CN108369995A - 有机电致发光元件、有机电致发光元件的制造方法、显示装置、照明装置和有机电致发光元件材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定性优异的有机EL元件。该有机EL元件具备由阳极和阴极夹持的有机层，有机层中的至少1层含有具有通式(1)表示的结构的化合物。(R表示烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基或者巯基，Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基，X₁－L₁－X₂表示二齿的配体，邻接的R₁～R₄中的2个表示通式(2)～(4)中的任一个)(Y₁～Y₄表示O、S或N－R’，Y₅或Y₆表示CR”或N，Z₁～Z₈表示C－Rx或N)

Description

有机电致发光元件、有机电致发光元件的制造方法、显示装 置、照明装置和有机电致发光元件材料

技术领域

本发明涉及有机电致发光元件、有机电致发光元件的制造方法、显示装置、照明装置和有机电致发光元件材料。特别是本发明涉及比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定性优异的有机电致发光元件，该元件的制造方法，具备该元件的显示装置和照明装置以及该元件中使用的有机电致发光元件材料。

背景技术

有机电致发光元件(以下，也称为“有机EL元件”)是用含有有机发光物质的有机薄膜层(单层部或者多层部)构成阳极与阴极之间的薄膜型的全固体元件。

对有机EL元件外加电压时，从阴极向有机薄膜层注入电子，从阳极向有机薄膜层注入空穴，它们在发光层(含有有机发光物质的层)再结合而产生激子。有机EL元件是利用从这些激子放出的光(荧光·磷光)的发光元件，是被期待作为下一代的平板显示器、照明的技术。

此外，与利用荧光发光的有机EL元件相比，利用原理上能够实现约4倍的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告以来，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、电极的研究开发在世界中正在进行。

如此，磷光发光方式为电位非常高的方式，但在利用磷光发光的有机EL设备中，与利用荧光发光有很大不同，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，如何能够稳定地进行发光在提高有机EL元件的发光效率、寿命方面是重要的。

因此，开发了如下元件：以与发光层邻接的形式具备位于发光层的阳极侧的空穴传输层、位于发光层的阴极侧的电子传输层等的多层层叠型的元件；发光层使用含有磷光发光性掺杂剂和主体化合物的混合层的元件。

从材料的观点考虑，作为在室温下显示磷光的材料，研究了铱配合物系等重金属配合物。例如，熟知有三(2-苯基吡啶)合铱配合物，但得不到以发光寿命为代表的充分的元件性能。作为三(2-苯基吡啶)合铱配合物以外的化合物，已知有具有苯基咪唑配体、卡宾配体的铱配合物。这些配体使发光材料的发光波长短波化而实现蓝色，并且在发光效率、发光寿命方面也发现大幅的改善。

然而，近年来，要求色温高的照明光源、色域广的显示器，要求进一步减少使用CIE坐标测定的y值。为了实现这些要求，考虑到使其发光极大波长为更短的波长或者减少发光的长波成分。迄今为止，关于发光极大波长的短波化，研究了各种取代基的变更等，虽然能够实现某种程度的短波长化，但另一方面，元件的发光效率、发光寿命大幅劣化，因此，要求其折衷的改善。

作为显示蓝色发光的配体，已知有苯基三唑(例如，参照专利文献1)。利用这些化合物，能够实现发光极大波长的短波化，但其发光寿命、发光效率并不是充分的值。

另一方面，已知有具有以碳原子与金属原子键合的环具有稠环结构的三唑配体的金属配合物(例如，参照专利文献2、3)。另外，已知有具有与金属原子配位键合的环在配位原子的邻位具有烷基的三唑配体的金属配合物(例如，参照专利文献4)。利用这些化合物能够在某种程度上实现发光寿命的提高，但仍有进一步改善的余地。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/101707号

专利文献2：日本专利第5644050号公报

专利文献3：日本专利第5099013号公报

专利文献4：日本特开2013-040159号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题·状况而完成的，其解决课题在于提供比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定性优异的有机电致发光元件，该元件的制造方法，具备该元件的显示装置和照明装置以及该元件中使用的有机电致发光元件材料。

为了解决本发明涉及的上述课题，对上述问题的原因等进行了研究，结果发现对于具有1H-1,2,4-三唑衍生物作为配体的金属配合物，通过以碳原子与金属原子键合的环具有含有杂原子的稠环结构，此外与金属原子配位键合的环在配位原子的邻位具有特定的取代基，能够抑制比发光极大波长长波的发光，能够在某种程度上保持短波的发光极大波长，并且提高发光效率·发光寿命。简言之，根据本发明，通过抑制长波的发光而减小使用CIE坐标测定的y值，能够提供不会发生发光极大波长的短波长化与元件的发光效率·发光寿命的折衷的有机EL元件。

即，本发明人等发现通过有机层含有具有下述通式(1)表示的结构的化合物，能够提供比发光极大波长长波的成分的发光比率小、并且发光效率高、驱动电压低、长寿命、驱动时的电压上升小、进而经时稳定性也优异的有机电致发光元件。

本发明涉及的课题通过以下的方式得以解决。

1.一种有机电致发光元件，其特征在于，具备由至少1对阳极和阴极夹持的有机层，

上述有机层由包含发光层的至少1层构成，上述有机层中的至少1层含有具有下述通式(1)表示的结构的化合物。

通式(1)

(通式(1)中，R表示选自烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基和巯基中的任一基团。Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基。R₁～R₄各自独立地表示选自氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、脲基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨甲酰基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基膦基、芳基膦基、烷基磷酰基、芳基磷酰基、烷硫基磷酰基和芳硫基磷酰基中的任一基团。

X₁-L₁-X₂表示二齿的配体，X₁和X₂各自独立地表示碳原子、氮原子或氧原子。L₁表示与X₁和X₂一起形成二齿的配体的原子组。m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，m+n为3。

其中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示下述通式(2)～(4)中的任一结构)

(通式(2)～(4)中，Y₁～Y₄各自独立地表示O、S或N-R’，Y₅或Y₆表示CR”或N。R’表示选自烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团，R”表示选自氢原子、烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基、氰基、芳基甲硅烷基和芳基磷酰基中的任一基团。Z₁～Z₈各自独立地表示C-Rx或N，多个Rx各自可以相同也可以不同。多个Rx各自独立地表示与上述通式(1)中的R₁～R₄同等的基团。*表示与上述通式(1)表示的结构的键合位置)

2.根据第1项所述的有机电致发光元件，其特征在于，上述通式(1)表示的结构为下述通式(5)～(10)中的任一个表示的结构。

通式(5)

通式(6)

通式(7)

通式(8)

通式(9)

通式(10)

(通式(5)～(10)中，R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n与上述通式(1)和(2)中的R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n为相同含义)

3.根据第1项所述的有机电致发光元件，其特征在于，上述通式(1)中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示上述通式(3)或(4)的结构。

4.根据第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，上述通式(1)中，R表示烷基或氰基。

5.根据第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，上述通式(1)中，Ar表示在2位具有取代基的芳香族烃基或芳香族杂环基。

6.根据第1项～第5项中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，上述通式(1)中，n表示0。

7.根据第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，上述发光层含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物。

8.根据第7项所述的有机电致发光元件，其特征在于，上述发光层含有上述通式(1)的化合物和HOMO能级为-5.4eV以下的化合物这至少2种。

9.一种有机电致发光元件的制造方法，其特征在于，制造第1项～第8项中任一项所述的有机电致发光元件，

通过湿法工艺形成上述有机层中的含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物的层。

10.一种显示装置，其特征在于，具备第1项～第8项中任一项所述的有机电致发光元件。

11.一种照明装置，其特征在于，具备第1项～第8项中任一项所述的有机电致发光元件。

12.一种有机电致发光元件材料，其特征在于，含有具有下述通式(1)表示的结构的化合物。

通式(1)

(通式(1)中，R表示选自烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基和巯基中的任一基团。Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基。R₁～R₄各自独立地表示选自氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、脲基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨甲酰基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基膦基、芳基膦基、烷基磷酰基、芳基磷酰基、烷硫基磷酰基和芳硫基磷酰基中的任一基团。

X₁-L₁-X₂表示二齿的配体，X₁和X₂各自独立地表示碳原子、氮原子或氧原子。L₁表示与X₁和X₂一起形成二齿的配体的原子组。m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，m+n为3。

其中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示下述通式(2)～(4)中的任一结构)

(通式(2)～(4)中，Y₁～Y₄各自独立地表示O、S或N-R’，Y₅或Y₆表示CR”或N。R’表示选自烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团，R”表示选自氢原子、烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基、氰基、芳基甲硅烷基和芳基磷酰基中的任一基团。Z₁～Z₈各自独立地表示C-Rx或N，多个Rx各自可以相同也可以不同。多个Rx各自独立地表示与上述通式(1)中的R₁～R₄同等的基团。*表示与上述通式(1)表示的结构的键合位置)

根据本发明，能够提供比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定优异的有机电致发光元件和该元件中使用的有机电致发光元件材料。另外，能够提高该元件的基于湿法工艺的生产适应性。另外，能够提供具备该元件的照明装置和显示装置。

本发明的效果的表现机制或作用机制尚不明确，但推测如下。

具有通式(1)表示的结构的化合物是具有以碳原子与金属原子键合的环具有稠环结构、与金属原子配位键合的环在配位原子的邻位具有特定的取代基的1H-1,2,4-三唑衍生物作为配体的金属配合物。本发明人等进行了深入研究，结果发现通过以碳原子与金属原子键合的环具有含有杂原子的稠环结构，发现抑制比发光极大波长长波的成分的发光的效果。

推测这是由于通过以碳原子与金属原子键合的环进行稠合，激发状态下的环结构的变形得到抑制，此外通过在稠环结构中含有杂原子，成为更刚性的结构，因此，长波成分的发光得到抑制。然而，由于具有稠环结构，π平面容易扩展而凝聚，其发光变宽(broadening)，无法充分发挥其效果。因此，本发明人等发现，通过与金属原子配位键合的环进一步在配位原子的邻位具有特定的取代基(本发明的通式(1)中的R)，凝聚得到抑制，此外配体的振动也得到抑制，从而进一步显著地表现出抑制比发光极大波长长波的成分的发光的效果。

另外，具有通式(1)表示的结构的化合物不仅发选拔抑制比发光极大波长长波的成分的发光的效果，而且能够提供发光效率高、低驱动电压、长寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定优异的有机EL元件。认为这是由于具有通式(1)表示的结构的化合物通过以碳原子与金属原子键合的环具有含有杂原子的稠环结构，由此具有刚性结构，因此，即使在成为激发状态的情况下也不易产生变形，此外，通过在特定的位置具有取代基，结晶性也得到抑制，由此化合物本身的稳定性也增大，此外也不易发生经时的结晶化、分解。由此，能够提供长寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定优异的有机EL元件。另外，具有通式(1)表示的结构的化合物由于以碳原子与金属原子键合的环含有杂原子，因此，与芳香族稠环、芴等不同，电荷传输性提高，因此，发光效率高，能够实现低驱动电压。

