TWI480358B

TWI480358B - 有機電場發光元件

Info

Publication number: TWI480358B
Application number: TW098145791A
Authority: TW
Inventors: 益居健介; 林誠之
Original assignee: Ｕｄｃ愛爾蘭有限公司
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2015-04-11
Also published as: CN102292840B; TW201033329A; KR101659104B1; EP2381501A1; CN102292840A; WO2010084690A1; JP2010171205A; US20110227058A1; JP5210187B2; KR20110114569A; EP2381501A4; EP2381501B1

Description

有機電場發光元件

本發明是關於一種有機電場發光元件(下文有時稱為「有機電致發光元件」或「有機EL元件」)。

有機EL元件有自發光、高速響應等特點，業界期待將其應用於平板顯示器。特別是，自從將電洞傳輸性有機薄膜(電洞傳輸層)與電子傳輸性有機薄膜(電子傳輸層)積層而成之2層型(積層型)發光元件被提出以來，其作為以10V以下的低電壓發光的大面積發光元件而受關注。積層型有機EL元件的基本結構為正極/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/負極，其中發光層可如同上述2層型般使電洞傳輸層或電子傳輸層兼具發光層的功能。

為同時達成低電壓化與高發光效率，目前已對此種有機EL元件進行了各種研究。如專利文獻1，於電子注入層及電子傳輸層使用特定的含氮雜環衍生物作為高電子傳輸性材料，可達成低電壓化與高效率。使用專利文獻1的高電子傳輸性材料確可降低驅動電壓，但在發光層使用磷光發光材料時會導致發光效率降低的問題。其原因應是：將常用的電洞傳輸性材料作為主體時，磷光發光材料亦多為電洞傳輸性，若使用電子傳輸性材料向發光層注入過多電子，則發光層內的電子流動會發生阻滯，故電子與電洞的載子平衡(carrier balance)被破壞，導致發光效率降低。

如上所述，專利文獻1揭示使用螢光發光元件的實驗例，但未揭示使用磷光發光材料的實驗例，亦未指出使用磷光發光材料時發光效率降低的問題等，且目前對使用磷光發光材料時所需的技術並無揭示或建議。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開2004-217547號公報

本發明目的在提供一種可使驅動電壓降低，同時維持高發光效率的有機電場發光元件。

本發明者等為解決上述課題而反覆深入研究，結果發現：組合使用電子傳輸性高的磷光發光材料與高電子傳輸性材料，即可促進發光層內的電子流動，改善電洞與電子的載子平衡，而可同時達成低電壓化與高發光效率，特別是使用四牙配位基鉑錯合物的磷光發光材料時，可實現高發光效率與低驅動電壓。

本發明是基於本發明者等的上述發現而成，用以解決上述課題的手段如下。即，

＜1＞一種有機電場發光元件，包括陽極與陰極之間含發光層的至少一有機層，其中至少1層含有選自通式(1)表示的含氮雜環衍生物的至少1者，且至少1層含有通式(2)表示的電子傳輸性磷光發光材料；

其中，通式(1)中A1~A3各獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基，Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 中必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；n為0~5的整數，當n在2以上時，多個R可相同或不同，另外，相鄰的多個R基可彼此鍵結而形成碳環型脂族環或碳環型芳香族環；

通式(2)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中1者以上表示氮原子；X⁵ 、X⁶ 、X⁷ 、X⁸ 、X⁹ 及X¹⁰ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹¹ 及X¹² 各自獨立表示碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，由X¹¹ 、X¹² 、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含的氮原子數目在2以下；L表示單鍵或二價連結基。

＜2＞如＜1＞之有機電場發光元件，其中通式(1)表示的含氮雜環衍生物為通式(3)表示者，

其中，A¹ ~A³ 各獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基；Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R'為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。

＜3＞如＜2＞所述之有機電場發光元件，其中通式(3)表示的含氮雜環衍生物為通式(4)表示者，

其中，A¹ 及A² 各自獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基；Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 中必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R'及R"各自獨立為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；R'及R"可相同或不同。

＜4＞如＜1＞~＜3＞任一者之有機電場發光元件，其中於通式(1)、(3)及(4)中至少一者表示的含氮雜環衍生物中，L¹ 及L² 的至少一者選自下述結構式表示的官能基，

＜5＞如＜1＞~＜4＞中任一者所述之有機電場發光元件，其中於通式(1)、(3)及(4)的至少一者表示的含氮雜環衍生物中，Ar¹ 為通式(5)~(14)中任一者表示的官能基，

上述式中，R¹ ~R⁹² 分別獨立表氫原子、鹵素原子、取代或未取代的碳數1~20烷基、取代或未取代的碳數1~20烷氧基、取代或未取代的核心碳數6~40芳氧基、取代或未取代的核心碳數12~80二芳基胺基、取代或未取代的核心碳數6~40芳基、取代或未取代的核心碳數3~40雜芳基，或者取代或未取代的核心碳數18~120二芳基胺基芳基；L³ 表示單鍵或下述結構式所表示的取代基，

＜6＞如＜1＞至＜5＞中任一項所述之有機電場發光元件，其中通式(2)表示的化合物為通式(15)表示者，

通式(15)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 分別獨立表碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 分別獨立表氫原子或取代基；X¹¹ 及X¹² 分別獨立表碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 分別獨立表碳、氮、氧或硫原子，由X¹¹ 、X¹² 、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含的氮原子數目在2以下；L表單鍵或二價連結基。

＜7＞如＜6＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15)表示的化合物為通式(15a-1)表示者，

其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表氫原子或取代基；X⁵³ 、X⁵⁴ 及X⁵⁵ 各自獨立表碳或氮原子；含X⁵³ 、X⁵⁴ 及X⁵⁵ 的5員環骨架所含氮原子數目為1或2；L表示單鍵或二價連結基。

＜8＞如＜7＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15a-1)表示的化合物為通式(15a-2)表示者，

其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各獨立表碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各獨立表氫原子或取代基；X⁵³ 及X⁵⁴ 各獨立表碳或氮原子；含X⁵³ 及X⁵⁴ 的5員環骨架所含氮原子數目為1或2；R⁷⁵ 表氫原子或取代基；L表單鍵或二價連結基。

＜9＞如＜8＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15a-2)表示的化合物為通式(15a-3)表示者，

通式(15a-3)中X¹ 、X² 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基；X⁵³ 及X⁵⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；含X⁵³ 及X⁵⁴ 的5員環骨架所含氮原子數目為1或2；R⁷⁵ 表示氫原子或取代基；L表示單鍵或二價連結基。

