CN107250132B - 芳香族杂环衍生物、使用其的有机电致发光元件、照明装置及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种新型的芳香族杂环衍生物。还在于提供一种使用其的发光效率高、发光寿命长、即使在高温下的使用中经时变化也小的有机EL元件。还在于提供一种具备该有机EL元件的显示装置及照明装置。本发明的芳香族杂环衍生物的特征在于，为具有含有咔唑环的特定结构的芳香族杂环衍生物。

Description

芳香族杂环衍生物、使用其的有机电致发光元件、照明装置及 显示装置

技术领域

本发明涉及一种芳香族杂环衍生物、使用其的有机电致发光元件、照明装置及显示装置。更详细而言，涉及一种芳香族杂环衍生物、使用其的发光效率高、发光寿命长、即使在高温下使用经时变化也很小的有机电致发光元件、具备其的照明装置及显示装置。

背景技术

有机电致发光元件(以下，也称为“有机EL元件”)为阳极和阴极之间形成含有有机发光物质的有机薄膜层(单层部或多层部)而成的薄膜型全固体元件。对这种有机EL元件施加电压时，从阴极对有机薄膜层注入电子，从阳极对有机薄膜层注入空穴，它们在发光层(含有机发光物质的层)中进行再结合而产生激发子。有机EL元件是利用了原子这些激发子发出的光(荧光、磷光)的发光元件，是有望作为下一代平面显示器或照明的技术。

另外，与利用荧光发光的有机EL元件相比，利用原理上可以实现约4倍发光效率的来自激发三重态的磷光发光的有机EL元件由普林斯顿大学报道以来，以在室温下显示磷光的材料的开发为首，发光元件的层构成或电极的研究开发在世界中正在进行。

这样，磷光发光方式为电位很高的方式，但在利用磷光发光的有机EL器件中，与利用荧光发光的方式明显不同，控制发光中心的位置的方法、尤其是在发光层的内部进行再结合、怎样能够稳定地进行发光，在提高元件的效率、寿命方面成为重要的技术的问题。

因此，近年来以邻接于发光层的形式具备位于发光层阳极侧的空穴输送层、和位于发光层阴极侧的电子输送层等而形成的多层叠层型的元件广为人知。另外，发光层多使用混合层，所述混合层使用了作为发光掺杂剂的磷光发光性化合物和主体化合物。

另一方面，从材料的观点出发，非常期待开发出能够提高元件性能的新型材料。特别是作为磷光发光性化合物的主体化合物，报道了使用多缩环化合物和六元含氮杂环经由亚芳基连接基团进行键合而成的化合物的有机EL用材料(例如参照日本专利文献1～3)。

但是，这些专利文献1～3中记载的化合物中，在用作有机EL元件材料时，元件的寿命、发光效率在某种程度上被改良，但不能说充分，要求进一步改良。另外已知：使用了这些化合物的有机EL元件具有热稳定性差的缺点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/035275号

专利文献2：国际公开第2007/069569号

专利文献3：美国专利申请公开第2014/0158992号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于上述问题、状况而完成的发明，其解决的技术问题在于，提供一种新型的芳香族杂环衍生物。还在于提供一种使用其的发光效率高、发光寿命长、即使在高温下使用经时变化也很小的有机EL元件。还在于提供一种具备该有机EL元件的显示装置及照明装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明人为了解决上述技术问题，对上述问题的原因等进行了研究，结果发现，具有含有咔唑环的特定结构的芳香族杂环衍生物对上述技术问题的解决是有效的，从而完成本发明。

即，本发明的上述技术问题通过以下的方案来解决。

1.一种有机电致发光元件，其在阳极和阴极之间夹入了包含发光层的至少1层有机层，其特征在于，在所述有机层中的至少1层中含有具有下述通式(1)、(2)、(3)或(4)所示结构的芳香族杂环衍生物。

[化学式1]

(通式(1)、(2)、(3)及(4)中，Y₁、Y₂及Y₃分别独立地表示CR′或氮原子，Y₁、Y₂或Y₃的至少一个为氮原子。

R′、Ar₁及Ar₂表示：

氢原子、

取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、或

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基。

R′、Ar₁及Ar₂不全部同时为氢原子。

X表示氧原子或硫原子。

Ra及Rb分别独立地表示取代基。

L₁表示：

单键、

取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、或

由它们的组合构成的2价连接基团。

L₂表示：

单键、

取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、

取代或未取代的成环原子数为5～30的亚杂芳基、或

由它们的组合构成的2价连接基团。

R₁及R₂分别独立地表示：取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、氰基、卤原子、或未取代或具有选自下述通式(A-1)或(A-2)中的结构作为取代基的成环碳原子数为6～30的芳基。

R₃表示：

取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基、或

取代或未取代的成环原子数为5～30的杂芳基。

n1、na1及nb1分别独立地表示0～3的整数，

na2表示0～2的整数，

n2、n3、n4及nb2分别独立地表示0～4的整数。

需要说明的是，n1～n4、na1、nb1、na2及nb2分别为2以上时，多个R₁、R₂、Ra及Rb可以分别相同或不同，相邻的Ra及Rb可以彼此相互键合并形成环结构。

[化学式2]

通式(A-1)及(A-2)中，

A₁～A₅及A₁₁～A₁₈分别独立地表示CRc或氮原子，

Rc分别独立地表示氢原子、取代基或键。

A₁～A₅中的一个及A₁₁～A₁₈中的一个为CRc，且Rc为与R₁或R₂所表示的成环碳原子数为6～30的芳基直接键合的键。

其它Rc可以分别相同或不同，相邻的Rc可以彼此相互键合并形成环结构。

X₁₁表示氧原子或硫原子。)

2.如第1项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，L₁表示单键、亚苯基、亚联苯基或碳原子数为2以下的亚烷基。

3.如第1项或第2项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，L₂表示单键、亚苯基、亚杂芳基或碳原子数为2以下的亚烷基。

4.如第1项～第3项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，L₁键合于所述芳香族杂环衍生物中式(I)表示的含有X的稠环的2位或4位中的任意位置。

[化学式3]

式(I)

5.如第1项～第4项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)及(2)中，L₂键合于所述芳香族杂环衍生物中的式(I)表示的含有X的稠环的5位或7位中的任意位置。

[化学式4]

式(I)

6.如第1项～第4项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(3)及(4)中，L₂键合于所述芳香族杂环衍生物中的式(I)表示的含有X的稠环的2位或4位中的任意位置。

[化学式5]

式(I)

7.如第1项～第6项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，Y₁～Y₃全部表示氮原子。

8.如第1项～第7项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，Ar₁及Ar₂表示取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基。

9.如第1项～第8项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，含有所述芳香族杂环衍生物的所述有机层为发光层。

10.如第1项～第9项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有所述芳香族杂环衍生物作为主体化合物。

11.如第1项～第10项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有磷光发光性化合物。

12.如第1项～第11项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层进一步含有结构与所述芳香族杂环衍生物不同的主体化合物。

13.一种显示装置，其特征在于，具备第1项～第12项中任一项所述的有机电致发光元件。

14.一种照明装置，其特征在于，具备第1项～第12项中任一项所述的有机电致发光元件。

15.一种芳香族杂环衍生物，其特征在于，具有第1项的有机电致发光元件所述的通式(1)、(2)、(3)或(4)表示的结构。

发明效果

通过本发明的上述技术方案，可以提供一种新型的芳香族杂环衍生物。另外，可以提供一种使用其的发光效率高、发光寿命长、即使在高温下使用经时变化也很小的有机EL元件。另外，可以提供一种具备该有机EL元件的显示装置及照明装置。

关于本发明的效果的显现机制或作用机制，尚不明确，但推测如下。

有机EL元件的驱动电压优选较小，因此，通过提高元件中使用的化合物的最高占据分子轨道的能级(HOMO能级)、并降低最低空分子轨道的能级(LUMO能级)，可以提高对发光层的电荷注入性并降低驱动电压。

但是，提高HOMO能级并降低LUMO能级时，激发单重态能量(S₁能量)变小，激发三重态能量(T₁能量)也会变小。特别是在作为相对于磷光发光掺杂的主体化合物使用的情况下，该T₁能量的降低成为问题。

作为解决该问题的手段，可以考虑缩小S₁能量和T₁能量之差(△Est)。

从缩小△Est而提高HOMO能级、降低LUMO能级，从而可以确保与变小的S₁能量同等的能量的观点出发，可以较高地维持T₁能量。△Est和S₁能量、及T₁能量的关系可以从下述式来理解。

T₁＝S₁－△Est

△Est缩小分子内的平行旋转间的相互作用，即，可以通过将HOMO集中分布的部位和LUMO集中分布的部位的中心之间隔开距离来进行缩小。因此，在本发明的化合物中，设计成HOMO的中心位于咔唑环上而LUMO的中心集中分布在六元含氮杂芳香环部，另外，优选各自的部位位于分子的末端。但是，就六元含氮杂芳香环而言，特别是，环中的氮原子数越多，在未取代的情况下稳定性就越低，因此，必须最低限度地导入适当的取代基。

另外，在连接咔唑环和六元含氮杂芳香环的部位上插入亚烷基等挠性基团时，分子整体的刚直性降低，其结果，存在分子在膜中容易发生状态变化的问题。因此，在本发明的芳香族杂环衍生物中，通过在咔唑环和六元含氮杂芳香环之间导入不影响HOMO及LUMO集中分布部位、且使分子整体的刚直性提高的(含有X)缩环结构，可以解决上述问题。另外推测：通过导入(含有X)缩环结构，可以提高Tg(玻璃化转变温度)并抑制凝聚及结晶化，可以防止效率及寿命的降低，另外也能够提高高温状态下的稳定性。

另外，通过设计成HOMO及LUMO的集中分布中心到达分子末端，容易发生分子间的电荷的跳跃移动，结果，可以抑制经时的载流子移动效率的变化，并使寿命提高。

另外，如果无意义地增大分子，会导致升华性降低而蒸镀变得困难，生产率会降低，因此，优选为适于蒸镀的适当的分子量。

另外，在(含有X)缩环结构中导入取代基时，可以使用位置选择性高的合成方法。因此，可以以高收率合成高纯度的化合物，可以以适当的成本来制造。

另外，本发明的化合物通过适当地选择咔唑环上的取代基，可以提高热稳定性，并相对于长时间的加热发挥出稳定的元件性能，有利于批量生产。

附图说明

图1是表示本发明的显示装置的结构的一例的概略立体图。

图2是表示图1所示的显示部A的构成的一例的概略立体图。

图3是表示使用了本发明的有机EL元件的照明装置的一例的概略立体图。

图4是表示使用了本发明的有机EL元件的照明装置的一例的概略剖面图。

标记说明

1 显示器

3 像素

5 扫描线

6 数据线

A 显示部

B 控制部

101 有机EL元件

102 玻璃盖片

105 阴极

106 有机EL层

107 带透明电极的玻璃基板

108 氮气

109 捕水剂

具体实施方式

本发明的有机电致发光元件是在阳极和阴极之间夹入了含有发光层的至少1层有机层的有机电致发光元件，其特征在于，在所述有机层中的至少1层中含有具有所述通式(1)、(2)、(3)或(4)所示结构的芳香族杂环衍生物。该特征为权利要求1～15的发明所共有的技术特征。

作为本发明的实施方式，从显现本发明的效果的观点出发，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，L₁表示单键、亚苯基、亚联苯基或碳原子数为2以下的亚烷基，但可得到玻璃化转变温度(Tg)上升引起的热稳定提高的效果，因此优选。另外，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，L₂表示单键、亚苯基、亚杂芳基或碳原子数为2以下的亚烷基，可得到Tg上升引起的热稳定提高的效果，因此优选。

另外，在本发明中，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，优选L₁键合于所述芳香族杂环衍生物中的所述式(I)表示的含有X的稠环的2位或4位中的任意位置。由此，可以使用选择性高的合成法，以高收率、高纯度得到化合物。

另外，在所述通式(1)及(2)中，优选L₂键合于所述芳香族杂环衍生物中的所述式(I)表示的含有X的稠环的5位或7位中的任意位置。由此，可以使用选择性高的合成法，以高收率、高纯度得到化合物。

另外，在本发明中，在所述通式(3)及(4)中，优选L₂键合于所述芳香族杂环衍生物中的所述式(I)表示的含有X的稠环的2位或4位中的任意位置。由此，可以使用选择性高的合成法，以高收率、高纯度得到化合物。

