CN102428588A - 有机电致发光元件 - Google Patents

Abstract

一种有机电致发光元件，其至少依次具备阳极、发光层、电子输送区域、和阴极，所述发光层含有主体和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂剂，所述掺杂剂的亲和势Ad为所述主体的亲和势Ah以上，所述掺杂剂的三重态能量E^T _d比所述主体的三重态能量E^T _h大，在所述电子输送区域内，与所述发光层邻接地设有阻挡层，所述阻挡层的三重态能量E^T _b比E^T _h大。

Description

有机电致发光元件

技术领域

本发明涉及有机电致发光(EL)元件，尤其涉及高效率的有机EL元件。

背景技术

若有机EL元件依照其发光原理分类，则可分为荧光型和磷光型两种。在向有机EL元件施加电压后，从阳极注入空穴，另外从阴极注入电子，它们在发光层中再结合而形成激发子。通过电子自旋(electron spin)的统计规则，单态激发子和三重态激发子以25％∶75％的比例生成。由于为荧光型且利用基于单态激发子的发光，内部量子效率的界限被认为是25％。就使用荧光材料的荧光型元件而言，最近长寿命化技术不断发展，尽管逐渐应用于移动电话、电视等的全彩色显示器，但高效率化成为其课题。

关于荧光型元件的高效率化技术，已有若干报道从至今为止未有效活用的三重态激发子取出发光的技术。例如，在非专利文献1中，对使用蒽系化合物作为主体材料的非掺杂元件进行解析，其机理如下：通过两个三重态激发子碰撞融合而生成单态激发子，其结果荧光发光在增加。但是在非专利文献1中仅公开了在仅是主体材料的非掺杂元件中，确认了通过三重态激发子碰撞融合而导致的荧光发光的增加，是基于三重态激发子的效率增加量低为3～6％的效果。

非专利文献2有在蓝色荧光元件中超过以往理论界限值25％的内部量子效率28.5％的报道。但是，未公开用于超过25％的技术手段，另外，从全彩色有机EL电视的实用化的观点出发，需要进一步的高效率化。

另外，在荧光元件中利用三重态激发子的其他例子在专利文献1公开。在通常的有机分子中，最低三重态激发状态(T1)比最低单态激发状态(S1)低，但也有高三重态激发状态(T2)比S1高的情况。在这种情况下，由于发生从T2向S1的迁移，可从单态激发状态得到发光。但是，实际上外部量子效率为6％左右(光取出效率为25％时，内部量子效率24％)，并未超过以往所说的界限值25％。另外，此处的机理为通过从一分子内的三重态激发状态向单态激发状态的项间交叉(intersystem crossing)，并未发生在非专利文献1记载的通过两个三重态激发子的碰撞导致的单态的生成现象。

专利文献2、3公开有通过在荧光元件中将BCP(浴铜灵：bathocuproin)、BPhen等菲咯啉衍生物用于空穴阻挡层，提高空穴阻挡层和发光层的界面的空穴密度，高效率地引起再结合的技术。但是，BCP(bathocuproin)、BPhen等菲咯啉衍生物对于空穴具有脆弱性，氧化耐久性低劣，从所谓元件的长寿命化观点出发，性能不够充分。

另外，专利文献4、5公开有在荧光元件中，使用蒽衍生物等芳香族化合物作为与发光层相接的电子输送层的材料的例子。但是，由于这些是以生成的单态激发子在短时间期间进行荧光发光为前提而设计的元件，所以没有考虑与所谓磷光元件中通常设计的电子输送层的三重态能量的关系，实际上电子输送层的三重态能量比发光层的三重态能量小，因此在发光层内生成的三重态激发子扩散至电子输送层，然后，经热失活过程，难以超过作为以往的荧光发光的理论界限值的25％。此外，由于电子输送层的亲和势过大，向亲和势小的发光层的电子注入性差，并不一定得到所谓高效率化的效果。另外，专利文献6中公开有使用了显示长寿命/高效率的蓝色发光的荧蒽系掺杂剂的元件，但并不一定为高效率。

此外，磷光型直接使用来自三重态激发子的发光。由于单态激发子也通过发光分子内部的自旋转换向三重态激发子变换，因此在原理上期待得到接近100％的内部发光效率。因此，2000年Forrest等人发表使用Ir络合物的磷光发光元件以来，磷光发光元件作为有机EL元件的高效率化技术而受到注意。但是，虽然红色磷光元件达到实用化的领域，但绿、蓝磷光元件中还存在与荧光型元件相比寿命短、尤其是蓝色磷光不仅寿命短且色纯度、发光效率不够充分的课题，目前还未达到实用化。

专利文献

专利文献1：日本特开2004-214180号公报

专利文献2：日本特开平10-79297号公报

专利文献3：日本特开2002-100478号公报

专利文献4：日本特开2003-338377号公报

专利文献5：WO2008/062773

专利文献6：WO2007/100010

专利文献7：日本特表2002-525808号公报

专利文献8：US登录公报7018723

非专利文献

非专利文献1：Journal of Applied Physics，102，114504(2007)

非专利文献2：SID2008 DIGEST，709(2008)

发明内容

因此，本发明人等着眼于非专利文献1中记载的某种现象即通过两个三重态激发子的碰撞融合而生成单态激发子的现象(以下，称为Triplet-Triplet Fusion＝TTF现象)，进行了高效率引起TTF现象而实现荧光元件的高效率化的研究。具体而言，对可用于荧光元件的主体材料(有时简称为主体)、荧光发光性掺杂剂材料(有时简称为掺杂剂)的组合进行了各种研究，结果在主体和掺杂剂的三重态能量满足特定的关系，以及作为与发光层的阴极侧界面邻接的层(在本发明中称为阻挡层)而使用三重态能量大的材料的情况下，三重态激发子封闭于发光层内，达到高效率地引起TTF现象，实现了荧光元件的高效率和长寿命。

另外，已知在磷光型元件中，以防止与单态激发子相比激发子寿命更长的三重态激发子向发光层外的扩散为目的，通过使用三重态能量较大的材料作为与发光层的阴极侧界面邻接的层，达到高效率。日本特表2002-525808号公报中公开有通过以与发光层邻接的方式设置含有作为菲咯啉衍生物的BCP(bathocuproin)的阻挡层，封闭空穴、激发子从而达到高效率化的技术。另外，在US授权公报7018723中，空穴阻挡层使用特定的芳香族环化合物以达到高效率/长寿命化。但是，就这些文献中公开的磷光型元件而言，上述TTF现象被称为TTA(Triplet-Triplet Annihilation：三重态对消灭)，以损害作为磷光的特征的来自三重态激发子的发光的现象而周知，像本发明这样将三重态激发子高效率地封闭在发光层内，在磷光型元件中未必与高效率化关联。

根据本发明，提供以下的有机EL元件。

1.一种有机电致发光元件，其至少依次具备阳极、发光层、电子输送区域、和阴极，

所述发光层含有主体和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂剂，

所述掺杂剂的亲和势Ad为所述主体的亲和势Ah以上，

所述掺杂剂的三重态能量E^T _d比所述主体的三重态能量E^T _h大，

在所述电子输送区域内，与所述发光层邻接地设有阻挡层，所述阻挡层的三重态能量E^T _b比E^T _h大。

2.根据1所述的有机电致发光元件，其中，所述掺杂剂为选自荧蒽衍生物，硼络合物的化合物。

3.根据1或2所述的有机电致发光元件，其中，所述阳极与发光层之间具备空穴输送区域，

在所述空穴输送区域内，与所述发光层邻接地设有空穴输送层，所述空穴输送层的三重态能量E^T _ho比E^T _h大。

4.根据1-3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阻挡层含芳香族烃化合物。

5.根据4所述的有机电致发光元件，其中，所述芳香族烃化合物为多环芳香族化合物。

6.根据1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其中，在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内，构成所述阻挡层的材料的电子迁移率为10^{- 6}cm²/Vs以上。

7.根据1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域具有所述阻挡层以及电子注入层的层叠体，在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内，构成所述电子注入层的材料的电子迁移率为10^{- 6}cm²/Vs以上。

8.根据1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域具有所述阻挡层以及电子注入层的层叠体，所述阻挡层的亲和势Ab、所述电子注入层的亲和势Ae满足Ae-Ab＜0.2eV所表示的关系。

9.根据1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域由1层所述阻挡层构成。

10.根据1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域由1层所述阻挡层构成，所述阻挡层中掺杂有供体。

11.根据1～10中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述主体为除环式结构以外的部分不含双键的化合物。

12.根据1～11中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述掺杂剂为除环式结构以外的部分不含双键的化合物。

13.一种有机电致发光元件，其依次具备阳极、发光层、电子输送区域、和阴极，

所述发光层含有主体和荧光发光性掺杂剂，所述掺杂剂的亲和势Ad为所述主体的亲和势Ah以上，

所述掺杂剂的三重态能量E^T _d比所述主体的三重态能量E^T _h大，

在所述电子输送区域内，与所述发光层邻接地设有阻挡层，构成所述阻挡层的材料的三重态能量E^T _b比E^T _h大，

在电流效率(单位：cd/A)为最大的施加电压时，在所述发光层生成的三重态激发子彼此碰撞生成的单态激发子来源的发光强度，相对于全部发光强度为30％以上。

14.根据1～13中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阳极和所述阴极之间至少具有2层发光层，在2层发光层之间具备中间层。

15.根据1～13中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阳极和所述阴极之间含多个发光层，在第一发光层和第二发光层之间具备电荷阻挡层。

根据本发明，在发光层内部高效率地引起TTF现象，其结果可以实现大大超过所谓以往荧光元件的界限值的内部量子效率25％的高效率元件。

附图说明

图1是表示第1实施方式的有机EL元件的一个例子的图。

图2A是表示本发明的各层的能隙的关系的图。

图2B是表示基于本发明的各层的能隙关系的作用的图。

图3A为主体的亲和势(Ah)＜掺杂剂的亲和势(Ad)且差小于0.2eV时的能带图。

图3B为Ah＜Ad且差大于0.2eV时的能带图。

图3C为满足Ah＜Ad的掺杂剂和满足Ah＞Ad的掺杂剂共存时的能带图。

图4为表示过渡EL波形的测定方法的图。

图5为表示来源于TTF的发光强度比的测定方法的图。

图6为表示第2实施方式涉及的有机EL元件的一个例子的图。

图7为表示第3实施方式涉及的有机EL元件的一个例子的图。

图8为表示第4实施方式涉及的有机EL元件的一个例子的图。

图9为表示实施例中使用的TB1、TB2、ET、Alq₃的电子迁移率的图。

图10为表示实施例1和比较例1的过渡EL波形的图。

图11为表示实施例1和比较例1的TTF比率的图。

图12为表示实施例1和比较例1的电流效率的图。

具体实施方式

<第1实施方式>

本发明利用了TTF现象。首先，对TTF现象进行以下说明。从阳极、阴极注入的空穴、电子在发光层内进行再结合而生成激发子。如以往所知，其旋转状态为单态激发子25％、三重态激发子75％的比率。在以往所知的荧光元件中，25％的单态激发子驰豫至基态时发光，但其余的75％的三重态激发子不发光而是经热失活过程回到基态。因此，以往的荧光元件的内部量子效率的理论界限值可以说是为25％。

