CN108780849A - 有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低驱动电压且高发光效率、长寿命的有机电致发光元件(有机EL元件)。该有机EL元件在对置的阳极与阴极之间包含1个以上的发光层和电子输送层，至少1个电子输送层含有下述通式(1)表示的吲哚并咔唑化合物和电子供体。其中，环A为式(1a)表示的芳香族烃环，环B为式(1b)表示的杂环，L为单键或者芳香族烃基，X为N或者C‑Ar1，至少1个X为N，Y和Ar1为氢、芳香族烃基或者芳香族杂环基。

Description

有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及有机电场元件(称为有机EL元件)。
背景技术
通过对有机EL元件外加电压，从而从阳极向发光层注入空穴，从阴极向发光层注入电子。然后在发光层中，注入的空穴与电子再结合，生成激子。此时，根据电子自旋的统计定律，单线态激子和三线态激子以1：3的比例生成。据说利用由单线态激子产生的发光的荧光发光型的有机EL元件的内部量子效率的极限为25％。另一方面，已知利用由三线态激子产生的发光的磷光发光型的有机EL元件在从单线态激子高效地进行系间窜越时，内部量子效率高达100％。
然而，关于磷光发光型的有机EL元件，长寿命化成为技术课题。
最近，开发了利用延迟荧光的高效率的有机EL元件。例如在专利文献1中公开了一种利用作为延迟荧光的机理之一的TTF(三线态-三线态融合，Triplet-Triplet Fusion)机制的有机EL元件。TTF机制利用通过2个三线态激子的碰撞而生成单线态激子的现象，认为在理论上可将内部量子效率提高至40％。然而，与磷光发光型的有机EL元件相比，效率低，因此要求进一步改良效率。
在专利文献2中，公开了一种利用TADF(热活化延迟荧光，Thermally ActivatedDelayed Fluorescence)机制的有机EL元件。TADF机制利用在单线态准位和三线态准位的能量差小的材料中产生从三线态激子向单线态激子的反向系间窜越的现象，认为理论上可将内部量子效率提高至100％。然而与磷光发光型的元件同样地，要求进一步改善寿命特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2010/134350号
专利文献2:WO2011/070963号
专利文献3:WO2009/0116377号
专利文献4:WO2011/0099374号
专利文献5:WO2013/0175746号
专利文献6:WO2013/0175747号
在专利文献3中公开了使用吲哚并咔唑化合物作为电子输送层。在专利文献4中公开了使用吲哚并咔唑化合物作为电子输送层和空穴阻挡层的使用。在专利文献5和6中公开了使用吖嗪(azine)化合物作为电子输送层。
然而，都无法说是充分的，期望进一步改良。
发明内容
为了将有机EL元件应用于平板显示器等显示元件或者光源，需要改善元件的发光效率，同时充分确保驱动时的稳定性。本发明鉴于上述现状，其目的在于提供低驱动电压、高效率且具有高的驱动稳定性的实用上有用的有机EL元件。
本发明是一种有机EL元件，其特征在于，在对置的阳极与阴极之间包含1个以上的发光层和1个以上的电子输送层，至少1个电子输送层含有下述通式(1)表示的化合物和电子供体。
其中，环A为式(1a)表示的芳香族烃环，环B为式(1b)表示的杂环，环A和环B与各自邻接的环在任意的位置稠合。
L表示单键、或者碳原子数6～12的芳香族烃基。
X表示N或者C-Ar1，至少1个X表示N。
Y和Ar1各自独立地为氢、取代或者未取代的碳原子数6～18的芳香族烃基、取代或者未取代的碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～5个连接而成的连接芳香族基团。
R1独立地为碳原子数1～10的脂肪族烃基、取代或者未取代的碳原子数6～10的芳香族烃基、或者取代或者未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基。a、b、c各自独立地表示0～3的整数。
Z为N-Ar2、C(R2)2、O或者S。
Ar2为取代或者未取代的碳原子数6～18的芳香族烃基、取代或者未取代的碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～5个连接而成的连接芳香族基团。
R2独立地为氢、碳原子数1～10的脂肪族烃基、取代或未取代的碳原子数6～10的芳香族烃基、或者取代或未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基。
作为式(1b)的优选方式，有式(1d)，作为L的优选方式，有单键。
(其中，Ar1与通式(1)中的Ar1为相同含义。)