附图说明

图1是表示由有机EL元件构成的显示装置的一个例子的示意图。

图2是图1中的显示部A的示意图。

图3是表示像素的电路的简略图。

图4是图2的显示部A涉及的无源矩阵方式全彩色显示装置的示意图。

图5是照明装置的简略图。

图6是照明装置的截面图。

图7A是有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

图7B是有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

图7C是有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

图7D是有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

图7E是有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

具体实施方式

本发明的有机电致发光元件的特征在于，是具备由至少1对阳极和阴极夹持的有机层的有机电致发光元件，上述有机层由包含发光层的至少1层构成，上述有机层中的至少1层含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物。该特征是与各技术方案共通或对应的技术特征。

本发明中，上述通式(1)表示的结构优选为上述通式(5)～(10)中的任一个表示的结构。

另外，本发明中，上述通式(1)中，优选邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示上述通式(3)或(4)的结构。

另外，本发明中，上述通式(1)中，优选R表示烷基或氰基。由此，通过R具有适当的大小，配体振动的抑制效果提高，能够更有效地抑制比发光极大波长长波的成分的发光。

另外，本发明中，上述通式(1)中，优选Ar表示在2位具有取代基的芳香族烃基或芳香族杂环基。由此，能够切断和与金属原子配位键合的环的共轭体系的扩展，能够抑制发光波长的长波化。

另外，本发明中，上述通式(1)中，优选n表示0。由此，得到来自相同的配体的发光，因此，发光的波形变得尖锐，能够更有效地抑制比发光极大波长长波的成分的发光。

另外，本发明中，优选上述发光层含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物。

另外，本发明中，优选上述发光层含有上述通式(1)的化合物和HOMO能级为-5.4eV以下的化合物这至少2种。本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物与以往的配体具有4H-1,2,4-三唑衍生物的金属配合物等相比，HOMO能级深，因此，通过与HOMO能级为-5.4eV以下的HOMO能级深的化合物一起使用，电荷的迁移变得顺利，带来发光效率、驱动电压的进一步改善。

另外，本发明的有机电致发光元件的制造方法的特征在于，是制造上述有机电致发光元件的有机电致发光元件的制造方法，通过湿法工艺形成上述有机层中的含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物的层。由此，能够制造比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定性优异的有机电致发光元件。

另外，本发明的显示装置和照明装置的特征在于，具备上述有机电致发光元件。

另外，本发明的有机电致发光元件材料的特征在于，含有具有上述通式(1)表示的结构的化合物。通过使用该有机电致发光元件材料，能够得到比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定优异的有机电致发光元件。

以下，对本发明和其构成要素以及用于实施本发明的方式·方案进行详细说明。应予说明，本申请中，表示数值范围的“～”以包含记载在其前后的数值作为下限值和上限值的意思使用。

《有机电致发光元件的概要》

本发明的有机电致发光元件的特征在于，是具备由至少1对阳极和阴极夹持的有机层的有机电致发光元件，上述有机层由包含发光层的至少1层构成，上述有机层中的至少1层含有具有通式(1)表示的结构的化合物。对通式(1)进行后述。

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

(1)阳极/发光层/阴极

(2)阳极/发光层/电子传输层/阴极

(3)阳极/空穴传输层/发光层/阴极

(4)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极

(5)阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极

(6)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极

(7)阳极/空穴注入层/空穴传输层/(电子阻挡层/)发光层/(空穴阻挡层/)电子传输层/电子注入层/阴极

上述中优选使用(7)的构成，但并不限定于此。

本发明涉及的发光层由单层或多层构成，由多层构成时，可以在各发光层之间设置非发光性的中间层。

根据需要，可以在发光层与阴极之间设置空穴阻挡层(也称为空穴势垒层)、电子注入层(也称为阴极缓冲层)，也可以在发光层与阳极之间设置电子阻挡层(也称为电子势垒层)、空穴注入层(也称为阳极缓冲层)。

本发明中使用的电子传输层是指具有传输电子的功能的层，在广义上，电子注入层、空穴阻挡层也包含在电子传输层中。电子传输层可以由多层构成。

本发明中使用的空穴传输层是指具有传输空穴的功能的层，在广义上，空穴注入层、电子阻挡层也包含在空穴传输层中。空穴传输层可以由多层构成。

在上述的代表性元件构成中，将除阳极和阴极以外的层设为“有机层”。

(串联结构)

另外，本发明的有机EL元件可以为层叠多个包含至少1层发光层的发光单元而成的所谓串联结构的元件。

作为串联结构的代表性的元件构成，例如可举出以下的构成。

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发光单元和第3发光单元可以全部相同，也可以不同。另外，也可以两个发光单元相同，其余的一个不同。

另外，可以不设置第3发光单元，另一方面，可以在第3发光单元与阴极之间进一步设置发光单元、中间层。

如上述构成例那样，多个发光单元可以直接层叠，也可以介由中间层进行层叠。

中间层通常被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子提取层、连接层或中间绝缘层，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，则可以使用公知的材料和构成。

作为中间层所使用的材料，例如可举出ITO(铟·锡氧化物)、IZO(铟·锌氧化物)、ZnO₂、TiN、ZrN、HfN、TiO_x、VO_x、CuI、InN、GaN、CuAlO₂、CuGaO₂、SrCu₂O₂、LaB₆、RuO₂、Al等导电性无机化合物层，Au/Bi₂O₃等双层膜，SnO₂/Ag/SnO₂、ZnO/Ag/ZnO、Bi₂O₃/Au/Bi₂O₃、TiO₂/TiN/TiO₂、TiO₂/ZrN/TiO₂等多层膜以及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，但本发明不限于这些。

作为发光单元内的优选的构成，例如可举出从上述的代表性的元件构成中举出的(1)～(7)的构成中除去了阳极和阴极而成的构成等，但本发明不限于这些。

作为串联型有机EL元件的具体例，例如可举出美国专利第6337492号说明书、美国专利第7420203号说明书、美国专利第7473923号说明书、美国专利第6872472号说明书、美国专利第6107734号说明书、美国专利第6337492号说明书、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号公报、日本专利第3496681号公报、日本专利第3884564号公报、日本专利第4213169号公报、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、构成材料等，但本发明不限于这些。

对构成本发明的有机EL元件的各层进行说明。

《发光层》

本发明涉及的发光层是在从阴极或者电子传输层或阳极或者空穴传输层注入的电子和空穴再结合而生成的激子失活时发光的层，发光的部分可以为发光层的层内，也可以为发光层与邻接层的界面。

发光层的层厚的总和没有特别限制，从膜的均质性、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考虑，优选调整为2nm～5μm的范围，进一步优选调整为2～200nm的范围，特别优选调整为5～100nm的范围。

发光层的制作可以通过将后述的发光掺杂剂、主体化合物利用例如真空蒸镀法、湿式法(也称为湿法工艺，例如可举出旋涂法、流延法、模涂法、刮板涂布法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、幕涂法、LB法(蓝穆尔-柏拉盖(Langmuir Blodgett法))等)等进行成膜而形成。优选发光层是经过湿法工艺而形成的层。通过利用湿法工艺形成层，与真空蒸镀法相比，能够减轻因热所致的发光层的损伤。

本发明的有机EL元件的发光层含有发光掺杂剂和主体化合物，至少一个发光掺杂剂为具有上述的通式(1)表示的结构的磷光发光性有机金属配合物，优选为具有通式(5)～(10)中任一个表示的结构的磷光发光性有机金属配合物。

另外，本发明涉及的发光层也可以并用以下的专利公报中记载的化合物等。

例如为国际公开第00/70655号、日本特开2002-280178号公报、日本特开2001-181616号公报、日本特开2002-280179号公报、日本特开2001-181617号公报、日本特开2002-280180号公报、日本特开2001-247859号公报、日本特开2002-299060号公报、日本特开2001-313178号公报、日本特开2002-302671号公报、日本特开2001-345183号公报、日本特开2002-324679号公报、国际公开第02/15645号、日本特开2002-332291号公报、日本特开2002-50484号公报、日本特开2002-332292号公报、日本特开2002-83684号公报、日本特表2002-540572号公报、日本特开2002-117978号公报、日本特开2002-338588号公报、日本特开2002-170684号公报、日本特开2002-352960号公报、国际公开第01/93642号、日本特开2002-50483号公报、日本特开2002-100476号公报、日本特开2002-173674号公报、日本特开2002-359082号公报、日本特开2002-175884号公报、日本特开2002-363552号公报、日本特开2002-184582号公报、日本特开2003-7469号公报、日本特表2002-525808号公报、日本特开2003-7471号公报、日本特表2002-525833号公报、日本特开2003-31366号公报、日本特开2002-226495号公报、日本特开2002-234894号公报、日本特开2002-235076号公报、日本特开2002-241751号公报、日本特开2001-319779号公报、日本特开2001-319780号公报、日本特开2002-62824号公报、日本特开2002-100474号公报、日本特开2002-203679号公报、日本特开2002-343572号公报、日本特开2002-203678号公报等。

接下来，对有机层含有的化合物进行说明，并且对各层进行说明。

(1)发光掺杂剂

作为发光掺杂剂，可以使用荧光掺杂剂(也称为荧光性化合物)、磷光掺杂剂(也称为磷光发光掺杂剂、磷光性化合物、磷光发光性化合物等)。

(1.1)磷光掺杂剂

本发明涉及的磷光掺杂剂是观测来自激发三重态的发光的化合物，具体而言是在室温(25℃)下进行磷光发光的化合物，被定义为磷光量子收率在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，但本发明涉及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。

磷光掺杂剂的发光作为原理可举出两种，一种为能量转移型，即通过在传输载流子的主体化合物上发生载流子的再结合而生成主体化合物的激发状态并使该能量转移到磷光掺杂剂而得到来自磷光掺杂剂的发光。另一种为载流子陷阱型，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。

作为本发明的实施方式中的磷光掺杂剂，优选使用以下说明的具有通式(1)表示的结构的磷光发光性有机金属配合物。

通过使用具有通式(1)表示的结构的磷光发光性有机金属配合物作为磷光掺杂剂，能够在保持短波波长的同时抑制长波发光成分，能够同时实现高的发光亮度和低驱动电压以及发光寿命的长寿命化。另外，使用本发明的磷光掺杂剂制作的有机EL元件在驱动时的电压上升小，在经时稳定性方面也得到改善。

(1.1.1)具有通式(1)表示的结构的化合物

通式(1)