另一方面，对有机物内部生成的三重态激发子的行为进行了理论上的研究。根据S.M.Bachilo等人(J.Phys.Cem.A，104，7711(2000))，若假设五重态等高次激发子立即回到三重态，则三重态激发子(以下，记载为³A^*)的密度逐渐升高时，三重态激发子之间碰撞而引起如下述式所示的反应。此处，¹A表示基态，¹A^*表示最低激发单态激发子。

³A^*+³A^*→(4/9)¹A+(1/9)¹A^*+(13/9)³A^*

即，为5³A^*→4¹A+¹A^*，可预测在最初生成的75％的三重态激发子中，1/5即20％变化为单态激发子。因此，作为光而有贡献的单态激发子在最初生成的25％的量上加上75％×(1/5)＝15％达到40％。此时，在全部发光强度中所占的来源于TTF的发光比率(TTF比率)为15/40，即达到37.5％。另外，若最初生成的75％的三重态激发子相互碰撞而生成单态激发子(由2个三重态激发子生成1个单态激发子)，则获得在最初生成的单态激发子25％的量上加上75％×(1/2)＝37.5％而得到62.5％的非常高的内部量子效率。此时，TTF比率达37.5/62.5＝60％。

图1为表示本发明的第1实施方式的一个例子的有机EL元件的概略结构图。图2A示意性地表示各层的最低激发单态能级以及最低激发三重态能级。此外，在本发明中三重态能量是指最低激发三重态状态中的能量与基态中的能量的差，单态能量(有时也称为能隙)是指最低激发单态状态中的能量和基态中的能量的差。图1所示的有机EL元件，从阳极10起依次层叠有空穴输送区域50、发光层20、电子输送区域30、阴极40。优选在阳极10和发光层20之间设有空穴输送区域50。此外，在本发明中，仅称为阻挡层时是指对三重态能量具有阻挡功能的层。因此，其功能与空穴阻挡层、电荷阻挡层不同。

发光层由主体和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂剂(以下也称为主峰波长550nm以下的荧光发光性掺杂剂)形成(本发明中的主峰波长是指在浓度10^-5～10^-6摩尔/升的甲苯溶液中测得的发光光谱中发光强度为最大的发光光谱的峰波长)。主峰波长550nm大致与绿色发光相当，在该波长领域期待利用了TTF现象的荧光发光元件的发光效率的提高。另外，在显示480nm以下的蓝色发光的荧光发光元件中，可期待更高的发光效率的提高。此外，对于550nm以上的红色发光而言，由于内部量子效率高的磷光发光元件已经达到实用水平，因此作为荧光元件没有期望发光效率的提高。在图2A中，从阳极注入的空穴通过空穴输送区域向发光层注入，从阴极注入的电子通过电子输送区域向发光层注入。然后，空穴和电子在发光层再结合，生成单态激发子和三重态激发子。再结合有在主体分子上发生和在掺杂剂分子上发生2种。如图2A所示，在本实施方式中，在将主体、掺杂剂的三重态能量分别设为E^T _h、E^T _d时，满足E^T _h＜E^T _d的关系。通过满足这样的关系，进一步如图2B所示，在主体上再结合而发生的三重态激发子不向具有更高三重态能量的掺杂剂移动。另外，在掺杂剂分子上再结合而发生的三重态激发子迅速向主体分子进行能量移动。即，在主体的三重态激发子不向掺杂剂移动的情况下，三重态激发子之间通过TTF现象在主体上高效率地碰撞，由此生成单态激发子。此外，由于掺杂剂的单态能量E^S _d比主体的单态能量E^S _h小，通过TTF现象生成的单态激发子，从主体向掺杂剂进行能量移动，有助于掺杂剂的荧光性发光。本来，在荧光型元件所使用的掺杂剂中，从激发三重态状态向基态的迁移是禁戒的，这样的迁移中三重态激发子不发生光学的能量失活，而发生了热失活。但是，通过使主体和掺杂剂的三重态能量的关系如上述那样，在三重态激发子发生热失活之前，通过相互的碰撞而高效率地生成单态激发子，从而提高发光效率。

在本发明中，电子输送区域在与发光层邻接的部分具有阻挡层。阻挡层如后所述具有如下功能：通过防止在发光层生成的三重态激发子向电子输送区域扩散，将三重态激发子封闭在发光层内，由此提高三重态激发子的密度，高效率地引起TTF现象的功能。为了防止三重态激发子扩散，阻挡层的三重态能量E^T _b优选比E^T _h大，进而优选比E^T _d大。由于阻挡层防止三重态激发子向电子输送区域扩散，所以在发光层内主体的三重态激发子有效变成单态激发子，该单态激发子向掺杂剂上移动，进行光学的能量失活。

作为形成阻挡层的材料，优选选择芳香族烃环化合物。更优选选择多环芳香族化合物。由于这些材料具有耐空穴性，因此不容易劣化而寿命延长。

在电子输送区域中，优选在阻挡层和阴极之间，设有可使从阴极的电子注入容易的电子注入层。作为具体例，可以使用层叠有通常的电子输送材和碱金属化合物，碱金属或碱金属络合物的层、向形成阻挡层的材料中添加碱金属化合物，碱金属或碱金属络合物所代表的供体的层。

此外，着眼于主体和掺杂剂的亲和势的关系，对用于高效率引起TTF现象的条件进行说明。以下，主体以及掺杂剂的亲和势分别记载为Ah、Ad。

(1)当Ah＜Ad时

如以下说明所述，在为满足Ah＜Ad之类的主体和掺杂剂的组合时，在电子输送区域内设置的阻挡层的效果显著地显现，可以实现基于TTF现象的高效率化，因此如以下的(1-1)、(1-2)那样分情况进行说明。需要说明的是，通常有机材料在比测定的亲和势能级大0.2eV左右的范围内具有LUMO能级的扩展。

(1-1)Ad和Ah的差小于0.2eV时

图3A是此时的能带图。在发光层内所示的虚线表示掺杂剂的能级。如图3A所示，当Ad和Ah的差小于0.2eV时，掺杂剂的LUMO能级进入主体的LUMO能级的扩展中，在发光层内传导的电子难于被掺杂剂捕获，即，该掺杂剂难显示电子捕获性。另外，由于本发明的掺杂剂为发出主峰波长550nm以下的荧光性的光的宽间隙的掺杂剂，因此当满足Ah＜Ad的关系时，Ad和Ah的差为0.2eV左右，所以主体的电离势和掺杂剂的电离势的差变小。其结果，掺杂剂倾向于不具有显著的空穴捕获性。

即，此时的掺杂剂倾向于对电子、空穴的任一种都不具有显著的捕获性。此时，如在图3A的发光层附加的斜线部分那样，电子-空穴的再结合在发光层内的全域上主要在主体分子上发生，25％的单态激发子和75％的三重态激发子主要在主体分子上生成。在主体上生成的单态激发子具有的能量，通过福斯特(Forster)型能量移动向掺杂剂移动，有助于掺杂剂分子的荧光性发光。另一方面，三重态激发子具有的能量由主体、掺杂剂的三重态能量的关系而决定其去向。当其关系为E^T _h＞E^T _d时，在主体生成的三重态激发子向附近存在的掺杂剂进行德克斯特(Dexter)型能量移动。在荧光元件中发光层中的掺杂剂浓度低至通常几重量％～20重量％左右，移动至掺杂剂的三重态激发子相互碰撞的频率表小，难于发生TTF现象。但是，如本发明这样，若使E^T _h＜E^T _d，由于三重态激发子在主体分子上存在，碰撞频率升高，容易高效率地发生TTF现象。

另外，在本发明中与发光层邻接地设有阻挡层。由于设定阻挡层的三重态能量E^T _b比主体的三重态能量E^T _h大，所以防止三重态激发子向电子输送区域扩散，可在发光层内高效率地引起TTF现象。

(1-2)当Ad和Ah的差大于0.2eV时

此时的能带图如图3B所示。掺杂剂和主体的亲和势差变大，在与主体的LUMO能级的扩展相比更高的位置上存在掺杂剂的LUMO能级。因此，掺杂剂显示显著的电子捕获性的倾向变强。被掺杂剂捕获的电子等待空穴从主体向掺杂剂移动，进行再结合。即，与图3A的状况不同，电子-空穴对不只在主体分子上，即便在掺杂剂分子上也进行再结合。其结果，三重态激发子不仅只在主体分子上，也直接在掺杂剂分子上生成。在这样的状况下，只要如本发明那样为所谓E^T _h＜E^T _d的关系，直接在掺杂剂上生成的三重态激发子就通过德克斯特型能量移动在主体上集中，可高效率地发生TTF现象。

当满足这样的亲和势的关系时，基于掺杂剂的电子的捕获概率越接近发光层和阻挡层的界面附近就越高，其结果，再结合也在发光层和阻挡层的界面附近大量发生。此时，三重态激发子的基于阻挡层的封闭效果比(1-1)的情况相比大，在与阻挡层的界面的三重态激发子的密度增高。

作为满足以上的Ah＜Ad关系的主体和掺杂剂，例如可从以下的化合物中选择(参考日本特愿2008-212102等)。主体为蒽衍生物、含有多环芳香族骨架的化合物，优选为蒽衍生物。掺杂剂为荧蒽衍生物、芘衍生物、芳基乙炔衍生物、芴衍生物、硼络合物、苝衍生物、噁二唑衍生物、蒽衍生物，优选荧蒽衍生物、芘衍生物、硼络合物，更优选荧蒽衍生物、硼络合物化合物。作为主体和掺杂剂的组合，优选主体为蒽衍生物、掺杂剂为荧蒽衍生物或硼络合物。