优选电子输送层由第1电子输送层和第2电子输送层这两层构成，其中，第1电子输送层与发光层邻接，第1电子输送层含有通式(1)表示的化合物，第2电子输送层含有通式(1)表示的化合物和电子供体。
作为上述电子供体，优选为碱金属化合物或者碱金属配合物，更优选为羟基喹啉锂(Liq)。
优选电子输送层是使通式(1)表示的化合物和电子供体的预混物蒸镀而得到的，另外，优选发光层含有主体材料和发光材料，且含有通式(1)表示的化合物作为主体材料。
本发明的有机EL元件因为电子输送层含有特定的电子输送材料和电子供体，因此能够成为低驱动电压、高发光效率且长寿命的有机EL元件。
附图说明
图1是表示有机EL元件的1个例子的截面示意图。
具体实施方式
本发明的有机EL元件是在对置的阳极与阴极之间包含1个以上的发光层和1个以上的电子输送层的有机EL元件，至少1个电子输送层含有上述通式(1)表示的化合物和电子供体。
以下，对通式(1)进行说明。
环A表示由式(1a)表示的芳香族烃环。另外，环B为式(1b)表示的杂环，环A和环B与各自邻接的环在任意的位置稠合。
L表示单键、或者2价的碳原子数6～12的芳香族烃基。优选为单键、或者亚苯基，更优选为单键。
作为上述碳原子数6～12的芳香族烃基的具体例，可举出亚苯基、亚联苯基和亚萘基。
X表示N或者C-Ar1，至少1个X为N。
Y和Ar1各自独立地为氢、取代或者未取代的碳原子数6～18的芳香族烃基、取代或者未取代的碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～5个连接而成的连接芳香族基团，优选为氢、取代或未取代的碳原子数6～12的芳香族烃基、取代或未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～3个连接而成的连接芳香族基团，更优选为氢或者取代或未取代的碳原子数6～12的芳香族烃基。
作为上述碳原子数6～18的芳香族烃基、碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些连接芳香族基团未取代的情况的具体例，可举出由苯、萘、菲、蒽、三亚苯、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异唑、唑、二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噻二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑、苯并噻二唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硒吩、咔唑或者这些芳香族环以单键连接2～5个而成的连接芳香族化合物产生的芳香族基团。优选举出从苯、萘、吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、喹唑啉、或者它们2～5个连接而成的连接芳香族化合物中除去1个H而产生的芳香族基团。更优选举出由苯、萘或者它们2～3个连接而成的连接芳香族化合物产生的芳香族基团。
此处，本说明书中所说的连接芳香族基团是将上述碳原子数的芳香族烃基或者芳香族杂环基所具有的芳香族环以直接键合的方式连接多个而成的芳香族基团，多个芳香族环可以相同，也可以不同。
连接芳香族化合物可以是像Ar11-Ar12-Ar13这样的直链型，也可以是像Ar11-Ar12(Ar13)这样的支链型，Ar11～Ar13可以相同，也可以不同。此外，可以没有Ar13，也可以进一步含有Ar14、Ar15。由连接芳香族化合物产生的芳香族基团的键合位点可以从末端的Ar11或者Ar13产生，也可以从中间的Ar12产生。此处，Ar11～Ar15为芳香族基团或者芳香族环。
这些芳香族烃基、芳香族杂环基、或者连接芳香族基团各自可以具有取代基。具有取代基时的优选取代基为氰基、碳原子数1～10的脂肪族烃基。此外，取代基的个数为0～5，优选为0～2。芳香族烃基、芳香族杂环基、和连接芳香族基团具有取代基时的碳原子数的计算中不包括取代基的碳原子数。但是，优选包括取代基的碳原子数在内的合计的碳原子数满足上述范围。
作为上述取代基的具体例，可举出氰基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基。优选为氰基或者C1～C6的烷基。
R1独立地为碳原子数1～10的脂肪族烃基、取代或未取代的碳原子数6～10的芳香族烃基、或者取代或未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基。优选为碳原子数1～6的脂肪族烃基、取代或未取代的碳原子数6～8的芳香族烃基、或者取代或未取代的碳原子数3～9的芳香族杂环基。更优选为苯基。