通式(1)中，R₁～R₄各自独立地表示选择氢原子、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、苄基等)、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(例如丙炔基等)、芳香族烃基(也称为芳基，例如苯基、对氯苯基、均三甲苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基、基、苊基、芴基、菲基、茚基、芘基、联苯基等)、杂环基(例如环氧环、氮丙啶环、环硫乙烷环、氧杂环丁烷环、氮杂环丁烷环、硫杂环丁烷环、四氢呋喃环，二氧戊环，吡咯烷环，吡唑烷环、咪唑烷环、唑烷环、四氢噻吩环、环丁砜环、噻唑烷环、ε-己内酯环、ε-己内酰胺环、哌啶环、六氢哒嗪环、六氢嘧啶环、哌嗪环、吗啉环、四氢吡喃环、1,3-二烷环、1,4-二烷环、三烷环、四氢噻喃环、硫代吗啉环、硫代吗啉1,1-二氧化物环、吡喃糖环、二氮杂双环[2,2,2]-辛烷环等)、芳香族杂环基(吡啶基、嘧啶基、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)、唑基、苯并唑基、噻唑基、异唑基、异噻唑基、呋咱基(furazanyl)、噻吩基、喹啉基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、吲哚基、咔唑基、咔啉基、二氮杂咔啉基(表示构成上述咔啉基的咔啉环的碳原子的一个被氮原子取代而得的基团)、喹喔啉基、哒嗪基、三嗪基、喹唑啉基、酞嗪基等)、卤素原子(例如氯原子、溴原子、碘原子、氟原子等)、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)、脲基(例如甲基脲基、乙基脲基、戊基脲基、环己基脲基、辛基脲基、十二烷基脲基、苯基脲基、萘基脲基、2-吡啶基氨基脲基等)、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)、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)、烷基磺酰基或芳基磺酰基(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、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、二芳基氨基(例如二苯基氨基、二萘基氨基、苯基萘基氨基等)、萘基氨基、2-吡啶基氨基等)、硝基、氰基、羟基、巯基、烷基甲硅烷基或者芳基甲硅烷基(例如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、(叔)丁基二甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、(叔)丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基、2-吡啶基甲硅烷基等)、烷基膦基或芳基膦基(二甲基膦基、二乙基膦基、二环己基膦基、甲基苯基膦基、二苯基膦基、二萘基膦基、二(2-吡啶基)膦基)、烷基磷酰基或芳基磷酰基(二甲基磷酰基、二乙基磷酰基、二环己基磷酰基、甲基苯基磷酰基、二苯基磷酰基、二萘基磷酰基、二(2-吡啶基)磷酰基)、烷硫基磷酰基或芳硫基磷酰基(二甲硫基磷酰基、二乙硫基磷酰基、二环己硫基磷酰基、甲基苯硫基磷酰基、二苯硫基磷酰基、二萘硫基磷酰基、二(2-吡啶基)硫基磷酰基)中的任一基团。在此，将除上述氢原子以外的基团表示为取代基。应予说明，这些取代基可以进一步被上述的取代基取代，另外，它们可以彼此稠合而进一步形成环。

另外，这些取代基中的括号内的具体例并不限于这些。另外，对于上述取代基中的烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基、巯基的括号内的具体例，在通式(1)的R的烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基、巯基中也是同样的。此外，对于上述取代基中的芳香族烃基或芳香族杂环基的括号内的具体例，在通式(1)的Ar的芳香族烃基或芳香族杂环基中也是同样的。

R₁～R₄表示上述取代基时，优选为烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、芳氧基、芳硫基、氨基、氰基中的任一个，特别优选为芳香族烃基、芳香族杂环基、卤素原子、氰基中的任一个，进而，特别优选为卤素原子或氰基。

通式(1)中，R表示选自烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基和巯基中的任一基团。应予说明，这些基团可以进一步被上述取代基取代。R优选为烷基、卤素原子或氰基中的任一个，特别是从更有效地抑制比发光极大波长长波的成分的发光的观点考虑，优选为烷基或氰基，其中特别优选为碳原子数1～6的烷基。

通式(1)中，Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基。应予说明，这些基团可以进一步被上述取代基取代，另外，它们可以彼此稠合而进一步形成环。Ar优选被上述取代基取代，特别优选被烷基、环烷基、卤素原子、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一个取代，特别优选被烷基、芳香族烃基或芳香族杂环基取代。另外，从发光波长短波化这样的观点考虑，优选相对于与通式(1)的1H-1,2,4-三唑环的键合位置对邻位进行取代(在Ar表示的环与1H-1,2,4-三唑环的键合位置的邻位具有取代基)，特别优选被烷基所取代。

通式(1)中，X₁-L₁-X₂表示二齿的配体，X₁和X₂各自独立地表示碳原子、氮原子或氧原子。L₁表示与X₁和X₂一起形成二齿的配体的原子组。

作为X₁-L₁-X₂表示的二齿的配体的具体例，可举出取代或非取代的苯基吡啶、苯基吡唑、苯基咪唑、苯基三唑、苯基四唑、吡唑硼(pyrazabole)、乙酰丙酮、吡啶甲酸等，但不限于这些例子。作为X₁-L₁-X₂表示的二齿的配体，优选为苯基吡唑或苯基三唑，特别优选为苯基三唑。

通式(1)中，m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，m+n为3。n优选为0或1，从更有效地抑制比发光极大波长长波的成分的发光的观点考虑，特别优选为0。

通式(1)中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示通式(2)～(4)的任一结构。

通式(2)～(4)中，Y₁～Y₄各自独立地表示O、S或N-R’，Y₅或Y₆表示CR”或N。Y₁或Y₄特别优选为N-R’，Y₂或Y₃优选为O或N-R’，特别优选为N-R’。Y₅优选为CR”，Y₆优选为N。

通式(2)～(4)中，R’表示选自烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团。应予说明，这些基团可以进一步被上述取代基取代，另外，它们可以彼此稠合而进一步形成环。R’优选为选自芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团，特别优选为芳香族烃基或芳香族杂环基。

通式(2)～(4)中，R”表示选自氢原子、烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基、氰基、芳基甲硅烷基和芳基磷酰基中的任一基团。应予说明，这些基团可以进一步被上述取代基取代，另外，它们可以彼此稠合而进一步形成环。R”优选为选自氢原子、芳香族烃基和芳香族杂环基中的任一基团。

通式(2)～(4)中，Z₁～Z₈各自独立地表示C-Rx或N，多个Rx各自可以相同也可以不同。Z₁～Z₈优选为C-Rx。多个Rx各自独立地表示与通式(1)中的R₁～R₄同等的基团。应予说明，这些基团可以进一步被上述取代基取代，另外，它们可以彼此稠合而进一步形成环。多个Rx中的一个以上表示上述取代基时，Rx优选为选自烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基和氰基中的任一基团，特别优选为选自烷基、芳香族烃基、芳香族杂环基、卤素原子和氰基中的任一基团。

通式(2)～(4)中，*表示与通式(1)表示的结构的键合位置。

应予说明，上述的具有通式(1)表示的结构的化合物可以为除发光层以外的有机层中含有的化合物。

(1.1.2)具有通式(5)～(10)表示的结构的化合物

通式(1)表示的结构优选为下述通式(5)～(10)中的任一个表示的结构。

通式(5)

通式(6)

通式(7)

通式(8)

通式(9)

通式(10)

通式(5)～(10)中，R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n与上述通式(1)和(2)的R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n为相同含义。

(1.1.3)具体例

以下，示出本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物的具体例，但并不限于这些例子。

(1.1.4)合成例

以下，以上述例示化合物3-3为例对具有通式(1)～(10)表示的结构的化合物的合成例进行说明，本发明并不限定于此。

例示化合物3-3可以依照以下的方案进行合成。

在氮气流下，向烧瓶中加入5.0g(9.60mmol)的中间体1、氯化铱3.39g(9.60mmol)、2-乙氧基乙醇40mL和水10mL，在100℃下加热搅拌4小时。滤取析出的晶体，将滤取的晶体用甲醇进行清洗而得到11.5g中间体2。

在氮气流下，向烧瓶中加入4.73g(9.07mmol)的中间体1、11.5g(4.54mmol)的中间体2、2.51g(11.4mmol)的三氟乙酸银和乙酸苯酯230mL，在180℃下加热搅拌9小时。将反应液放冷至室温后，在减压下浓缩，将得到的粗产物用硅胶柱色谱纯化，得到1.27g例示化合物3-3(收率8％)。利用质谱和¹H-NMR确认例示化合物3-3的结构。应予说明，后述的有机EL元件的制作中使用将该化合物进一步升华纯化而得到的物质。

本发明的其它化合物也可以通过与上述的合成例同样地使用适当的原料、反应而收率良好地合成。

(1.2)荧光掺杂剂

作为荧光掺杂剂(以下，也称为荧光性化合物)，可举出香豆素系色素、吡喃系色素、花青系色素、克酮酸系色素、方酸(squarylium)系色素、氧代苯并蒽系色素、荧光素系色素、罗丹明系色素、吡喃系色素、苝系色素、系色素、聚噻吩系色素或稀土类配合物系荧光体、以激光色素为代表的荧光量子收率高的化合物。

另外，近年来还开发了利用延迟荧光的发光掺杂剂，可以使用这些发光掺杂剂。

作为利用延迟荧光的发光掺杂剂的具体例，例如可举出国际公开第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，但本发明不限于这些例子。

(1.3)与以往公知的发光掺杂剂的并用

本发明涉及的发光掺杂剂可以并用多种化合物而使用，可以使用结构不同的磷光掺杂剂彼此的组合或者组合使用磷光掺杂剂和荧光掺杂剂。作为并用的磷光掺杂剂和荧光掺杂剂，可以使用公知的磷光掺杂剂和荧光掺杂剂。

(2)主体化合物

本发明中主体化合物(以下，也称为发光主体)被定义为在发光层所含有的化合物中，其在层中的质量比为20％以上且在室温(25℃)下磷光发光的磷光量子收率小于0.1的化合物。优选磷光量子收率小于0.01。另外，优选在发光层所含有的化合物中，其在层中的质量比为20％以上。

作为本发明中可使用的发光主体，没有特别限制，可以使用以往有机EL元件中使用的化合物。代表性地可举出咔唑衍生物、三芳基胺衍生物、芳香族衍生物、含氮杂环化合物、噻吩衍生物、呋喃衍生物、具有低聚亚芳基(oligoarylene)化合物等基本骨架的化合物、或者咔啉衍生物、二氮杂咔唑衍生物(在此，二氮杂咔唑衍生物表示构成咔啉衍生物的咔啉环的烃环的至少一个碳原子被氮原子取代而得的化合物)等。

作为本发明中可使用的公知的发光主体，优选具有空穴传输能力、电子传输能力且可防止发光的长波长化、而且高Tg(玻璃化转变温度)的化合物。

另外，本发明中，可以单独使用以往公知的发光主体，或者也可以并用使用多种。通过使用多种发光主体，能够调整电荷的迁移，能够使有机EL元件高效率化。另外，通过使用多种用作上述磷光掺杂剂的本发明的金属配合物和/或以往公知的化合物，能够混合不同的发光，由此能够得到任意的发光色。

另外，作为本发明中使用的发光主体，可以为低分子化合物，可以为具有重复单元的高分子化合物，也可以为具有乙烯基、环氧基这样的聚合性基团的低分子化合物(聚合性发光主体)，还可以使用一种或多种这样的化合物。