＜10＞如＜6＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15)表示的化合物為通式(15b-1)表示者，

通式(15b-1)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基；X⁶¹ 表示碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，由X⁶¹ 、碳原子、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含氮原子數目在2以下；L表單鍵或二價連結基。

＜11＞如＜10＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15b-1)表示的化合物為通式(15b-2)表示者，

通式(15b-2)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基；X⁹⁴ 及X⁹⁵ 各自獨立表碳或氮原子；X⁹⁴ 及X⁹⁵ 的至少一者表示碳原子；R⁹³ 表示氫原子或取代基；L表單鍵或二價連結基。

＜12＞如＜11＞所述之有機電場發光元件，其中通式(15b-2)表示的化合物為通式(15b-3)表示者，

通式(15b-3)中X¹ 、X² 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹ 、X² 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基；X⁹⁴ 及X⁹⁵ 各自獨立表示碳或氮原子；X⁹⁴ 及X⁹⁵ 的至少一者表示碳原子；R⁹³ 表示氫原子或取代基；L表示單鍵或二價連結基。

＜13＞如＜1＞~＜12＞中任一項所述之有機電場發光元件，其中發光層含有：具有通式(2)表示的部分結構的多牙配位基金屬錯合物及通式(15)、(15a-1)、(15a-2)、(15a-3)、(15b-1)、(15b-2)及(15b-3)表示的四牙配位基鉑錯合物中的至少一者。

＜14＞如＜1＞~＜13＞中任一項所述之有機電場發光元件，其中發光層含有具有通式(2)表示的部分結構的多牙配位基金屬錯合物及通式(15)、(15a-1)、(15a-2)、(15a-3)、(15b-1)、(15b-2)及(15b-3)表示的四牙配位基鉑錯合物中的至少一者，以及至少一主體材料。

＜15＞如＜14＞所述之有機電場發光元件，其中至少一種主體材料具有電洞傳輸性。

＜16＞如＜1＞~＜15＞中任一項所述之有機電場發光元件，其中含氮雜環衍生物是用作電子注入材料及電子傳輸材料的至少一者。

＜17＞如＜1＞~＜16＞中任一項所述之有機電場發光元件，其中含有含氮雜環衍生物的層含有還原性摻質。

＜18＞如＜17＞所述之有機電場發光元件，其中還原性摻質是選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物中的至少一種。

[發明之效果]

本發明可解決先前的問題，而可提供一種可降低驅動電壓且同時維持高發光效率的有機電場發光元件。

(有機電場發光元件)

本發明的有機電場發光元件於陽極與陰極之間具有包含發光層的至少一層有機層，其中至少1層含有選自特定含氮雜環衍生物的至少1種，且至少1層含有特定的電子傳輸性磷光發光材料。

＜含氮雜環衍生物＞

上述含氮雜環衍生物含有選自通式(1)所表含氮雜環衍生物的至少1種。

通式(1)中A¹ ~A³ 各自獨立為氮或碳原子。Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基。Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。Ar¹ 及Ar² 中必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基。L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基。R為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；n為0~5的整數，當n在2以上時，多個R可相同或不同，另外，相鄰的多個R基可彼此鍵結而形成碳環式脂族環或碳環式芳香族環。

通式(1)表示的含氮雜環衍生物較佳是通式(3)表示者。

通式(3)中A¹ ~A³ 各自獨立為氮或碳原子。Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基，Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。Ar¹ 及Ar² 中必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基。

L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基。

R'為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。

通式(3)表示的含氮雜環衍生物較佳是通式(4)表示者。

上述通式(4)中A¹ 及A² 各自獨立為氮或碳原子。

Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基。Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。Ar¹ 及Ar² 中必有一者為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基。

R'及R"各自獨立為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；R^' 及R"可相同或不同。

通式(1)、(3)及(4)至少一者所表含氮雜環衍生物中，較佳是L¹ 及L² 的至少一者選自下述結構式表示的官能基。

通式(1)、(3)及(4)中至少一者表示的含氮雜環衍生物中，較佳是Ar¹ 為通式(5)~(14)中任一者表示的官能基。

上述式中R¹ ~R⁹² 分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、取代或未取代的碳數1~20烷基、取代或未取代的碳數1~20烷氧基、取代或未取代的核心碳數6~40芳氧基、取代或未取代的核心碳數12~80二芳基胺基、取代或未取代的核心碳數6~40芳基、取代或未取代的核心碳數3~40雜芳基，或者取代或未取代的核心碳數18~120二芳基胺基芳基。L³ 表示單鍵或下述結構式表示的取代基。

可用於本發明的含氮雜環衍生物的具體例為以下的化合物，但並不限定於此等。

上述含氮雜環衍生物較佳是用作電子注入材料及電子傳輸材料中的至少一者。

上述含氮雜環衍生物包含於有機層的至少1層中，較佳是包含於電子注入層及電子傳輸層的至少一者之中。

上述電子注入層及電子傳輸層是具有自陰極或陰極側接收電子，並將其傳輸至陽極側的功能的膜層。

含有上述含氮雜環衍生物的層(有機層、電子注入層、電子傳輸層)較佳含有還原性摻質。

此還原性摻質較佳是選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物中的至少一種。

上述還原性摻質的使用量依材料種類而不同，較佳是相對電子傳輸層材料或電子注入層材料為0.1~99wt%，更佳是0.3~80wt%，又更佳是0.5~50wt%。

上述電子傳輸層及電子注入層可以周知方法形成，例如可藉由蒸鍍法、濕式製膜法、MBE(分子束磊晶)法、簇型離子束(Cluster Ion Beam)法、分子積層法、LB(Langmuir-Blodgett)法、印刷法、轉印法等適當地形成。

上述電子傳輸層的厚度較佳是1~200nm，更佳1~100nm，又更佳是1~50nm。

上述電子注入層的厚度較佳是1~200nm，更佳1~100nm，又更佳是1~50nm。

＜電子傳輸性磷光發光材料＞

上述電子傳輸性磷光發光材料較佳含有通式(2)表示的電子傳輸性磷光發光材料。

通式(2)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表氮原子。X⁵ 、X⁶ 、X⁷ 、X⁸ 、X⁹ 及X¹⁰ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹¹ 及X¹² 各自獨立表示碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，由X¹¹ 、X¹² 、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含的氮原子數目在2以下。L表示單鍵或二價連結基。