作为上述碳原子数1～10的脂肪族烃基的具体例，可举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。优选为C1～C6的烷基。
作为上述碳原子数6～10的芳香族烃基或者碳原子数3～12的芳香族杂环基未取代时的具体例，可举出从苯、萘、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异唑、唑、二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并唑、苯并噻唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑、苯并噻二唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硒吩、或者咔唑中除去H而产生的芳香族基团。优选举出从苯、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异唑、唑、二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并唑、苯并噻唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑、或者苯并噻二唑中除去H而产生的芳香族基团。更优选举出从苯中除去H而产生的芳香族基团。
这些芳香族烃基或者芳香族杂环基各自可以具有取代基。具有取代基时的优选取代基与在Ar1中说明的取代基相同。
a、b、c各自独立地表示0～3的整数，优选表示0～2的整数。更优选为0或者1的整数。
Z表示N-Ar2、C(R2)2、O或者S。优选为N-Ar2，此时，由式(1d)表示。此处，Ar2不为氢，除此之外，与Ar1中说明的情况同样。R2包括为氢的情况，除此之外，与R1中说明的情况同样。
以下示出通式(1)表示的化合物的具体例，但并不限于这些例示化合物。
电子供体可以使用作为通过改善电子注入屏障使从阴极或电子注入层向电子输送层的电子注入容易的化合物已知的化合物。优选为在电子输送材料中混合使用的供体性化合物。作为电子供体的优选例，可举出碱金属、含有碱金属的无机盐、碱金属与有机物的配合物、碱土金属、含有碱土金属的无机盐、或者碱土金属与有机物的配合物等。优选为含有碱金属的无机盐、碱金属与有机物的配合物，更优选为Liq。
作为上述碱金属、碱土金属的优选种类，可举出功函数低且提高电子输送性能的效果大的锂、钠、钾、铷、铯之类的碱金属，镁、钙、铈、钡之类的碱土金属。
另外，从在真空中的蒸镀容易、操作性优异的角度出发，与金属单质相比更优选无机盐、或者与有机物的配合物的状态。此外，从使在大气中的操作容易、控制添加浓度的容易性的观点考虑，更优选为与有机物的配合物的状态。
作为无机盐的具体例，可举出LiO、Li2O等氧化物，LiF、NaF、KF等氟化物，Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等碳酸盐。另外，作为碱金属或者碱土金属的优选例，从得到大的低电压驱动效果的观点考虑，可举出锂、铯。作为与有机物的配合物中的有机物的具体例，可举出羟基喹啉、苯并羟基喹啉、吡啶基苯酚、黄酮醇、羟基咪唑并吡啶、羟基吲哚(hydroxybenzazole)、羟基三唑等。其中，从发光元件的低电压化的效果更大的观点考虑，优选碱金属与有机物的配合物，此外，从合成的容易性、热稳定性的观点考虑，更优选锂与有机物的配合物。例如，为Liq。
通过使用上述通式(1)表示的化合物和上述电子供体作为电子输送层材料，能够提供优异的有机EL元件。
电子输送层也可以仅形成1层而使用，但优选形成与发光层邻接的第1电子输送层和与该第1电子输送层邻接的第2电子输送层这两层而使用。形成两层电子输送层时，优选与发光层邻接的第1电子输送层含有上述通式(1)表示的化合物，第2电子输送层含有上述通式(1)表示的化合物和上述电子供体。此时，第1电子输送层也可作为空穴阻挡层发挥功能。
上述通式(1)表示的化合物和电子供体也可以由不同的蒸镀源分别蒸镀使用，但优选在蒸镀前进行预混而制成预混物，将该预混物由1个蒸镀源同时蒸镀而形成电子输送层。
接下来，参照附图对本发明的有机EL元件的结构进行说明，但本发明的有机EL元件的结构并不限定于此。
图1是表示本发明中使用的一般的有机EL元件的结构例的截面图，1表示基板，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴输送层，5表示发光层，6表示第1电子输送层，7表示第2电子输送层，8表示阴极。本发明的有机EL元件可以在发光层与空穴输送层之间具有电子阻挡层。本发明的有机EL元件中，具有阴极、发光层、电子输送层和阴极作为必需层，除必需层以外可以具有空穴注入输送层、电子注入层，在空穴注入输送层与发光层之间还可以具有电子阻挡层。应予说明，空穴注入输送层是指空穴注入层和空穴输送层中的任一者、或者两者。
