiF、厚度80 nm之金屬Al，而形成陰極。再者，作為電子注入性電極之LiF係以1 Å/min之成膜速度形成。

藉由直流電流驅動而使獲得之有機EL元件發光，測定亮度(cd/m²)、電流密度，而求出電流密度10 mA/cm²之發光效率(cd/A)、驅動電壓(V)。進而求出電流密度50 mA/cm²中成為初期亮度之80%之元件壽命。將結果示於表3。

實施例19、20

於實施例18中，代替化合物(Y1)而使用上述化合物(Y2)、(Y3)作為第二電洞傳輸材料，除此以外，以與實施例18相同之方式製作有機EL元件。

藉由直流電流驅動而使獲得之有機EL元件發光，以與實施例1相同之方式進行評價。將結果示於表3。

比較例10~13

於實施例18中，代替芳香族胺衍生物(H8)，而使用上述比較化合物1~4作為第一電洞傳輸材料，除此以外，以與實施例18相同之方式製作有機EL元件，並以與實施例1相同之方式進行評價。將結果示於表3。

於表3中，根據實施例18~20與比較例10~13之比較可知，將式(1)之化合物用於第一電洞傳輸層中之有機EL元件與將式(1)之化合物以外的化合物用於第一電洞傳輸層之有機EL元件相比，可高效率化，進而元件壽命較長。

[產業上之可利用性]

如以上所詳細說明，本發明之有機EL元件可使電洞傳輸層厚膜化，而能調整有機EL元件之光學膜厚，從而可提高元件之發光效率．壽命。因此，用作平面發光體或顯示器之背光裝置。