通式(2)表示的化合物較佳是通式(15)表示者。

通式(15)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基。X¹¹ 及X¹² 各自獨立表示碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，由X¹¹ 、X¹² 、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含的氮原子數目在2以下。L表示單鍵或二價連結基。

通式(15)表示的化合物較佳是通式(15a-1)表示者。

其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各獨立表示氫原子或取代基。X⁵³ 、X⁵⁴ 及X⁵⁵ 各獨立表示碳或氮原子，含有X⁵³ 、X⁵⁴ 及X⁵⁵ 的5貞環骨架所含的氮原子數目為1或2。L表示單鍵或二價連結基。

通式(15a-1)表示的化合物較佳是通式(15a-2)表示者。

通式(15a-2)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基。X⁵³ 及X⁵⁴ 各自獨立表示碳或氮原子，含X⁵³ 及X⁵⁴ 的5員環骨架所含氮原子數目為1或2。R⁷⁵ 表示氫原子或取代基。L表示單鍵或二價連結基。

通式(15a-2)表示的化合物較佳是通式(15a-3)表示者。

通式(15a-3)中X¹ 、X² 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表氫原子或取代基。X⁵³ 及X⁵⁴ 各自獨立表示碳或氮原子，含X⁵³ 及X⁵⁴ 的5員環骨架所含氮原子數目為1或2。R⁷⁵ 表示氫原子或取代基。L表示單鍵或二價連結基。

通式(15)表示的化合物較佳是通式(15b-1)表示者。

通式(15b-1)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表氫原子或取代基。X⁶¹ 表碳或氮原子。X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，由X⁶¹ 、碳原子、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含氮原子數目在2以下。L表示單鍵或二價連結基。

通式(15b-1)表示的化合物較佳是通式(15b-2)表示者。

通式(15b-2)中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表氫原子或取代基。X⁹⁴ 及X⁹⁵ 各自獨立表示碳或氮原子，X⁹⁴ 及X⁹⁵ 的至少一者表示碳原子。R⁹³ 表示氫原子或取代基。L表單鍵或二價連結基。

通式(15b-2)表示的化合物較佳是通式(15b-3)表示者。

通式(15b-3)中X¹ 、X² 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子。X¹ 、X² 及X⁴ 中任意1個以上表示氮原子。R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基。X⁹⁴ 及X⁹⁵ 各自獨立表示碳或氮原子，X⁹⁴ 及X⁹⁵ 的至少一者表示碳原子。R⁹³ 表示氫原子或取代基。L表示單鍵或二價連結基。

可用於本發明的電子傳輸性磷光發光材料的具體例為以下化合物，但並不限於以下化合物。

具有上述通式(2)表示的部分結構的多牙配位基金屬錯合物及通式(15)、(15a-1)、(15a-2)、(15a-3)、(15b-1)、(15b-2)及(15b-3)表示的四牙配位基鉑錯合物中的至少一者包含於有機層中的至少1層中，較佳是包含於發光層中。

具有上述通式(2)表示的部分結構的多牙配位基金屬錯合物及通式(15)、(15a-1)、(15a-2)、(15a-3)、(15b-1)、(15b-2)及(15b-3)表示的四牙配位基鉑錯合物中的至少一者以及至少一主體材料較佳是含於發光層中，其亦可含有金剛烷等添加劑。

於此情況下，作為上述發光性摻質的電子傳輸性磷光發光材料於發光層中的含量，相對於形成發光層的化合物的總重量，通常較佳為0.1~90wt%，更佳是1~50wt%，又更佳是1~25wt%。

作為上述主體材料，可較佳使用電子傳輸性主體及電洞傳輸性主體的任一者，亦可併用電子傳輸性主體與電洞傳輸性主體。

＜電子傳輸性主體材料＞

就提高耐久性、降低驅動電壓的觀點，用於本發明的電子傳輸性主體材料較佳是電子親和力Ea在2.5eV以上3.5eV以下，更佳2.6eV以上3.4eV以下，又更佳2.8eV以上3.3eV以下。另就提高耐久性、降低驅動電壓的觀點，較佳是游離電位Ip在5.7eV以上7.5eV以下，更佳5.8eV以上7.0eV以下，又更佳是5.9eV以上6.5eV以下。

較佳的最低三重態激發能階(以下稱T1)較佳是2.2eV以上3.7eV以下，更佳是2.4eV以上3.7eV以下，又更佳是2.4eV以上3.4eV以下。

上述電子傳輸性主體具體可舉出：吡啶、嘧啶、三嗪、咪唑、吡唑、三唑、噁唑、噁二唑、芴酮、蒽醌二甲烷、蒽酮、聯苯醌、二氧化噻喃、碳二醯亞胺、亞芴基甲烷、二苯乙烯吡嗪、氟取代芳香族化合物、萘、苝等的芳香環四羧酸二酐、酞菁、及此等的衍生物(亦可與其他環形成縮合環)、8-羥基喹啉(quinolinol)衍生物的金屬錯合物或金屬酞菁、將苯并噁唑或苯并噻唑作為配位基的金屬錯合物所代表的各種金屬錯合物等。

電子傳輸性主體較佳是金屬錯合物、唑衍生物(苯并咪唑衍生物、咪唑吡啶衍生物等)、嗪衍生物(吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物等)，其中於本發明中，就耐久性而言，較佳是金屬錯合物，其更佳是包含具有與金屬配位的至少1個氮、氧或硫原子的配位基的金屬錯合物。

金屬錯合物中的金屬離子並無特別限定，較佳是鈹、鎂、鋁、鎵、鋅、銦、錫、鉑或鈀離子，更佳是鈹、鋁、鎵、鋅、鉑或鈀離子，又更佳是鋁、鋅、鉑或鈀離子。

上述金屬錯合物所含配位基可為各種周知配位基，例如“Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”(Springer-Verlag出版社，H.Yersin著，1987年發行)及「有機金屬化學-基礎與應用-」(裳華房出版社，山本明夫著，1982年發行)等所記載的配位基。

上述配位基較佳是含氮雜環配位基(碳數1~30較佳，2~20更佳，3~15特佳)，其可為單牙配位基，亦可為雙牙以上的配位基，較佳是雙牙以上六牙以下的配位基。雙牙以上六牙以下配位基與單牙配位基的混合配位基亦較佳。