也可以是与图1相反的结构，即在基板1上依次层叠阴极8、第2电子输送层7、第1电子输送层6、发光层5、空穴输送层4、空穴注入层3、阳极2，该情况下，根据需要也可以追加、省略层。
―基板―
本发明的有机EL元件优选由基板支承。该基板没有特别限制，只要是一直以来在有机EL元件中使用的基板即可，例如可以使用由玻璃、透明塑料、石英等构成的基板。
―阳极―
作为有机EL元件中的阳极材料，优选使用由功函数大(4eV以上)的金属、合金、导电性化合物或它们的混合物构成的材料。作为这样的电极材料的具体例，可举出Au等金属、CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。另外，也可使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且能够制成透明导电膜的材料。对于阳极而言，可以利用蒸镀、溅射等方法使这些电极材料形成薄膜，利用光刻法形成所希望形状的图案，或者在不太需要图案精度的情况下(100μm以上左右)，也可以在上述电极材料的蒸镀、溅射时介由所希望形状的掩模而形成图案。或者，在使用像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、涂布方式等湿式成膜法。从该阳极导出发光时，优选使透射率大于10％，另外，作为阳极的薄层电阻优选几百Ω/□以下。膜厚取决于材料，但通常在10～1000nm、优选10～200nm的范围选择。
―阴极―
另一方面，作为阴极材料，可使用由功函数小(4eV以下)的金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物或它们的混合物构成的材料。作为这样的电极材料的具体例，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、稀土金属等。其中，从电子注入性和对氧化等的耐久性的方面考虑，优选电子注入性金属和功函数值比其大且稳定的金属即第二金属的混合物，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、溅射等方法使这些阴极材料形成薄膜来制作。另外，作为阴极的薄层电阻，优选几百Ω/□以下，膜厚通常在10nm～5μm、优选在50～200nm的范围选择。应予说明，为了使发出的光透射，如果有机EL元件的阳极或阴极中的任一方为透明或半透明的，则发光亮度提高，是适合的。
另外，通过将上述金属以1～20nm的膜厚形成为阴极后，在其上形成在阳极的说明中举出的导电性透明材料，能够制作透明或半透明的阴极，通过应用该阴极，能够制作阳极和阴极双方都具有透射性的元件。
―发光层―
发光层是从阳极和阴极分别注入的空穴与电子再结合而生成激子后，发光的层，发光层含有发光材料和主体材料，该发光材料优选为有机发光性掺杂材料。发光层可以为1层或多层中的任一种，有机发光性掺杂材料和主体材料可以各自为1种，也可以组合多种使用。
发光层含有发光材料和主体材料时，作为主体材料，更优选使用上述通式(1)表示的化合物。
使用磷光发光掺杂剂作为发光性掺杂材料时，作为磷光发光掺杂剂，优选含有包含选自钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂和金中的至少1种金属的有机金属配合物。具体而言，优选使用在J.Am.Chem.Soc.2001,123,4304或日本特表2013-53051号公报中记载的铱配合物，但不限于这些例子。
磷光发光掺杂材料在发光层中可以仅含有1种，也可以含有2种以上。磷光发光掺杂材料的含量相对于主体材料优选为0.1～30wt％，更优选为1～20wt％。
磷光发光掺杂材料没有特别限定，具体而言可举出如下的例子。
使用荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂材料时，作为荧光发光掺杂剂，没有特别限定，例如可举出苯并唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯乙烯基苯衍生物、聚苯基衍生物、二苯基丁二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、萘酰亚胺衍生物、香豆素衍生物、稠合芳香族化合物、紫环酮衍生物、二唑衍生物、嗪衍生物、醛连氮衍生物、吡嗪(ピラリジン，pyrazine)衍生物、环戊二烯衍生物、二苯乙烯基蒽衍生物、喹吖啶酮衍生物、吡咯并吡啶衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、苯乙烯基胺衍生物、吡咯并吡咯二酮衍生物、芳香族二次甲基(dimethylidine)化合物、8-羟基喹啉衍生物的金属配合物、吡咯甲烷衍生物的金属配合物、稀土配合物、过渡金属配合物所代表的各种金属配合物等，聚噻吩、聚苯撑、聚苯撑乙烯等聚合物化合物，有机硅烷衍生物等。