作为具体的荧蒽衍生物的例子，可以举出以下的化合物。

式中，X₁～X₁₂为氢或取代基。优选X₁～X₂、X₄～X₆以及X₈～X₁₁为氢原子、X₃、X₇以及X₁₂为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的芳基的化合物。更优选X₁～X₂、X₄～X₆以及X₈～X₁₁为氢原子、X₇以及X₁₂为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的芳基、X₃为-Ar₁-Ar₂(Ar₁为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的亚芳基，Ar₂为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的芳基)的化合物。另外，还优选X₁～X₂、X₄～X₆以及X₈～X₁₁为氢原子、X₇以及X₁₂为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的芳基、X₃为-Ar₁-Ar₂-Ar₃(Ar₁以及Ar₃分别为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的亚芳基，Ar₂为取代或无取代的形成环的原子数为5～50的芳基)的化合物。

作为具体的硼络合物化合物的例子，可以举出以下的化合物。

式中，A以及A’表示与至少含有一个氮的6元芳香族环系相当的独立的吖嗪环系，X^a以及X^b各自独立地表示所选择的取代基且通过它们两个连结而分别相对于环A或环A’形成稠环，此时，该稠环含有芳基或杂芳基取代基，m以及n各自独立地表示0～4，Z^a以及Z^b各自独立地表示所选择的卤化物，且1、2、3、4、1’、2’、3’以及4’各自独立地表示所选择的碳原子或氮原子。

优选该吖嗪环是1、2、3、4、1’、2’、3’以及4’全部为碳原子、m以及n为2以上、且X^a以及X^b表示连结形成芳香族环的碳原子数2以上的取代基之类的、喹啉基或异喹啉基环。优选Z^a以及Z^b为氟原子。

蒽衍生物优选为下述式(10)所示的化合物。

式(10)中，Ar¹¹以及Ar¹²分别独立地为取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、或形成环的原子数为5～50的杂环基，

R¹～R⁸分别独立地为从氢原子、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基、取代或无取代的碳数1～50的烷基、取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基、取代或无取代的碳数1～50的烷氧基、取代或无取代的碳数7～50的芳烷基、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳氧基、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳硫基、取代或无取代的碳数2～50的烷氧基羰基、取代或无取代的甲硅烷基、羧基、卤原子、氰基、硝基以及羟基中选择的基团。

本发明所涉及的蒽衍生物优选为下述蒽衍生物(A)、(B)、以及(C)中的任意一个，根据应用的有机EL元件的结构、所需特性进行选择。

(蒽衍生物(A))

该蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²分别独立地成为取代或无取代的形成环的碳数为10～50的稠合芳基。作为该蒽衍生物，可以分为Ar¹¹以及Ar¹²是相同的取代或无取代的稠合芳基的情况、以及是不同的取代或无取代的稠合芳基的情况。

具体可以举出下述式(2-1)～(2-3)所示的蒽衍生物、以及式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²为不同的取代或无取代的稠合芳基的蒽衍生物。

下述式(2-1)所示的蒽衍生物是Ar¹¹以及Ar¹²成为取代或无取代的9-菲基。

(式(2-1)中，R¹～R⁸与前述相同，

R¹¹为从氢原子、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基、取代或无取代的碳数1～50的烷基、取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基、取代或无取代的碳数1～50的烷氧基、取代或无取代的碳数7～50的芳烷基、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳氧基、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳硫基、取代或无取代的碳数2～50的烷氧基羰基、取代或无取代的甲硅烷基、羧基、卤原子、氰基、硝基以及羟基中选择的基团，

a为0～9的整数。当a为2以上的整数时，以2个取代或无取代的菲基相同为条件，多个R¹¹可以分别相同或不同。)

下述式(2-2)所示的蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²成为取代或无取代的2-萘基。

(式(2-2)中，R¹～R⁸以及R¹¹与前述相同，

b为1～7的整数。当b为2以上的整数时，以2个取代或无取代的2-萘基相同为条件，多个R¹¹可以分别相同或不同。)

下述式(2-3)所示的蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²成为取代或无取代的1-萘基。

(式(2-3)中，R¹～R⁸、R¹¹以及b与前述相同。另外，当b为2以上的整数时，以2个取代或无取代的1-萘基相同为条件，多个R¹¹可以分别相同或不同。)

作为式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²为不同的取代或无取代的稠合芳基的蒽衍生物，优选Ar¹¹以及Ar¹²为取代或无取代的9-菲基、取代或无取代的1-萘基、取代或无取代的2-萘基的任意一个。

具体而言，是Ar¹¹为1-萘基以及Ar¹²为2-萘基的情况、Ar¹¹为1-萘基以及Ar¹²为9-菲基的情况、以及Ar¹¹为2-萘基以及Ar¹²为9-菲基的情况。

(蒽衍生物(B))

该蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹以及Ar¹²的一者为取代或无取代的苯基、另一者为取代或无取代的形成环的碳数为10～50的稠合芳基。作为该蒽衍生物，具体可以举出下述式(2-4)以及(2-5)所示的蒽衍生物。

下述式(2-4)所示的蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹为取代或无取代的1-萘基、Ar¹²成为取代或无取代的苯基。

(式(2-4)中，R¹～R⁸、R¹¹以及b与前述相同，

Ar⁶为取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、取代或无取代的碳数1～50的烷基、取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基、取代或无取代的碳数7～50的芳烷基、取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基、9，9-二甲基芴-1-基、9，9-二甲基芴-2-基、9，9-二甲基芴-3-基、9，9-二甲基芴-4-基、二苯并呋喃-1-基、二苯并呋喃-2-基、二苯并呋喃-3-基、或二苯并呋喃-4-基。另外，Ar⁶可以与其所结合的苯环一起形成取代或无取代的芴基、取代或无取代的二苯并呋喃基等环。当b为2以上的整数时，多个R¹¹可以分别相同或不同。)

下述式(2-5)所示的蒽衍生物是式(10)中的Ar¹¹为取代或无取代的2-萘基、Ar¹²成为取代或无取代的苯基。

(式(2-5)中，R¹～R⁸、R¹¹以及b与前述相同，

Ar⁷为取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基、取代或无取代的碳数1～50的烷基、取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基、取代或无取代的碳数7～50的芳烷基、二苯并呋喃-1-基、二苯并呋喃-2-基、二苯并呋喃-3-基、或二苯并呋喃-4-基。另外，Ar⁷可以与其所结合的苯环一起形成取代或无取代的芴基、取代或无取代的二苯并呋喃基等环。当b为2以上的整数时，多个R¹¹可以分别相同或不同。)

(蒽衍生物(C))

所述蒽衍生物为下述式(2-6)所示，具体而言，优选为下述式(2-6-1)、(2-6-2)以及(2-6-3)任意一个所示的衍生物。

(式(2-6)中，R¹～R⁸以及Ar⁶与前述相同，

Ar⁵为取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、取代或无取代的碳数1～50的烷基、取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基、取代或无取代的碳数7～50的芳烷基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基，Ar⁵和Ar⁶分别独立地进行选择。)

式(2-6-1)中，R¹～R⁸与前述相同。)

(式(2-6-2)中，R¹～R⁸与前述相同。Ar⁸为取代或无取代的形成环的碳数为10～20的稠合芳基。)

(式(2-6-3)中，R¹～R⁸与式(10)相同。

Ar^5a以及Ar^6a分别独立地为取代或无取代的形成环的碳数为10～20的稠合芳基。)

作为R¹～R⁸、R¹¹、Ar⁵～Ar⁷、Ar¹¹以及Ar¹²的取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基，可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-萘并萘基、2-萘并萘基、9-萘并萘基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、6-基、1-苯并[c]菲基、2-苯并[c]菲基、3-苯并[c]菲基、4-苯并[c]菲基、5-苯并[c]菲基、6-苯并[c]菲基、1-苯并[g]

基、2-苯并[g]

基、3-苯并[g]

基、4-苯并[g]

基、5-苯并[g]

基、6-苯并[g]

基、7-苯并[g]基、8-苯并[g]

基、9-苯并[g]

基、10-苯并[g]

基、11-苯并[g]基、12-苯并[g]基、13-苯并[g]

基、14-苯并[g]

基、1-三苯基、2-三苯基、2-芴基、9，9-二甲基芴-2-基、苯并芴基、二苯并芴基、2-联苯基、3-联苯基、4-联苯基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、间三联苯-4-基、间三联苯-3-基、间三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯基、4”-叔丁基-对三联苯-4-基等。优选无取代的苯基、取代苯基以及取代或无取代的形成环的碳数为10～14的芳基(例如1-萘基、2-萘基、9-菲基)、取代或无取代的芴基(2-芴基)、以及取代或无取代的芘基(1-芘基、2-芘基、4-芘基)。

另外，作为Ar^5a、Ar^6a以及Ar⁸的取代或无取代的形成环的碳数为10～20的稠合芳基，可以举出1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-萘并萘基、2-萘并萘基、9-萘并萘基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基等。特别优选1-萘基、2-萘基、9-菲基、以及芴基(2-芴基)。

作为R¹～R⁸、R¹¹、Ar⁵～Ar⁷、Ar¹¹以及Ar¹²的取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂环基，可以举出1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、1-二苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、3-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、1-二苯并噻吩基、2-二苯并噻吩基、3-二苯并噻吩基、4-二苯并噻吩基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1，7-菲咯啉-2-基、1，7-菲咯啉-3-基、1，7-菲咯啉-4-基、1，7-菲咯啉-5-基、1，7-菲咯啉-6-基、1，7-菲咯啉-8-基、1，7-菲咯啉-9-基、1，7-菲咯啉-10-基、1，8-菲咯啉-2-基、1，8-菲咯啉-3-基、1，8-菲咯啉-4-基、1，8-菲咯啉-5-基、1，8-菲咯啉-6-基、1，8-菲咯啉-7-基、1，8-菲咯啉-9-基、1，8-菲咯啉-10-基、1，9-菲咯啉-2-基、1，9-菲咯啉-3-基、1，9-菲咯啉-4-基、1，9-菲咯啉-5-基、1，9-菲咯啉-6-基、1，9-菲咯啉-7-基、1，9-菲咯啉-8-基、1，9-菲咯啉-10-基、1，10-菲咯啉-2-基、1，10-菲咯啉-3-基、1，10-菲咯啉-4-基、1，10-菲咯啉-5-基、2，9-菲咯啉-1-基、2，9-菲咯啉-3-基、2，9-菲咯啉-4-基、2，9-菲咯啉-5-基、2，9-菲咯啉-6-基、2，9-菲咯啉-7-基、2，9-菲咯啉-8-基、2，9-菲咯啉-10-基、2，8-菲咯啉-1-基、2，8-菲咯啉-3-基、2，8-菲咯啉-4-基、2，8-菲咯啉-5-基、2，8-菲咯啉-6-基、2，8-菲咯啉-7-基、2，8-菲咯啉-9-基、2，8-菲咯啉-10-基、2，7-菲咯啉-1-基、2，7-菲咯啉-3-基、2，7-菲咯啉-4-基、2，7-菲咯啉-5-基、2，7-菲咯啉-6-基、2，7-菲咯啉-8-基、2，7-菲咯啉-9-基、2，7-菲咯啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-叔丁基吡咯-4-基、3-(2-苯基丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-叔丁基-1-吲哚基、4-叔丁基-1-吲哚基、2-叔丁基-3-吲哚基、4-叔丁基-3-吲哚基等。优选1-二苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、3-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、1-二苯并噻吩基、2-二苯并噻吩基、3-二苯并噻吩基、4-二苯并噻吩基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基。