配位基例如：嗪配位基(如吡啶配位基、聯吡啶配位基、三聯吡啶配位基等)、羥基苯基唑配位基(如羥基苯基苯幷咪唑配位基、羥基苯基苯幷噁唑配位基、羥基苯基咪唑配位基、羥基苯基咪唑吡啶配位基等)、烷氧配位基(碳數1~30較佳，1~20更佳，1~10特佳，如甲氧基、乙氧基、丁氧基、2-乙基己氧基等)、芳氧配位基(碳數6~30較佳，6~20更佳，6~12特佳，如苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、4-聯苯氧基等)、雜芳氧配位基(碳數1~30較佳，1~20更佳，1~12特佳，如吡啶氧基、吡嗪氧基、嘧啶氧基、喹啉氧基等)、烷硫配位基(碳數1~30較佳，1~20更佳，1~12特佳，如甲硫基、乙硫基等)、芳硫配位基(碳數6~30較佳，6~20更佳，6~12特佳，如苯硫基等)、雜芳硫配位基(碳數1~30較佳，1~20更佳，1~12特佳，如吡啶硫基、2-苯幷咪唑硫基、2-苯幷噁唑硫基、2-苯幷噻唑硫基等)、矽烷氧配位基(碳數1~30較佳，3~25更佳，6~20特佳，如三苯基矽烷氧基、三乙氧基矽烷氧基、三異丙基矽烷氧基等)、芳香族烴陰離子配位基(碳數6~30較佳，6~25更佳，6~20特佳，如苯陰離子、萘陰離子、蒽陰離子等)、芳香族雜環陰離子配位基(碳數1~30較佳，2~25更佳，2~20特佳，如吡咯陰離子、吡唑陰離子、三唑陰離子、噁唑陰離子、苯幷噁唑陰離子、噻唑陰離子、苯幷噻唑陰離子、噻吩陰離子、苯幷噻吩陰離子等)、假吲哚陰離子配位基等，較佳是含氮雜環配位基、芳氧配位基、雜芳氧基或矽烷氧配位基，更佳是含氮雜環配位基、芳氧配位基、矽烷氧配位基、芳香族烴陰離子配位基或芳香族雜環陰離子配位基。

金屬錯合物電子傳輸性主體材料的例子為：日本專利公開2002-235076號公報、日本專利公開2004-214179號公報、日本專利公開2004-221062號公報、日本專利公開2004-221065號公報、日本專利公開2004-221068號公報、日本專利公開2004-327313號公報等所記載的化合物。

具體而言，上述電子傳輸性主體材料例如為以下材料，但並不限於以下材料。

＜電洞傳輸性主體材料＞

就提高耐久性、降低驅動電壓的觀點，用於本發明發光層的電洞傳輸性主體材料較佳是游離電位Ip在5.1eV以上6.4eV以下者，更佳5.4eV以上6.2eV以下，又更佳5.6eV以上6.0eV以下。另就提高耐久性、降低驅動電壓的觀點，較佳是電子親和力Ea在1.2eV以上3.1eV以下，更佳1..4eV以上3.0eV以下，又更佳1.8eV以上2.8eV以下。

上述電洞傳輸性主體材料例如：吡咯、吲哚、咔唑、氮雜吲哚、氮雜咔唑、吡唑、咪唑、聚芳基烷烴、吡唑啉、吡唑啉酮、苯二胺、芳基胺、胺基取代查耳酮、苯乙烯基蒽、芴酮、腙、均二苯乙烯、矽氮烷、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亞甲基系化合物、卟啉系化合物、聚矽烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)、苯胺系共聚物、噻吩寡聚物、聚噻吩等導電性高分子寡聚物、有機矽烷、碳膜、或此等的衍生物等。

其中較佳的是吲哚衍生物、咔唑衍生物、氮雜吲哚衍生物、氮雜咔唑衍生物、芳香族三級胺化合物、噻吩衍生物，特佳的是分子內具有多個吲哚骨架、咔唑骨架、氮雜吲哚骨架、氮雜咔唑骨架或芳香族三級胺骨架。

另外，本發明可使用將主體材料的氫的一部分或全部取代為氘而成的主體材料(日本專利申請案2008-126130號說明書、日本專利特表2004-515506號公報)。

作為上述電洞傳輸性主體材料的具體化合物例如為下述化合物，但並不限於下述化合物。

上述發光層有如下功能：於施加電場時自陽極、電洞注入層或電洞傳輸層接收電洞並自陰極、電子注入層或電子傳輸層接收電子，提供電洞與電子的再結合場所而發光。

上述發光層並無特別限制，可以周知方法形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等乾式製膜法、濕式塗佈方式、轉印法、印刷法、噴墨方式等適當形成。

上述發光層厚度並無特別限制，可視目的適當選擇，較佳是2~500nm，就外部量子效率的觀點，更佳是3~200nm，又更佳是10~200nm。另外，上述發光層可為1層，亦可為2層以上，並可使各層發出不同顏色的光。

本發明的有機電場發光元件於陽極與陰極之間具有包含發光層的有機層，亦可視目的而包含其他層。

上述有機層至少包含上述發光層，亦可包含電子傳輸層、電子注入層，並且視需要亦可包含電洞注入層、電洞傳輸層、電洞阻擋層、電子阻擋層等。

＜電子注入層、電子傳輸層＞

上述電子注入層、電子傳輸層具有自陰極或陰極側接收電子，並將其傳輸至陽極側的功能。

上述電子傳輸層是含有上述電子傳輸性主體材料、上述推電子性摻質等材料而形成。

上述電子注入層、電子傳輸層的厚度並無特別限制，可視目的適當選擇，就降低驅動電壓的觀點而言，較佳是分別在500nm以下。

上述電子傳輸層厚度較佳是1~500nm，更佳是5~200nm，又更佳是10~100nm。另外，電子注入層厚度較佳是0.1~200nm，更佳是0.2~100nm，又更佳是0.5~50nm。

上述電子注入層、電子傳輸層可為包含1種或2種以上材料的單層結構，亦可為包含相同組成或不同組成之多層的多層結構。

＜電洞注入層、電洞傳輸層＞

上述電洞注入層及電洞傳輸層具有自陽極或陽極側接收電洞，並將其傳輸至陰極側的功能。該電洞注入層及電洞傳輸層可為單層結構，亦可為包含相同組成或不同組成之多層的多層結構。

用於此等膜層的電洞注入材料或電洞傳輸材料可為低分子化合物，亦可為高分子化合物。

上述電洞注入材料或電洞傳輸材料無特別限制，可視目的適當選擇，例如：吡咯衍生物、咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、均二苯乙烯衍生物、矽氮烷衍生物、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亞甲基系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、噻吩衍生物、有機矽烷衍生物、碳等。此等材料可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