作为公知的发光主体的具体例，可举出日本特开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号公报等文献中记载的化合物。

另外，如上所述，由于本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物的HOMO能级深，因此，作为主体化合物，优选使用HOMO能级为-5.4eV以下的化合物。由此，电荷的迁移变得顺利，带来发光效率、驱动电压的进一步改善。

接下来，对优选用作本发明的有机EL元件的构成层的注入层、阻挡层、电子传输层和空穴传输层等进行说明。

《电子传输层》

本发明中电子传输层由具有传输电子的功能的材料构成，只要具有将从阴极注入的电子传递至发光层的功能。

本发明中使用的电子传输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元件中将发光层中产生的光从电极取出时，已知从发光层直接取出的光与由取出的电极和位于堆积的电极反射后取出的光发生干涉。光被阴极反射时，通过将电子传输层的层厚在数nm～数μm之间适当地调整，能够有效地利用该干涉效果。

另一方面，如果增厚电子传输层的层厚，则电压容易上升，因此，特别是在层厚厚的情况下，电子传输层的电子迁移率优选为10^-5cm²/Vs以上。

作为电子传输层中使用的材料(以下，称为电子传输材料)，只要具有电子的注入性或传输性、空穴的势垒性中的任一个即可，可以从以往公知的化合物中选择使用任意的化合物。

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得到的化合物)、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、氮杂苯并菲衍生物、唑衍生物、噻唑衍生物、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、苯并菲等)等。

另外，配体具有羟基喹啉骨架或二苯并羟基喹啉骨架的金属配合物，例如，三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、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)等以及这些金属配合物的中心金属被替换成In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或者Pb的金属配合物也可以作为电子传输材料使用。

此外，无金属或金属酞菁或者它们的末端被烷基、磺酸基等取代的物质也可优选作为电子传输材料使用。另外，二苯乙烯基吡嗪衍生物也可以作为电子传输材料使用，与空穴注入层、空穴传输层同样地n型-Si、n型-SiC等无机半导体也可以作为电子传输材料使用。

另外，也可以使用将这些材料导入高分子链或者以这些材料为高分子的主链的高分子材料。

在本发明所使用的电子传输层中，可以将掺杂材料作为客体材料掺杂到电子传输层，形成n性高(富含电子)的电子传输层。作为掺杂材料，可举出金属配合物、金属卤化物等金属化合物等n型掺杂剂。作为这样的构成的电子传输层的具体例，例如可举出日本特开平4-297076号公报、日本特开平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)等文献中记载的例子。

作为本发明的有机EL元件中使用的公知的优选的电子传输材料的具体例，可举出以下的文献中记载的化合物等，但本发明不限于这些。

美国专利第6528187号说明书、美国专利第7230107号说明书、美国申请日本专利公开第2005/0025993号说明书、美国专利申请公开第2004/0036077号说明书、美国专利申请公开第2009/0115316号说明书、美国专利申请公开第2009/0101870号说明书、美国专利申请公开第2009/0179554号说明书、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号说明书、美国专利申请公开第2009/030202号说明书、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、欧州日本专利第2311826号说明书、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传输材料，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。

电子传输材料可以单独使用，另外，也可以并用多种。

《空穴阻挡层》

在广义上，空穴阻挡层是指具有电子传输层的功能的层，优选由具有传输电子的功能且传输空穴的能力小的材料构成，通过传输传输电子并且阻挡空穴，能够提高电子与空穴再结合的概率。另外，可以根据需要将上述的电子传输层的构成作为本发明中使用的空穴阻挡层使用。设置在本发明的有机EL元件的空穴阻挡层优选与发光层的阴极侧邻接而设置。

作为本发明中使用的空穴阻挡层的层厚，优选为3～100nm的范围，进一步优选为5～30nm的范围。

作为空穴阻挡层中使用的材料，优选使用上述的电子传输层中使用的材料，另外，用作上述的主体化合物的材料也可优选用于空穴阻挡层。

《电子注入层》

本发明中使用的电子注入层(也称为“阴极缓冲层”)是指为了降低驱动电压、提高发光亮度而设置在阴极与发光层之间的层，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公司发行)”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，可以如上使其存在于阴极与发光层之间或者阴极与电子传输层之间。

电子注入层优选为极薄的膜，也取决于原材料，但其层厚优选为0.1～5nm的范围。另外，可以为构成材料断续地存在的不均匀的膜。

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号公报等中也记载了其详细内容，作为在电子注入层中优选使用的材料的具体例，可举出以锶、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)等为代表的金属配合物等。另外，也可以使用上述的电子传输材料。

另外，上述的电子注入层中使用的材料可以单独使用，也可以并用多种。

《空穴传输层》

本发明中空穴传输层由具有传输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。

本发明中使用的空穴传输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5～200nm。

作为空穴传输层中使用的材料(以下，也称为空穴传输材料)，只要具有空穴的注入性或传输性、电子的势垒性中的任一个即可，可以从以往公知的化合物中选择使用任意的化合物。

例如可举出卟啉衍生物、酞菁衍生物、唑衍生物、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、苯二胺衍生物、腙衍生物、衍生物、聚芳基烷烃衍生物、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、萘等并苯系衍生物、芴衍生物、芴酮衍生物和聚乙烯基咔唑、向主链或侧链导入了芳香族胺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α-NPD(4,4’-双〔N-(1-萘基)-N-苯基氨基〕联苯)为代表的联苯胺型、以MTDATA为代表的星爆型、在三芳基胺连接芯部具有芴、蒽的化合物等。

另外，如日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报等中记载的六氮杂苯并菲衍生物也可以同样地作为空穴传输材料使用。

此外，也可以使用掺杂了杂质的p性高的空穴传输层。作为其例子，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)等中记载的例子。

另外，也可以使用如日本特开平11-251067号公报、J.Huang et.al.著文献(Appl.Phys.Lett.,80(2002),p.139)中记载的所谓的p型空穴传输材料、p型-Si、p型-SiC等无机化合物。此外，也优选使用以Ir(ppy)₃为代表的在中心金属具有Ir、Pt的邻位金属化有机金属配合物。

作为空穴传输材料，可以使用上述的材料，优选使用三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、氮杂苯并菲衍生物、有机金属配合物、在主链或者侧链导入了芳香族胺的高分子材料或者低聚物等。

作为本发明的有机EL元件中使用的公知的优选的空穴传输材料的具体例，除上述举出的文献以外，还可举出以下的文献中记载的化合物等，但本发明不限于这些。

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)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem.,3,319(1993)、Adv.Mater.,6,677(1994)、Chem.Mater.,15,3148(2003)、美国专利申请公开第2003/0162053号说明书、美国专利申请公开第2002/0158242号说明书、美国专利申请公开第2006/0240279号说明书、美国专利申请公开第2008/0220265号说明书、美国专利第5061569号说明书、国际公开第2007/002683号、国际公开第2009/018009号、欧州专利第650955号说明书、美国专利申请公开第2008/0124572号说明书、美国专利申请公开第2007/0278938号说明书、美国专利申请公开第2008/0106190号说明书、美国专利申请公开第2008/0018221号说明书、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、美国专利申请号13/585981号说明书等。

空穴传输材料可以单独使用，另外，也可以并用多种。

《电子阻挡层》

在广义上，电子阻挡层是指具有空穴传输层的功能的层，优选由具有传输空穴的功能并且传输电子的能力小的材料构成，通过传输空穴并且阻挡电子，能够提高电子与空穴再结合的概率。

另外，可以根据需要将上述的空穴传输层的构成作为本发明中使用的电子阻挡层使用。

设置在本发明的有机EL元件的电子阻挡层优选与发光层的阳极侧邻接而设置。

作为本发明中使用的电子阻挡层的层厚，优选为3～100nm的范围，进一步优选为5～30nm的范围。

作为电子阻挡层中使用的材料，优选使用上述的空穴传输层中使用的材料，另外，作为上述的主体化合物使用的材料也优选用于电子阻挡层。

《空穴注入层》

本发明中使用的空穴注入层(也称为“阳极缓冲层”)是指为了降低驱动电压、提高发光亮度而设置在阳极与发光层之间的层，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公司发行)”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，也可以如上使其存在于阳极与发光层或者阳极与空穴传输层之间。

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号公报等中也记载了其详细内容，作为空穴注入层中使用的材料，例如可举出上述的空穴传输层中使用的材料等。

其中优选以铜酞菁为代表的酞菁衍生物、如日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报等中记载的六氮杂苯并菲衍生物、以氧化钒为代表的金属氧化物、无定形碳、聚苯胺(翠绿亚胺)、聚噻吩等导电性高分子、以三(2-苯基吡啶)合铱配合物等为代表的邻位金属化配合物、三芳基胺衍生物等。

上述的空穴注入层中使用的材料可以单独使用，另外，也可以并用多种。

《其它的添加化合物》

上述的本发明中的有机层可以进一步含有其它的添加化合物。作为添加化合物，例如可举出溴、碘和氯等卤素元素、卤化化合物、Pd、Ca、Na等碱金属、碱土金属、过渡金属的化合物、配合物、盐等。

添加化合物的含量可以任意地决定，相对于所含有的层的总质量％，优选为1000ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为50ppm以下。

但是，出于提高电子、空穴的传输性的目的、用于使激子的能量转移变得有利的目的等，可以不在该范围内。

《有机层的形成方法》

对本发明中使用的有机层(空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层等)的形成方法进行说明。

本发明中使用的有机层的形成方法没有特别限制，可以使用以往公知的例如利用真空蒸镀法、湿式法(也称为湿法工艺)等的形成方法，有机层优选为通过湿法工艺形成的层。即，优选通过湿法工艺制作有机EL元件。通过利用湿法工艺制作有机EL元件，容易得到均质的膜(涂膜)，并且起到不易生成针孔等效果。应予说明，在此的膜(涂膜)是指通过湿法工艺进行涂布后干燥的状态的膜。

作为湿式法，有旋涂法、流延法、喷墨法、印刷法、模涂法、刮板涂布法、辊涂法、喷涂法、幕涂法、LB法(蓝穆尔-柏拉盖法)等，但从容易得到均质的薄膜且高生产率的观点考虑，优选模涂法、辊涂法、喷墨法、喷涂法等辊对辊方式适应性高的方法。

作为将本发明的有机EL材料溶解或分散的液体介质，例如可以使用甲基乙基酮、环己酮等酮类，乙酸乙酯等脂肪酸酯类，二氯苯等卤代烃类，甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己苯等芳香族烃类，环己烷、十氢萘、十二烷等脂肪族烃类，DMF、DMSO等有机溶剂。

另外，作为分散方法，可以利用超声波、高剪切力分散、介质分散等分散方法进行分散。

此外，各层可以应用不同的制膜法。制膜采用蒸镀法时，其蒸镀条件根据使用的化合物的种类等而不同，通常优选在舟皿加热温度50～450℃、真空度10^-6～10^-2Pa、蒸镀速度0.01～50nm/秒、基板温度-50～300℃、层厚0.1nm～5μm、优选为5～200nm的范围内适当地选择。