作为R¹～R⁸、R¹¹以及Ar⁵～Ar⁷的取代或无取代的碳数1～50的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、2-羟基异丁基、1，2-二羟基乙基、1，3-二羟基异丙基、2，3-二羟基-叔丁基、1，2，3-三羟基丙基、氯甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯异丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯异丙基、2，3-二氯-叔丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴异丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴异丙基、2，3-二溴-叔丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、2-碘异丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二碘异丙基、2，3-二碘-叔丁基、1，2，3-三碘丙基、氨基甲基、1-氨基乙基、2-氨基乙基、2-氨基异丁基、1，2-二氨基乙基、1，3-二氨基异丙基、2，3-二氨基-叔丁基、1，2，3-三氨基丙基、氰基甲基、1-氰基乙基、2-氰基乙基、2-氰基异丁基、1，2-二氰基乙基、1，3-二氰基异丙基、2，3-二氰基-叔丁基、1，2，3-三氰基丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、2-硝基异丁基、1，2-二硝基乙基、1，3-二硝基异丙基、2，3-二硝基-叔丁基、1，2，3-三硝基丙基等。优选甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基。

作为R¹～R⁸、R¹¹以及Ar⁵～Ar⁷的取代基的取代或无取代的形成环的碳数为3～50的环烷基，可以举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、4-甲基环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基(norbornyl)、2-降冰片基等。优选环戊基、环己基。

R¹～R⁸以及R¹¹的取代或无取代的碳数1～50的烷氧基为-OZ所示的基团，Z可以选自上述R¹～R⁸的取代或无取代的碳数1～50的烷基。

作为R¹～R⁸、R¹¹以及Ar⁵～Ar⁷的取代基的取代或无取代的碳数7～50的芳烷基(芳基部分为碳数6～49，烷基部分为碳数1～44)，可以举出苯甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基异丙基、2-苯基异丙基、苯基-叔丁基、α-萘基甲基、1-α-萘基乙基、2-α-萘基乙基、1-α-萘基异丙基、2-α-萘基异丙基、β-萘基甲基、1-β-萘基乙基、2-β-萘基乙基、1-β-萘基异丙基、2-β-萘基异丙基、1-吡咯基甲基、2-(1-吡咯基)乙基、对甲基苯甲基、间甲基苯甲基、邻甲基苯甲基、对氯苯甲基、间氯苯甲基、邻氯苯甲基、对溴苯甲基、间溴苯甲基、邻溴苯甲基、对碘苯甲基、间碘苯甲基、邻碘苯甲基、对羟基苯甲基、间羟基苯甲基、邻羟基苯甲基、对氨基苯甲基、间氨基苯甲基、邻氨基苯甲基、对硝基苯甲基、间硝基苯甲基、邻硝基苯甲基、对氰基苯甲基、间氰基苯甲基、邻氰基苯甲基、1-羟基-2-苯基异丙基、1-氯-2-苯基异丙基等。

R¹～R⁸以及R¹¹的取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳氧基以及芳硫基，分别以-OY以及-SY表示，Y可选自上述R¹～R⁸的取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基。

R¹～R⁸以及R¹¹的取代或无取代的碳数2～50的烷氧基羰基(烷基部分为碳数1～49)以-COOZ表示，Z可选自上述R¹～R⁸的取代或无取代的碳数1～50的烷基。

作为R¹～R⁸以及R¹¹的取代甲硅烷基，可以举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基等。

作为R¹～R⁸以及R¹¹的卤原子，可以举出氟、氯、溴、碘等。

(2)满足Ah＜Ad的掺杂剂和满足Ah＞Ad的掺杂剂共存的情况

图3C表示发光层含有满足Ah＜Ad的掺杂剂和满足Ah＞Ad的掺杂剂两者的情况。在这种情况下，电子、空穴的任一种都被很好地捕获，其结果在发光层内全域上发生再结合。因此，在阴极侧也大量发生再结合，通过设置三重态能量大的阻挡层，可使高效率地发生TTF现象。

阻挡层在防止发光层上生成的三重态激发子向电子输送区域扩散的同时，起着向发光层高效率注入电子的作用。在向发光层的电子注入性下降的情况下，发光层中的电子-空穴的再结合减少，由此三重态激发子的密度变小。若三重态激发子的密度变小，三重态激发子的碰撞频率降低，不高效率地发生TTF现象。从向发光层高效注入电子的观点出发，作为含有阻挡层的电子输送区域的形态，可考虑以下两种。

(1)使电子输送区域为二种以上不同材料的层叠结构，在阻挡层和阴极之间设置用于从阴极高效率接收电子的电子注入层。作为电子注入层的具体例，可以举出含氮杂环衍生物等。

在这种情况下，优选Ae(电子注入层的亲和势)-Ab(阻挡层的亲和势)≤0.2eV。在不满足该条件的情况下，损害从电子注入层向阻挡层的电子注入，电子蓄积在电子输送区域，在引起高电压化的同时，蓄积电子与三重态激发子碰撞淬灭能量。

在这里，构成本发明的阻挡层的材料的电子迁移率，优选在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内为10^-6cm²/Vs以上。

此外，本发明的电子注入层优选在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内为10^-6cm²/Vs以上。这是因为，促进向发光层的电子注入，提高发光层内的激发子密度，高效率地发生TTF现象。

(2)电子输送区域由1层阻挡层构成。在这种情况下，为了容易接收来自阴极的电子，在阻挡层中的阴极界面附近掺杂以碱金属为代表的供体(donor)。作为供体，可以从供体性金属、供体性金属化合物以及供体性金属络合物中选择至少一种。

供体性金属是指功函数3.8eV以下的金属，优选为碱金属、碱土金属以及稀土金属，更优选为Cs、Li、Na、Sr、K、Mg、Ca、Ba、Yb、Eu以及Ce。

供体性金属化合物是含有上述供体性金属的化合物，优选为含有碱金属、碱土金属或稀土金属的化合物，更优选这些金属的卤化物、氧化物、碳酸盐、硼酸盐。例如，MOx(M为供体性金属，x为0.5～1.5)、MFx(x为1～3)、M(CO₃)x(x为0.5～1.5)所示的化合物。

供体性金属络合物是上述的供体性金属的络合物，优选碱金属、碱土金属或稀土金属的有机金属络合物。优选下述式(I)所示的有机金属络合物。

(式中，M为供体性金属，Q为配体，优选为羧酸衍生物、二酮衍生物或喹啉衍生物，n为1～4的整数。)

作为供体性金属络合物的具体例，可以举出日本特开2005-72012号公报中记载的钨桨轮(tungsten paddlewheel)等。此外，还可使用日本特开平11-345687号公报中记载的中心金属为碱金属、碱土金属的酞菁化合物等作为供体性金属络合物。

上述的供体可以单独使用一种，也可以二种以上组合使用。

在本发明中，发光层和阻挡层界面的激发子密度较大。此时，在发光层内对再结合没有贡献的空穴向阻挡层内注入的概率增大。因此，作为阻挡层所用的材料，优选氧化耐久性优良的材料。

作为氧化耐久性优良的材料的具体例，优选从芳香族烃化合物，尤其是从日本特愿2009-090379中记载的下述式(A)、(B)以及(C)所示的多环芳香族化合物中选择的1种以上化合物。

Ra-Ar¹⁰¹-Rb    …(A)

Ra-Ar¹⁰¹-Ar¹⁰²-Rb    …(B)

Ra-Ar¹⁰¹-Ar¹⁰²-Ar¹⁰³-Rb    …(C)

式中，Ar¹⁰¹、Ar¹⁰²、Ar¹⁰³、Ra以及Rb表示取代或无取代的苯环，或从取代或无取代的萘环、取代或无取代的

环、取代或无取代的荧蒽环、取代或无取代的菲环、取代或无取代的苯并菲(benzophenanthrene)环、取代或无取代的二苯并菲环、取代或无取代的苯并菲(triphenylene)环、取代或无取代的苯并[a]苯并菲(triphenylene)环、取代或无取代的苯并

环、取代或无取代的苯并[b]荧蒽环、取代或无取代的芴环、以及取代或无取代的二萘品苯环中选择的多环芳香族骨架部。其中，Ra以及Rb的取代基不为芳基。没有Ar¹、Ar²、Ar³、Ra以及Rb同时为取代或无取代的苯环的情况。

在上述多环芳香族化合物中，Ra以及Rb的任一方或双方优选从取代或无取代的菲环、取代或无取代的苯并[c]菲环以及取代或无取代的荧蒽环中选择。

上述多环芳香族化合物的多环芳香族骨架部可以具有取代基。

作为多环芳香族骨架部的取代基，例如可以举出卤原子、羟基、取代或无取代的氨基、硝基、氰基、取代或无取代的烷基、取代或无取代的烯基、取代或无取代的环烷基、取代或无取代的烷氧基、取代或无取代的芳香族烃基、取代或无取代的芳香族杂环基、取代或无取代的芳烷基、取代或无取代的芳氧基、取代或无取代的烷氧基羰基、或羧基。作为芳香族烃基的优选例，可以举出萘、菲、芴、