上述電洞注入層及電洞傳輸層中可含吸電子摻質。

上述吸電子摻質若具有可藉由吸電子性來氧化有機化合物的性質，則使用無機化合物、有機化合物均可。

上述無機化合物並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：氯化鐵(III)、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、五氯化銻等鹵化金屬；五氧化二釩、三氧化鉬等金屬氧化物等。

上述有機化合物無特別限制，可視目的適當選擇，例如：具有硝基、鹵素、氰基、三氟甲基等作取代基的化合物；醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯(fullerene)等。

此等吸電子摻質可單用1種，亦可併用2種以上。

上述吸電子摻質的使用量依材料種類而不同，較佳是相對於電洞傳輸層材料或電洞注入材料為0.01~50wt%，更佳是0.05~20wt%，又更佳是0.1~10wt%。

上述電洞注入層及電洞傳輸層可以周知方法形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等乾式製膜法、濕式塗佈方式、轉印法、印刷法、噴墨方式等適當形成。

上述電洞注入層及電洞傳輸層的厚度較佳是1~500nm，更佳是5~200nm，又更佳是10~100nm。

＜電洞阻擋層、電子阻擋層＞

上述電洞阻擋層具有防止自陽極側傳輸至發光層的電洞穿過陰極側之功能，通常設置為於陰極側與發光層鄰接的有機化合物層。

上述電子阻擋層具有防止自陰極側傳輸至發光層的電子穿過陽極側之功能，通常設置為於陽極側與發光層鄰接的有機化合物層。

構成上述電洞阻擋層的化合物例如：BAlq等鋁錯合物、三唑衍生物、BCP(bathocuproine)等啡啉衍生物等。

構成上述電子阻擋層的化合物例如可利用上述電洞傳輸材料所舉例的化合物。

上述電子阻擋層及電洞阻擋層並無特別限制，可以周知方法形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等乾式製膜法、濕式塗佈方式、轉印法、印刷法、噴墨方式等適當形成。

上述電洞阻擋層及電子阻擋層的厚度較佳是1~200nm，更佳1~50nm，又更佳3~10nm。另外，電洞阻擋層及電子阻擋層可為包含1種或2種以上之上述材料的單層結構，亦可為包含相同或不同組成之多層的多層結構。

<電極>

本發明的有機電場發光元件包含一對電極，即陽極與陰極。就此有機電場發光元件的性質而言，較佳是陽極及陰極中至少一者為透明電極。通常，陽極只要具有作為向有機化合物層供給電洞之電極的功能即可，陰極只要具有作為向有機化合物層注入電子之電極的功能即可。

關於上述電極，其形狀、結構、大小等並無特別限制，可根據有機電場發光元件的用途、目的而自周知的電極材料中適當選擇。

構成上述電極的材料例如可適當舉出：金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物，或此等的混合物等。

-陽極-

構成陽極的材料例如：摻雜銻或氟等的氧化錫(ATO、FTO)、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅銦(IZO)等導電性金屬氧化物；金、銀、鉻、鎳等金屬；此等金屬與導電性金屬氧化物的混合物或積層物；碘化銅、硫化銅等無機導電性物質；聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等有機導電性材料，或此等材料與ITO的積層物等。此等材料中較佳的是導電性金屬氧化物，就生產性、高導電性、透明性等方面而言，特佳的是ITO。

-陰極-

構成陰極的材料例如：鹼金屬(如Li、Na、K、Cs等)、鹼土金屬(如Mg、Ca等)、金、銀、鉛、鋁、鈉-鉀合金、鋰-鋁合金、鎂-銀合金、銦、鐿等稀土金屬等。此等材料可單獨使用1種，而就同時達成穩定性與電子注入性的觀點而言，可較佳併用2種以上。

此等材料中，就電子注入性方面而言，較佳的是鹼金屬或鹼土金屬；就保存穩定性良好的方面而言，較佳的是以鋁為主體的材料。

上述所謂以鋁為主體的材料，是指純鋁、鋁與0.01~10wt%的鹼金屬或鹼土金屬的合金(例如鋰鋁合金、鎂鋁合金等)，或此等材料的混合物()。

上述電極的形成方法並無特別限制，可以周知方法進行，例如：印刷方式、塗覆方式等濕式方式；真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍法等物理方式；化學氣相沈積(CVD)、電漿CVD法等化學方式等，可考慮與構成上述電極的材料的適合性於此等方法中作適當選擇，並以所選方法於上述基板上形成電極。例如，選擇ITO作陽極材料時，可以直流或高頻濺鍍法、真空蒸鍍法、離子鍍法等來形成電極。選擇金屬等作為陰極材料時，可藉由濺鍍法等同時或依序形成其1種或2種以上。

另外，於形成上述電極時進行圖案化的情況下，可藉由利用微影法等的化學蝕刻來圖案化，亦可藉由利用雷射等的物理蝕刻來圖案化，另外，可重疊罩幕實施真空蒸鍍或濺鍍等來進行圖案化，亦可藉由剝離(Lift-off)法或印刷法來進行圖案化。

＜基板＞

本發明的有機電場發光元件較佳是設置於基板上，可以電極與基板直接接觸的形式進行設置，亦可以夾有中間層的形式進行設置。

上述基板的材料並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：氧化釔穩定化氧化鋯(YSZ)、玻璃(無鹼玻璃、鈉鈣玻璃等)等無機材料；聚對苯二甲酸乙二酯、聚鄰苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯；聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚碸、聚芳酯、聚醯亞胺、聚環烯烴、降冰片烯樹脂、聚(氯三氟乙烯)等有機材料等。

上述基板的形狀、結構、大小等並無特別限制，可根據發光元件的用途、目的等適當選擇。通常，基板的形狀較佳是板狀。基板的結構可為單層結構，亦可為積層結構，另外，可由單一構件形成，亦可由2個以上的構件所形成。基板可為透明，亦可為不透明。於基板為透明的情況下，可為無色透明，亦可為有色透明。