作为本发明的实施方式，从本发明的效果显现的观点出发，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，优选Y₁～Y₃全部表示氮原子。另外，在所述通式(1)、(2)、(3)及(4)中，Ar₁及Ar₂表示取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基，可得到化合物激发状态的稳定化效果，因此优选。

另外，在本发明中，优选含有所述芳香族杂环衍生物的所述有机层为发光层。由此，可得到高效率化、高寿命化的效果。另外，优选所述发光层含有所述芳香族杂环衍生物作为主体化合物。另外，从高效率化、高寿命化的观点出发，优选所述发光层含有磷光发光性化合物。

另外，从通过调整载流子平衡而得到再结合概率提高的效果的观点出发，优选所述发光层进一步含有结构与所述芳香族杂环衍生物不同的主体化合物。

可在照明装置及显示装置中优选具备本发明的有机EL元件。

另外，有机电致发光元件中所含的化合物优选为具有所述通式(1)、(2)、(3)或(4)表示的结构的化合物。

以下，对本发明和其构成要素、及用于实施本发明的实施方式、实施方案进行详细的说明。需要说明的是，本申请中，“～”表示含有在其前后所记载的数值作为下限值及上限值的意思。

本发明的有机电致发光元件的特征在于，在至少1层有机层中含有通式(1)、(2)、(3)或(4)表示的芳香族杂环衍生物。

以下，对用于实施本发明的方式详细地进行说明，但本发明并不限定于这些。

《通式(1)、(2)、(3)、及(4)表示的芳香族杂环衍生物》

在通式(1)、(2)、(3)、及(4)中，Y₁、Y₂及Y₃分别独立地表示CR′或氮原子，至少一个为氮原子。

更优选Y₁、Y₂及Y₃中的两个或三个为氮原子，更优选Y₁、Y₂及Y₃全部为氮原子。

R′、Ar₁及Ar₂分别独立地表示氢原子、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、或取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基。R′、Ar₁及Ar₂不全部同时为氢原子。

R′、Ar₁或Ar₂表示的碳原子数为1～12的烷基只要是不阻碍本发明的化合物的功能的范围即可，可以为直链状，也可以具有支链结构，另外，也可以是如环烷基那样的环状结构。

作为碳原子数为1～12的烷基的实例，可举出：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、异丙基、新戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基等。

作为R′、Ar₁或Ar₂表示的成环碳原子数为6～30的芳基(也称为芳香族烃环基)，可以为非稠环，也可以为稠环，可举出例如：苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、

基、联苯基、三联苯基、四联苯基、荧蒽基、苯并菲基、芴基、薁基、苊基、茚基、茚并芴环等。

优选从适当地保持本发明的化合物的激发三重态能级(T₁能级)的目的方面考虑，优选苯基、萘基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯并菲基、芴基。

上述的烷基及芳基在不阻碍本发明的化合物的功能的范围内可以具有各自进一步取代基，作为取代基的具体例，可举出与后述的Ra或Rb表示的取代基同样的基团。

优选R′为氢原子或烷基，更优选为氢原子。

优选Ar₁及Ar₂为烷基或芳基，更优选Ar₁及Ar₂为碳原子数为4以下的烷基或芳基。

Ra及Rb分别独立地表示取代基。

作为Ra及Rb表示的取代基，只要是不阻碍本发明的化合物的功能的范围，就没有特别限定，另外，可以为了本发明的效果显现性的微调整而积极地使用。

作为取代基的具体例，可举出例如：烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基等)、环烷基(例如环戊基、环己基等)、烯基(例如乙烯基、烯丙基等)、炔基(例如乙炔基、丙炔基等)、芳香族烃基(也称为芳香族烃环基、芳香族碳环基、芳基等，例如苯基、对氯苯基、均三甲苯基、三甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、薁基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、芳香族杂环基(例如吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、三嗪基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、苯并咪唑基、吡唑基、吡嗪基、三唑基(例如1,2,4-三唑-1-基、1,2,3-三唑-1-基等)、噁唑基、苯并噁唑基、噻唑基、异噁唑基、异噻唑基、呋咱基、噻嗯基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻嗯基、二苯并噻嗯基、吲哚基、咔唑基、氮杂咔唑基(表示构成所述咔唑基的咔唑环的碳原子的任意一个以上用氮原子取代而成的基团)、喹喔啉基、哒嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪基等)、杂环基(例如吡咯烷基、咪唑啉基、吗啉基、噁唑啉基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、十二烷氧基等)、环烷氧基(例如环戊氧基、环己氧基等)、芳氧基(例如苯氧基、萘氧基等)、烷基硫基(例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、戊硫基、己硫基、辛硫基、十二烷硫基等)、环烷硫基(例如环戊硫基、环己硫基等)、芳硫基(例如苯硫基、萘硫基等)、烷氧基羰基(例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丁氧基羰基、辛氧基羰基、十二烷氧基羰基等)、芳氧基羰基(例如苯氧基羰基、萘氧基羰基等)、氨磺酰基(例如氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、丁基氨基磺酰基、己基氨基磺酰基、环己基氨基磺酰基、辛基氨基磺酰基、十二烷基氨基磺酰基、苯基氨基磺酰基、萘基氨基磺酰基、2-吡啶基氨基磺酰基等)、酰基(例如乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、环己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基、十二烷基羰基、苯基羰基、萘基羰基、吡啶基羰基等)、酰氧基(例如乙酰氧基、乙基羰氧基、丁基羰氧基、辛基羰氧基、十二烷基羰氧基、苯基羰氧基等)、酰胺基(例如甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、二甲基羰基氨基、丙基羰基氨基、戊基羰基氨基、环己基羰基氨基、2-乙基己基羰基氨基、辛基羰基氨基、十二烷基羰基氨基、苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等)、氨基甲酰基(例如氨基羰基、甲基氨基羰基、二甲基氨基羰基、丙基氨基羰基、戊基氨基羰基、环己基氨基羰基、辛基氨基羰基、2-乙基己基氨基羰基、十二烷基氨基羰基、苯基氨基羰基、萘基氨基羰基、2-吡啶基氨基羰基等)、酰脲基(例如甲基酰脲基、乙基酰脲基、戊基酰脲基、环己基酰脲基、辛基酰脲基、十二烷基酰脲基、苯基酰脲基萘基酰脲基、2-吡啶基氨基酰脲基等)、亚磺酰基(例如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、环己基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、十二烷基亚磺酰基、苯基亚磺酰基、萘基亚磺酰基、2-吡啶基亚磺酰基等)、烷基磺酰基(例如甲基磺酰基、乙基磺酰基、丁基磺酰基、环己基磺酰基、2-乙基己基磺酰基、十二烷基磺酰基等)、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基(例如苯基磺酰基、萘基磺酰基、2-吡啶基磺酰基等)、氨基(例如氨基、乙基氨基、二甲基氨基、丁基氨基、环戊基氨基、2-乙基己基氨基、十二烷基氨基、苯胺基、萘基氨基、2-吡啶基氨基等)、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子等)、氟化烃基(例如氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、五氟苯基等)、氰基、硝基、羟基、巯基、甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、苯基二乙基甲硅烷基等)、膦基等。

这些取代基可以用上述的取代基进一步取代，另外，这些取代基可以多个相互键合而形成环结构。

另外，Ra及Rb分别存在多个时，Ra及R_b可以分别相同或不同，邻接的Ra或Rb可以彼此相互键合并形成环结构。

Ra及Rb优选为烷基、芳基或杂芳基。

L₁表示单键、取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、或由它们的组合构成的2价的连接基团。

L₂表示单键、取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、取代或未取代的成环原子数为5～30的亚杂芳基或由它们的组合构成的2价的连接基团。

作为L₁及L₂表示的碳原子数为1～12的亚烷基，只要是不阻碍本发明的化合物的功能的范围，则可以为直链状，也可以具有支链结构，另外，也可以是如亚环烷基那样的环状结构。

作为碳原子数为1～12的亚烷基的具体例，可举出通过从上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的碳原子数为1～12的烷基中除去一个氢原子而形成的2价基团。

L₁及L₂表示的成环碳原子数为6～30的亚芳基可以为非稠环，也可以为稠环，作为成环碳原子数为6～30的亚芳基的具体例，可举出通过从上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的成环碳原子数为6～30的芳基中除去一个氢原子而形成的2价的基团。

从适当地保持本发明的化合物的T₁能级的目的出发，作为亚芳基，优选邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基、萘二基、菲二基、亚联苯基、亚联三苯基、亚联四苯基、三亚苯基二基、芴二基。

L₂表示的成环原子数为5～30的亚杂芳基可以为非稠环，也可以为稠环，优选作为形成环的杂原子，含有B、N、O、S、Si、P或Se中任一个，更优选含有N、O、S或Si中任一个。另外，所形成的环优选由5元非稠环、6元非稠环、或由5元环或6元环构成的稠环。

作为成环原子数为5～30的亚杂芳基的实例，可举出通过从以下杂环中除去两个氢原子而形成的2价基团：吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哌啶环、三嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、三唑环、吲哚环、异吲哚环、苯并咪唑环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、噻咯环、苯并噻咯环、二苯并噻咯环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、菲啶环、菲咯啉环、吖啶环、吩嗪环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩噁噻环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、吖啶环、噁唑环、噁二唑环、苯并噁唑环、噻唑环、噻二唑环、苯并噻唑环、苯并二呋喃环、噻吩并噻吩环、苯并二噻吩环、环吖嗪环、喹叨啉环、thebenidine环、喹吲哚啉环、三酚二噻嗪环、三酚二噁嗪环、菲嗪环、二蒽并[1,2-1’,2’]哒嗪环、萘嵌间二氮杂苯环、萘并呋喃环、萘并噻吩环、苯并二噻吩环、萘并二呋喃环、萘并二噻吩环、蒽并呋喃环、蒽并二呋喃环、蒽并噻吩环、蒽并二噻吩环、噻蒽环、吩噁噻环、萘并噻吩环、咔唑环、咔啉环、二氮杂咔唑环(表示构成咔唑环的碳原子的任意两个以上用氮原子取代的环)、氮杂二苯并呋喃环(表示构成二苯并呋喃环的碳原子的任意一个以上用氮原子取代的环)、氮杂二苯并噻吩环(表示构成二苯并噻吩环的碳原子的任意一个以上用氮原子取代的环)、吲哚并咔唑环、茚并吲哚环等。

作为更优选的亚杂芳基，可举出通过从吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哌啶环、三嗪环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、咔唑环、咔啉环、二氮杂咔唑环等中除去两个氢原子而形成的2价基团。

上述的亚烷基、亚芳基及亚杂芳基可以在不阻碍本发明的化合物的功能的范围内各自进一步具有取代基，作为取代基，与上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的取代基同样。

L₁及L₂进一步优选为单键、亚苯基、亚杂芳基、或碳原子数为2以下的亚烷基。

R₁及R₂分别独立地表示：取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、氰基、卤原子、或未取代或具有选自下述通式(A-1)或(A-2)中的结构作为取代基的成环碳原子数为6～30的芳基。

R₁或R₂表示的碳原子数为1～12的烷基只要是不阻碍本发明的化合物的功能的范围，则可以为直链状，也可以具有支链结构，另外，可以如环烷基那样为环状结构。

作为碳原子数为1～12的烷基，与上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的碳原子数为1～12的烷基同样。

作为R₁或R₂表示的卤原子，可举出例如：氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。

作为R₁或R₂表示的成环碳原子数为6～30的芳基，可以为非稠环，也可以为稠环，作为成环碳原子数为6～30的芳基的具体例，可举出与上述的R′、Ar₁或Ar₂表示的成环碳原子数为6～30的芳基同样的基团。

R₁及R₂或者不作为取代基存在；或者在作为取代基存在时，分别优选碳原子数为4以下的烷基、或芳基。

R₁或R₂表示的芳基可以具有选自下述通式(A-1)或(A-2)中的结构作为取代基。

[化学式6]

通式(A-1)中，A₁～A₅分别独立地表示CRc或氮原子。其中，A₁～A₅中的一个表示CRc、且该Rc与R₁或R₂表示的芳基直接键合的单键。

优选A₁～A₅中的3～5个为CRc，更优选通式(A-1)表示的结构为吡啶环、嘧啶环或三嗪环。

通式(A-2)中，A₁₁～A₁₈分别独立地表示CRc或氮原子。其中，A₁₁～A₁₈中的一个表示CRc、且该Rc表示与R₁或R₂表示的芳基直接键合的单键。

优选A₁₁～A₁₈中的6～8个为CRc，更优选7个或8个为CRc，进一步优选A₁₁～A₁₈全部为CRc。

Rc除上述键之外，还表示氢原子或取代基，Rc表示的取代基只要是不阻碍本发明的化合物的功能的范围，就没有特别限定、另外，可以为了显现出本发明的效果进行微调整而积极地使用。