本发明涉及的有机层的形成优选通过一次抽真空一贯地从空穴注入层制作到阴极，但也可以在中途取出而实施不同的制膜法。此时，优选在干燥非活性气体气氛下进行作业。

《阳极》

作为有机EL元件中的阳极，优选使用以功函数大(4eV以上，优选为4.5eV以上)的金属、合金、导电性化合物和它们的混合物为电极物质的阳极。作为这样的电极物质的具体例，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，也可以使用IDIXO(In₂O₃-ZnO)等可制作非晶质且透明的导电膜的材料。

作为阳极的形成方法，可以使用这些电极物质并通过蒸镀、溅射等方法形成薄膜，通过光刻法形成期望的形状的图案，或者在不太需要图案精度的情况下(100μm以上左右)，可以在上述电极物质的蒸镀、溅射时介由期望的形状的掩模形成图案。

另外，在使用如有机导电性化合物那样可涂布的物质的情况下，也可以使用印刷方式、涂布方式等湿式制膜法。从该阳极取出发光时，优选使透射率大于10％，另外，作为阳极的薄层电阻优选为数百Ω/□以下。

阳极的厚度也取决于材料，但通常在10nm～1μm的范围选择，优选在10～200nm的范围选择。

《阴极》

作为阴极，使用以功函数小的(4eV以下)金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物和它们的混合物为电极物质的阴极。作为这样的电极物质的具体例，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、稀土金属等。这些中，从电子注入性和对氧化等的耐久性的观点考虑，优选电子注入性金属与作为功函数的值比其大且稳定的金属即第2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。

阴极可以通过将这些电极物质利用蒸镀、溅射等方法形成薄膜而制作。另外，作为阴极的薄层电阻优选为数百Ω/□以下，厚度通常在10nm～5μm的范围选择，优选在50～200nm的范围选择。

应予说明，为了透射发出的光，如果有机EL元件的阳极或阴极中的任一者为透明或半透明的，则发光亮度提高而有利。

另外，在阴极上以1～20nm的厚度制作上述金属后，在其上制作在阳极的说明中举出的导电性透明材料，由此能够制作透明或半透明的阴极，通过将其应用，能够制作阳极和阴极这两者具有透射性的元件。

《支承基板》

作为本发明的有机EL元件中可使用的支承基板(以下，也称为基体、基板、基材、支承体等)，玻璃、塑料等的种类没有特别限定，另外可以为透明，也可以为不透明。从支承基板侧取出光时，优选支承基板为透明。作为优选使用的透明的支承基板，可举出玻璃、石英、透明树脂膜。特别优选的支承基板为能够对有机EL元件赋予柔性的树脂膜。

作为树脂膜，例如可举出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(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、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯-乙烯醇、间同立构聚苯乙烯、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、丙烯酸或聚芳酯类、ARTON(商品名，JSR公司制)或APEL(商品名，三井化学公司制)之类的环烯烃系树脂等的膜。

可以在树脂膜的表面形成无机物、有机物的被膜或这两者的混合被膜，优选为通过依据JIS K 7129-1992的方法测定的水蒸汽透过度(25±0.5℃，相对湿度(90±2)％)为1×10^-2g/(m²·24h)以下的气体阻隔性膜，进一步优选为通过依据JIS K 7126-1987的方法测定的氧透过度为1×10^-3mL/(m²·24h·atm)以下且水蒸汽透过度为1×10^-5g/(m²·24h)以下的高气体阻隔性膜。

作为形成气体阻隔膜的材料，只要是具有抑制水分、氧等引起元件劣化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。此外，为了改善该膜的脆弱性，更优选使其具有这些无机层与由有机材料构成的层的层叠结构。无机层与有机层的层叠顺序没有特别限制，但优选将两者交替层叠多次。

气体阻隔膜的形成方法没有特别限定，例如可以使用真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、团簇离子束法、离子镀法、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、涂布法等，特别优选如日本特开2004-68143号公报中记载的利用大气压等离子体聚合法的方法。

作为不透明的支承基板，例如可举出铝、不锈钢等金属板、膜、不透明树脂基板、陶瓷制的基板等。

本发明的有机EL元件的发光在室温下的外部取出量子效率优选为1％以上，更优选为5％以上。

在此，为外部取出量子效率(％)＝向有机EL元件外部发光的光子数/流入有机EL元件的电子数×100。

另外，可以并用滤色器等色调改进过滤器等，也可以并用将来自有机EL元件的发光色使用荧光体转换为多色的颜色转换滤光器。

《封装》

作为本发明的有机EL元件的封装中使用的封装方法，例如可举出将封装构件与电极、支承基板用粘接剂进行粘接的方法。作为封装构件，只要以覆盖有机EL元件的显示区域的方式配置即可，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，特别是可举出钠钙玻璃、含有钡·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、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫醚、聚砜等。作为金属板，可举出由选自不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗和钽中的1种以上的金属或合金构成的金属板。

本发明中，从能够将有机EL元件薄膜化的观点考虑，可以优选使用聚合物膜、金属膜。进而，聚合物膜优选为通过依据JIS K 7126-1987的方法测定的氧透过度为1×10^-3mL/(m²·24h·atm)以下且通过依据JIS K7129-1992的方法测定的水蒸汽透过度(25±0.5℃、相对湿度(90±2)％)为1×10^-3g/(m²/24h)以下的膜。

为了将封装构件加工成凹状，使用喷砂加工、化学蚀刻加工等。

作为粘接剂，具体而言，可举出丙烯酸酸系低聚物、甲基丙烯酸系低聚物的具有反应性乙烯基的光固化和热固化型粘接剂，2-氰基丙烯酸酯等湿固化型等的粘接剂。另外，可举出环氧系等的热和化学固化型(二液混合)。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。

应予说明，有时有机EL元件因热处理而劣化，因此，优选可以从室温到80℃进行粘接固化。另外，也可以使干燥剂分散在上述粘接剂中。粘接剂向封装部分的涂布可以使用市售的分配器(dispenser)，也可以如丝网印刷那样进行印刷。

另外。也可以优选地在夹着有机层而与支承基板对置的一侧的电极的外侧以被覆该电极和有机层、与支承基板相接的方式形成无机物、有机物的层而制成封装膜。此时，作为形成该膜的材料，只要是具有抑制水分、氧等引起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。

此外，为了改善该膜的脆弱性，优选使其具有这些无机层和由有机材料构成的层的层叠结构。这些膜的形成方法没有特别限定，例如可以使用真空蒸镀法、溅射法、反应性溅射法、分子束外延法、团簇离子束法、离子镀法、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、涂布法等。

优选在封装构件与有机EL元件的显示区域的间隙以气相和液相注入氮、氩等非活性气体、氟化烃、硅油这样的非活性液体。另外，也可以形成真空。另外，也可以在内部封入吸湿性化合物。

作为吸湿性化合物，例如可举出金属氧化物(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)、高氯酸类(例如高氯酸钡、高氯酸镁等)等，在硫酸盐、金属卤化物和高氯酸类中，优选使用无水盐。

《保护膜、保护板》

为了提高元件的机械强度，可以在夹着有机层而与支承基板对置的一侧的上述封装膜或上述封装用膜的外侧设置保护膜或保护板。特别是，在利用上述封装膜进行封装的情况下，其机械强度未必高，因此，优选设置这样的保护膜、保护板。

作为可以在其中使用的材料，可以使用与上述封装中使用的材料同样的玻璃板、聚合物板·膜、金属板·膜等，但从轻型且薄膜化的观点考虑，优选使用聚合物膜。

《光取出提高技术》

有机电致发光元件通常被认为在折射率比空气高的(折射率为1.6～2.1左右的范围内)层的内部发光，仅将发光层中产生的光中的15％～20％左右的光取出。这是由于以临界角以上的角度θ入射到界面(透明基板与空气的界面)的光发生全反射而无法取出到元件外部；或者光在透明电极或发光层与透明基板之间发生全反射，光在透明电极或发光层中导波，结果光向元件侧面方向逃逸。

作为提高该光的取出效率的方法，例如可举出在透明基板表面形成凹凸，防止透明基板与空气的界面处的全反射的方法(例如，美国专利第4774435号说明书)；通过使基板具有聚光性而提高效率的方法(例如，日本特开昭63-314795号公报)；在元件的侧面等形成反射面的方法(例如，日本特开平1-220394号公报)；在基板与发光体之间导入具有中间的折射率的平坦层而形成防反射膜的方法(例如，日本特开昭62-172691号公报)；在基板与发光体之间导入具有比基板低的折射率的平坦层的方法(例如，日本特开2001-202827号公报)；在基板、透明电极层、发光层中的任一层间(包括基板与外界间)形成衍射光栅的方法(日本特开平11-283751号公报)等。

本发明中，可以将这些方法与本发明的有机EL元件组合使用，可以优选使用在基板与发光体之间导入具有比基板低的折射率的平坦层的方法；或者在基板、透明电极层、发光层中的任一层间(包括基板与外界间)形成衍射光栅的方法。

本发明通过组合这些方法，能够得到进一步高亮度或耐久性优异的元件。

如果以比光的波长长的厚度在透明电极与透明基板之间形成低折射率的介质，则对从透明电极出来的光而言，介质的折射率越低，向外部的取出效率越高。

作为低折射率层，例如可举出气溶胶、多孔质二氧化硅、氟化镁、氟系聚合物等。透明基板的折射率通常为1.5～1.7左右的范围内，因此，低折射率层优选折射率为约1.5以下。另外，更优选为1.35以下。

另外，低折射率介质的厚度优选为介质中的波长的2倍以上。这是由于如果低折射率介质的厚度成为光的波长左右而成为渗出的电磁波衰逝地进入基板内的层厚，则低折射率层的效果减弱。

在发生全反射的界面或者任一介质中导入衍射光栅的方法具有光取出效率的提高效果高的特征。该方法利用衍射光栅通过1次衍射、2次衍射这样的所谓的布拉格衍射，能够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未能通过层间的全反射等取出到外部的光，通过在任一层间或介质中(透明基板内、透明电极内)导入衍射光栅而使光衍射，要将光向外部取出。

导入的衍射光栅优选具有二维的周期折射率。这是由于在发光层中发出的光在所有方向无规地产生，因此，通过仅在某一方向具有周期折射率分布的通常的一维衍射光栅，仅衍射在特定方向前进的光，光的取出效率没有那么地提高。

然而，通过使折射率分布为二维的分布，将在所有方向前进的光衍射，光的取出效率提高。

作为导入衍射光栅的位置，可以为任一层间或介质中(透明基板内、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，衍射光栅的周期优选介质中的光的波长的约1/2～3倍左右的范围内。衍射光栅的排列优选正方形的格子状、三角形的格子状、蜂窝格子状等二维地反复排列。