另可於上述基板表面或背面設置防透濕層(阻氣層)。

上述防透濕層(阻氣層)的材料例如為氮化矽、氧化矽等無機物等。

上述防透濕層(阻氣層)例如可以高頻濺鍍法等形成。

-保護層-

有機電場發光元件的整體可以保護層進行保護。

上述保護層所含的材料具有抑制水分或氧氣等促進元件劣化的物質進入到元件內的功能即可，無特別限制，可視目的作適當選擇，例如：In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等金屬；MgO、SiO、SiO₂ 、Al₂ O₃ 、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、TiO₂ 等金屬氧化物；SiN_x 、SiN_x O_y 等金屬氮化物；MgF₂ 、LiF、AlF₃ 、CaF₂ 等金屬氟化物；聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醯亞胺、聚脲、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚二氯二氟乙烯、氯三氟乙烯與二氯二氟乙烯的共聚物、使含有四氟乙烯與至少1種共聚單體的單體混合物共聚合所得的共聚物、於共聚主鍵上具有環狀結構的含氟共聚物、吸水率1%以上的吸水性物質、吸水率0.1%以下的防濕性物質等。

上述保護層的形成方法並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：真空蒸鍍法、濺鍍法、反應性濺鍍法、MBE(分子束磊晶)法、簇型離子束法、離子鍍法、電漿聚合法(高頻激發離子鍍法)、電漿CVD法、雷射CVD法、熱CVD法、氣體源CVD法、塗覆法、印刷法、轉印法等。

-密封容器-

本發明的有機電場發光元件可使用密封容器整個密封。再者，亦可於上述密封容器與有機電場發光元件之間的空間填充水分吸收劑或惰性液體。

上述水分吸收劑無特別限制，可視目的適當選擇，例如：氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、五氧化二磷、氯化鈣、氯化鎂、氯化銅、氟化銫、氟化鈮、溴化鈣、溴化釩、分子篩、沸石、氧化鎂等。

上述惰性液體並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：石蠟類、流動石蠟類；全氟烷烴、全氟胺、全氟醚等氟系溶劑；氯系溶劑、矽油(silicone oil)類等。

-樹脂密封層-

本發明的有機電場發光元件較佳以樹脂密封層密封，以抑制來自大氣的氧氣或水分所導致的元件性能劣化。

上述樹脂密封層的樹脂原料並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氟系樹脂、聚矽氧系樹脂、橡膠系樹脂、酯系樹脂等。此等材料中，就防水功能而言，特佳是環氧樹脂。環氧樹脂中較佳的是熱硬化型環氧樹脂或光硬化型環氧樹脂。

上述樹脂密封層的製作方法並無特別限制，可視目的適當選擇，例如：塗佈樹脂溶液的方法、壓接或熱壓接樹脂片體的方法、藉由蒸鍍或濺鍍等進行乾式聚合的方法等。

-密封黏著劑-

本發明所用的密封黏著劑具有防止水分或氧氣自端部侵入的功能。

上述密封黏著劑的材料可與上述樹脂密封層所用者相同。此等材料中就防止水分方面而言，較佳的是環氧系黏著劑，特佳的是光硬化型黏著劑或熱硬化型黏著劑。

於上述密封黏著劑中添加填充料亦佳。此填充料例如較佳是SiO₂ 、SiO(氧化矽)、SiON(氮氧化矽)、SiN(氮化矽)等無機材料。藉由添加填充料，密封黏著劑的黏度會上升，加工適應性提高，並且耐濕性提高。

上述密封黏著劑可含有乾燥劑，例如：氧化鋇、氧化鈣、氧化鍶等。上述乾燥劑的添加量較佳是相對於上述密封黏著劑為0.01~20wt%，更佳是0.05~15wt%。若添加量小於0.01wt%，乾燥劑的添加效果輕微；若超出20wt%，則難以於密封黏著劑中均勻地分散乾燥劑。

本發明可用分注器等以任意量塗佈添有上述乾燥劑的密封黏著劑，並於重疊第2基板後使其硬化以進行密封。

圖1表示本發明有機電場發光元件的層結構之一例的簡圖。有機EL元件10的層結構是由形成於玻璃基板1上的陽極2(例如ITO電極)、電洞注入層3、電洞傳輸層4、發光層5、電子傳輸層6、電子注入層7、陰極8(例如Al-Li電極)依序堆疊而成。另外，陽極2(如ITO電極)與陰極8(如Al-Li電極)是經由電源而相互連接。

-驅動-

本發明的有機電場發光元件可藉由在陽極與陰極之間施加直流(視需要可含有交流成分)電壓(通常為2V~15V)、或直流電流而使其發光。

本發明的有機電場發光元件可藉助薄膜電晶體而適於主動矩陣驅動。薄膜電晶體的主動層可用非晶矽、高溫多晶矽、低溫多晶矽、微晶矽、氧化物半導體、有機半導體、奈米碳管等。

本發明的有機電場發光元件例如可應用WO2005/088726號、日本專利公開2006-165529號公報、美國專利申請公開2008/0237598A1說明書等所記載的薄膜電晶體。

本發明的有機電場發光元件並無特別限制，可藉由各種周知方法來提高光的出射效率。例如，藉由加工基板表面形狀(例如形成微細的凹凸圖案)，控制基板、ITO層、有機層的折射率，以及控制基板、ITO層、有機層的膜厚等，即可提高光的出射效率，以提高外部量子效率。

自本發明的有機電場發光元件出射光的方式，可為頂部發光方式，亦可為底部發光方式。

本發明有機電場發光元件可具共振器結構，例如於透明基板上重疊含不同折射率的多積層膜的多層膜鏡、透明或半透明電極、發光層及金屬電極而得。發光層產生的光以多層膜鏡與金屬電極為反射板，於其間反覆反射而共振。

另一較佳型態為：於透明基板上，令透明或半透明電極與金屬電極分別發揮反射板的功能，而使發光層所產生的光於其間反覆反射而進行共振。

為形成共振結構，可調整由2反射板的有效折射率、反射板間各層的折射率及厚度所決定的光程，使其達到能獲得所需共振波長的最佳值。第一型態情況下的算式記載於日本專利公開平9-180883號公報。第二型態情況下的算式記載於日本專利公開2004-127795號公報。

-用途-

本發明的有機電場發光元件的用途並無特別限制，可視目的適當選擇，較佳用於顯示元件、顯示器、背光裝置、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標識、招牌、室內裝飾、光通訊等。