优选举出稠合芳香族衍生物、苯乙烯基衍生物、吡咯并吡咯二酮衍生物、嗪衍生物、吡咯甲烷金属配合物、过渡金属配合物、或者镧系元素配合物，更优选举出萘、芘、三亚苯、苯并[c]菲、苯并[a]蒽、并五苯、苝、荧蒽、苊并荧蒽、二苯并[a,j]蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[a]萘、并六苯、萘并[2,1-f]异喹啉、α-萘菲啶、菲并唑、喹啉并[6,5-f]喹啉、苯并萘并[2,3-b]噻吩(benzothiophanthrene)等。它们可以具有烷基、芳基、芳香族杂环基、或者二芳基氨基作为取代基。
荧光发光掺杂材料在发光层中可以仅含有1种，也可以含有2种以上。荧光发光掺杂材料的含量相对于主体材料优选为0.1～20％，更优选为1～10％。
使用热活化延迟荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂材料时，作为热活化延迟荧光发光掺杂剂，没有特别限定，可举出锡配合物、铜配合物等金属配合物、在WO2011/070963号中记载的吲哚并咔唑衍生物、在Nature 2012,492,p234中记载的氰基苯衍生物、咔唑衍生物等。
热活化延迟荧光发光掺杂材料在发光层中可以仅含有1种，也可以含有2种以上。另外，热活化延迟荧光发光掺杂剂可以与磷光发光掺杂剂、荧光发光掺杂剂混合使用。热活化延迟荧光发光掺杂材料的含量相对于主体材料优选为0.1～50％，更优选为1～30％。
主体材料可以仅使用1种，也可以组合多种使用。作为主体材料，没有特别限定，可以使用萘、蒽、菲、芘、并四苯、三亚苯、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳香族烃环的化合物及其衍生物、N,N’-二萘基-N,N’-二苯基-1,1’-二胺等芳香族胺衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)等金属配合物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、三嗪衍生物等。仅使用1种主体材料的情况和使用多种的情况下，优选至少1种使用吲哚并咔唑衍生物，更优选使用通式(1)表示的化合物。
－注入层－
注入层是指为了降低驱动电压、提高发光亮度而设置在电极与有机层之间的层，有空穴注入层和电子注入层，可以存在于阳极与发光层或空穴输送层之间、和阴极与发光层或电子输送层之间。注入层可以根据需要设置。
－电子阻挡层－
广义上来讲，电子阻挡层具有空穴输送层的功能，通过输送空穴并阻挡电子，能够提高发光层中的电子与空穴再结合的概率。
作为电子阻挡层的材料，可以使用公知的电子阻挡层材料，另外根据需要可以使用后述的空穴输送层的材料。电子阻挡层的膜厚优选为3～100nm，更优选为5～30nm。
－空穴输送层－
空穴输送层由具有输送空穴的功能的空穴输送材料构成，空穴输送层可以设置单层或者多层。
作为空穴输送材料，是具有空穴的注入或输送、电子的屏障性中的任一种功能的材料，可以为有机物、无机物中的任一种。空穴输送层可以从以往公知的化合物中选择任意的化合物而使用。作为上述空穴输送材料，例如可举出卟啉衍生物、芳胺衍生物、三唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物和吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、氨基取代查尔酮衍生物、唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子低聚物、特别是噻吩低聚物等，优选使用卟啉衍生物、芳胺衍生物和苯乙烯基胺衍生物，更优选使用芳胺化合物。
－电子输送层－
电子输送层可以为1层，也可以设置2层以上。设置2层以上时，将靠近发光层的层称为第1电子输送层，将离发光层较远的层称为第2电子输送层。在第1电子输送层与第2电子输送层之间可以设置第三电子输送层。
电子输送层为1层时，该层含有上述通式(1)表示的化合物和电子供体。
电子输送层由2层以上构成时，任一个电子输送层含有通式(1)表示的化合物和电子供体。优选第1电子输送层含有通式(1)表示的化合物，第2电子输送层含有通式(1)表示的化合物和电子供体。此时，第1电子输送层不含电子供体。
对具有第1电子输送层和第2电子输送层的情况进行说明。
第1电子输送层可以使用公知的电子输送材料形成，可以仅使用通式(1)表示的化合物形成，也可以并用公知的电子输送材料形成。但是，优选第1电子输送层含有50wt％以上的通式(1)表示的化合物。