作为Rc表示的取代基，与上述的通式(1)、(2)、(3)及(4)中的Ra或Rb所示的取代基同样。

多个Rc可以分别相同或不同，相邻的Rc可以彼此相互键合并形成环结构。

优选Rc为烷基、芳基、或杂芳基。

通式(1)、(2)、(3)及(4)中，R₃表示取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基、或取代或未取代的成环原子数5～30的杂芳基。

作为碳原子数为1～12的烷基，与上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的碳原子数为1～12的烷基同样。

作为成环碳原子数为6～30的芳基，与上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的成环碳原子数为6～30的芳基同样。

作为更优选的芳基，从适当地保持本发明的化合物的激发三重态能级(T₁能级)的目的出发，可举出苯基、萘基、菲基、联苯基、三联苯基、四联苯基、苯并菲基、芴基。

成环原子数为5～30的杂芳基(芳香族杂环基)可以为非稠环，也可以为稠环，优选作为形成环的杂原子，含有B、N、O、S、Si、P或Se中任一种，更优选含有N、O、S或Si中任一种。另外，所形成的环优选5元非稠环、6元非稠环、或由5元环或6元环构成的稠环。

作为成环原子数为5～30的杂芳基的实例，可举出通过从以下杂环中除去一个氢原子而形成的基团：吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哌啶环、三嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、三唑环、吲哚环、异吲哚环、苯并咪唑环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、噻咯环、苯并噻咯环、二苯并噻咯环、喹啉环、异喹啉环、喹喔啉环、菲啶环、菲咯啉环、吖啶环、吩嗪环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩噁噻环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、三嗪环、吖啶环、噁唑环、噁二唑环、苯并噁唑环、噻唑环、噻二唑环、苯并噻唑环、苯并二呋喃环、噻吩并噻吩环、苯并二噻吩环、环吖嗪环、喹叨啉环、thebenidine环、喹吲哚啉环、三酚二噻嗪环、三酚二噁嗪环、菲嗪环、二蒽并[1,2-1’,2’]哒嗪环、萘嵌间二氮杂苯环、萘并呋喃环、萘并噻吩环、苯并二噻吩环、萘并二呋喃环、萘并二噻吩环、蒽并呋喃环、蒽并二呋喃环、蒽并噻吩环、蒽并二噻吩环、噻蒽环、吩噁噻环、萘并噻吩环、咔唑环、咔啉环、二氮杂咔唑环(表示构成咔唑环的碳原子的任意两个以上用氮原子取代的环)、氮杂二苯并呋喃环(表示构成二苯并呋喃环的碳原子的任意一个以上用氮原子取代的环)、氮杂二苯并噻吩环(表示构成二苯并噻吩环的碳原子的任意一个以上用氮原子取代的物质)、吲哚并咔唑环、茚并吲哚环等。

作为更优选的杂芳基，可举出通过从吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哌啶环、三嗪环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、咔唑环、咔啉环、二氮杂咔唑环等中除去一个氢原子而形成的基团。

上述的烷基、芳基及杂芳基可以在不阻碍本发明的化合物的功能的范围内各自进一步具有取代基，作为取代基，与上述的R′、Ar₁或Ar₂所示的取代基同样。

通式(1)、(2)、(3)及(4)中，n1、na1及nb1分别独立地表示0～3的整数，na2表示0～2的整数，n2、n3、n4及nb2分别独立地表示0～4的整数。

更优选n1～n4表示1，na1、nb1、na2及nb2表示1。

通式(1)、(2)、(3)及(4)中，对L₁或L₂所键合的含有X的稠环的优选键进行说明。需要说明的是，含有X的稠环的键如式(I)所示的编号。

[化学式7]

式(I)

通式(1)中，L₁优选键合于含有X的稠环的2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。L₂优选键合于5位、6位或7位中的任意位置，更优选为5位或7位。

通式(2)中，L₁优选键合于含有X的稠环的2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。L₂优选键合于5位、6位或7位中的任意位置，更优选为5位或7位。

通式(3)中，L₁优选键合于含有X的稠环的2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。L₂优选键合于2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。

通式(4)中，L₁优选键合于含有X的稠环的2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。L₂优选键合于2位、3位或4位中的任意位置，更优选为2位或4位。

下面，通式(1)或(3)中，对L₁所键合的咔唑环的优选键进行说明。需要说明的是，咔唑环的键如式(II)所示的编号。

[化学式8]

式(II)

通式(1)中，L₁优选键合于咔唑环的2位或3位，更优选键合于3位。

通式(3)中，L₁优选键合于咔唑环的2位或3位，更优选键合于3位。

需要说明的是，通式(1)、(2)、(3)及(4)中的L₁及L₂的键的优选程度不仅取决于显现本发明化合物的功能的观点，也包括合成步骤数、反应的容易程度、纯化纯化的容易程度、原料的成本等、更廉价且稳定地提供化合物的合成上的观点。

通式(1)、(2)、(3)及(4)表示的芳香族杂环衍生物更优选用下述通式(1-1)～(1-4)、(2-1)～(2-4)、(3-1)、(3-2)、(4-1)及(4-2)表示。

[化学式9]

[化学式10]

[化学式11]

通式(1-1)～(1-4)、(2-1)～(2-4)、(3-1)、(3-2)、(4-1)及(4-2)中的Y₁、Y₂、Y₃、Ar₁、Ar₂、X、Ra、Rb、L₁、L₂、R₁、R₂、R₃、n1～n4、na1、nb1、na2及nb2与上述的通式(1)、(2)、(3)及(4)中的Y₁、Y₂、Y₃、Ar₁、Ar₂、X、Ra、Rb、L₁、L₂、R₁、R₂、R₃、n1～n4、na1、nb1、na2及nb2意义相同。

将具有通式(1)、(2)、(3)及(4)表示的结构的化合物的具体例示于下述，但并不限定于这些。需要说明的是，通式(1)、(2)、(3)及(4)进一步使用通式(A1)～通式(P3)示于以下。

通式(A1)～通式(P3)中的Y₁、Y₂、Y₃、Ar₁、Ar₂、X、Ra、Rb、L₁、L₂、R₁、R₂、R₃与上述通式(1)、(2)、(3)及(4)中的Y₁、Y₂、Y₃、Ar₁、Ar₂、X、Ra、Rb、L₁、L₂、R₁、R₂、R₃意义相同。

表中，L₁、L₂的栏中的“-”表示单键，RA、Rb、R₁、R₂的栏中的“-”表示不存在取代基。另外，表中的括弧中的数值表示取代基的键。Ar₁、Ar₂的栏的“-”表示Ar₁、Ar₂为氢原子。

[化学式12]

[化学式13]

[化学式14]

[化学式15]

[化学式16]

[化学式17]

[化学式18]

[化学式19]

[化学式20]

[化学式21]

[化学式22]

[化学式23]

[化学式24]

[化学式25]

[化学式26]

[化学式27]

[化学式28]

[化学式29]

[化学式30]

[化学式31]

[化学式32]

[化学式33]

[化学式34]

[化学式35]

[化学式36]

[化学式37]

[化学式38]

[化学式39]

[化学式40]

[化学式41]

[化学式42]

[化学式43]

[化学式44]

[化学式45]

[化学式46]

[化学式47]

[化学式48]

[化学式49]

[化学式50]

[化学式51]

[化学式52]

[化学式53]

[化学式54]

[化学式55]

[化学式56]

[化学式57]

[化学式58]

[化学式59]

[化学式60]

[化学式61]

[化学式62]

[化学式63]

[化学式64]

[化学式65]

[化学式66]

[化学式67]

[化学式68]

[化学式69]

[化学式70]

[化学式71]

[化学式72]

[化学式73]

[化学式74]

[化学式75]

[化学式76]

[化学式77]

[化学式78]

[化学式79]

[化学式80]

[化学式81]

[化学式82]

[化学式83]

[化学式84]

[化学式85]

[化学式86]

[化学式87]

[化学式88]

[化学式89]

[化学式90]

[化学式91]

[化学式92]

[化学式93]

[化学式94]

[化学式95]

[化学式96]

[化学式97]

[化学式98]

[化学式99]

[化学式100]

[化学式101]

[化学式102]

[化学式103]

[化学式104]

[化学式105]

[化学式106]

[化学式107]

[化学式108]

[化学式109]

[化学式110]

[化学式111]

[化学式112]

[化学式113]

就本发明的杂环衍生物而言，从升华纯化时的升华容易程度的观点出发，分子量优选为800以下，更优选为720以下。

本发明的化合物可以通过公知的合成方法、例如使用J.Org.Chem.，42，1821(1977)、J.Am.Chem.Soc.，101,4992(1977)、Chem.Rev.，95,2457(1995)、J.Org.Chem.，53,918(1988)等中记载的形成碳-碳键的使用了Pd的交叉偶联反应、Angew.Chem.Int.Ed.1998，37，2046等中记载的使用了Pd的形成碳-氮键的交叉偶联反应、Angew.Chem.Int.Ed.2003,42，5400中记载的使用了Cu的碳-氮键形成反应来合成。

以下，作为具体的合成例，示出示例化合物619的合成。

[化学式114]

(中间体1的合成)

在氮气氛下将二苯并呋喃33.6g(200mmol)溶解于THF700ml，在-70℃以下加入正丁基锂(1.6mol/l己烷溶液)350ml。添加结束后，在-70℃以下搅拌1小时后，使反应液升温至0℃，搅拌1小时后，再冷却至-70℃以下，滴加1,2-二溴乙烷45g(300mmol)。滴加结束后，在室温下搅拌12小时后，在反应液中加入水，用乙酸乙酯萃取。水洗有机层，将在减压下除去溶剂而得到的残留物用己烷进行重结晶，得到37.1g中间体1。收率为75％。用NMR、质谱确认结构。

(中间体2的合成)

在氮气氛下将24.7g的中间体1(100mmol)溶解于200ml的N,N-二甲基乙酰胺，加入咔唑17.6g(105mmol)、铜粉末14.3g(150mmol)、碳酸钾27.6g(200mmol)，在170℃下搅拌12小时。冷却反应液之后，敞开于水500ml中，滤取析出的固体。将滤取的固体溶解于乙酸乙酯，过滤不溶物而除去之后，将在减压下除去溶剂而得到的固体用甲醇进行重结晶，得到33.3g的中间体2。收率为80％。用NMR、质谱确认结构。

(示例化合物619的合成)

在氮气氛下将16.7g的中间体2(50mmol)溶解于THF300ml，在-70℃以下加入正丁基锂(1.6mol/l己烷溶液)90ml。添加结束后，在-70℃以下搅拌1小时后，使反应液升温至0℃，搅拌1小时后，再冷却至-70℃以下，添加在THF80ml中溶解有1-氯-3,5-二苯基三嗪14.7g(55mmol)的溶液。添加结束后，滴加结束后，在室温下搅拌6小时后，在反应液中加入水，滤取析出的固体，用硅胶柱色谱法纯化之后，用甲醇进行重结晶，进一步用乙腈进行重结晶，由此得到25.4g的示例化合物619。收率为90％。用NMR、质谱确认结构。

其它的本发明的化合物也可以用同样的方法合成。

《有机EL元件的构成层》

作为本发明的有机EL元件中的代表的元件构成，可举出以下的构成，但并不限定于这些。

(1)阳极/发光层/阴极

(2)阳极/发光层/电子输送层/阴极

(3)阳极/空穴输送层/发光层/阴极

(4)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极

(5)阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极

(6)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极

(7)阳极/空穴注入层/空穴输送层/(电子阻止层/)发光层/(空穴阻止层/)电子输送层/电子注入层/阴极

在上述中，优选使用(7)的构成，但并不限定于此。

本发明的发光层以单层或多层构成，发光层为多个的情况下，可以在各发光层之间设置非发光性的中间层。

根据需要，可以在发光层和阴极之间设置空穴阻止层(也称为空穴屏障层)或电子注入层(也称为阴极缓冲层)，另外，也可以在发光层和阳极之间设置电子阻止层(也称为电子屏障层)或空穴注入层(也称为阳极缓冲层)。