荧蒽以及苯并菲(triphenylene)。当多环芳香族骨架部具有多个取代基时，它们也可以形成环。

关于多环芳香族的骨架部，优选从下述的式(1)～(4)所示的化合物中选择的任意一个。

式(1)～(4)中，Ar¹～Ar⁵表示取代或无取代的环碳数为4～16的稠环结构。

作为式(1)所示的化合物，例如可以举出取代或无取代的菲、的单体或衍生物等。

作为式(2)所示的化合物，例如可以举出取代或无取代的苊烯、苊、荧蒽的单体或衍生物等。

作为式(3)所示的化合物，例如可以举出取代或无取代的苯并荧蒽的单体或衍生物等。

作为式(4)所示的化合物，例如可以举出取代或无取代的萘的单体或衍生物等。

作为萘衍生物，例如可以举出下述式(4A)的化合物。

式(4A)中，R₁～R₈分别独立地表示氢原子，或环碳数(ring carbonatoms)5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

作为菲衍生物，例如可以举出下述式(5A)的化合物。

式(5A)中，R₁～R₁₀分别独立地表示氢原子，或环碳数5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

作为

衍生物，例如可以举出下述式(6A)的化合物。

式(6A)中，R₁～R₁₂分别独立地表示氢原子，或环碳数5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

另外，上述多环芳香族骨架部优选为苯并[c]菲或其衍生物。作为苯并[c]菲衍生物，例如可以举出下述式(7A)的化合物。

式(7A)中，R₁～R₉分别独立地表示氢原子，或环碳数5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

此外，上述多环芳香族骨架部优选为苯并[c]

或其衍生物。作为苯并[c]

衍生物，例如可以举出下述式(8A)的化合物。

式(8A)中，R₁～R₁₁分别独立地表示氢原子，或环碳数5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

上述多环芳香族骨架部优选为下述式(9)所示的二苯并[c，g]菲或其衍生物。

另外，上述多环芳香族骨架部优选为荧蒽或其衍生物。作为荧蒽衍生物，例如可以举出下述式(10A)的化合物。

式(10A)中，X₁₂～X₂₁表示氢原子、卤原子、直链或支链或环状的烷基、直链或支链或环状的烷氧基、取代或无取代的芳基、或取代或无取代的杂芳基。

此外，上述多环芳香族骨架部优选为苯并菲(triphenylene)或其衍生物。作为苯并菲(triphenylene)衍生物，例如可以举出下述式(11A)的化合物。

式(11A)中，R₁～R₆分别独立地表示氢原子，或环碳数5～30的取代或无取代的芳基、碳数1～30的支链或直链的烷基、碳数3～20的取代或无取代的环烷基单独或以多个的组合构成的取代基。

上述多环芳香族化合物还可为下述式(12)所示的化合物。

式(12)中，Ra、Rb与上述式(A)～(C)相同。当Ra、Rb、萘环具有1个或多个取代基时，取代基为碳数1～20的烷基、碳数1～20的卤烷基、碳数5～18的环烷基、碳数3～20的甲硅烷基、氰基或卤原子，Ra、Rb以外的萘环的取代基还可进一步为碳数6～22的芳基。

式(12)中，Ra、Rb优选为从芴环、菲环、苯并菲(triphenylene)环、苯并菲(benzophenanthrene)环、二苯并菲环、苯并苯并菲(triphenylene)环、荧蒽环、苯并环、苯并[b]荧蒽环以及二萘品苯环中选择的基团。

阻挡层材料优选为以循环伏安法测定表示可逆氧化过程的材料。

作为阻挡层材料的迁移率，优选在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内电子迁移率为10^-6cm²/Vs以上。作为有机材料的电子迁移率的测定方法，已知有飞行时间(Time of Flight)法等几种方法，但在本发明中是指以阻抗分光法决定的电子迁移率。

以下对通过阻抗分光法的迁移率测定进行说明。以阳极、阴极夹持优选厚度为100nm～200nm左右的阻挡层材料，一边施加偏压DC电压，一边施加100mV以下的微小交流电压。测定此时流过的交流电流值(绝对值和相位)。一边改变交流电压的频率，一边进行本测定，从电流值和电压值算出复数阻抗(Z)。此时求出模量M＝iωZ(i：虚数单位，ω：角频率)的虚数部(ImM)的频率依赖性，将ImM为最大值的频率ω的倒数定义为在阻挡层内传导的电子的应答时间。然后通过以下的式子算出电子迁移率。

电子迁移率＝(阻挡层材料的膜厚)²/(应答时间·电压)

作为在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围中电子迁移率为10^-6cm²/Vs以上的材料的具体例，可以举出在多环芳香族的骨架部具有荧蒽衍生物的材料。

发光层可以含有主峰波长550nm以下的2种以上的荧光发光性掺杂剂。当含有2种以上的荧光发光性掺杂剂时，至少一种掺杂剂的亲和势Ad为主体的亲和势Ah以上，该掺杂剂的三重态能量E^T _d比主体的三重态能量E^T _h大。例如，其他至少一种掺杂剂的亲和势Ad比主体的亲和势Ah小。这样的含有2种掺杂剂的情况也就是同时含有如前所述满足Ah＜Ad的掺杂剂和满足Ah＞Ad的掺杂剂的情况，通过设置三重态能量大的阻挡层，可以显著地改善效率。

作为亲和势Ad比主体的亲和势Ah小的掺杂剂，可以例示氨基蒽衍生物、氨基

衍生物、氨基芘衍生物等。

此外，除了上述记载的主体之外，还可以使用WO05/113531、JP2005-314239记载的二苯并呋喃化合物，WO02/14244记载的芴化合物，WO08/145239记载的苯并蒽化合物。

除了上述记载的掺杂剂之外，还可以使用JP2004-204238、WO05/108348、WO04/83162、WO09/84512、KR10-2008-79956、KR10-2007-115588、KR10-2010-24894记载的芘化合物，WO04/44088记载的

化合物，WO07/21117记载的蒽化合物。

优选主体、掺杂剂为环式结构或单一原子之间成键的化合物(也包含环式结构和单一原子的键)且所述键为单键的化合物。作为不优选的例子，可以举出除环式结构以外存在碳-碳双键的化合物。其理由在于，在主体、掺杂剂上生成的三重态激发子的能量，不用于TTF现象而消耗在双键的结构变化上。

<TTF比率的测定>

通过使主体、掺杂剂以及阻挡层材料的三重态能量满足规定的关系，可以使相对于全部发光的来源于TTF的发光强度比为30％以上，可以使以往已知的荧光元件未达成的高效率化成为可能。

来源于TTF的发光强度比可以通过过渡EL法进行测定。过渡EL法是指测定将施加给元件的DC电压除去之后的EL发光的衰减行为(过渡特性)的方法。EL发光强度可以分类为：来自经最初的再结合生成的单态激发子的发光成分、和来自经由TTF现象生成的单态激发子的发光成分。由于单态激发子的寿命为纳秒级，非常短，所以在除去DC电压后迅速衰减。

另一方面，由于TTF现象是来自经由长寿命的三重态激发子生成的单态激发子的发光，所以缓慢衰减。如此由于来自单态激发子的发光和来自三重态激发子的发光在时间上有较大差别，因此可以求出来源于TTF的发光强度。具体可以通过以下的方法进行决定。

过渡EL波形如下进行测定(参考图4)。向EL元件施加由电压脉冲发生器(PG)输出的脉冲电压波形。施加电压波形被示波器(OSC)取入。在将脉冲电压施加给EL元件时，EL元件产生脉冲发光。该发光经由光电子倍增管(PMT)被示波器(OSC)取入。使电压波形和脉冲发光同步并由电脑(PC)取入。

此外，通过解析过渡EL波形，如下所示决定来源于TTF的发光强度比。

解出三重态激发子的衰减行为的速率方程式，将基于TTF现象的发光强度的衰减行为模型化。发光层内部的三重态激发子密度nT的时间衰减，可以使用基于三重态激发子寿命的衰减速度α和基于三重态激发子碰撞的衰减速度γ，以如下的速率方程式进行表示。

[数1]

$\frac{{\mathrm{dn}}_T}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;n_T-\mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;{n_T}^2$

近似地解出该微分方程式时，可得到下式。此处，ITTF为来源于TTF的发光强度，A为常数。如此，若过渡EL发光为基于TTF的发光，其强度的平方根的倒数以近似直线表示。于是，将测得的过渡EL波形数据应用于下述近似式，求出常数A。将此时除去DC电压的时刻t＝0时的发光强度1/A²定义为来源于TTF的发光强度比。

[数2]

$\frac{1}{\sqrt{I_{\mathrm{TTF}}}}\&Proportional;A+\mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;t$

图5左侧的曲线图为向EL元件施加规定的DC电压，然后除去电压时的测定例，表现了EL元件的发光强度的时间变化。在图5左侧的曲线图中，在时刻约3×10^-8秒时除去了DC电压。此外，曲线图中将除去电压时的辉度作为1。然后，在直到约2×10^-7秒的急速衰减之后，出现了缓慢的衰减成分。图5右侧的曲线图是以电压除去时点为原点，在电压除去后，将直到10^-5秒为止的光强度的平方根的倒数进行作图得到的曲线图，可知非常近似于直线。将直线部分向时间原点延长时和纵轴的交点A的值为2.41。如此，从该过渡EL波形得到的来源于TTF发光强度比为1/2.41²＝0.17，全部发光强度中的17％为来源于TTF。

<第2实施方式>

本发明的元件，可以为具有至少2个含发光层的有机层单元的串联元件结构。2个发光层之间存在有中间层(也称为中间导电层、电化发生层、CGL)。每个单元可以设置电子输送区域。至少1个发光层为荧光发光层且含有该发光层的单元满足上述的要件。具体的层叠顺序的例子如下所示。另外，下述发光层可以为多个发光层的层叠体，还可以为含有后述第3实施方式的电荷阻挡层的一个有机层单元。

阳极/荧光发光层/中间层/荧光发光层/阻挡层/阴极

阳极/荧光发光层/阻挡层/中间层/荧光发光层/阴极

阳极/荧光发光层/阻挡层/中间层/荧光发光层/阻挡层/阴极

阳极/磷光发光层/中间层/荧光发光层/阻挡层/阴极

阳极/荧光发光层/阻挡层/中间层/磷光发光层/阴极

图6中示出了本实施方式所涉及的有机EL元件的一个例子。有机EL元件1依次具备阳极10、发光层22、24、和阴极40，在发光层22、24之间有中间层60。阻挡层32与发光层24邻接。发光层24为满足本发明的要件的荧光发光层。其他的发光层可为荧光型，也可为磷光型。邻接发光层22设有阻挡层，发光层24可为满足本发明的要件的荧光发光层。