《聚光片》

本发明的有机EL元件通过在支承基板(基板)的光取出侧，以设置例如微透镜阵列状的结构的方式进行加工，或者与所谓的聚光片组合，在特定方向，例如相对于元件发光面在正面方向进行聚光，由此能够提高特定方向上的亮度。

作为微透镜阵列的例子，在基板的光取出侧将一边为30μm且其顶角为90度的四棱锥二维地排列。一边优选10～100μm的范围内。如果比其小，则产生衍射的效果而带色，如果过大，则厚度变厚，因而不优选。

作为聚光片，可以使用例如在液晶显示装置的LED背光灯中已实用化的聚光片。作为这样的片，例如可以使用Sumitomo 3M公司制的增亮膜(BEF)等。作为棱镜片的形状，例如可以为在基材形成有顶角90度、间距50μm的△状的条带的形状，也可以为顶角带有圆形的形状、使间距无规地变化的形状、其它的形状。

另外，为了控制来自有机EL元件的光放射角，可以将光扩散板·膜与聚光片并用。例如可以使用Kimoto株式会社制的扩散膜(LIGHT UP)等。

《用途》

本发明的有机EL元件可以作为显示设备、显示器、各种发光光源使用。

作为发光光源，例如可举出照明装置(家庭用照明、车内照明)、钟表、液晶用背光、广告牌、信号灯、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，但并不限于这些，特别是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，可以根据需要在制膜时利用金属掩模、喷墨打印法等实施图案化。在进行图案化的情况下，可以仅将电极图案化，也可以将电极和发光层图案化，还可以将元件全部层图案化，在元件的制作中，可以使用以往公知的方法。

《显示装置》

本发明的有机EL元件可以用于显示装置。

对具备本发明的有机EL元件的本发明的显示装置的一个方式进行说明。显示装置可以为单色，也可以为多色，在此对多色显示装置进行说明。

在多色显示装置的情况下，可以仅在发光层形成时设置阴影掩模，在一面通过蒸镀法、流延法、旋涂法、喷墨法、印刷法等形成膜。

在仅将发光层图案化的情况下，其方法没有限定，优选为蒸镀法、喷墨法、旋涂法、印刷法。

显示装置中具备的有机EL元件的构成根据需要从上述的有机EL元件的构成例中选择。

另外，有机EL元件的制造方法如上述的本发明的有机EL元件的制造的一个方式所示。

对如此得到的多色显示装置施加直流电压时，如果使阳极为+、阴极为－的极性而施加电压2～40V左右，则能够观测到发光。另外，即使以相反的极性施加电压，电流也不流通，完全不会产生发光。此外，施加交流电压时，仅在阳极成为+、阴极成为－的状态时发光。应予说明，施加的交流的波形可以是任意的。

多色显示装置可以作为显示设备、显示器、各种发光光源使用。在显示设备、显示器中，通过使用蓝色、红色、绿色发光这3种有机EL元件，能够进行全彩色的显示。

作为显示设备、显示器，可举出电视、个人电脑、移动设备、AV设备、文字播放显示、汽车内的信息显示等。特别是可以作为再生静止图像、动态图像的显示装置使用，作为动画再生用的显示装置使用时的驱动方式可以为简单矩阵(无源矩阵)方式或有源矩阵方式中的任一种。

作为发光光源，可举出家庭用照明、车内照明、钟表、液晶用的背光、广告牌、信号灯、光存储介质的光源、电子照片复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等，但本发明不限于这些。

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个例子进行说明。

图1是表示由有机EL元件构成的显示装置的一个例子的示意图。是通过有机EL元件的发光进行图像信息的显示的例如手机等显示器的示意图。

显示器1具备：具有多个像素的显示部A、基于图像信息进行显示部A的图像扫描的控制部B、将显示部A和控制部B进行电连接的布线部C等。

控制部B介由布线部C与显示部A电连接，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据信号，每条扫描线上的像素根据扫描信号并按照图像数据信号依次进行发光而进行图像扫描，将图像信息在显示部A进行显示。

图2是图1中的显示部A的示意图。

显示部A在基板上具有包含多个扫描线5和数据线6的布线部以及多个像素3等。以下进行显示部A的主要构件的说明。

图2中示出了像素3的发出的光(发出光)向白色箭头方向(下方)取出的情况。

布线部的扫描线5和多个数据线6分别由导电材料构成，扫描线5和数据线6以格子状正交，在正交的位置与像素3连接(详细情况未图示)。

从扫描线5施加扫描信号时，从数据线6接收图像数据信号，像素3根据接收的图像数据进行发光。

通过将发光的颜色为红色区域的像素、绿色区域的像素、蓝色区域的像素适当地在同一基板上并列配置，能够进行全彩色显示。

接下来，对像素的发光工艺进行说明。图3是表示像素的电路的简略图。

像素具备有机EL元件10、开关晶体管(switch transistor)11、驱动晶体管12、电容器13等。通过在多个像素中使用红色、绿色和蓝色发光的有机EL元件作为有机EL元件10，并将它们在同一基板上并列配置，能够进行全彩色显示。

图3中，从图1所示的控制部B介由数据线6向开关晶体管11的漏极施加图像数据信号。而且，从控制部B介由扫描线5对开关晶体管11的栅极外加扫描信号时，开关晶体管11的驱动接通，施加于漏极的图像数据信号被传递至电容器13和驱动晶体管12的栅极。

通过图像数据信号的传递，电容器13根据图像数据信号的电位进行充电，并且驱动晶体管12的驱动接通。驱动晶体管12的漏极与电源线7连接，源极与有机EL元件10的电极连接，根据施加于栅极的图像数据信号的电位从电源线7对有机EL元件10供给电流。

通过控制部B的依次扫描，扫描信号移至下一个扫描线5时，开关晶体管11的驱动关闭。但是，即使开关晶体管11的驱动关闭，电容器13也保持充电后的图像数据信号的电位，因此，驱动晶体管12的驱动保持接通状态，继续进行有机EL元件10的发光继续直到施加下一个扫描信号。通过依次扫描施加下一个扫描信号时，根据与扫描信号同期的下一个图像数据信号的电位，驱动晶体管12进行驱动而有机EL元件10进行发光。

即，有机EL元件10的发光相对于多个像素各自有机EL元件10，设置作为有源元件的开关晶体管11和驱动晶体管12，进行多个像素3各自的有机EL元件10的发光。将这样的发光方法称为有源矩阵方式。

在此，有机EL元件10的发光可以为基于具有多个灰度电位(grayscalepotential)的多值的图像数据信号的多个灰度的发光，也可以为基于2值的图像数据信号的规定的发光量的接通、关闭。另外，电容器13的电位的保持可以继续保持直到施加下一个扫描信号，也可以在施加下一个扫描信号之前进行放电。

本发明中，并不限于上述的有源矩阵方式，可以为仅在扫描扫描信号时根据数据信号使有机EL元件发光的无源矩阵方式的发光驱动。

图4是图2的显示部A涉及的无源矩阵方式全彩色显示装置的示意图。图4中，多个扫描线5和多个图像数据线6夹着像素3对置并以格子状设置。

在依次通过扫描施加扫描线5的扫描信号时，与所施加的扫描线5连接的像素3根据图像数据信号进行发光。

为在源矩阵方式中，在像素3中没有有源元件，可实现制造成本的降低。

通过使用本发明的有机EL元件，得到发光效率提高的显示装置。

《照明装置》

本发明的有机EL元件可以用于照明装置。

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。

将本发明的有机EL元件的非发光面用玻璃盒覆盖，使用厚度300μm的玻璃基板作为封装用基板，在周围应用环氧系光固化型粘接剂(东亚合成社制Luxtrack LC0629B)作为密封材料，将其重叠在阴极上并使其与透明支承基板密合，从玻璃基板侧照射UV光使其固化，进行封装，可以制作如图5和图6所示的照明装置。

图5表示照明装置的简略图，本发明的有机EL元件101被玻璃盖板102覆盖(应予说明，利用玻璃盖板的封装作业不使有机EL元件101与大气接触而是在氮气氛下的手套箱(纯度为99.999％以上的高纯度氮气的气氛下)中进行)。

图6表示照明装置的截面图，图6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。应予说明，在玻璃盖板102内填充氮气108，设置有捕水剂109。

实施例

以下，举出实施例对本发明进行具体的说明，但本发明不限于这些实施例。应予说明，实施例中使用“份”或“％”的表示，但只要没有特别说明，则表示“体积％”。另外，实施例中使用的例示化合物1-1～8-19与上述的具有通式(1)表示的结构的化合物的具体例的1-1～8-19对应。另外，示出实施例中使用的比较化合物1～4的结构。

比较化合物1：国际公开第2004/101707号中公开的化合物

比较化合物2：日本专利5644050号公报中公开的化合物

比较化合物3：日本专利5099013号公报中公开的化合物

比较化合物4：日本特开2013-040159号公报中公开的化合物

[实施例1]

《有机EL元件1-1的制作》

对在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以100nm的厚度成膜作为阳极的基板(AvanStrate株式会社制，NA-45)进行图案化。然后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗。

将该透明支承基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架，另一方面，在钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴注入材料的HT-1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴传输材料的HT-2，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为掺杂剂的比较化合物1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为主体化合物的Host-1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴阻止材料的ET-1，进一步在另一钼制电阻加热舟皿加入200mg作为电子传输材料的ET-2，安装于真空蒸镀装置。

接下来，将真空槽减压至4×10^-4Pa后，对加入有HT-1的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在透明支承基板上进行蒸镀，形成层厚10nm的空穴注入层。

进而，对加入有HT-2的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴注入层上进行蒸镀，形成层厚30nm的空穴传输层。

进而，对加入有比较化合物1和Host-1的加热舟皿进行通电而加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.010nm/秒在空穴传输层上进行共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

进而，对加入有ET-1的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在发光层上进行蒸镀，形成层厚10nm的空穴阻挡层。

进而，对加入有ET-2的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴阻挡层上进行，形成层厚30nm的电子传输层。

接着，将氟化锂在电子传输层上进行蒸镀而形成层厚0.5nm的电子注入层(阴极缓冲层)，进一步将铝在电子注入层上进行蒸镀而形成厚度110nm的阴极，制作有机EL元件1-1。

本实施例中使用的化合物具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件1-2～1-10的制作》

在有机EL元件1-1的制作中，将比较化合物1和Host-1变更为表1中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件1-2～1-10。

表1中的Host-2具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件1-1～1-10的评价》

对得到的有机EL元件1-1～1-10进行评价时，将制作后的各有机EL元件的非发光面用用玻璃盒覆盖，使用厚度300μm的玻璃基板作为封装用基板，在周围应用环氧系光固化型粘接剂(东亚合成公司制Luxtrack LC0629B)作为密封材料，将其重叠在阴极上并使其与透明支承基板密合，从玻璃基板侧照射UV光使其固化，进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置。

对如此制作的各样品进行下述的评价。将评价结果示于表1。

(1)外部取出量子效率(也称为发光效率)