本发明的电子输送层为具有输送电子的功能的层，广义而言，电子注入层、空穴阻止层也包含于电子输送层中。另外，也可以由多层构成。

本发明的空穴输送层为具有输送空穴的功能的层，广义而言，空穴注入层、电子阻止层也包含于空穴输送层中。另外，也可以由多层构成。

在上述的代表的元件构成中，将除阳极和阴极之外的层也称为“有机层”。

(串联结构)

另外，本发明的有机EL元件可以是叠层多个含有至少1层发光层的发光单元的、所谓的串联结构的元件。

作为串联结构的代表的元件构成，可举出例如以下的构成。

阳极/第1发光单元/第2发光单元/第3发光单元/阴极

阳极/第1发光单元/中间层/第2发光单元/中间层/第3发光单元/阴极

在此，上述第1发光单元、第2发光单元及第3发光单元可以全部相同，也可以不同。另外，两个发光单元相同，剩余的一个也可以不同。

另外，可以没有第3发光单元，另一方面，也可以在第3发光单元和电极之间进一步设置发光单元或中间层。

多个发光单元可以直接叠层，也可以经由中间层而叠层，中间层一般而言也被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、夺电子层、连接层、中间绝缘层，只要是具有向阳极侧的邻接层供给电子、向阴极侧的邻接层供给空穴的功能的层即可，可以使用公知的材料及构成。

作为中间层所使用的材料，可举出例如：ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、ZnO₂、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO₂、CuGaO₂、SrCu₂O₂、LaB₆、RuO₂、Al等导电性无机化合物层、或Au/Bi₂O₃等2层膜、或SnO₂/Ag/SnO₂、ZnO/Ag/ZnO、Bi₂O₃/Au/Bi₂O₃、TiO₂/TiN/TiO₂、TiO₂/ZrN/TiO₂等多层膜、另外C₆₀等富勒烯类、低聚噻吩等导电性有机物层、金属酞菁类、无金属酞菁类、金属卟啉类、无金属卟啉类等导电性有机化合物层等，但本发明并不限定于这些。

作为发光单元中的优选构成，可举出例如从由上述代表元件构成中列举的(1)～(7)的构成中除去了阳极和阴极而成的构成等，但本发明并不限定于这些构成。

作为串联型有机EL元件的具体例，可举出例如：美国专利第6337492号、美国专利第7420203号、美国专利第7473923号、美国专利第6872472号、美国专利第6107734号、美国专利第6337492号、国际公开第2005/009087号、日本特开2006-228712号公报、日本特开2006-24791号公报、日本特开2006-49393号公报、日本特开2006-49394号公报、日本特开2006-49396号公报、日本特开2011-96679号公报、日本特开2005-340187号公报、日本专利第4711424号、日本专利第3496681号、日本专利第3884564号、日本专利第4213169号、日本特开2010-192719号公报、日本特开2009-076929号公报、日本特开2008-078414号公报、日本特开2007-059848号公报、日本特开2003-272860号公报、日本特开2003-045676号公报、国际公开第2005/094130号等中记载的元件构成或构成材料等，但本发明并不限定于这些。

以下，对构成本发明的有机EL元件的各层进行说明。

《发光层》

本发明的发光层为从电极或邻接层中注入的电子及空穴进行再结合、提供经由激发子而发光的场所的层，发光的部分可以为发光层的层内，也可以为发光层和邻接层的界面。本发明的发光层只要满足本发明中规定的要件即可，对其构成没有特别限制。

发光层的层厚的总和没有特别限制，从形成的膜的均质性以及防止施加发光时不需要的高电压、且提高发光色对驱动电流的稳定性的观点出发，优选调整为2nm～5μm的范围，更优选调整为2～500nm的范围，进一步优选调整为5～200nm的范围。

另外，作为本发明的各个发光层的层厚，优选调整为2nm～1μm的范围，更优选调整为2～200nm的范围，进一步优选调整为3～150nm的范围。

在本发明的发光层中，优选含有发光掺杂剂(也简称为掺杂剂)和主体化合物(发光主体，也简称为主体)。

(1)发光掺杂剂

对本发明的发光掺杂剂进行说明。

作为发光掺杂剂，优选使用荧光发光性掺杂剂(也称为荧光掺杂剂、荧光性化合物)和磷光发光性掺杂剂(也称为磷光掺杂剂、磷光性化合物)。在本发明中，优选至少1层的发光层含有磷光发光掺杂剂。

关于发光层中的发光掺杂剂的浓度，可以基于所使用的特定掺杂剂及器件的需要条件任意地确定，相对于发光层的层厚方向，可以以均匀的浓度含有，另外，可以具有任意的浓度分布。

另外，本发明的发光掺杂剂可以组合使用多种，也可将结构不同的掺杂剂彼此组合、或将荧光发光性掺杂剂和磷光发光性掺杂剂组合而使用。由此，可以得到任意的发光色。

本发明的有机EL元件及本发明的化合物的发光的颜色根据将在“新编色彩科学手册”(日本色彩学会编、东京大学出版会、1985)的108页的图4.16中用分光放射亮度计CS-1000(柯尼卡美能达(株)制造)测定的结果应用于CIE色度坐标时的颜色来确定。

在本发明中，1层或多层的发光层也优选含有发光色不同的多个发光掺杂剂，显示白色发光。

对显示白色的发光掺杂剂的组合没有特别限定，可举出例如蓝和橙、或蓝、绿和红的组合等。

本发明的有机EL元件中的白色没有特别限定，可以为偏橙色的白色，也可以为偏蓝色的白色，但在通过上述的方法测定2度视场角正面亮度时，优选1000cd/m²的CIE1931表色系中的色度在x＝0.39±0.09、y＝0.38±0.08的区域内。

(1.1)磷光发光性掺杂剂

对本发明的磷光发光性掺杂剂(以下，也称为“磷光掺杂剂”)进行说明。

本发明的磷光掺杂剂为观测来自激发三重态的发光的化合物，具体而言，为在室温(25℃)下进行磷光发光的化合物，磷光量子收率被定义为在25℃下为0.01以上的化合物，优选的磷光量子收率为0.1以上。

上述磷光量子收率可以通过第4版实验化学讲座7的分光II的398页(1992年版、丸善)中记载的方法进行测定。溶液中的磷光量子收率可以使用各种溶剂进行测定，但本发明的磷光掺杂剂只要在任意的溶剂的任一个中实现上述磷光量子收率(0.01以上)即可。

磷光掺杂剂的发光原理可举出两种，其一是能量移动型，即通过在输送载流子的主体化合物上发生载流子的再结合而形成主体化合物的激发状态、并使该能量移动至磷光掺杂剂而得到来自磷光掺杂剂的发光。另一个是载流子陷阱型，即磷光掺杂剂成为载流子陷阱、在磷光掺杂剂上发生载流子的再结合而得到来自磷光掺杂剂的发光。在任一种情况下，磷光掺杂剂的激发状态的能量低于主体化合物的激发状态的能量为条件。

作为可以在本发明中使用的磷光掺杂剂，可以从有机EL元件的发光层中使用的公知的物质中适当选择而使用。

作为可以在本发明中使用的公知的磷光掺杂剂的具体例，可举出以下的文献中记载的化合物等。

为Nature395,151(1998)、Appl.PhyS.Lett.78，1622(2001)、Adv.Mater.19，739(2007)、Chem.Mater.17，3532(2005)、Adv.Mater.17，1059(2005)、国际公开第2009/100991号、国际公开第2008/101842号、国际公开第2003/040257号、美国专利公开第2006835469号、美国专利公开第20060202194号、美国专利公开第20070087321号、美国专利公开第20050244673号、Inorg.Chem.40，1704(2001)、Chem.Mater.16，2480(2004)、Adv.Mater.16，2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006，45,7800、Appl.PhyS.Lett.86，153505(2005)、Chem.Lett.34，592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42，1248(2003)、国际公开第2009/050290号、国际公开第2002/015645号、国际公开第2009/000673号、美国专利公开第20020034656号、美国专利第7332232号、美国专利公开第20090108737号、美国专利公开第20090039776号、美国专利第6921915号、美国专利第6687266号、美国专利公开第20070190359号、美国专利公开第20060008670号、美国专利公开第20090165846号、美国专利公开第20080015355号、美国专利第7250226号、美国专利第7396598号、美国专利公开第20060263635号、美国专利公开第20030138657号、美国专利公开第20030152802号、美国专利第7090928号、Angew.Chem.lnt.Ed.47，1(2008)、Chem.Mater.18，5119(2006)、Inorg.Chem.46，4308(2007)、OrganometallicS23,3745(2004)、Appl.PhyS.Lett.74，1361(1999)、国际公开第2002/002714号、国际公开第2006/009024号、国际公开第2006/056418号、国际公开第2005/019373号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2007/004380号、国际公开第2006/082742号、美国专利公开第20060251923号、美国专利公开第20050260441号、美国专利第7393599号、美国专利第7534505号、美国专利第7445855号、美国专利公开第20070190359号、美国专利公开第20080297033号、美国专利第7338722号、美国专利公开第20020134984号、美国专利第7279704号、美国专利公开第2006098120号、美国专利公开第2006103874号、国际公开第2005/076380号、国际公开第2010/032663号、国际公开第2008/140115号、国际公开第2007/052431号、国际公开第2011/134013号、国际公开第2011/157339号、国际公开第2010/086089号、国际公开第2009/113646号、国际公开第2012/020327号、国际公开第2011/051404号、国际公开第2011/004639号、国际公开第2011/073149号、美国专利公开第2012228583号、美国专利公开第2012212126号、日本特开2012-069737号公报、日本特开2012-195554号公报、日本特开2009-114086号公报、日本特开2003-81988号公报、日本特开2002-302671号公报、日本特开2002-363552号公报等。

其中，作为优选的磷光掺杂剂，可举出在中心金属中具有Ir的有机金属络合物。进一步优选含有金属-碳键、金属-氮键、金属-氧键、金属-硫键的至少一个配位样式的络合物。

(1.2)荧光发光性掺杂剂

对本发明的荧光发光性掺杂剂(以下，也称为“荧光掺杂剂”)进行说明。

本发明的荧光掺杂剂为可以进行来自激发单态的发光的化合物，只要观测到来自激发单态的发光即可，没有特别限定。

作为本发明的荧光掺杂剂，可举出例如：蒽衍生物、芘衍生物、

衍生物、荧蒽衍生物、苝衍生物、芴衍生物、芳基乙炔衍生物、苯乙烯基亚芳基衍生物、苯乙烯基胺衍生物、芳基胺衍生物、硼络合物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、花青苷衍生物、克酮酸衍生物、方酸菁衍生物、氧代苯并蒽衍生物、荧光素衍生物、若丹明衍生物、吡喃鎓衍生物、苝衍生物、聚噻吩衍生物、或稀土类络合物化合物等。

另外，近年来，也开发了利用了延迟荧光的发光掺杂剂，还可以使用这些发光掺杂剂。

作为利用了延迟荧光的发光掺杂剂的具体例，可举出例如：国际公开第2011/156793号、日本特开2011-213643号公报、日本特开2010-93181号公报等中记载的化合物，但本发明并不限定于这些。

(2)主体化合物

本发明的主体化合物为在发光层中主要担负电荷的注入及输送的化合物，在有机EL元件中实质上没有观测到其自身的发光。

优选在室温(25℃)下磷光发光的磷光量子收率低于0.1的化合物，进一步优选磷光量子收率低于0.01的化合物。另外，在发光层中所含有的化合物中，该层中的质量比优选为20％以上。

另外，主体化合物的激发状态能量优选比在同一层内所含的发光掺杂剂的激发状态能量高。

主体化合物可以单独使用，或可以多种组合使用。通过使用多种主体化合物，可以调整电荷的移动，可以将有机EL元件高效率化。

作为可以在本发明中使用的主体化合物，没有特别限制，可以使用以往有机EL元件中所使用的化合物。可以为低分子化合物也可以为具有重复单元的高分子化合物，另外，还可以是具有乙烯基或环氧基那样的反应性基团的化合物。

作为公知的主体化合物，从具有空穴输送能力或电子输送能力、且防止发光的长波长化、另外使有机EL元件在高温驱动时或元件驱动中的发热中稳定地工作的观点出发，优选具有高的玻璃化转变温度(Tg)。优选Tg为90℃以上，更优选为120℃以上。