Claims

一種有機電致發光元件，其特徵在於：其係於對向之陽極與陰極之間依序具有至少2層以上之電洞傳輸層與發光層者，且該電洞傳輸層中之一層含有下述式(1)所表示之化合物，且不與發光層鄰接， [式(1)中，R¹及R²分別獨立表示氫原子、碳數1~10之烷基，L¹及L²分別獨立表示單鍵、經取代或未經取代之成環碳數6~30之伸芳基，Ar¹~Ar⁴分別獨立表示經取代或未經取代之成環碳數6~30之芳基]。
如請求項1之有機電致發光元件，其中上述至少2層以上之電洞傳輸層包含陽極側之第一電洞傳輸層與發光層側之第二電洞傳輸層，且該第一電洞傳輸層含有上述式(1)所表示之化合物。
如請求項1或2之有機電致發光元件，其中上述式(1)所表示之化合物為下述式(2)所表示之化合物， [式(2)中， R¹、R²、L²、Ar¹~Ar⁴分別與上述式(1)中者同義]。
如請求項1或2之有機電致發光元件，其中上述式(1)所表示之化合物為下述式(3)所表示之化合物， [式(3)中，R¹、R²、Ar¹~Ar⁴分別與上述式(1)中者同義]。
如請求項2至4中任一項之有機電致發光元件，其中上述第二電洞傳輸層為含有下述式(4)所表示之化合物者， (式(4)中，Ar¹¹~Ar¹³之至少1個為下述式(4-2)或(4-3)所表示之基，又，並非式(4-2)所表示之基之基為下述式(4-3)或(4-4)所表示之基或者經取代或未經取代的碳數6~40之芳基，並非式(4-3)所表示之基之基為下述式(4-2)或(4-4)所表示之基或者經取代或未經取代的碳數6~40之芳基) (式中，X¹¹為氧原子或硫原子，L³~L⁵分別獨立表示單鍵、或者經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基，L³~L⁵可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基，Ar¹⁴表示經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基，Ar¹⁴可具有之取代基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基，R⁵¹~R⁵⁶分別獨立表示經取代或未經取代之碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、經取代或未經取代之成環碳數3~10之環烷基、經取代或未經取代之碳數3~10之三烷基矽烷基、經取代或未經取代之成環碳數18~30之三芳基矽烷基、經取代或未經取代之碳數8~15之烷基芳基矽烷基、經取代或未經取代之成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基，鄰接之複數個R⁵¹~R⁵⁶亦可相互鍵結，而形成形成環之飽和或不飽和之2價之基，b、f分別獨立表示0~3之整數，a、c、d、e分別獨立表示0~4之整數)。
如請求項5之有機電致發光元件，其中上述式(4-2)中之L³為經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基。
如請求項5或6之有機電致發光元件，其中上述式(4-4)中之L⁵為經取代或未經取代之成環碳數6~50之伸芳基。
如請求項5至7中任一項之有機電致發光元件，其中上述式(4)中之Ar¹¹~Ar¹³中，經取代或未經取代之碳數6~40之芳基係以下述式(4-5)~(4-7)中任一者表示， [式中，R⁶¹~R⁶⁴分別獨立為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、成環碳數3~10之環烷基、碳數3~10之三烷基矽烷基、成環碳數18~30之三芳基矽烷基、碳數8~15之烷基芳基矽烷基(芳基部分之成環碳數為6~14)、成環碳數6~50之芳基、鹵素原子或氰基，鄰接之複數個R⁶¹~R⁶⁴亦可鍵結而形成環，k、l、m、及n分別獨立為0~4之整數]。
如請求項1至8中任一項之有機電致發光元件，其於上述陽極與上述至少2層以上之電洞傳輸層之間具有含有受體材料之受體層。
如請求項1至8中任一項之有機電致發光元件，其中含有上述式(1)所表示之化合物之電洞傳輸層含有受體材料。
如請求項9或10之有機電致發光元件，其中上述受體材料為下述式(A)所表示之化合物， (式中，R₁₁~R₁₆分別獨立為氰基、-CONH₂、羧基、或-COOR₁₇(R₁₇為碳數1~20之烷基)，或者R₁₁及R₁₂、R₁₃及R₁₄、或R₁₅及R₁₆相互鍵結而形成-CO-O-CO-)。
如請求項9或10之有機電致發光元件，其中上述受體材料為下述式(B)所表示之化合物， [上述式(B)中，Ar¹⁰為成環碳數6~24之縮合環、或成環原子數6~24之雜環，ar¹及ar²分別相互可相同亦可不同，為下述式(i)或(ii)， {式中，X¹及X²相互可相同亦可不同，為下述(a)~(g)所示之二價之基中之任一者， (式中，R³¹~R³⁴分別相互可相同亦可不同，為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基或者經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基，R³²與R³³亦可相互鍵結而形成環)}式(B)中之R²¹~R²⁴分別相互可相同亦可不同，為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基、鹵素原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷氧基、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷氧基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳氧基、或者氰基，R²¹~R²⁴中相互鄰接者亦可相互鍵結而形成環，Y¹~Y⁴相互可相同亦可不同，為-N=、-CH=、或C(R²⁵)=，R²⁵為經取代或未經取代之碳數1~20之烷基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜環基、鹵素原子、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷基、經取代或未經取代之碳數1~20之烷氧基、經取代或未經取代之碳數1~20之氟烷氧基、經取代或未經取代之碳數6~50之芳氧基、或者氰基]。
如請求項9或10之有機電致發光元件，其中上述受體材料為下述式(C)所表示之化合物， (式中，Z₁~Z₃分別獨立為下述(h)所示之二價之基， (式中，Ar₃₁為經取代或未經取代之碳數6~50之芳基、或者經取代或未經取代之成環原子數3~50之雜芳基，取代基選自由氰基、氟基、三氟甲基、氯基及溴基所組成之群)。
如請求項1至13中任一項之有機電致發光元件，其中上述發光層含有選自蒽衍生物、熒蒽衍生物、苯乙烯基胺衍生物及芳基胺衍生物之至少1種之螢光發光材料。
如請求項1至14中任一項之有機電致發光元件，其中上述發光層含有磷光發光材料。
如請求項15之有機電致發光元件，其中上述磷光發光材料為銥(Ir)、鋨(Os)或鉑(Pt)金屬之鄰位金屬化錯合物。
如請求項14之有機電致發光元件，其進行藍色發光。
如請求項15或16之有機電致發光元件，其進行黃光發光、綠色發光或藍色發光。