此外，2个发光层22、24之间可以有电子输送区域和/或空穴输送区域存在。另外，发光层还可以为3层以上，中间层也可以为2层以上。当发光层为3层以上时，全部发光层之间可以具有中间层，也可以不具有中间层。

作为中间层，可以使用公知的材料，例如可以使用USP7358661、US特愿10/562124等记载的材料。

<第3实施方式>

在本实施方式中，依次具备阳极、多个发光层、电子输送区域、和阴极，在多个发光层当中任意二层的发光层之间具有电荷阻挡层，接近电荷阻挡层的发光层为荧光发光层，且满足上述的要件。

作为本实施方式所涉及的适合的有机EL元件的结构，可以举出如日本专利第4134280号公报、美国公开专利公报US2007/0273270A1、国际公开公报WO2008/023623A1中记载的、在依次层叠有阳极、第1发光层、电荷阻挡层、第2发光层以及阴极的结构中在第2发光层和阴极之间具有电子输送区域的结构，所述电子输送区域具有用于防止三重态激发子的扩散的阻挡层。此处，电荷阻挡层是指以通过在邻接的发光层之间设置HOMO能级、LUMO能级的能垒来调整载流子向发光层的注入、调整注入发光层的电子和空穴的载流子平衡为目的的层。

这样的结构的具体例如下所示。

阳极/第1发光层/电荷阻挡层/第2发光层/电子输送区域/阴极

阳极/第1发光层/电荷阻挡层/第2发光层/第3发光层/电子输送区域/阴极

此外，在阳极和第1发光层之间，优选与其他实施方式相同地设有空穴输送区域。

图7中示出了本实施方式所涉及的有机EL元件的一个例子。图7的上图表示元件结构以及各层的HOMO、LUMO能级。下图表示第3发光层和阻挡层的能隙的关系。

该有机EL元件2依次具备阳极、第1发光层、第2发光层、第3发光层、电子输送区域、和阴极4，在第1发光层和第2发光层之间具有电荷阻挡层。电子输送区域包含阻挡层。第3发光层为满足本发明的要件的荧光发光层。第1发光层、第2发光层可以是荧光型，也可以是磷光型。

本实施方式的元件适合作为白色发光元件，可以调整第1发光层、第2发光层、第3发光层的发光色而成为白色。另外，发光层也可仅为第1发光层、第2发光层，调整2个发光层的发光色而成为白色。此时第2发光层为满足本发明的要件的荧光发光层。

尤其是，通过将第1发光层的主体作为空穴输送性材料，添加主峰波长比550nm大的荧光发光性掺杂剂，将第2发光层(以及第3发光层)的主体作为电子输送性材料，添加主峰波长550nm以下的荧光发光性掺杂剂，可使之为全部以荧光材料构成的结构，同时实现示出比以往技术高的发光效率的白色发光元件。

若对与发光层邻接的空穴输送层进行特别说明，为了高效果地发生本发明的TTF现象，当对空穴输送材料和主体的三重态能量进行比较时，优选空穴输送材料的三重态能量大。

<第4实施方式>

在本实施方式中，在基板上并列设置蓝色像素、绿色像素、红色像素。在这些3色的像素中，蓝色像素和/或绿色像素具有第1实施方式的结构。

图8中示出了本实施方式所涉及的有机EL元件的一个例子。

该图所示的上面发光型有机EL元件3，在通用基板100上并列形成有蓝色像素B、绿色像素G以及红色像素R。

蓝色像素B从基板100起依次具备阳极10、空穴输送区域50、蓝色发光层20B、包含阻挡层32的电子输送区域、阴极40、保护层70。

绿色像素G从基板100起依次具备阳极10、空穴输送区域50、绿色发光层20G、包含阻挡层32的电子输送区域、阴极40、保护层70。

红色像素R从基板100起依次具备阳极10、空穴输送区域50、红色发光层20R、包含阻挡层32的电子输送区域、阴极40、保护层70。

在各个邻接的像素的阳极之间形成有绝缘膜200，保持像素间的绝缘。

在有机EL元件3中，阻挡层通用地设置于蓝色像素B、红色像素R、绿色像素G。

阻挡层的效果在蓝色荧光元件中与以往得到的发光效率相比，非常显著，但即使在绿色荧光元件、红色荧光元件中，也可以得到将三重态能量封闭在发光层内的同样的效果，可以期待发光效率的提高。

另一方面，在磷光发光层中，可以得到将三重态激发子封闭在发光层内的效果，防止三重态能量的扩散，有助于磷光发光性掺杂剂的发光效率的提高。

空穴输送区域包含空穴输送层、或空穴输送层以及空穴注入层等。空穴输送区域可为通用，也可以不同。通常，空穴输送区域分别为适应发光色的结构。

由发光层20B、G、R和阻挡层构成的有机层，不限于图示的结构，可以进行适当变更。

对本发明中可使用的主体和掺杂剂进行了上述说明，特别是对各色发光层进行以下说明。

绿色发光层优选含有以下的主体材料以及掺杂剂材料。主体材料优选为稠合芳香族环衍生物。作为稠合芳香族环衍生物，从发光效率、发光寿命的观点出发，进一步优选为蒽衍生物、芘衍生物等。

另外，主体材料可以举出含杂环化合物。作为含杂环化合物，可以举出咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、梯(ladder)型呋喃化合物、嘧啶衍生物。

作为掺杂剂材料，只要为具有该功能的材料，就没有特别限定，但从发光效率等观点出发，优选为芳香族胺衍生物。作为芳香族胺衍生物，优选为具有可以被取代的芳基氨基的稠合芳香族环衍生物。作为这样的化合物，例如可以举出具有芳基氨基的、芘、蒽、

另外，作为掺杂剂材料，还优选为苯乙烯基胺化合物。作为苯乙烯基胺化合物，例如可以举出苯乙烯基胺、苯乙烯基二胺、苯乙烯基三胺、苯乙烯基四胺。此处苯乙烯基胺是指可以被取代的芳基胺中至少1个芳基乙烯基被取代的化合物，所述芳基乙烯基可以被取代，作为取代基，有芳基、甲硅烷基、烷基、环烷基、芳基氨基，这些取代基还可以进一步具有取代基。

另外，作为掺杂剂材料，还优选硼络合物、荧蒽化合物。另外，作为掺杂剂材料，还优选金属络合物。作为金属络合物，例如可以举出铱络合物、铂络合物。

红色发光层优选含有以下的主体材料以及掺杂剂材料。主体材料优选为稠合芳香族环衍生物。从发光效率、发光寿命的观点出发，作为稠合芳香族环衍生物，更优选为萘并萘衍生物、并五苯衍生物等。

另外，主体材料可以举出稠合多环芳香族化合物。作为稠合多环芳香族化合物，可以举出萘化合物、菲化合物、荧蒽化合物。

作为掺杂剂材料，优选为芳香族胺衍生物。作为芳香族胺衍生物，优选为具有可以被取代的芳基氨基的稠合芳香族环衍生物。作为这样的化合物，例如可以举出具有芳基氨基的二茚并芘(periflanthene)。

另外，作为掺杂剂材料，还优选金属络合物。作为金属络合物，例如可以举出铱络合物、铂络合物。

实施方式4的元件例如可如下所示进行制作。

在基板上，将作为银合金层的APC(Ag-Pd-Cu)层(反射层)，氧化锌膜(IZO)、氧化锡膜等的透明导电层依次成膜。然后使用通常的平板印刷技术(lithography)，通过将抗蚀图形用作掩模的蚀刻，使该导电材料层形成图形，形成阳极。然后，在阳极上通过旋涂法，涂布形成含聚酰亚胺等感光性树脂的绝缘膜。然后，通过曝光、显影、固化，使阳极露出，使发蓝光区域、发绿光区域、发红光区域形成图形。

电极有红色像素用、绿色像素用以及蓝色像素用三种，分别对应发蓝光区域、发绿光区域、发红光区域，分别相当于阳极。在异丙醇中进行5分钟洗涤后，再进行30分钟UV臭氧洗涤。然后，在形成空穴注入层和空穴输送层时，在基板整面上层叠空穴注入层，再在其上层叠空穴输送层。以与红色像素用、绿色像素用以及蓝色像素用的阳极各位置对应配置的方式形成各发光层。在使用真空蒸镀法的情况下，用阴罩(shadow mask)将蓝色发光层、绿色发光层以及红色发光层进行微细图形化。

然后，在整面上层叠阻挡层。随后，在形成电子注入层时，在整面上层叠电子注入层。然后，将Mg和Ag蒸镀成膜，形成半透过性的含MgAg合金的阴极。

本发明中使用的基板、阳极、阴极、空穴注入层、空穴输送层等其他构件，可以适当选择PCT/JP2009/053247、PCT/JP2008/073180、US特愿12/376236、US特愿11/766281、US特愿12/280364等中记载的公知材料。

优选空穴输送层含有下述式(1)～(5)的任一项所示的芳香族胺衍生物。

(式中，Ar¹～Ar²⁴各自独立地表示取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂芳基。

L¹～L⁹各自独立地表示取代或无取代的形成环的碳数为6～50的亚芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂亚芳基。

Ar¹～Ar²⁴、L¹～L⁹可具有的取代基，是碳数1～15的直链状或支链状的烷基、形成环的碳数为3～15的环烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状烷基的三烷基甲硅烷基、具有形成环的碳数为6～14的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基以及形成环的碳数为6～14的芳基的烷基芳基甲硅烷基、形成环的碳数为6～50的芳基、形成环的原子数为5～50的杂芳基、卤原子或氰基。邻接的多个取代基可相互结合，形成成环的饱和或不饱和的2价基团。)

优选所述Ar¹～Ar²⁴的至少1个为下述式(6)、(7)的任一项所示的取代基。

(式中，X表示氧原子、硫原子、或N-Ra，Ra表示碳数1～15的直链状或支链状的烷基、形成环的碳数为3～15的环烷基、形成环的碳数为6～50的芳基、或形成环的原子数为5～50的杂芳基。

L¹⁰表示单键、取代或无取代的形成环的碳数为6～50的亚芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂亚芳基。

L¹¹表示取代或无取代的形成环的碳数为6～50的亚芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂亚芳基。