在此，玻璃化转变温度(Tg)为使用DSC(Differential Scanning Colorimetry：差示扫描量热法)、通过以JIS-K-7121为基准的方法求出的值。

作为用于本发明的有机EL元件的公知的主体化合物的具体例，可举出以下的文献中记载的化合物等，但本发明并不限定于这些。

日本特开2001-257076号公报、日本特开2002-308855号公报、日本特开2001-313179号公报、日本特开2002-319491号公报、日本特开2001-357977号公报、日本特开2002-334786号公报、日本特开2002-8860号公报、日本特开2002-334787号公报、日本特开2002-15871号公报、日本特开2002-334788号公报、日本特开2002-43056号公报、日本特开2002-334789号公报、日本特开2002-75645号公报、日本特开2002-338579号公报、日本特开2002-105445号公报、日本特开2002-343568号公报、日本特开2002-141173号公报、日本特开2002-352957号公报、日本特开2002-203683号公报、日本特开2002-363227号公报、日本特开2002-231453号公报、日本特开2003-3165号公报、日本特开2002-234888号公报、日本特开2003-27048号公报、日本特开2002-255934号公报、日本特开2002-260861号公报、日本特开2002-280183号公报、日本特开2002-299060号公报、日本特开2002-302516号公报、日本特开2002-305083号公报、日本特开2002-305084号公报、日本特开2002-308837号公报、美国专利公开第20030175553号、美国专利公开第20060280965号、美国专利公开第20050112407号、美国专利公开第20090017330号、美国专利公开第20090030202号、美国专利公开第20050238919号、国际公开第2001039234号、国际公开第2009/021126号、国际公开第2008/056746号、国际公开第2004/093207号、国际公开第2005/089025号、国际公开第2007/063796号、国际公开第2007/063754号、国际公开第2004/107822号、国际公开第2005/030900号、国际公开第2006/114966号、国际公开第2009/086028号、国际公开第2009/003898号、国际公开第2012/023947号、日本特开2008-074939号公报、日本特开2007-254297号公报、EP2034538等。

《电子输送层》

本发明中电子输送层只要由具有输送电子的功能的材料构成，并具有将从阴极注入的电子传递至发光层的功能即可。

对本发明的电子输送层的总层厚没有特别限制，通常为2nm～5μm的范围，更优选为2～500nm，进一步优选为5～200nm。

另外，在有机EL元件中，从电极中导出在发光层中产生的光时，已知从发光层中直接导出的光和被位于导出光的电极的对极位置上的电极反射后所导出的光会发生干涉。光被阴极反射的情况下，通过在5nm～1μm之间适当调整电子输送层的总层厚，可以有效地利用该干涉效果。

另一方面，使电子输送层的层厚变厚时，电压容易上升，因此，特别是在层厚较厚的情况下，电子输送层的电子移动度优选为10^-5cm²/Vs以上。

作为用于电子输送层的材料(以下，称为电子输送材料)，只要具有电子的注入性或输送性、空穴的屏障性的任一种即可，可以从以往公知的化合物的中选择任意的物质而使用。

例如可举出：含氮芳香族杂环衍生物(咔唑衍生物、氮杂咔唑衍生物(构成咔唑环的碳原子的一个以上被氮原子取代而成的物质)、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、哒嗪衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、氮杂三邻亚苯衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物等)、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、噻咯衍生物、芳香族烃环衍生物(萘衍生物、蒽衍生物、三邻亚苯等)等。

另外，在配体上具有羟基喹啉骨架或二苯并羟基喹啉骨架的金属络合物、例如三(8-羟基喹啉)铝(Alq)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(Znq)等、及这些金属络合物的中心金属替换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb而形成的金属络合物也可以作为电子输送材料使用。

此外，无金属酞菁或金属酞菁、或它们的末端被烷基或磺酸基等取代的物质也可以作为电子输送材料优选使用。另外，作为发光层的材料列举的二苯乙烯基吡嗪衍生物也可以作为电子输送材料使用，与空穴注入层、空穴输送层同样地，n型-Si、n型-SiC等无机半导体也可以作为电子输送材料使用。

另外，也可以使用将这些材料导入于高分子链的、或以这些材料为高分子的主链的高分子材料。

在本发明的电子输送层中，在电子输送层中掺杂作为客体材料的掺杂剂，可以形成n性高的(电子富集的)电子输送层。作为掺杂剂，可举出金属络合物或卤化金属等金属化合物等n型掺杂剂。作为这种构成的电子输送层的具体例，可举出例如：日本特开平4-297076号公报、日本特开10-270172号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报、J.Appl.PhyS.，95,5773(2004)等文献中所记载的物质。

作为用于本发明的有机EL元件的公知的优选的电子输送材料的具体例，可举出以下的文献中记载的化合物等，但本发明并不限定于这些。

美国专利第6528187号、美国专利第7230107号、美国专利公开第20050025993号、美国专利公开第20040036077号、美国专利公开第20090115316号、美国专利公开第20090101870号、美国专利公开第20090179554号、国际公开第2003/060956号、国际公开第2008/132085号、Appl.PhyS.Lett.75,4(1999)、Appl.PhyS.Lett.79，449(2001)、Appl.PhyS.Lett.81,162(2002)、Appl.PhyS.Lett.81,162(2002)、Appl.PhyS.Lett.79，156(2001)、美国专利第7964293号、美国专利公开第2009030202号、国际公开第2004/080975号、国际公开第2004/063159号、国际公开第2005/085387号、国际公开第2006/067931号、国际公开第2007/086552号、国际公开第2008/114690号、国际公开第2009/069442号、国际公开第2009/066779号、国际公开第2009/054253号、国际公开第2011/086935号、国际公开第2010/150593号、国际公开第2010/047707号、EP2311826号、日本特开2010-251675号公报、日本特开2009-209133号公报、日本特开2009-124114号公报、日本特开2008-277810号公报、日本特开2006-156445号公报、日本特开2005-340122号公报、日本特开2003-45662号公报、日本特开2003-31367号公报、日本特开2003-282270号公报、国际公开第2012/115034号等。

作为本发明中的更优选的电子输送材料，可举出：吡啶衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、咔唑衍生物、氮杂咔唑衍生物、苯并咪唑衍生物。

电子输送材料可以单独使用，另外，也可以组合使用多种。

《空穴阻止层》

空穴阻止层广义上为具有电子输送层功能的层，优选由具有输送电子功能、并且输送空穴的能力小的材料构成，可以通过输送电子、并且阻止空穴而使电子和空穴的再结合概率提高。

另外，可以将上述电子输送层的构成根据需要作为本发明的空穴阻止层使用。

设置于本发明的有机EL元件的空穴阻止层优选邻接于发光层的阴极侧而设置。

作为本发明的空穴阻止层的层厚，优选为3～100nm的范围，进一步优选为5～30nm的范围。

作为用于空穴阻止层的材料，优选使用用于上述电子输送层的材料，另外，用作上述主体化合物的材料也优选使用于空穴阻止层中。

《电子注入层》

本发明的电子注入层(也称为“阴极缓冲层”)是为了降低驱动电压或提高发光亮度而设置于阴极和发光层之间的层，详细地记载于“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日NTS社发行)”的第2编第2章“电极材料”(123～166页)。

本发明中电子注入层根据需要设置，可以如上述那样存在于阴极和发光层之间、或存在于阴极和电子输送层之间。

电子注入层优选为极薄的膜，原料不同厚度也不同，但其层厚优选为0.1～5nm的范围。另外，也可以是构成材料间断存在的不均匀的膜。

电子注入层在日本特开平6-325871号公报、日本特开平9-17574号公报、日本特开平10-74586号公报等中也有详细记载，作为优选使用于电子注入层中的材料的具体例，可举出：以锶或铝等为代表的金属、以氟化锂、氟化钠、氟化钾等为代表的碱金属化合物、以氟化镁、氟化钙等为代表的碱土金属化合物、以氧化铝为代表的金属氧化物、以8-羟基喹啉锂(Liq)等为代表的金属络合物等。另外，也可以使用上述的电子输送材料。

另外，用于上述的电子注入层的材料可以单独使用，也可以组合使用多种。

《空穴输送层》

本发明中空穴输送层由具有输送空穴的功能的材料构成，只要具有将从阳极注入的空穴传递至发光层的功能即可。

对本发明的空穴输送层的总层厚没有特别限制，通常为5nm～5μm的范围，更优选为2～500nm，进一步优选为5nm～200nm。

作为用于空穴输送层的材料(以下，称为空穴输送材料)，只要具有空穴的注入性或输送性、电子的屏障性的任一种即可，可以从以往公知的化合物中选择任意的物质而使用。

可举出例如：卟啉衍生物、酞菁衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、亚苯基二胺衍生物、腙衍生物、二苯乙烯衍生物、聚芳基链烷衍生物、三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、异吲哚衍生物、蒽或萘等并苯系衍生物、芴衍生物、芴酮衍生物、及聚乙烯基咔唑、将芳香族胺导入于主链或侧链的高分子材料或低聚物、聚硅烷、导电性聚合物或低聚物(例如PEDOT：PSS、苯胺系共聚物、聚苯胺、聚噻吩等)等。

作为三芳基胺衍生物，可举出：以αNPD为代表的联苯胺型、或以MTDATA为代表的星爆型、在三芳基胺连结芯部具有芴或蒽的化合物等。

另外，日本特表2003-519432号公报或日本特开2006-135145号公报等所记载的六氮杂三邻亚苯衍生物也可以同样地作为空穴输送材料使用。

还可以使用进一步掺杂有杂质的p性高的空穴输送层。作为其实例，可举出日本特开平4-297076号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报的各公报、J.Appl.PhyS.，95,5773(2004)等所记载的空穴输送层。

另外，也可以使用日本特开平11-251067号公报、J.Huanget.al.著文献(AppliedPhySicSLetterS80(2002)，p.139)所记载的、所谓的p型空穴输送材料或p型-Si、p型-SiC等无机化合物。另外也优选使用在以Ir(ppy)₃为代表的中心金属中具有Ir或Pt的原金属化有机金属络合物。

作为空穴输送材料，可以使用上述的材料，但优选使用三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、氮杂三邻亚苯衍生物、有机金属络合物、将芳香族胺导入于主链或侧链的高分子材料或低聚物等。

作为用于本发明的有机EL元件的公知的优选的空穴输送材料的具体例，除上述中列举的文献之外，可举出以下的文献中记载的化合物等，但本发明并不限定于这些。

例如为：Appl.PhyS.Lett.69，2160(1996)、J.Lumin.72-74，985(1997)、Appl.PhyS.Lett.78，673(2001)、Appl.PhyS.Lett.90，183503(2007)、Appl.PhyS.Lett.90，183503(2007)、Appl.PhyS.Lett.51,913(1987)、Synth.Met.87，171(1997)、Synth.Met.91,209(1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SIDSympoSiumDigeSt，37，923(2006)、J.Mater.Chem.3,319(1993)、Adv.Mater.6，677(1994)、Chem.Mater.15,3148(2003)、美国专利公开第20030162053号、美国专利公开第20020158242号、美国专利公开第20060240279号、美国专利公开第20080220265号、美国专利第5061569号、国际公开第2007/002683号、国际公开第2009/018009号、EP650955、美国专利公开第20080124572号、美国专利公开第20070278938号、美国专利公开第20080106190号、美国专利公开第20080018221号、国际公开第2012/115034号、日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报、美国专利申请编号13/585981号等。

空穴输送材料可以单独使用，另外也可以组合使用多种。

《电子阻止层》

电子阻止层广义上为具有空穴输送层功能的层，优选由具有输送空穴功能、并且输送电子的能力小的材料构成，可以通过输送空穴并且阻止电子而使电子和空穴的再结合概率提高。

另外，可以将上述的空穴输送层的构成根据需要作为本发明的电子阻止层使用。

设置于本发明的有机EL元件的电子阻止层优选邻接于发光层的阳极侧而设置。

作为本发明的电子阻止层的层厚，优选为3～100nm的范围，进一步优选为5～30nm的范围。

作为用于电子阻止层的材料，优选使用用于上述空穴输送层的材料，另外，用作上述主体化合物的材料也在电子阻止层中优选使用。

《空穴注入层》

本发明的空穴注入层(也称为“阳极缓冲层”)是为了降低驱动电压或提高发光亮度而设置于阳极和发光层之间的层，详细地记载于“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日NTS社发行)”的第2编第2章“电极材料”(123～166页)。