作为公知的电子输送材料，可举出萘、蒽、菲咯啉、三亚苯等多环芳香族衍生物，三(8-羟基喹啉)铝(III)衍生物、氧化膦衍生物、硝基取代芴衍生物、二苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷和蒽酮衍生物、联吡啶衍生物、喹啉衍生物、二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噻唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物等。
第2电子输送层含有通式(1)表示的化合物和电子供体。
电子供体的含量在第2电子输送层中优选为5～95％(wt)，更优选为25～75％。通式(1)表示的化合物的含量优选为5～90％，更优选为25～70％。第2电子输送层中也可以含有其它的电子输送材料。
通式(1)表示的化合物和电子供体可以分别由不同的蒸镀源蒸镀，也可以在蒸镀前进行预混而制成预混物，由1个蒸镀源同时蒸镀通式(1)表示的化合物和电子供体。作为预混方法，可采用粉碎混合等公知的方法，优选尽可能充分地混合。
实施例
以下，通过本发明的实施例进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例，只要不超出其主旨，可以以各种形态实施。
实施例1
用真空蒸镀法将各薄膜以真空度4.0×10-5Pa层叠在形成有膜厚110nm的由ITO构成的阳极的玻璃基板上。首先，在ITO上形成25nm厚度的HAT-CN作为空穴注入层，接着形成30nm厚度的NPD作为空穴输送层。接着形成10nm厚度的HT-1作为电子阻挡层。然后将作为第1主体的化合物6、作为第2主体的H1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)3分别由不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成40nm厚度的发光层。此时，在Ir(ppy)3的浓度为10wt％、第1主体与第2主体的重量比为40:60的蒸镀条件下进行共蒸镀。接下来形成5nm厚度的化合物6作为第1电子输送层。然后将化合物6和Liq分别由不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成15nm厚度的第2电子输送层。此时，在化合物6与Liq的重量比为50:50的蒸镀条件下进行共蒸镀。进一步形成1nm厚度的Liq作为电子注入层。最后，在电子注入层上形成70nm厚度的Al作为阴极，由此制作有机EL元件。
实施例2～7
在实施例1中，使用化合物12、16、18、23、28、36中的任一个代替形成第2电子输送层的化合物6，除此之外，在与实施例1同样的条件下制作有机EL元件。
实施例8
在实施例1中，使用化合物47代替形成第2电子输送层的化合物6，在化合物47与Liq的重量比为30:70的蒸镀条件下进行共蒸镀，除此之外，在与实施例1同样的条件下制作有机EL元件。
实施例9
在实施例1中，使用化合物55代替形成第2电子输送层的化合物6，在化合物55与Liq的重量比为70:30的蒸镀条件下进行共蒸镀，除此之外，在与实施例1同样的条件下制作有机EL元件
实施例10～12
在实施例1中，使用化合物10、11或者16代替作为第1电子输送层的化合物6，除此之外，在与实施例1同样的条件下制作有机EL元件。
实施例13
量取化合物17(0.50g)和Liq(0.50g)，用研钵磨碎并混合，由此制备预混物E1。
用真空蒸镀法将各薄膜以真空度4.0×10-5Pa层叠在形成有膜厚110nm的由ITO构成的阳极的玻璃基板上。首先，在ITO上形成25nm厚度的HAT-CN作为空穴注入层，接着形成30nm厚度的NPD作为空穴输送层。接着形成10nm厚度的HT-1作为电子阻挡层。然后将作为第1主体的化合物6、作为第2主体的H1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)3分别由不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成40nm厚度的发光层。此时，在Ir(ppy)3的浓度为10wt％、第1主体与第2主体的重量比为40:60的蒸镀条件下进行共蒸镀。接下来，形成5nm厚度的化合物6作为第1电子输送层。然后形成15nm厚度的预混物E1作为第2电子输送层，进一步形成1nm厚度的Liq作为电子注入层。最后，在电子注入层上形成70nm厚度的Al作为阴极，制作有机EL元件。
比较例1
在实施例1中，使用ET-1代替形成第2电子输送层的化合物6，除此之外，在与实施例1同样的条件下制作有机EL元件。
比较例2