使上述有機EL顯示器成為全彩顯示器的方法例如已知有：如「顯示器月刊」2000年9月號33~37頁所述，將分別發出對應三原色(藍綠紅，BGR)的光的有機EL元件配置於基板上的三色發光法、使白光有機電場發光元件發出的白光通過彩色濾光器而分成三原色的白色法、使藍光有機電場發光元件發出的藍光通過螢光色素層而轉換成紅及綠色的色彩轉換法等。另外，合用多個上述方法所得的不同發光色的有機電場發光元件，可獲得所需發光色的平面型光源，例如：組合藍及黃色的發光元件而成的白光光源，組合藍、綠、紅色的發光元件而成的白光光源等。

[實驗例]

以下說明本發明實驗例，但本發明不受其任何限制。

(比較例1) -有機電場發光元件的製作-

將厚0.5mm、2.5cm見方的玻璃基板放入洗淨容器，於2-丙醇中超音波清洗後，作30分鐘紫外線-臭氧處理，再用真空蒸鍍法於其上蒸鍍以下各層。另如無特別說明，以下實驗例及比較例中的蒸鍍速度為0.2nm/s。蒸鍍速度是使用晶體振盪器測定，以下各層的厚度也是。

先於玻璃基板上濺蒸鍍100nm厚的氧化銦錫作陽極。

繼而，於ITO陽極上蒸鍍140nm厚的2-TNATA(4,4',4"-三(N-(2-萘基)-N-苯基胺基)三苯基胺)作為電洞注入層。

接著，於電洞注入層上蒸鍍7nm厚的α-NPD(雙[N-(1-萘基)-N-苯基]聯苯胺)作為電洞傳輸層。

然後，於電洞傳輸層上蒸鍍3nm厚的下述結構式表示的胺化合物1，以作為第二電洞傳輸層。

繼而，於第二電洞傳輸層上蒸鍍30nm厚的發光層，該發光層摻有作為電洞傳輸性主體材料的下述結構式表示的H-4[mCP：(N,N'-二咔唑基-3,5-苯)]，以及相對於該mCP為6.0wt%的作為電洞傳輸性磷光發光材料的Firpic[雙(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲醯合銥(III)]。

繼而，於發光層上蒸鍍40nm厚的下述結構式表示的含氮雜環衍生物1作為電子傳輸層，其屬於通式(1)所包括的高電子傳輸性材料。

繼而，於電子傳輸層上蒸鍍1nm厚的LiF作為電子注入層。

接著，於電子注入層上設置使發光區域成為2×2mm² 的圖案化遮罩，並蒸鍍100nm厚的金屬鋁作為陰極。

將以上步驟製作的積層體放入氬氣置換的手套箱，使用不鏽鋼製密封罐及紫外線硬化型黏著劑XNR5516HV(Nagase Chiba公司製)密封，以製作比較例1的有機電場發光元件。

(比較例2) -有機電場發光元件的製作-

除了使用為低電子傳輸性材料的BAlq[雙(2-甲基-8-羥基喹啉-N1,O8)-(4-苯基苯酚)鋁(III)]作為電子傳輸層以外，以與比較例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(比較例3) -有機電場發光元件的製作-

除了使用屬於通式(2)所包括的電子傳輸性磷光發光材料的下述結構式表示的D-1作為發光材料以外，以與比較例2相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例1) -有機電場發光元件的製作-

除了使用上述結構式表示的D-1代替Firpic作發光材料以外，以與比較例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例2) -有機電場發光元件的製作-

除使用下述結構式表示的含氮雜環衍生物2作電子傳輸層外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例3) -有機電場發光元件的製作-

除使用下述結構式表示的含氮雜環衍生物3作電子傳輸層外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例4) -有機電場發光元件的製作-

除使用下述結構式表示的含氮雜環衍生物4作電子傳輸層外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例5) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-2作為發光材料以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例6) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的H-24作為主體材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物2作為電子傳輸層以外，以與實驗例5相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例7) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的H-27作為主體材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物3作為電子傳輸層以外，以與實驗例5相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例8) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的H-17作為主體材料，使用下述結構式表示的D-3作為發光材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物4作為電子傳輸層以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例9) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-4作為發光材料以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例10) -有機電場發光元件的製作-

除了使用上述結構式表示的H-24作為主體材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物2作為電子傳輸層以外，以與實驗例9相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例11) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-5作為發光材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物3作為電子傳輸層以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例12) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-9作為發光材料且使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物4作為電子傳輸層以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例13) -有機電場發光元件的製作-

除使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物1作電子傳輸層外，以與實驗例12相同方式製作有機電場發光元件。

(實驗例14) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-10作為發光材料以外，以與實驗例2相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例15) -有機電場發光元件的製作-

除使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物3作電子傳輸層外，以與實驗例14相同方式製作有機電場發光元件。

(實驗例16) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-14作為發光材料以外，以與實驗例4相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例17) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-15作為發光材料以外，以與實驗例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例18) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-23作為發光材料以外，以與實驗例2相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例19) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的D-24作為發光材料以外，以與實驗例3相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例20) -有機電場發光元件的製作-

除使用上述結構式表示的含氮雜環衍生物4作電子傳輸層外，以與實驗例19相同方式製作有機電場發光元件。

繼而，對於所製作的實驗例1~20及比較例1~3，以如下方式測定驅動電壓及外部量子效率，其結果示於表1。

＜驅動電壓的測定＞

使用日本東陽科技公司製的電源測量單元2400，對各元件施加直流電壓而使其發光，並測量電流達10mA/cm² 時的電壓作為驅動電壓。

＜外部量子效率的測定＞

使用日本東陽科技公司製電源測量單元2400對各元件施加直流電壓使其發光，並使用Topcon公司製光譜分析儀SR-3測量發光光譜、亮度，然後基於這些數值，藉由亮度換算法算出電流為10mA/cm² 時的外部量子效率。

由表1結果可知，對比較例1與比較例2作比較時，於使用Firpic作為電洞傳輸性磷光發光材料的情形下，將電子傳輸層自屬於低電子傳輸性材料的BAlq變為屬於高電子傳輸性材料的含氮雜環衍生物1，則驅動電壓確有降低，但外部量子效率降低，而無法同時達成磷光發光所產生的高量子效率與低電壓化。

然而，若比較使用電子傳輸性磷光發光材料之四牙配位基鉑錯合物(D-1)的比較例3與實驗例1，則將電子傳輸層自BAlq變為含氮雜環衍生物1時可見大幅度的低電壓化，進而外部量子效率可維持高數值。另外，由實驗例2~4可確認滿足通式(1)的3種含氮雜環衍生物有相同的效果，由實驗例5~20可確認滿足通式(2)的電子傳輸性磷光發光材料仍可有相同的效果。