本发明中空穴注入层根据需要设置，可以如上述那样存在于阳极与发光层之间或存在于阳极和空穴输送层之间。

空穴注入层在日本特开平9-45479号公报、日本特开平9-260062号公报、日本特开平8-288069号公报等中也有详细记载，作为用于空穴注入层的材料，可举出例如用于上述的空穴输送层的材料等。

其中，优选以铜酞菁为代表的酞菁衍生物、日本特表2003-519432或日本特开2006-135145等所记载的六氮杂三邻亚苯衍生物、以氧化钒为代表的金属氧化物、非晶碳、聚苯胺(人造绿宝石)或聚噻吩等导电性高分子、以三(2-苯基吡啶)铱络合物等为代表的原金属化络合物、三芳基胺衍生物等。

用于上述的空穴注入层的材料可以单独使用，另外，也可以组合使用多种。

《其他成分》

上述的本发明中的有机层也可以进一步含有其它成分。

作为其他成分，可举出例如溴、碘及氯等卤元素或卤化化合物、Pd、Ca、Na等碱金属或碱土金属、过渡金属的化合物或络合物、盐等。

其他成分的含量可以任意地确定，相对于包含其的层的总质量％，优选为1000ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为50ppm以下。

其中，出于提高电子或空穴的输送性的目的、或有利于激发子的能量移动的目的等，不在该范围内。

《有机层的形成方法》

对本发明的有机层(空穴注入层、空穴输送层、发光层、空穴阻止层、电子输送层、电子注入层等)的形成方法进行说明。

本发明的有机层的形成方法没有特别限制，可以使用利用以往公知的例如真空蒸镀法、湿式法(也称为湿工艺)等的形成方法。

作为湿式法，有旋涂法、流延法、喷墨法、印刷法、点胶涂敷法、刮板涂敷法、辊涂法、喷涂法、幕涂法、LB法(Langmuir-Blodgett法)等，但从容易得到均质的薄膜、且高生产率方面考虑，优选点胶涂敷法、辊涂法、喷墨法、喷涂法等辊对辊方式适性高的方法。

作为将本发明的有机EL材料进行溶解或分散的液体介质，可以使用例如甲基乙基酮、环己酮等酮类、乙酸乙酯等脂肪酸酯类、二氯苯等卤化烃类、甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳香族烃类、环己烷、萘烷、十二烷等脂肪族烃类、DMF、DMSO等有机溶剂。

另外，作为分散方法，可以通过超声波、高剪切力分散或介质分散等分散方法进行分散。

另外，每层可以使用不同的成膜方法。在成膜中采用蒸镀法的情况下，其蒸镀条件因使用的化合物的种类等而不同，一般而言，优选在舟加热温度50～450℃、真空度10^-6～10^-2Pa、蒸镀速度0.01～50nm/秒、基板温度-50～300℃、厚度0.1nm～5μm、优选5～200nm的范围内适当选择。

本发明的有机层的形成优选通过一次抽真空而一次性将空穴注入层到阴极制作完成，但也可以在中途取出而实施不同的成膜方法。此时，优选在干燥惰性气体气氛下进行作业。

《阳极》

作为有机EL元件中的阳极，优选使用采用工作函数大的(4eV以上、优选4.5eV以上的)金属、合金、导电性化合物及这些混合物作为电极物质的阳极。作为这种电极物质的具体例，可举出：Au等金属、CuI、铟锡氧化物(ITO)、SnO₂、ZnO等导电性透明材料。另外，可以使用能够由IDIXO(In₂O₃-ZnO)等非晶质制作透明导电膜的材料。

就阳极而言，可以通过将这些电极物质进行蒸镀或溅射等方法而形成薄膜、可以用光刻法形成所期望的形状的图案，或在不太需要图案精度的情况下(100μm以上的程度)，可以在上述电极物质的蒸镀或溅射时经由所期望的形状的掩模而形成图案。

或者，在使用有机导电性化合物这样的可涂布的物质的情况下，也可以使用印刷方式、涂敷方式等湿式成膜法。在从该阳极中导出发光的情况下，优选使透射率大于10％，另外，作为阳极的面积电阻优选为数百Ω/□以下。

阳极的厚度因材料的不同而不同，但通常在10nm～1μm、优选10～200nm的范围内进行选择。

《阴极》

作为阴极，可使用采用工作函数小的(4eV以下的)金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物及这些混合物作为电极物质的阴极。作为这种电极物质的具体例，可举出：钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al₂O₃)混合物、铟、锂/铝混合物、铝、稀土类金属等。其中，从电子注入性及对氧化等的耐久性方面考虑，优选电子注入性金属与工作函数的值比其大且为稳定的金属的第二金属的混合物、例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al₂O₃)混合物、锂/铝混合物、铝等。

阴极可以通过利用蒸镀或溅射等方法使这些电极物质形成薄膜来制作。另外，作为阴极的面积电阻优选为数百Ω/□以下，厚度在通常10nm～5μm、优选50～200nm的范围内选择。

需要说明的是，为了透过发出的光，如果有机EL元件的阳极或阴极的任一方为透明或半透明，则发光亮度会提高而优选。

另外，在阴极上以1～20nm的厚度制作上述金属之后，在其上制作阳极的说明中列举的导电性透明材料，由此可以制作透明或半透明的阴极，可以通过应用其而制作阳极和阴极这两者具有透过性的元件。

《支持基板》

作为可以用于本发明的有机EL元件的支持基板(以下，也称为基体、基板、基材、支持体等)，对玻璃、塑料等种类没有特别限定，另外，可以为透明，也可以为不透明。在从支持基板侧导出光的情况下，支持基板优选为透明。作为优选使用的透明的支持基板，可举出玻璃、石英、透明树脂膜。特别优选支持基板为可以对有机EL元件赋予挠性的树脂膜。

作为树脂膜，可举出例如：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素等纤维素酯类或它们的衍生物、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间规聚苯乙烯、聚碳酸酯、降冰片烯树脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚、聚砜类、聚醚酰亚胺、聚醚酮酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸类聚合物、或聚芳酯类、ARTON(商品名JSR株式会社制造)或Appel(商品名三井化学株式会社制造)之类的环烯烃类树脂等。

可以在树脂膜的表面形成无机物、有机物的被膜或其两者的掺合物被膜，用以JISK7129-1992为基准的方法测定的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)％RH)优选为0.01g/(m²·24h)以下的阻隔性膜，另外用以JISK7126-1987为基准的方法测定的氧透过度优选为10^-3ml/(m²·24h·atm)以下，水蒸气透过度优选为10^-5g/(m²·24h)以下的高阻隔性膜。

作为形成阻隔膜的材料，只要是具有抑制水分或氧等导致元件劣化的物质的浸入的功能的材料即可，例如可以使用氧化硅、二氧化硅、氮化硅等。为了进一步改良该膜的脆弱性，更优选具有由这些无机层和有机材料构成的层的叠层结构。对无机层和有机层的叠层顺序没有特别限制，优选使两者交替地叠层多次。

对阻隔膜的形成方法没有特别限定，可以使用例如真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、离化团束法、离子喷镀法、等离子体聚合法、大气压等离子体聚合法、等离子体CVD法、激光CVD法、热CVD法、涂敷法等，但特别优选日本特开2004-68143号公报所记载的利用大气压等离子体聚合法的物质。

作为不透明的支持基板，可举出例如：铝、不锈钢等金属板、膜或不透明树脂基板、陶瓷制成的基板等。

本发明的有机EL元件的发光的室温下的外部导出量子效率优选为1％以上，更优选为5％以上。

在此，导出至外部的量子效率(％)＝发射至有机EL元件外部的光子数/在有机EL元件中流动的电子数×100。

另外，可以组合使用彩色滤光片等色相改良滤光片等，也可以组合使用使用荧光体将来自有机EL元件的发光色变换为多色的变色滤光片。

《密封》

作为用于密封本发明的有机EL元件的密封方法，可举出例如用粘接剂对密封部件与电极、支持基板进行粘接的方法。作为密封部件，只要以覆盖有机EL元件的显示区域的方式进行配置即可，可以为凹板状，也可以为平板状。另外，透明性、电绝缘性没有特别限定。

具体而言，可举出玻璃板、聚合物板/膜、金属板/膜等。作为玻璃板，特别可举出钠石灰玻璃、含钡·锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸玻璃、钡硼硅酸玻璃、石英等。另外，作为聚合物板，可举出聚碳酸酯、丙烯酸类聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物、聚砜等。作为金属板，可举出包含选自不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗及钽中的一种以上的金属或合金的金属板。

在本发明中，从可以将有机EL元件进行薄膜化方面考虑，可以优选使用聚合物膜、金属膜。另外，聚合物膜优选用以JISK7126-1987为基准的方法所测定的氧透过度为1×10^{- 3}ml/(m²·24h·atm)以下，用以JISK7129-1992为基准的方法所测定的水蒸气透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)％)为1×10^-3g/(m²·24h)以下的聚合物膜。

将密封部件加工成凹状可使用喷砂加工、化学蚀刻加工等。

作为粘接剂，具体而言，可举出丙烯酸类低聚物、甲基丙烯酸类低聚物等具有反应性乙烯基的光固化及热固化型粘接剂、2-氰基丙烯酸酯等湿气固化型等粘接剂。另外，可举出环氧类等热及化学固化型(双组分混合)。另外，可举出热熔型的聚酰胺、聚酯、聚烯烃。另外，可举出阳离子固化型的紫外线固化型环氧树脂粘接剂。

需要说明的是，由于有机EL元件有时会由于热处理而劣化，因此，优选能够从室温至80℃进行粘接固化的粘接剂。另外，可以使干燥剂分散于所述粘接剂中。对密封部分涂布粘接剂时，可以使用市售的点胶机，也可以如丝网印刷那样进行印刷。

另外，也可以优选在夹持有机层并与支持基板对置的一侧的电极的外侧覆盖该电极和有机层，以与支持基板相接的形态形成无机物、有机物的层并制成密封膜。该情况下，作为形成该膜的材料，只要是具有抑制水分或氧等导致元件劣化的物质的浸入的功能的材料即可，可以使用例如氧化硅、二氧化硅、氮化硅等。

为了进一步改良该膜的脆弱性，优选具有由这些无机层和有机材料构成的层的叠层结构。对这些膜的形成方法没有特别限定，可以使用例如：真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、离化团束法、离子喷镀法、等离子体聚合法、大气压等离子体聚合法、等离子体CVD法、激光CVD法、热CVD法、涂敷法等。

在密封部件和有机EL元件的显示区域的间隙，优选以气相及液相注入氮、氩等不活泼气体或氟化烃、硅油之类的不活泼液体。另外，也可以制成真空。另外，还可以在内部封入吸湿性化合物。

作为吸湿性化合物，可举出例如：金属氧化物(例如氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化铝等)、硫酸盐(例如硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钴等)、金属卤化物(例如氯化钙、氯化镁、氟化铯、氟化钽、溴化铈、溴化镁、碘化钡、碘化镁等)、过氯酸类(例如过氯酸钡、过氯酸镁等)等，在硫酸盐、金属卤化物及过氯酸类中，优选使用无水盐。

《保护膜、保护板》

在夹持有机层并与支持基板对置的一侧的所述密封膜或所述密封用膜的外侧，为了提高元件的机械强度，可以设置保护膜或保护板。特别是在利用所述密封膜进行密封的情况下，其机械强度不一定高，因此，优选设置这种保护膜、保护板。作为可以在其中使用的材料，可以使用与用于所述密封的材料同样的玻璃板、聚合物板/膜、金属板/膜等，但从轻量且薄膜化方面考虑，优选使用聚合物膜。

《光导出提高技术》

一般认为有机电致发光元件在折射率比空气比高(折射率为1.6～2.1左右的范围内)的层的内部进行发光，仅能导出在发光层中产生的光的15％～20％左右的光。这是因为，以临界角以上的角度θ入射于界面(透明基板和空气的界面)的光会引起全反射并不能导出至在元件外部，或在透明电极或发光层与透明基板之间引起光的全反射，光在透明电极或发光层进行内发生导波，其结果，光在元件侧面方向逸散。

作为提高该光的导出效率的方法，可举出例如：在透明基板表面形成凹凸，防止透明基板和空气界面的全反射的方法(例如美国专利第4774435号说明书)；通过使基板具有集光性而提高效率的方法(例如日本特开昭63-314795号公报)；在元件的侧面等上形成反射面的方法(例如日本特开平1-220394号公报)；在基板和发光体之间导入具有中间折射率的平坦层，形成防反射膜的方法(例如日本特开昭62-172691号公报)；在基板和发光体之间导入折射率比基板低的平坦层的方法(例如日本特开2001-202827号公报)；在基板、透明电极层或发光层的任一层的层间(包括基板和外界之间)形成衍射格子的方法(日本特开平11-283751号公报)等。