R¹～R⁴各自独立地表示碳数1～15的直链状或支链状的烷基、形成环的碳数为3～15的环烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基的三烷基甲硅烷基、具有形成环的碳数为6～14的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基以及形成环的碳数为6～14的芳基的烷基芳基甲硅烷基、形成环的碳数为6～14的芳基、形成环的原子数为5～50的杂芳基、卤原子或氰基。另外，邻接的多个R¹～R⁴可相互结合形成环。

a、c、d表示0～4的整数。

b表示0～3的整数。)

优选式(1)所示的化合物为下述式(8)所示的化合物。

(式中，Cz表示取代或无取代的咔唑基。

L₁₂表示取代或无取代的形成环的碳数为6～50的亚芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂亚芳基。

Ar₂₅以及Ar₂₆各自独立地表示取代或无取代的形成环的碳数为6～50的芳基、或取代或无取代的形成环的原子数为5～50的杂芳基。)

式(8)所示的化合物优选为下述式(9)所示的化合物。

(式中，R⁵以及R⁶各自独立地表示碳数1～15的直链状或支链状的烷基、形成环的碳数为3～15的环烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基的三烷基甲硅烷基、具有形成环的碳数为6～14的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基以及形成环的碳数为6～14的芳基的烷基芳基甲硅烷基、形成环的碳数为6～14的芳基、形成环的原子数为5～50的杂芳基、卤原子或氰基。另外，邻接的多个R⁵以及R⁶可相互结合形成环。

e、f表示0～4的整数。

L₁₂、Ar₂₅以及Ar₂₆与式(8)中的L₁₂、Ar₂₅以及Ar₂₆意义相同。)

式(9)所示的化合物优选为下述式(10)所示的化合物。

(式中，R⁷以及R⁸各自独立地表示碳数1～15的直链状或支链状的烷基、形成环的碳数为3～15的环烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基的三烷基甲硅烷基、具有形成环的碳数为6～14的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳数1～15的直链状或支链状的烷基以及形成环的碳数为6～14的芳基的烷基芳基甲硅烷基、形成环的碳数为6～14的芳基、形成环的原子数为5～50的杂芳基、卤原子或氰基。另外，邻接的多个R⁵以及R⁶可相互结合形成环。

g、h表示0～4的整数。

R⁵、R⁶、e、f、Ar₂₅以及Ar₂₆与式(9)中的R⁵、R⁶、e、f、Ar₂₅以及Ar₂₆意义相同。)

【实施例】

·使用化合物

实施例以及比较例中使用的材料和物性值如下所示。

上述物性值的测定方法如下所示。

(1)三重态能量(E^T)

用市售的装置F-4500(日立公司制)进行测定。E^T的换算式如下所示。

换算式E^T(eV)＝1239.85/λ_edge

“λ_edge”是指在纵轴取磷光强度，横轴取波长，表示磷光光谱时，对于磷光光谱的短波长侧的上升部引切线，该切线与横轴的交点的波长值。单位：nm。

(2)电离势

在大气下用光电子分光装置(理研计器(株)公司制：AC-1)进行测定。具体而言，对材料照射光，通过测定此时由于电荷分离产生的电子量而进行测定。

(3)亲和势

从电离势和能隙的测定值算出。能隙从苯中的吸收光谱的吸收端进行测定。具体而言，使用市售的可见/紫外分光光度计，测定吸收光谱，从该光谱开始上升的波长计算出。

(4)电子迁移率

使用阻抗分光法进行电子迁移率评价。制作如下所示的单电子器件(電子オンリ一デバイス)，施加载有100mV的交流电压的DC电压来测定复数模量。当将模量的虚部为最大的频率设为f_max(Hz)时，应答时间T(秒)为T＝1/2/π/f_max进行算出，用该值来决定电子迁移率的电场强度依赖性。

Al/TB1(95)/ET1(5)/LiF(1)/Al

Al/TB2(95)/ET1(5)/LiF(1)/Al

Al/ET1(100)/LiF(1)/Al

Al/Alq₃(100)/LiF(1)/Al

(括弧内的数值为膜厚。单位：nm)

如图9所示，作为阻挡层使用的TB1、TB2的500(V/cm)^0.5、即0.25MV/cm中的电子迁移率，分别为4×10^-5cm²/Vs、3×10^-5cm²/Vs，在宽的电场强度范围示出比10^-6cm²/Vs大的值。从图9还可知，该值与作为电子注入层使用的材料ET1的电子迁移率几乎相同。此外Alq₃的电子迁移率在0.25MV/cm时为5×10^-8cm²/Vs，是与TB1、TB2相比为百分之一以下的小值。

(5)内部量子效率的测定方法

基于日本特开2006-278035中记载的方法，确定了发光层内的发光分布和光取出效率。然后，以分光放射辉度计测定的EL光谱，除以所确定的光取出效率，求出内部EL光谱，将从该光谱求出的内部发生光子数和电子数的比率作为内部量子效率。

实施例1

在有膜厚130nm的ITO成膜的ITO基板上，依次蒸镀HI1、HT1、BH1:BD1(共蒸镀)、TB1、ET1，得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(45)/BH1:BD1(25；5wt％)/TB1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

比较例1

在实施例1中，代替发光层的膜厚为30nm，不使用TB1，使ET1与发光层邻接，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(45)/BH1:BD1(30；5wt％)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

比较例2

在实施例1中，代替TB1而使用BH1，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(45)/BH1:BD1(25；5wt％)/BH1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例2

在实施例1中，使BH1:BD1的膜厚为20nm，使TB1的膜厚为10nm，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(45)/BH1:BD1(20；5wt％)/TB1(10)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例3

在实施例1中，代替HT1而使用HT2，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT2(45)/BH1:BD1(25；5wt％)/TB1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例4

在实施例1中，代替TB1而使用TB2，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(45)/BH1:BD1(25：5wt％)/TB2(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

评价例1

对实施例1～4、比较例1、2中得到的元件进行以下的评价。结果在表1中示出。

(1)初始性能(电压、色度、电流效率、外部量子效率、主峰波长)

向元件施加电压使得电流值为1mA/cm²，测定此时的电压值。还使用分光放射辉度计(CS-1000：柯尼卡美能达公司制)测定此时的EL发光光谱。从得到的分光放射辉度光谱，算出色度、电流效率(cd/A)、外部量子效率(％)、主峰波长(nm)。

(2)来源于TTF的发光比率

施加从脉冲发生器(Agilent公司制8114A)输出的电压脉冲波形(脉冲宽度：500微秒，频率：20Hz，电压：与1mA/cm²相当的电压)，将EL发光输入光电子倍增管(浜松Photonics公司制R928)，使脉冲电压波形和EL发光同步，并由示波器(Tektronix公司制2440)取入，得到了过渡EL波形。对其进行分析而确定了来源于TTF的发光比率(TTF比率)。

另外，在电流密度-电流效率曲线中，求出电流效率(L/J)为最大时的电流密度，施加与其相当的电压脉冲波形，同样得到了过渡EL波形。

需要说明的是，关于基于TTF现象的内部量子效率的提高，一般认为62.5％是理论界限，此时的来源于TTF的发光比率达60％。

[表1]

(1)BH1的电离势、亲和势分别为6.0eV、3.0eV，与此相对，由于BD1的电离势、亲和势为6.0eV、3.1eV，所以BD1均不具有空穴捕获性、电子捕获性。另外，BD1的三重态能量为2.13eV，大于BH1的三重态能量1.83eV。另外，阻挡层TB1的三重态能量为2.27eV，大于BH1、BD1的三重态能量。

(2)在将三重态能量比发光层材料大的TB1作为阻挡层且使其与发光层邻接的实施例1中，得到了所谓电流效率10.3cd/A、外部量子效率9.81％、TTF比率34.2％这样的非常高的效率。另一方面，在未使作为阻挡层的TB1层与发光层邻接的比较例1中，电流效率仅为7.92％，外部量子效率EQE仅为7.62％，TTF比率仅为15.8％。另外，如比较例2那样，在与发光层邻接而仅设有BH1的情况下，由于发光层的三重态能量和邻接的BH1的三重态能量相同，因此效率与实施例1相比劣化。图10为对实施例1和比较例1中的过渡EL波形进行比较得到的图。可知10^-7秒之后延迟显现的来源于TTF的发光强度提高约2倍。

图11为对实施例1和比较例1中的在0.1mA/cm²至100mA/cm²的范围中的TTF比率进行比较得到的图。另外，图12为表示在与图11相同的电流密度范围中的电流效率L/J(cd/A)的图。在置入阻挡层的实施例1中，在电流密度约2mA/cm²时电流效率显示最大值10.3cd/A，此时的TTF比率为34.2％。即使在低电流密度的区域中也显示高TTF比率，大大地进行了高效率化。这提示来自于TTF现象。另一方面，在比较例1中，当电流密度为8mA/cm²时，电流效率显示最大值8.9cd/A，此时的TTF比率为25％。

对实施例1的内部量子效率进行进行了估计，结果为37.7％。由于TTF比率为34.2％，因此内部量子效率的详细内容是单态激发子的发光为24.8％，来源于TTF的发光为12.9％。

另一方面，比较例1的内部量子效率为29.4％。由于TTF比率为15.8％，因此内部量子效率的详细内容是单态激发子的发光为24.7％，来源于TTF的发光为4.6％。如此，通过设置阻挡层TB1，将来源于TTF的发光从4.6％提高至12.9％，即提高2.8倍。

(3)另外，在改变阻挡层TB1的膜厚的实施例2中，得到了与实施例1相同程度的高效率。

(4)在实施例3中，代替实施例1中的HT1而使用了HT2，得到了比实施例1更高的效率即10.7cd/A。这是因为，HT2更接近BH1的电离势，向发光层注入的空穴量增加。

(5)在实施例4中，代替TB1而使用了TB2。比实施例1更高效率化，得到了所谓11.04cd/A这样的非常高的值。

实施例5

在有膜厚130nm的ITO成膜的ITO基板上，依次蒸镀HI1、HT1、RH:RD(共蒸镀)、HT1、BH1:BD1(共蒸镀)、BH1:GD(共蒸镀)、TB1、ET1，得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(35)/RH:RD(5；1％)/HT1(5)/BH1:BD1(25；7.5wt％)/BH1:GD(20；5wt％)/TB1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

比较例3

除了未将TB1成膜以外，与实施例5同样地依次成膜，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(35)/RH:RD(5；1wt％)/HT1(5)/BH1:BD1(25；7.5wt％)/BH1:GD(20；5wt％)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)