使用有机EL元件在室温(约23～25℃)、2.5mA/cm²的恒定电流条件下进行点亮，通过测定刚点亮后的发光亮度(L)[cd/m²]而算出外部取出量子效率(η)。

在此，发光亮度的测定使用CS-1000(Konica Minolta Sensing制)进行，外部取出量子效率用将有机EL元件1-1设为100的相对值表示。

(2)半衰寿命

依照下述所示的测定方法进行半衰寿命的评价。将各有机EL元件以赋予初始亮度1000cd/m²的电流进行恒定电流驱动，求出成为初始亮度的1/2(500cd/m²)的时间，将其作为半衰寿命的尺度。应予说明，半衰寿命用将有机EL元件1-1设为100的相对值表示。

(3)驱动电压

分别测定将有机EL元件在室温(约23℃～25℃)、2.5mA/cm²的恒定电流条件下驱动时的电压，由其测定结果如下所示求出将有机EL元件1-1设为100的相对值。

驱动电压＝(各元件的驱动电压/有机EL元件1-1的驱动电压)×100

应予说明，值越小，表示驱动电压相对于比较例越低。

(4)驱动时的电压上升

分别测定将有机EL元件在室温(约23℃～25℃)，2.5mA/cm²的恒定电流条件下驱动时的电压，由其测定结果通过下述计算式求出驱动时的电压上升。应予说明，驱动时的电压上升用将有机EL元件1-1设为100的相对值表示。

驱动时的电压上升(相对值)＝亮度半衰时的驱动电压－初始驱动电压

应予说明，值越小，表示驱动时的电压上升相对于比较例越小。

(5)经时稳定性

将有机EL元件在60℃·70％RH的条件下保存一个月，求出在保存前后的各电力效率。由各电力效率依照下述式求出电力效率比，将其作为经时稳定性的尺度。

经时稳定性(％)＝(保存后的电力效率/保存前的电力效率)×100

应予说明，电力效率使用分光辐射亮度计CS-1000(Konica Minolta Sensing公司制)，测定各有机EL元件的正面亮度和亮度角度依赖性，采用在正面亮度1000cd/m²时求出的值。

(6)第二波比率

使用High-Tech Science株式会社制的荧光分光光度计F-7000对在各有机EL元件中作为掺杂剂使用的金属配合物测定在2-甲基THF溶液中、低温(约77K)下的发光光谱。由测定结果通过下述计算式算出第二波比率，依照下述基准进行评价。由此，确认了比发光极大波长长波侧的波长成分的发光得到抑制。

第二波比率＝发光极大波长的下一个长波的峰值波长处的发光量/发光极大波长处的发光量

◎：第二波比率为0.4以下

○：第二波比率大于0.4且为0.6以下

△：第二波比率大于0.6且小于0.8

×：第二波比率为0.8以上

[表1]

由表1可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例2]

《有机EL元件2-1的制作》

对在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以100nm的厚度成膜作为阳极的基板(AvanStrate株式会社制，NA-45)进行图案化。其后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗。

在该透明支承基板上，使用将聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS，H.C.Starck公司制，CLEVIO P VPAI 4083)用纯水稀释成70质量％的溶液，在3000rpm、30秒的条件下利用旋涂法形成薄膜后，在200℃下干燥1小时，形成层厚20nm的第1空穴传输层。

将该透明支承基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架，另一方面，在钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴传输材料的HT-2，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为掺杂剂的比较化合物1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为主体化合物的Host-1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为电子传输材料的ET-1，安装于真空蒸镀装置。

接下来，将真空槽减压至4×10^-4Pa后，对加入有HT-2的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在透明支承基板上进行蒸镀，形成层厚20nm的第2空穴传输层。

进而，对加入有比较化合物1和Host-1的加热舟皿进行通电而加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.006nm/秒在第2空穴传输层上进行共蒸镀，形成层厚40nm的发光层。

进而，对加入有ET-1的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在发光层上进行蒸镀，形成层厚30nm的电子传输层。应予说明，蒸镀时的基板温度为室温。

接下来，将氟化锂在发光层上蒸镀而形成层厚0.5nm的电子注入层，进一步将铝在电子注入层上蒸镀而形成厚度110nm的阴极，制作有机EL元件2-1。

《有机EL元件2-2～2-8的制作》

在有机EL元件2-1的制作中，将比较化合物1和Host-1变更为表2中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件2-2～2-8。

《有机EL元件2-1～2-8的评价》

对得到的有机EL元件进行评价时，与实施例1的有机EL元件1-1～1-10同样地进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置并进行评价。

对于如此制作的各样品，与实施例1同样地对外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压、驱动时的电压上升、经时稳定性和第二波比率进行评价。将评价结果示于表2。应予说明，表2中的外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压和驱动时的电压上升的测定结果用将有机EL元件2-1的测定值设为100的相对值表示。

[表2]

由表2可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例3]

《有机EL元件3-1的制作》

对在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以100nm的厚度成膜作为阳极的基板(AvanStrate株式会社制，NA-45)进行图案化。其后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗。

在该透明支承基板上，使用将聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS，Bayer公司制，Baytron P Al 4083)用纯水稀释成70质量％的溶液，在3000rpm、30秒的条件下，利用旋涂法形成薄膜后，在200℃下干燥1小时，形成层厚20nm的第1空穴传输层。

将该基板移至氮气氛下，在第1空穴传输层上，使用将47mg的HT-3和3mg的HT-4溶解于10mL的甲苯而得的溶液，在1500rpm、30秒的条件的条件下，利用旋涂法形成薄膜。在120℃下照射90秒紫外光，进行光聚合·交联，进一步在60℃下真空干燥1小时，形成层厚约20nm的第2空穴传输层。

在该第2空穴传输层上，使用将100mg的Host-3、20mg的比较化合物1、0.5mg的D-1和0.2mg的D-2溶解于10mL的乙酸丁酯而得的溶液，在600rpm、30秒的条件下，利用旋涂法形成薄膜。进一步在60℃下真空干燥1小时，形成层厚约70nm的发光层。

接下来，在该发光层上，使用将50mg的ET-3溶解于10mL的六氟异丙醇(HFIP)而得的溶液，在1500rpm、30秒的条件下，利用旋涂法形成薄膜。进一步在60℃下真空干燥1小时，形成层厚约20nm的电子传输层。

接着，将该基板固定于真空蒸镀装置的基板架，将真空槽减压至4×10^-4Pa后，将氟化钾在电子传输层上进行蒸镀而形成层厚0.4nm的电子注入层，进一步将铝在电子注入层上进行蒸镀而形成厚度110nm的阴极，制作有机EL元件3-1。

本实施例中使用的化合物具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件3-2～3-8的制作》

在有机EL元件3-1的制作中，将比较化合物1和Host-3变更为表3中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件3-2～3-8。

表3中的比较化合物5和Host-4具有如下所述的化学结构式。

比较化合物5：日本特开2013-040159号公报中公开的化合物

《有机EL元件3-1～3-8的评价》

对得到的有机EL元件进行评价时，与实施例1的有机EL元件1-1～1-10同样地进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置进行评价。

对于如此制作的各样品，与实施例1同样地对外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压、驱动时的电压上升、经时稳定性和第二波比率进行评价。将评价结果示于表3。应予说明，表3中的外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压和驱动时的电压上升的测定结果用将有机EL元件3-1的测定值设为100的相对值表示。

[表3]

由表3可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例4]

《有机EL元件4-1的制作》

对在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以100nm的厚度成膜作为阳极的基板(AvanStrate株式会社制，NA-45)进行图案化。其后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗。

在该透明支承基板上，使用将聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS，Bayer株式会社制，Baytron P Al4083)用纯水稀释成70质量％的溶液，利用旋涂法形成薄膜后，在200℃下干燥1小时，形成层厚30nm的第1空穴传输层。

在该第1空穴传输层上，使用空穴传输材料聚(N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基))联苯胺(American Dye Source株式会社制，ADS-254)的氯苯溶液，利用旋涂法形成薄膜。在150℃下加热干燥1小时，形成层厚40nm的第2空穴传输层。

在该第2空穴传输层上，使用作为主体化合物的Host-3和作为掺杂剂的比较化合物1的乙酸丁酯溶液，利用旋涂法形成薄膜，在120℃下加热干燥1小时，形成层厚30nm的发光层。

在该发光层上，使用作为电子传输材料的ET-4的1-丁醇溶液，利用旋涂法形成薄膜，形成层厚20nm的电子传输层。

将该基板安装于真空蒸镀装置，将真空槽减压至4×10^-4Pa。接下来，将氟化锂在电子传输层上进行蒸镀而形成层厚1.0nm的电子注入层，将铝在电子注入层上进行蒸镀而形成厚度110nm的阴极，制作有机EL元件4-1。

本实施例中使用的化合物具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件4-2～4-10的制作》

在有机EL元件4-1的制作中，将比较化合物1和Host-3变更为表4中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件4-2～4-10。

表4中的比较化合物6和7具有如下所述的化学结构式。

比较化合物6：日本专利5644050号公报中公开的化合物

比较化合物7：日本专利5099013号公报中公开的化合物

《有机EL元件4-1～4-10的评价》

对得到的有机EL元件进行评价时，与实施例1的有机EL元件1-1～1-10同样地进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置并进行评价。

对于如此制作的各样品，与实施例1同样地对外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压、驱动时的电压上升、经时稳定性和第二波比率进行评价。将评价结果示于表4。应予说明，表4中的外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压和驱动时的电压上升的测定结果用将有机EL元件4-1的测定值设为100的相对值表示。

[表4]

由表4可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例5]

《有机EL元件5-1的制作》

对在100mm×100mm×1.1mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以100nm的厚度成膜作为阳极的基板(AvanStrate株式会社制，NA-45)进行图案化。其后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗。

将该透明支承基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架，另一方面，在钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴注入材料的HT-6，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为空穴传输材料的HT-5，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为主体化合物的Host-5，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为掺杂剂的比较化合物1，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为掺杂剂的D-3，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为掺杂剂的D-4，在另一钼制电阻加热舟皿中加入200mg作为电子传输材料的ET-5，安装于真空蒸镀装置。

接下来，将真空槽减压至4×10^-4Pa后，对加入有HT-6的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在透明支承基板上进行蒸镀，形成层厚10nm的空穴注入层。

进而，对加入有HT-5的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴注入层上进行蒸镀，形成层厚20nm的空穴传输层。

进而，对加入有Host-5、比较化合物1、D-3和D-4的加热舟皿进行通电而加热，分别以蒸镀速度0.1nm/秒、0.025nm/秒、0.0007nm/秒、0.0002nm/秒在空穴传输层上进行共蒸镀，形成层厚60nm的发光层。

进而，对加入有ET-5的加热舟皿进行通电而加热，以蒸镀速度0.1nm/秒在发光层上进行蒸镀，形成层厚20nm的电子传输层。

接着，将氟化钾在电子传输层上进行蒸镀而形成层厚0.5nm的电子注入层，进一步将铝在电子注入层上进行蒸镀而形成厚度110nm的阴极，制作有机EL元件5-1。

本实施例中使用的化合物具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件5-2～5-9的制作》

在有机EL元件5-1的制作中，将比较化合物1和Host-5变更为表5中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件5-2～5-9。