在本发明中，可以将这些方法与本发明的有机EL元件组合而使用，但可以优选使用在基板和发光体之间导入折射率比基板低的平坦层的方法、或在基板、透明电极层或发光层的任一层的层间(包括基板和外界之间)形成衍射格子的方法。

本发明可以通过组合这些手段而进一步得到高亮度或耐久性优异的元件。

在透明电极和透明基板之间形成低折射率的介质且介质厚度比光的波长更长时，就从透明电极中出来的光而言，介质的折射率越低，导出至外部的效率越高。

作为低折射率层，可举出例如：气溶胶、多孔质二氧化硅、氟化镁、氟类聚合物等。透明基板的折射率一般而言为1.5～1.7左右的范围内，因此，低折射率层的折射率优选为大约1.5以下。另外，进一步优选为1.35以下。

另外，低折射率介质的厚度优选为介质中波长的2倍以上。这是因为，低折射率介质的厚度为光的波长程度并成为短暂地渗出的电磁波进入于基板内的层厚时，低折射率层的效果变弱。

在引起全反射的界面或任一介质中导入衍射格子的方法具有光导出效率的提高效果高的特点。该方法利用衍射格子能够通过1次衍射或2次衍射这样的所谓布拉格衍射而将光的方向变为与折射不同的特定方向的性质，对于从发光层产生的光中由于层间的全反射等而无法导出至外部的光，通过在任一种层间或介质中(透明基板内或透明电极内)导入衍射格子，而使光衍射，将光导出至外部。

导入的衍射格子优选具有二维的周期折射率。这是因为：在发光层中发出的光在所有的方向随机地产生，因此，如果是仅在某个方向具有周期性折射率分布的通常的一维衍射格子，只能对特定方向上行进的光进行衍射，光的导出效率提高并不明显。

但是，通过将折射率分布设为二维分布，在所有的方向上行进的光都被衍射，光的导出效率提高。

作为导入衍射格子的位置，也可以为任一个层间、或介质中(透明基板内或透明电极内)，但优选作为光产生的场所的有机发光层的附近。此时，衍射格子的周期优选光在介质中的波长的约1/2～3倍左右的范围内。衍射格子的排列优选重复正方形的点阵状、三角形的点阵状、蜂窝点阵状等、二维地排列。

《集光片》

在本发明的有机EL元件中，通过对支持基板(基板)的光导出侧进行加工例如设置微透镜阵列状的结构，或者，与所谓的集光片组合，在特定方向例如相对于元件发光面的正面方向进行集光，可以提高特定方向上的亮度。

作为微透镜阵列的实例，在基板的光导出侧二维地排列一边为30μm且其顶角为90度的四棱锥。一边优选为10～100μm的范围内。比其变小时，产生衍射效果而着色，其过大时，厚度变厚，不优选。

作为集光片，可以使用例如已经在液晶显示装置的LED背光中得以实用化的集光片。作为这种片材，可以使用例如住友3M公司制造的亮度提高膜(BEF)等。作为棱形片的形状，例如可以为在基材上形成顶角90度、间距50μm的△状的条纹而成的形状，也可以为顶角带有倒角的形状、使间距随机地变化而成的形状、其它形状。

另外，为了控制来自有机EL元件的光放射角，可以与集光片组合使用光漫射板/膜。可以使用例如KIMOTO株式会社制造的漫射膜(light up)等。

《用途》

本发明的有机EL元件可以作为显示器件、显示器、各种发光光源使用。

作为发光光源，可举出例如照明装置(家庭用照明、车内照明)、钟表或液晶用背光、广告牌、信号机、光存储介质的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等，但并不限定于此，特别可以有效地用于作为液晶显示装置的背光、照明用光源的用途。

在本发明的有机EL元件中，在根据需要成膜时，可以用金属掩模或喷墨打印法等实施图案化。图案化的情况下，可以仅将电极进行图案化，也可以将电极和发光层进行图案化，也可以将元件全层进行图案化，在元件的制作中，可以使用以往公知的方法。

《显示装置》

以下，基于附图，对具有本发明的有机EL元件的显示装置的一例进行说明。

图1是表示由本发明的有机EL元件构成的显示装置的构成的一例的概略立体图，即，通过有机EL元件的发光而进行图像信息的显示的、例如便携电话等的显示器的示意图。如图1所示，显示器1包含具有多个像素的显示部A、基于图像信息而进行显示部A的图像扫描的控制部B等。

控制部B与显示部A进行电连接。控制部B基于来自外部的图像信息分别对多个像素传送扫描信号和图像数字信号。其结果，各像素根据扫描信号按照每条扫描线根据图像数字信号依次进行发光，图像信息在显示部A被显示。

图2是图1中记载的显示部A的示意图。

显示部A在基板上具有含有多个扫描线5及数据线6的布线部和多个像素3等。

以下，进行显示部A的主要的部件的说明。

在图2中，表示像素3发出的光被导出至白箭头方向(下方向)的情况。布线部的扫描线5及多个数据线6分别由导电材料构成。扫描线5和数据线6相互以格子状垂直设置，在其垂直的位置与像素3进行连接(详细情况未图示)。

从扫描线5发送扫描信号时，从数据线6接受图像数字信号，像素3根据接受的图像数字进行发光。

通过将发光的颜色为红区域的像素、绿区域的像素、蓝区域的像素适当在同一基板上并列配置，可以进行全彩色显示。

《照明装置》

对具备本发明的有机EL元件的本发明的照明装置的一个方式进行说明。

用玻璃罩覆盖本发明的有机EL元件的非发光面，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的丙烯酸类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其重叠在阴极上并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光使其固化并密封，可以形成图3、图4所示的照明装置。

图3表示照明装置的概略图，本发明的有机EL元件101用玻璃盖片102覆盖(需要说明的是，玻璃盖片中的密封作业在氮气氛下的手套箱(纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下)中进行，而不使有机EL元件101与大气接触)。

图4表示照明装置的剖面图，图4中，105表示阴极，106表示有机EL层，107表示带透明电极的玻璃基板。需要说明的是，在玻璃盖片102内填充氮气108，设置有捕水剂109。

实施例

以下，列举实施例，具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是，实施例中，使用“份”或“％”的表示，但只要没有特殊说明，则表示“体积％”。

《实施例中使用的化合物》

[化学式115]

[化学式116]

[化学式117]

[实施例1]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件101的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上以150nm的厚度形成ITO(铟锡氧化物)的膜作为阳极，进行图案化，然后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟之后，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适合制作各个元件的量填充各层的构成材料。所述电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入有HI-1的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在ITO透明电极上进行蒸镀，形成层厚15nm的空穴注入层。

接着，以0.1nm/秒的蒸镀速度蒸镀HT-1，形成层厚30nm的空穴输送层。

接着，对放入有作为比较例主体化合物的比较化合物1和GD-1的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上进行共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

接着，将HB-1以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚5nm的第一电子输送层。

进一步在其上将ET-1以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚45nm的第二电子输送层。

其后，蒸镀氟化锂并使得其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件101。

制作后，将有机EL元件101的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件102～111的制作》

在有机EL元件101的制作中，将主体化合物变更为表1中记载的化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件102～111。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件101～111的评价》

对各样品进行下述的评价。将评价结果示于表1。

(1)导出至外部的量子效率

对有机EL元件进行室温(约23℃)、2.5mA/cm²的定电流条件下的通电，测定刚刚开始发光之后的发光亮度(L0)[cd/m²]，由此算出导出至外部的量子效率(η)。

在此，发光亮度的测定使用CS-2000(柯尼卡美能达(株)制造)来进行，导出至外部的量子效率通过将有机EL元件101设为100时的相对值来表示。

需要说明的是，值越大，表示发光效率越优异。

(2)半衰期

按照下述测定法，进行半衰期的评价。

以实现初期亮度4000cd/m²的电流定电流驱动各有机EL元件，求出变为初期亮度的1/2的时间，将其设为半衰期的尺度。需要说明的是，半衰期通过将有机EL元件101设为100时的相对值来表示。

需要说明的是，值越大，表示相对于比较例的耐久性越是优异。

(3)高温保存稳定性评价

将有机EL元件放入于高温条件下(约50±5℃)的恒温槽中，在与上述(2)半衰期的测定法同条件下进行半衰期的评价，使用下述式算出耐热性。

耐热性(％)＝(高温条件下的半衰期)/(在室温下的半衰期)×100

表1中，通过将有机EL元件101设为100时的相对值来表示。耐热性的值越大，表示相对于比较例而言对温度变化的耐久性越高，即高温保存稳定性优异

[表1]

由表1可知：本发明的有机EL元件102～111与比较例的有机EL元件101相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例2]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件201的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上形成150nm的厚度的ITO(铟锡氧化物)膜作为阳极，进行图案化之后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟之后，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适于制作各自元件的量填充各层的构成材料。所述电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入了HI-2的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在ITO透明电极上进行蒸镀，形成层厚10nm的空穴注入层。

接着，将HT-2以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚30nm的空穴输送层。

接着，对放入了作为比较例主体化合物的比较化合物2和GD-2的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上进行共蒸镀，形成层厚30nm的发光层。

接着，将HB-2以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚5nm的第一电子输送层。

进一步在其上将ET-2以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚45nm的第二电子输送层。

其后，蒸镀氟化锂并使其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件201。

制作后，将有机EL元件201的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件202～212的制作》

在有机EL元件201的制作中，将主体化合物变更为表2中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件202～212。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件201～212的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，并以将有机EL元件201的各特性值设为100时的相对值进行表示。

将评价结果示于表2。

[表2]

由表2可知：本发明的有机EL元件202～212与比较例的有机EL元件201相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例3]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件301的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上形成150nm的厚度的ITO(铟锡氧化物)膜作为阳极，进行图案化之后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟之后，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适于制作各自元件的量填充各层的构成材料。所述电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入有HI-2的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在ITO透明电极上进行蒸镀，形成层厚20nm的空穴注入层。

接着，将HT-1以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚20nm的空穴输送层。

接着，对放入有作为比较例主体化合物的比较化合物3和GD-3的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上进行共蒸镀，形成层厚30nm的发光层。

接着，将HB-3以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚10nm的第一电子输送层。

进一步在其上将ET-2以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚40nm的第二电子输送层。

其后，蒸镀氟化锂并使其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件301。

制作后，将有机EL元件301的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件302～312的制作》

在有机EL元件301的制作中，将主体化合物变更为表3中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件302～312。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件301～312的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件301的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表3。

[表3]

由表3可知：本发明的有机EL元件302～312与比较例的有机EL元件301相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例4]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件401的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上形成厚度为120nm的ITO(铟锡氧化物)膜作为阳极，进行图案化之后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟。

使用将聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT/PSS、Bayer公司制造、Baytron P Al 4083)用纯水稀释成70％的溶液，在3000rpm、30秒的条件下通过旋涂法在该透明支持基板上形成薄膜之后，在200℃下干燥1小时，设置层厚20nm的空穴注入层。

接着，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适于制作各自元件的量填充各层的构成材料。蒸镀用电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入有HT-2的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴注入层上进行蒸镀，形成层厚20nm的空穴输送层。

接着，对放入有作为比较例主体化合物的比较化合物4和GD-1的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

接着，将ET-1以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚40nm的电子输送层。

在其上蒸镀氟化锂并使其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件401。

制作后，将有机EL元件401的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件402～412的制作》

在有机EL元件401的制作中，将主体化合物变更为表4中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件402～412。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件401～412的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件401的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表4。

[表4]

由表4可知：本发明的有机EL元件402～412与比较例有机EL元件401相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例5]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件501的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上形成厚度120nm的ITO(铟锡氧化物)膜作为阳极，进行图案化之后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟。

使用将聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT/PSS、Bayer公司制造、Baytron P Al4083)用纯水稀释成70％的溶液，在3000rpm、30秒的条件下通过旋涂法在该透明支持基板上形成薄膜之后，在200℃下干燥1小时，设置层厚20nm的空穴注入层。

接着，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适于制作各自元件的量填充各层的构成材料。蒸镀用电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入有HT-4的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴注入层上进行蒸镀，形成层厚20nm的空穴输送层。