用真空蒸镀法将各薄膜以真空度4.0×10-5Pa层叠在形成有膜厚110nm的由ITO构成的阳极的玻璃基板上。首先，在ITO上形成25nm厚度的HAT-CN作为空穴注入层，接着形成30nm厚度的NPD作为空穴输送层。接下来，形成10nm厚度的HT-1作为电子阻挡层。然后将作为第1主体的化合物6、作为第2主体的H1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)3分别由不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成40nm厚度的发光层。此时，在Ir(ppy)3的浓度为5wt％、第1主体与第2主体的重量比为40:60的蒸镀条件下进行共蒸镀。接下来，形成20nm厚度的化合物6作为电子输送层。进一步形成1nm厚度的Liq作为电子注入层。最后，在电子注入层上形成70nm厚度的Al作为阴极，制作有机EL元件。
以下示出实施例中使用的化合物。
将形成第1电子输送层的化合物、形成第2电子输送层的化合物和电子供体示于表1。％为wt％。
[表1]
可知将实施例1～13和比较例1、2中制成的有机EL元件与外部电源连接并外加电压时，均可观测到极大波长535nm的发射光谱，得到来自Ir(ppy)3的发光。
将制成的有机EL元件的亮度、驱动电压、发光效率、寿命特性示于表2。表中亮度、驱动电压、发光效率是驱动电流为10mA/cm2时的值，为初期特性。表中LT95是在驱动电流为20mA/cm2时亮度衰减至初期亮度的95％所需的时间。
[表2]
由表2可知，电子输送层中混合使用通式(1)表示的化合物和电子供体时，发光效率和寿命特性明显延长。
产业上的可利用性
本发明的有机EL元件为低驱动电压、高发光效率且长寿命，除可用于移动设备显示器以外，还可用于TV等有机EL显示器、有机EL照明。
符号说明
1基板、2阳极、3空穴注入层、4空穴输送层、5发光层、6第1电子输送层、7第2电子输送层、8阴极。

Claims (8)

1.一种有机电致发光元件，其特征在于，在对置的阳极与阴极之间包含1个以上的发光层和1个以上的电子输送层，至少1个电子输送层含有下述通式(1)表示的化合物和电子供体，
其中，环A为式(1a)表示的芳香族烃环，环B为式(1b)表示的杂环，环A和环B与各自邻接的环在任意的位置稠合，
L表示单键、或者碳原子数6～12的芳香族烃基，
X表示N或者C-Ar1，至少1个X表示N，
Y和Ar1各自独立地为氢、取代或未取代的碳原子数6～18的芳香族烃基、取代或未取代的碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～5个连接而成的连接芳香族基团，
R1独立地为碳原子数1～10的脂肪族烃基、取代或未取代的碳原子数6～10的芳香族烃基、或者取代或未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基，a、b和c各自独立地表示0～3的整数，
Z为N-Ar2、C(R2)2、O、或者S，Ar2为取代或未取代的碳原子数6～18的芳香族烃基、取代或未取代的碳原子数3～18的芳香族杂环基、或者这些芳香族环2～5个连接而成的连接芳香族基团，R2独立地为氢、碳原子数1～10的脂肪族烃基、取代或未取代的碳原子数6～10的芳香族烃基、或者取代或未取代的碳原子数3～12的芳香族杂环基。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，式(1b)表示的杂环为式(1d)表示的杂环，
其中，Ar1与通式(1)为相同含义。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，通式(1)中的L为单键。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，电子输送层由第1电子输送层和第2电子输送层这两层构成，其中，第1电子输送层与发光层邻接，第1电子输送层含有通式(1)表示的化合物，第2电子输送层含有通式(1)表示的化合物和电子供体。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，电子供体为碱金属化合物或者碱金属配合物。
6.根据权利要求5所述的有机电致发光元件，其中，电子供体为羟基喹啉锂。
7.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，电子输送层是使通式(1)表示的化合物和电子供体的预混物蒸镀而得的电子输送层。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，发光层含有主体材料和发光材料，且含有通式(1)表示的化合物作为发光材料。
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