表5中的Host-6具有如下所述的化学结构式。

《有机EL元件5-1～5-9的评价》

对得到的有机EL元件进行评价时，与实施例1的有机EL元件1-1～1-10同样地进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置并进行评价。

对于如此制作的各样品，与实施例1同样地对外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压、驱动时的电压上升、经时稳定性和第二波比率进行评价。将评价结果示于表5。应予说明，表5中的外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压和驱动时的电压上升的测定结果用将有机EL元件5-1的测定值设为100的相对值表示。

[表5]

由表5可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例6]

《有机EL元件6-1的制作》

在50mm×50mm、厚度0.7mm的玻璃基板上将ITO(氧化铟锡)以120nm的厚度成膜作为阳极，进行图案化。其后，用异丙醇对设有该ITO透明电极的透明支承基板进行超声波清洗，用干燥氮气进行干燥，进行5分钟UV臭氧清洗后，将该透明基板固定于市售的真空蒸镀装置的基板架。

对真空蒸镀装置内的电阻加热舟皿分别填充制作各个元件最佳的量的各层的构成材料。电阻加热舟皿使用由钼制或钨制的电阻加热用材料制作的舟皿。

将真空度减压至1×10^-4Pa后，对加入有化合物HT-1的加热舟皿进行通电而加热，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。

接下来，将化合物HT-2在空穴注入层上同样地进行蒸镀，形成层厚30nm的空穴传输层。

接下来，以比较化合物1、Host-5分别为90体积％、10体积％的方式以蒸镀速度0.1nm/秒在空穴传输层上进行共蒸镀，形成层厚30nm的发光层。

接下来，将ET-1以蒸镀速度0.1nm/秒在发光层上进行蒸镀，形成层厚10nm的第1电子传输层，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2电子传输层。

进而，将氟化锂在第2电子传输层上进行蒸镀而形成层厚1.0nm的电子注入层后，将铝在电子注入层上进行蒸镀而形成厚度100nm的阴极。

在上述元件设置电极取出布线，在1ppm以下的水和氧气氛的氮手套箱内，用由环氧树脂填满的罐状玻璃盒覆盖，将吸湿剂装入封装体内，制作有机EL元件6-1。

《有机EL元件6-2～6-9的制作》

在有机EL元件6-1的制作中，将比较化合物1和Host-5变更为表6中记载的化合物，除此之外，同样地分别制作有机EL元件6-2～6-9。

表6中的比较化合物8具有如下所述的化学结构式。

比较化合物8

比较化合物8：日本特开2013-040159号公报中公开的化合物

《有机EL元件6-1～6-9的评价》

在对得到的有机EL元件进行评价时，与实施例1的有机EL元件1-1～1-10同样地进行封装，制作如图5和图6所示的照明装置并进行评价。

对于如此制作的各样品，与实施例1同样地对外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压、驱动时的电压上升、经时稳定性和第二波比率进行评价。将评价结果示于表6。应予说明，表6中的外部取出量子效率、半衰寿命、驱动电压和驱动时的电压上升的测定结果用将有机EL元件6-1的测定值设为100的相对值表示。

[表6]

由表6可知，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，第二波比率明显小。此外，明确了使用具有通式(1)表示的结构的化合物的有机EL元件与比较例的有机EL元件相比，发光效率和发光寿命优异且为低驱动电压，另外，还可知驱动时的电压上升也得到抑制，经时稳定性优异。

[实施例7]

《有机EL全彩色显示装置的制作》

在本实施例中，如图7A～图7E所示，制作有机EL全彩色显示装置，进行评价。图7A～图7E中示出有机EL全彩色显示装置的简略构成图。

对在玻璃基板201上将ITO透明电极202以100nm制膜作为阳极的基板(NH TechnoGlass公司制NA45)以100μm的间距进行图案化后(参照图7A)，在该玻璃基板201上且ITO透明电极202之间通过光刻形成非感光性聚酰亚胺的隔壁203(宽度20μm、厚度2.0μm)(参照图7B)。

使用喷墨头(爱普生公司制；MJ800C)将下述组成的空穴注入层组合物喷出注入到ITO电极202上且隔壁203彼此之间，照射200秒紫外光，通过60℃、10分钟的干燥处理而形成层厚40nm的空穴注入层204(参照图7C)。

(空穴注入层组合物)

HT-3：20质量份

环己苯：50质量份

异丙基联苯：50质量份

该空穴注入层204上，同样地使用喷墨头分别喷出注入下述组成的蓝色发光层组合物、绿色发光层组合物和红色发光层组合物，在60℃下干燥处理10分钟，形成各色的发光层205B、205G、205R(参照图7D)。

(蓝色发光层组合物)

Host-2：0.7质量份

例示化合物5-3：0.04质量份

环己苯：50质量份

异丙基联苯：50质量份

(绿色发光层组合物)

Host-1：0.7质量份

D-3：0.04质量份

环己苯：50质量份

异丙基联苯：50质量份

(红色发光层组合物)

Host-1：0.7质量份

D-2：0.04质量份

环己苯：50质量份

异丙基联苯：50质量份

接下来，以覆盖各发光层205B、205G、205R的方式蒸镀电子传输材料而形成层厚20nm的电子传输层(省略图示)，进一步蒸镀氟化锂而形成层厚0.6nm的电子注入层(省略图示)，蒸镀Al而形成膜厚130nm的阴极206，制作有机EL元件(参照图7E)。

制作的有机EL元件通过分别对电极施加电压而显示蓝色、绿色、红色的发光，可知能够作为全彩色显示装置使用。

如上所述，使用本发明涉及的具有通式(1)表示的结构的化合物时，能够得到第二波比率明显小的发光。此外，根据本发明，能够提供发光效率高、低驱动电压、长寿命且驱动时的电压上升小、并且经时稳定性优异的有机电致发光元件、照明装置和显示装置。

另外，通过湿法工艺能够制造具有上述效果的有机EL元件。

产业上的可利用性

如上所述，本发明适于提供比发光极大波长长波的成分的发光比率小、高发光效率、低驱动电压、长发光寿命且驱动时的电压上升小、经时稳定性优异的有机电致发光元件、该元件的制造方法、具备该元件的显示装置和照明装置以及该元件中使用的有机电致发光元件材料。

符号说明

1 显示器

3 像素

5 扫描线

6 数据线

7 电源线

10 有机EL元件

11 开关晶体管

12 驱动晶体管

13 电容器

101 有机EL元件

102 玻璃盖板

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

201 玻璃基板

202 ITO透明电极

203 隔壁

204 空穴注入层

205B、205G、205R 发光层

206 阴极

A 显示部

B 控制部

C 布线部

Claims (12)

1.一种有机电致发光元件，其特征在于，具备由至少1对阳极和阴极夹持的有机层，

所述有机层由包含发光层的至少1层构成，所述有机层中的至少1层含有具有下述通式(1)表示的结构的化合物，

通式(1)

通式(1)中，R表示选自烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基和巯基中的任一基团，Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基，R₁～R₄各自独立地表示选自氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、脲基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨甲酰基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基膦基、芳基膦基、烷基磷酰基、芳基磷酰基、烷硫基磷酰基和芳硫基磷酰基中的任一基团，

X₁-L₁-X₂表示二齿的配体，X₁和X₂各自独立地表示碳原子、氮原子或氧原子，L₁表示与X₁和X₂一起形成二齿的配体的原子组，m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，m+n为3，

其中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示下述通式(2)～(4)中的任一结构，

通式(2)～(4)中，Y₁～Y₄各自独立地表示O、S或N-R’，Y₅或Y₆表示CR”或N，R’表示选自烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团，R”表示选自氢原子、烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基、氰基、芳基甲硅烷基和芳基磷酰基中的任一基团，Z₁～Z₈各自独立地表示C-Rx或N，多个Rx各自可以相同也可以不同，多个Rx各自独立地表示与所述通式(1)中的R₁～R₄同等的基团，*表示与所述通式(1)表示的结构的键合位置。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述通式(1)表示的结构为下述通式(5)～(10)中的任一个表示的结构，

通式(5)

通式(6)

通式(7)

通式(8)

通式(9)

通式(10)

通式(5)～(10)中，R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n与所述通式(1)和(2)中的R、Ar、R₁～R₄、Y₁、Z₁～Z₄、X₁、X₂、L₁、m和n为相同含义。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述通式(1)中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示所述通式(3)或(4)的结构。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述通式(1)中，R表示烷基或氰基。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述通式(1)中，Ar表示在2位具有取代基的芳香族烃基或芳香族杂环基。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述通式(1)中，n表示0。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述发光层含有具有所述通式(1)表示的结构的化合物。

8.根据权利要求7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通式(1)的化合物和HOMO能级为-5.4eV以下的化合物这至少2种。

9.一种有机电致发光元件的制造方法，其特征在于，制造权利要求1～8中任一项所述的有机电致发光元件，

通过湿法工艺形成所述有机层中的含有具有所述通式(1)表示的结构的化合物的层。

10.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求1～8中任一项所述的有机电致发光元件。

11.一种照明装置，其特征在于，具备权利要求1～8中任一项所述的有机电致发光元件。

12.一种有机电致发光元件材料，其特征在于，含有具有下述通式(1)表示的结构的化合物，

通式(1)

通式(1)中，R表示选自烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、硝基、氰基、羟基和巯基中的任一基团，Ar表示芳香族烃基或芳香族杂环基，R₁～R₄各自独立地表示选自氢原子、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷硫基、环烷硫基、芳硫基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨磺酰基、脲基、酰基、酰氧基、酰胺基、氨甲酰基、亚磺酰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基膦基、芳基膦基、烷基磷酰基、芳基磷酰基、烷硫基磷酰基和芳硫基磷酰基中的任一基团，

X₁-L₁-X₂表示二齿的配体，X₁和X₂各自独立地表示碳原子、氮原子或氧原子，L₁表示与X₁和X₂一起形成二齿的配体的原子组，m表示1～3的整数，n表示0～2的整数，m+n为3，

其中，邻接的R₁～R₄中的至少2个稠合而表示下述通式(2)～(4)中的任一结构，

通式(2)～(4)中，Y₁～Y₄各自独立地表示O、S或N-R’，Y₅或Y₆表示CR”或N，R’表示选自烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基和芳香族杂环基中的任一基团，R”表示选自氢原子、烷基、环烷基、芳香族烃基、杂环基、芳香族杂环基、卤素原子、氨基、氰基、芳基甲硅烷基和芳基磷酰基中的任一基团，Z₁～Z₈各自独立地表示C-Rx或N，多个Rx各自可以相同也可以不同，多个Rx各自独立地表示与所述通式(1)中的R₁～R₄同等的基团，*表示与所述通式(1)表示的结构的键合位置。