接着，对放入有作为比较例主体化合物的比较化合物1和GD-1的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

接着，将HB-1以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚5nm的第一电子输送层。

进一步在其上将ET-3以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚30nm的第二电子输送层。

其后，蒸镀氟化锂并使其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件501。

制作后，将有机EL元件501的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件502～512的制作》

在有机EL元件501的制作中，将主体化合物变更为表5中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件502～512。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件501～512的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件501的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表5。

[表5]

由表1可知：本发明的有机EL元件502～512与比较例的有机EL元件501相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例6]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件601的制作

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上形成150nm的厚度的ITO(铟锡氧化物)膜作为阳极，进行图案化之后，用异丙醇对带有该ITO透明电极的透明基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟之后，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上。

在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用电阻加热舟中以最适于制作各自元件的量填充各层的构成材料。所述电阻加热舟使用钼制或钨制。

减压至真空度1×10^-4Pa之后，对放入有HI-1的电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在ITO透明电极上进行蒸镀，形成层厚15nm的空穴注入层。

接着，将HT-3以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚30nm的空穴输送层。

接着，对放入有作为比较的主体化合物的比较化合物2和GD-2的电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在所述空穴输送层上共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

接着，将ET-2以蒸镀速度0.1nm/秒进行蒸镀，形成层厚40nm的第二电子输送层。

进一步在其上蒸镀氟化锂并使其厚度为0.5nm之后，蒸镀100nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件601。

制作后，将有机EL元件601的非发光面在纯度99.999％以上的高纯度氮气的气氛下用玻璃盒覆盖，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件602～611的制作》

在有机EL元件601的制作中，将主体化合物变更为表6中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件602～611。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件601～611的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件601的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表6。

[表6]

由表6可知：本发明的有机EL元件602～611与比较例的有机EL元件601相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例7]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件701的制作

在实施例6中记载的有机EL元件601的制作中，使用HT-2取代HT-3，使用比较化合物3取代比较化合物2，使用GD-4取代GD-2，使用ET-3取代ET-2，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件701。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件702～711的制作》

在有机EL元件701的制作中，将主体化合物变更为表7中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件702～711。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件701～711的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件701的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表7。

[表7]

由表7可知：本发明的有机EL元件702～711与比较例的有机EL元件701相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例8]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件801的制作

实施例2中记载的在有机EL元件201的制作中，使用HT-3取代HT-2，使用比较化合物4取代比较化合物2，使用GD-3取代GD-2，使用HB-3取代HB-2，使用ET-3取代ET-2，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件801。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件802～811的制作》

在有机EL元件801的制作中，将主体化合物变更为表8中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件802～811。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件801～811的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件801的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表8。

[表81

由表8可知：本发明的有机EL元件802～111与比较例的有机EL元件801相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例9]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件901的制作

在实施例2中记载的有机EL元件201的制作中，使用HT-4取代HT-2，使用比较化合物1取代比较化合物2，使用GD-4取代GD-2，使用HB-3取代HB-2，使用ET-4取代ET-2，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件901。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件902～911的制作》

在有机EL元件901的制作中，将主体化合物变更为表9中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件902～911。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件901～911的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件901的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表9。

[表9]

由表9可知：本发明的有机EL元件902～911与比较例的有机EL元件901相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例10]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件1001的制作

在实施例4中记载的有机EL元件401的制作中，使用HT-3取代HT-2，使用比较化合物2取代比较化合物4，使用ET-4取代ET-1，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件1001。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1002～1013的制作》

在有机EL元件1001的制作中，将主体化合物变更为表10中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件1002～1013。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1001～1013的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件1001的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表10。

[表10]

由表10可知：本发明的有机EL元件1002～1013与比较例的有机EL元件1001相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例11]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件1101的制作

在实施例5中记载的有机EL元件501的制作中，使用HT-1取代HT-4，使用比较化合物3取代比较化合物1，使用GD-4取代GD-1，使用ET-2取代ET-3，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件1101。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1102～1112的制作》

在有机EL元件1101的制作中，将主体化合物变更为表11中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件1102～1112。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1101～1112的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件1101的各特性值设为100时的相对值来表示。

将评价结果示于表11。

[表11]

由表11可知：本发明的有机EL元件1102～1112与比较例的有机EL元件1101相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例12]

《有机EL元件的制作》

(1)有机EL元件1201的制作

在实施例1中记载的有机EL元件101的制作中，使用HT-4取代HT-1，使用比较化合物4取代比较化合物1，使用GD-3取代GD-1，使用HB-2取代HB-1，使用ET-3取代ET-1，除此之外，同样地操作，制作有机EL元件1201。制作后，与实施例1同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1202～1214的制作》

在有机EL元件1201的制作中，将主体化合物变更为表12中记载的主体化合物。除此以外同样地操作，制作有机EL元件1202～1214。制作后，同样地制作包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

《有机EL元件1201～1214的评价》

对各样品进行下述的评价。

对于导出至外部的量子效率、半衰期、高温保存稳定性评价，用与实施例1同样的方法进行评价，通过将有机EL元件1201的各特性值设为10时的相对值来表示。

将评价结果示于表12。

[表12]

由表12可知：本发明的有机EL元件1202～1214与比较例的有机EL元件1201相比，导出至外部的量子效率、半衰期及高温保存稳定性优异。

[实施例13]

《全彩色显示装置的制作》

(1)蓝色发光元件的制作

《有机EL元件1301的制作》

在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上形成厚度100nm的作为阳极的ITO(铟锡氧化物)膜，得到基板(NH TechnoGlass公司制造的NA45)，对该基板进行图案化之后，用异丙醇超声波清洗设有该ITO透明电极的透明支持基板，用干燥氮气进行干燥，进行UV臭氧清洗5分钟。

将该透明支持基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架上，另一方面，在钼制电阻加热舟中放入200mg的HT-1，在另外的钼制电阻加热舟中放入200mg作为主体化合物的mCP(1,3-双-N咔唑基苯)，在另外的钼制电阻加热舟中放入200mg的HB-2，在另外的钼制电阻加热舟中放入100mg作为发光掺杂剂的BD-1，进一步在另外的钼制电阻加热舟中放入200mg ET-2，安装于真空蒸镀装置。

接着，将真空槽减压至4×10^-4Pa之后，对放入有HT-1的所述钼制电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒透明支持在基板上进行蒸镀，设置层厚40nm的空穴输送层。

进一步将放入有mCP(1,3-双-N咔唑基苯)和BD-1的所述钼制电阻加热舟通电并进行加热，分别以蒸镀速度0.2nm/秒、0.012nm/秒在所述空穴输送层上进行共蒸镀，设置厚度40nm的发光层。需要说明的是，蒸镀时的基板温度采用室温。

进一步将放入有HB-2的所述钼制电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在所述发光层上进行蒸镀，设置厚度10nm的空穴阻止层。

进一步将放入有ET-2的所述电阻加热舟通电并进行加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在所述空穴阻止层上进行蒸镀，设置厚度40nm的电子输送层。需要说明的是，蒸镀时的基板温度设为室温。

继续蒸镀0.5nm氟化锂及110nm的铝而形成阴极，制作有机EL元件1301。

制作后，用玻璃罩覆盖有机EL元件1301的非发光面，将厚度300μm的玻璃基板用作密封用基板，在周围使用作为密封材料的环氧类光固化型粘接剂(东亚合成株式会社制造的LUXTRACK LC0629B)，将其在所述阴极上重叠并与透明支持基板密合，从玻璃基板侧照射UV光而使其固化并密封，构成包含图3及图4所示的构成的照明装置，将其作为样品。

(2)绿色发光元件的制作

将实施例5的有机EL元件508用作绿色发光元件。

(3)红色发光元件的制作

《有机EL元件1302的制作》

在绿色发光元件即实施例5的有机EL元件508中，将发光掺杂剂从GD-1变更为RD-1。除此之外，与蓝色发光元件1301同样地操作，制作红色发光元件即有机EL元件1302。

(4)显示装置的制作

将上述中制作的红色、绿色、蓝色发光有机EL元件在同一基板上并列配置，制作具有图1中所记载的形态的有源矩阵方式全彩色显示装置。

图2中，仅示出制作的所述显示装置的显示部A的示意图。

如图2所示，显示部A在同一基板上具有包含多个扫描线5及数据线6的布线部、以及并列配置的多个像素3(发光的颜色为红区域的像素、绿区域的像素、蓝区域的像素等)。布线部的扫描线5及多个数据线6分别由导电材料构成。扫描线5和数据线6以格子状进行垂直，在垂直的位置上与像素3连接(详细情况没有图示)。

多个像素3以分别设有对应于各自的发光色的有机EL元件、作为活性元件的开关晶体管和驱动晶体管的有源矩阵方式进行驱动，从扫描线5发送扫描信号时，从数据线6接受图像数字信号，根据接受的图像数字进行发光。通过这样将红、绿、蓝的像素3适当并列配置，制作全彩色显示装置。

可以确认：得到的全彩色的显示装置通过进行驱动，可得到亮度高、具有高耐久性、且高温时的保存性优异的全彩色动态图像显示。

工业实用性

使用了本发明的新型芳香族杂环衍生物的有机电致发光元件具有发光效率高、发光寿命长、即使在高温下使用时经时变化也小的特征，可以优选安装于显示装置及照明装置中。

Claims (8)

1.一种芳香族杂环衍生物，其具有下述通式(3)或(4)表示的结构，

通式(3)和(4)中，

Y₁、Y₂及Y₃分别独立地表示CR′或氮原子，Y₁、Y₂或Y₃的至少一个表示氮原子；

R′、Ar₁及Ar₂表示：

氢原子、

取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、或

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基；

R′、Ar₁及Ar₂不全部同时为氢原子；

X表示氧原子或硫原子；

Ra及Rb分别独立地表示烷基、芳基或杂芳基；

L₁表示：

单键、

取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、或

由它们的组合构成的2价连接基团；

L₂表示：

单键、

取代或未取代的碳原子数为1～12的亚烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的亚芳基、

取代或未取代的成环原子数为5～30的亚杂芳基、或

由它们的组合构成的2价连接基团；

R₁及R₂分别独立地表示：取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、氰基、卤原子、或者未取代或具有选自下述通式(A-1)或(A-2)中的结构作为取代基的成环碳原子数为6～30的芳基；

R₃表示：

取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、

取代或未取代的成环碳原子数为6～30的芳基、或

取代或未取代的成环原子数为5～30的杂芳基；

n1表示0～3的整数，n2、n3及n4分别独立地表示0～4的整数；

na2表示0～2的整数，nb2表示0～4的整数；

并且，n1～n4、na2及nb2分别为2以上时，多个R₁、R₂、Ra及Rb可以分别相同或不同，相邻的Ra及Rb可以彼此相互键合并形成环结构；

通式(A-1)及(A-2)中，

A₁～A₅及A₁₁～A₁₈分别独立地表示CRc或氮原子，

Rc分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、杂芳基或键；

A₁～A₅中的一个及A₁₁～A₁₈中的一个为CRc，且Rc表示与R₁或R₂所表示的成环碳原子数为6～30的芳基直接键合的键；

其它Rc可以分别相同或不同，相邻的Rc可以彼此相互键合并形成环结构；

X₁₁表示氧原子或硫原子。

2.一种有机电致发光元件，其使用了权利要求1所述的芳香族杂环衍生物。

3.一种有机电致发光元件，其使用了权利要求1所述的芳香族杂环衍生物，其中，L₁表示单键、亚苯基、亚联苯基或碳原子数为2以下的亚烷基。

4.一种有机电致发光元件，其使用了权利要求1所述的芳香族杂环衍生物，其中，L₂表示单键、亚苯基、取代或未取代的成环原子数为5～30的亚杂芳基或碳原子数为2以下的亚烷基。

5.一种有机电致发光元件，其使用了权利要求1所述的芳香族杂环衍生物，其中，L₁或L₂的至少之一键合于所述芳香族杂环衍生物中的式(I)表示的含有X的稠环的2位或4位中的任意位置，

式(I)

6.一种有机电致发光元件，其使用了权利要求1所述的芳香族杂环衍生物，其中，

芳香族杂环衍生物作为主体化合物被包含于发光层，

所述发光层进一步含有结构与所述芳香族杂环衍生物不同的主体化合物。

7.一种显示装置，其具有权利要求2～6中任一项所述的有机电致发光元件。

8.一种照明装置，其具有权利要求2～6中任一项所述的有机电致发光元件。

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