(比較例4) -有機電場發光元件的製作-

除了將電洞注入層的2-TNATA變為DNTPD(N,N'-雙[4-(二間甲苯基胺基)苯基]-N,N'-二苯基聯苯-4,4'-二胺)以外，以與比較例1相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例21) -有機電場發光元件的製作-

除了將Firpic改為下述結構式表示的D-1作為發光材料以外，以與比較例4相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例22) -有機電場發光元件的製作-

除了使用下述結構式表示的含氮雜環衍生物2作為電子傳輸層以外，以與實驗例21相同的方式製作有機電場發光元件。

(實驗例23) -有機電場發光元件的製作-

除使用下述結構式表示的含氮雜環衍生物3作電子傳輸層外，以與實驗例21相同方式製作有機電場發光元件。

對所得的比較例4及實驗例21~23，藉由與實驗例1相同的方法測定驅動電壓及外部量子效率，結果示於表2。

[產業利用性]

本發明的有機電場發光元件可實現驅動電壓的低電壓化，同時維持高發光效率，例如可較好地用於顯示元件、顯示器、背光裝置、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標識、招牌、室內裝飾、光導通訊等。

1．．．玻璃基板

2．．．陽極

3．．．電洞注入層

4．．．電洞傳輸層

5．．．發光層

6．．．電子傳輸層

7．．．電子注入層

8．．．陰極

10．．．有機EL元件

圖1是表示本發明的有機電場發光元件的層結構的一例的簡圖。

Claims

一種有機電場發光元件，包括陽極與陰極之間含發光層的至少一有機層，其中該至少一有機層的至少1層含有選自通式(1)表示的含氮雜環衍生物的至少1種，且該至少一有機層的至少1層含有通式(15a-3)表示的電子傳輸性磷光發光材料，其中，通式(1)中A¹ ~A³ 各自獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基；Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 之一為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；n為0~5的整數，當n為2以上時，多個R可相同或不同，且相鄰的多個R基可彼此鍵結而形成碳環型脂族環或碳環型芳香族環；其中X¹ 、X² 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；R⁴¹ 、R⁴² 、R⁴³ 、R⁴⁴ 、R⁴⁵ 及R⁴⁶ 各自獨立表示氫原子或取代基；X⁵³ 及X⁵⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；含X⁵³ 及X⁵⁴ 的5員環骨架中所含氮原子數目為1或2；R⁷⁵ 表示氫原子或取代基；L表示單鍵或二價連結基。
如申請專利範圍第1項所述之有機電場發光元件，其中通式(1)表示的含氮雜環衍生物的至少一種為通式(3)表示的含氮雜環衍生物，通式(3)中A¹ ~A³ 各自獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基；Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 之一為取代或未取代的核心碳數10~60的縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基，取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R'為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基。
如申請專利範圍第2項所述之有機電場發光元件，其中通式(3)表示的含氮雜環衍生物為通式(4)表示的含氮雜環衍生物，其中，於通式(4)中，A¹ 及A² 各自獨立為氮或碳原子；Ar¹ 為取代或未取代的核心碳數6~60芳基，或者取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基；Ar² 為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；但Ar¹ 及Ar² 之一為取代或未取代的核心碳數10~60縮合環基，或者取代或未取代的核心碳數3~60單雜縮合環基；L¹ 及L² 各自獨立為單鍵、取代或未取代的核心碳數6~60伸芳基、取代或未取代的核心碳數3~60伸雜芳基，或者取代或未取代的伸芴基；R'及R"各自獨立為氫原子、取代或未取代的核心碳數6~60芳基、取代或未取代的核心碳數3~60雜芳基、取代或未取代的碳數1~20烷基，或者取代或未取代的碳數1~20烷氧基；R'及R"可相同或不同。
如申請專利範圍第3項所述之有機電場發光元件，其中於通式(1)、(3)及(4)中至少一者表示的含氮雜環衍生物中，L¹ 及L² 的至少一者選自下述結構式表示的官能基，
如申請專利範圍第3項所述之有機電場發光元件，其中於通式(1)、(3)及(4)中至少一者表示的含氮雜環衍生物中，Ar¹ 為下述通式(5)~(14)中任一者表示的官能基，其中R¹ ~R⁹² 各自獨立表示氫原子、鹵素原子、取代或未取代的碳數1~20烷基、取代或未取代的碳數1~20烷氧基、取代或未取代的核心碳數6~40芳氧基、取代或未取代的核心碳數12~80的二芳基胺基、取代或未取代的核心碳數6~40芳基、取代或未取代的核心碳數3~40雜芳基，或者取代或未取代的核心碳數18~120的二芳基胺基芳基；L³ 表示單鍵或下述結構式表示的取代基，
如申請專利範圍第1項所述之有機電場發光元件，其中該發光層含有：具有通式(2)表示的部分結構的多牙配位基之金屬錯合物及含有通式(15a-3)表示的四牙配位基之鉑錯合物中的至少一者，其中，X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中1者以上表示氮原子；X⁵ 、X⁶ 、X⁷ 、X⁸ 、X⁹ 及X¹⁰ 各自獨立表示碳或氮原子；X¹¹ 及X¹² 各自獨立表示碳或氮原子，X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 各自獨立表示碳、氮、氧或硫原子，以X¹¹ 、X¹² 、X¹³ 、X¹⁴ 及X¹⁵ 表示的5員環骨架所含氮原子數目在2以下；L表示單鍵或二價連結基。
如申請專利範圍第6項所述之有機電場發光元件，其中該發光層含有：具有通式(2)表示的部分結構的多牙配位基金屬錯合物及通式(15a-3)表示的四牙配位基鉑錯合物中的至少一者，以及至少一主體材料。
如申請專利範圍第7項所述之有機電場發光元件，其中該至少一主體材料具有電洞傳輸性。
如申請專利範圍第1項所述之有機電場發光元件，其中該含氮雜環衍生物用作電子注入材料及電子傳輸材料中的至少一者。
如申請專利範圍第1項所述之有機電場發光元件，其中含有該含氮雜環衍生物的該層含有還原性摻質。
如申請專利範圍第10項所述之有機電場發光元件，其中該還原性摻質選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬的氧化物、鹼金屬的鹵化物、鹼土金屬的氧化物、鹼土金屬的鹵化物、稀土金屬的氧化物、稀土金屬的鹵化物、鹼金屬的有機錯合物、鹼土金屬的有機錯合物及稀土金屬的有機錯合物中的至少一種。