评价例2

对于实施例5和比较例3的元件，比较了电流密度1mA/cm²下的性能，结果在表2中示出。

[表2]

在实施例5中，与具有阻挡层TB1和电子注入层ET1的电子输送区域邻接地设置有层叠有发蓝光层和发绿光层的发光层。GD、BD1的亲和势比主体BH1的亲和势大0.1eV。此外，隔着含HT1的电荷阻挡层，层叠有含RH:RD的发红光层。如此，在实施例5中，由于层叠有蓝、绿、红3种发光层而显示白色发光。在比较例3中未使用阻挡层TB1。对实施例5和比较例3的外部量子效率进行比较时，实施例5为高1％以上的值。

实施例6

在有膜厚130nm的ITO成膜的ITO基板上，依次蒸镀HI1、HT1、RH:RD(共蒸镀)、HT1、BH1:BD2(共蒸镀)、BH1:GD(共蒸镀)、TB1、ET1，得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(35)/RH:RD(5；1％)/HT1(5)/BH1:BD2(25；7.5％)/BH1:GD(20；5wt％)/TB1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

比较例4

除了未将TB1成膜以外，与实施例6同样地依次成膜，得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI1(50)/HT1(35)/RH:RD(5：1wt％)/HT1(5)/BH1:BD2(25；7.5％)/BH1:GD(20；5％)/ET1(25)/LiF(1)/Al(80)

评价例3

对于实施例6和比较例4的元件，比较了在电流密度1mA/cm²下的性能，结果在表3中示出。

[表3]

在实施例6中，与具有阻挡层TB1和电子注入层ET1的电子输送区域邻接地设有层叠有发蓝光层和发绿光层的发光层。此外，隔着含HT1的电荷阻挡层，层叠有含RH:RD的发红光层。如此，在实施例6中，由于层叠了蓝、绿、红3种发光层而显示白色发光。在比较例4中未使用阻挡层TB1。

对实施例6和比较例4的外部量子效率进行比较时，实施例6为高1％左右的值。

如评价例2、3所示，不仅是主峰波长550nm以下的单色元件，对于具有多个发光层的白色元件本发明也是有效的。

实施例7

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI2(50)/HT3(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB1(5)/ET1(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例8

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT3(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB1(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例9

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB1(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例10

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT3(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例11

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT3(45)/BH2:BD3(25，5％)/TB2(5)/ET4(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例12

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例13

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET3(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例14

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT3(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB3(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例15

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB3(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例16

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB4(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例17

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB5(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例18

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB6(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例19

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB5(5)/ET3(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例20

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD3(25；5％)/TB6(5)/ET3(20)/LiF(1)/Al(80)

评价例4

对实施例7～20的元件，与实施例1同样地进行电流密度10mA/cm²下的性能评价，结果在表4中示出。

[表4]

在实施例7中，示出即使使用HT3、BH2、BD3的组合，也同样示出高EQE。

此外在实施例8中，通过将ET1变更为电子注入性更高的ET2，示出0.21V的低电压化、9.65％的高EQE。

在实施例9中，即使相对于实施例7变化成HT4、BH3、ET2，也示出0.16V的低电压化、9.16％的EQE。

在实施例10中，通过将TB1变更为TB2，虽然伴随若干的高电压化，但仍示出8.97％的EQE。

在实施例11中，即使相对于实施例10将ET2变更为ET4，也示出高达8.32％的EQE。

在实施例12中，相通过对于实施例10将HT3变成HT4，在0.11V的低电压化的同时，EQE提高至10.2％。这是因为，空穴注入量增加。

在实施例13中，即使相对于实施例12使用ET3替代ET2时，虽然伴随有若干高电压化，但仍示出高效率。

在实施例14中，在相对与实施例10使用TB3替代TB2时，示出0.19V的低电压化、9.74％的EQE。

在实施例15～18中，可知即便在与HT4一起使用了TB3、TB4、TB5、TB6的任一种时，均示出高效率。

在实施例19、20中，即使在TB5、TB6和ET3的组合的情况下，也示出高效率。

实施例21

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI2(50)/HT5(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

实施例22

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT6(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

实施例23

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT7(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

实施例24

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT8(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

实施例25

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT9(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

实施例26

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT10(45)/BH2:BD3(25；5％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(0.5)/Al(80)

评价例5

对实施例21～26的元件，与实施例1同样地进行了电流密度10mA/cm²下的性能评价，结果在表5中示出。

[表5]

在实施例21～26中，改变各种作为空穴输送材料的HT5～HT10，均示出高EQE。尤其是在实施例25中使用的HT9，可以得到非常高的效率。

实施例27

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH2:BD3(25；1.25％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

实施例28

与实施例1同样地得到了具有下述结构的元件。

ITO(130)/HI2(50)/HT4(45)/BH3:BD4(25；1.25％)/TB2(5)/ET2(20)/LiF(1)/Al(80)

评价例6

对于实施例27、28的元件，与实施例1同样地进行了电流密度10mA/cm²下的性能评价，结果在表6中示出。

[表6]

在实施例27中，即使在将BD3的掺杂浓度调整至1.25％时，也示出EQE 10.0％。另外。关于过渡EL测定的结果，也示出TTF比率为34.3％这样的高值。

在实施例28中，在替代BD3而使用BD4作为掺杂剂时，电压进行高电压化而为3.91V。这是因为，BD4的Af大至3.45eV，电子捕获性较大。另一方面，示出所谓EQE为9.32％、TTF比率为33.0％这样的高值，即使在使用BD4时，也确认到基于TTF的效率提高效果。

实施例29

与实施例1同样地得到了具有依次层叠了下述的结构的元件。括弧内表示膜厚(单位：nm)。

阳极      ITO(130)

空穴注入层HI2(70)

空穴输送层HT4(10)/HT11(10)

发红绿光层PBH:PGD:PRD(50；10％、0.3％)

空穴阻挡层PGH(10)

电子输送层ET1(10)/ET3(5)

中间层    Li₂O(0.1)/HAT(20)

空穴注入层HI2(50)

空穴输送层HT3(45)

发蓝光层  BH2:BD3(25；5％)

阻挡层    TB2(5)

电子输送层ET2(25)

电子注入层LiF(1)

电极      Al(80)

比较例5

除了未将TB2成膜以外，与实施例29同样地依次成膜，得到了具有下述结构的元件。

阳极      ITO(130)

空穴注入层HI2(70)

空穴输送层HT4(10)/HT11(10)

发红绿光层PBH:PGD:PRD(50；10％、0.3％)

空穴阻挡层PGH(10)

电子输送层ET1(10)/ET3(5)

中间层    Li₂O(0.1)/HAT(20)

空穴注入层HI2(50)

空穴输送层HT3(45)

发蓝光层  BH2:BD3(25；5％)

电子输送层ET2(25)

电子注入层LiF(1)

电极      Al(80)

评价例7

对于实施例29、比较例5的元件，与实施例1同样地进行了电流密度10mA/cm²下的性能评价，结果在表7中示出。

[表7]

在实施例29中，通过隔着中间层对阻挡层TB2与发蓝光层邻接的蓝色荧光部分和红/绿磷光部分进行层叠，示出白色发光。另一方面，在比较例6中未使用阻挡层TB2。与比较例6相比，在置入了阻挡层TB2的实施例29中，电流效率和外部量子效率提高，且色度CIEx变小。所谓CIEx变小，是指蓝色成分增多，示出通过插入TB2而增大了蓝色发光强度。

产业上的可利用性

本发明的有机EL元件可以用于面向希望低耗电化的大型电视的显示板、照明板等。

上述虽然对几个本发明的实施方式和/或实施例进行了详细说明，但本领域普通技术人员在不实质性背离本发明的新发现以及效果的情况下，可以容易地对这些例示的实施方式和/或实施例施加多种变化。因此，这些多种变化也包含在本发明的范围中。

Claims (15)

1.一种有机电致发光元件，其至少依次具备阳极、发光层、电子输送区域、和阴极，

所述发光层含有主体材料和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂剂，

所述掺杂剂的亲和势Ad为所述主体材料的亲和势Ah以上，

所述掺杂剂的三重态能量E^T _d比所述主体材料的三重态能量E^T _h大，

在所述电子输送区域内，与所述发光层邻接地设有阻挡层，所述阻挡层的三重态能量E^T _b比E^T _h大。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述掺杂剂为选自荧蒽衍生物、硼络合物的化合物。

3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，

所述阳极与发光层之间具备空穴输送区域，

在所述空穴输送区域内，与所述发光层邻接地设有空穴输送层，所述空穴输送层的三重态能量E^T _ho比E^T _h大。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阻挡层含有芳香族烃化合物。

5.根据权利要求4所述的有机电致发光元件，其中，所述芳香族烃化合物为多环芳香族化合物。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的有机电致发光元件，其中，在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内，构成所述阻挡层的材料的电子迁移率为10^-6cm²/Vs以上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域具有所述阻挡层以及电子注入层的层叠体，在电场强度0.04～0.5MV/cm的范围内，构成所述电子注入层的材料的电子迁移率为10^-6cm²/Vs以上。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域具有所述阻挡层以及电子注入层的层叠体，所述阻挡层的亲和势Ab、所述电子注入层的亲和势Ae，满足Ae-Ab＜0.2eV所表示的关系。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域由1层所述阻挡层构成。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送区域由1层所述阻挡层构成，所述阻挡层中掺杂有供体。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料为除环式结构以外的部分不含双键的化合物。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述掺杂剂为除环式结构以外的部分不含双键的化合物。

13.一种有机电致发光元件，其依次具备阳极、发光层、电子输送区域、和阴极，

所述发光层含有主体材料和荧光发光性掺杂剂，所述掺杂剂的亲和势Ad为所述主体材料的亲和势Ah以上，

所述掺杂剂的三重态能量E^T _d比所述主体材料的三重态能量E^T _h大，

在所述电子输送区域内，与所述发光层邻接地设有阻挡层，构成所述阻挡层的材料的三重态能量E^T _b比E^T _h大，

在电流效率为最大的施加电压时，在所述发光层生成的三重态激发子彼此碰撞生成的单态激发子来源的发光强度，相对于全部发光强度为30％以上，所述电流效率的单位为cd/A。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阳极和所述阴极之间至少具有2层发光层，在2层发光层之间具有中间层。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阳极和所述阴极之间含有多个发光层，在第一发光层和第二发光层之间具有电荷阻挡层。

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