CN108886106B

CN108886106B - 发光元件及其制造方法

Info

Publication number: CN108886106B
Application number: CN201780020282.3A
Authority: CN
Inventors: 饭岛孝幸; 小林谕; 田中正信; 秋野喜彦; S·祖布里
Original assignee: Cambridge Display Technology Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Cambridge Display Technology Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: US10711091B2; EP3416205A1; EP3416205A4; US20190048131A1; WO2017169972A1; CN108886106A; JP2017183409A; EP3416205B1; JP6224758B2

Abstract

一种发光元件，其具有阳极、发光层、电子传输层和阴极，电子传输层含有LUMO能级为‑3.0eV以上的至少1种电子传输性材料、以及选自SOMO能级为‑2.2～‑1.5eV的杂环式化合物及其衍生物中的至少1种掺杂材料，电子传输性材料的LUMO能级小于杂环式化合物的SOMO能级。

Description

发光元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及发光元件及其制造方法。

背景技术

近年来，正在积极地进行使用有机物的超薄膜得到的有机EL元件(OLED)、高分子有机EL(PLED)、有机薄膜太阳能电池(OPV)、有机薄膜晶体管(OTFT)等各种电子设备的研究。在这些电子设备中，作为提高导电率的方法，已知使用掺杂材料的方法。

例如，非专利文献1公开了将N-DMBI用作n型掺杂材料的有机薄膜晶体管，专利文献1公开了将N-DMBI用作n型掺杂材料的有机EL元件，专利文献2公开了用于掺杂有机半导体材料的n型掺杂前体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2010/0070178号说明书

专利文献2：日本特表2010-532555号公报

非专利文献

非专利文献1：Bao et al,“Use of a 1H-Benzoimidazole Derivative as an n-Type Dopant and To Enable Air-Stable Solution-Processed n-Channel OrganicThin-Film Transistors”J.Am.Chem.Soc.2010,132,8852

发明内容

发明要解决的问题

但是，针对通过涂布法能够成膜的稳定的n型掺杂材料，截止至今尚未获得充分的见解。例如，在上述现有技术文献中作为n型掺杂材料而记载的化合物的供电子性未必充分。

因而，本发明的目的在于，提供使用了强效的n型掺杂材料的发光元件及其制造方法。

用于解决问题的方法

本发明提供以下的[1]～[10]。

[1]一种发光元件，其具有阳极、发光层、电子传输层和阴极，

上述电子传输层含有LUMO能级为-3.0eV以上的至少1种电子传输性材料、以及选自SOMO能级为-2.2～-1.5eV的杂环式化合物及其衍生物中的至少1种掺杂材料，

上述电子传输性材料的LUMO能级小于上述杂环式化合物的SOMO能级。

[2]根据[1]所述的发光元件，其中，上述电子传输层与上述阴极相邻。

[3]根据[1]或[2]所述的发光元件，其中，上述电子传输层中的上述掺杂材料的含量相对于上述电子传输性材料100质量份为1～50质量份。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的发光元件，其中，上述发光层包含磷光发光性材料。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的发光元件，其中，上述杂环式化合物为式(1-A)所示的化合物，

上述衍生物为式(1-B)或式(1-C)所示的化合物。

[化1]

[化2]

[化3]

[式中，

A¹表示氧原子、硫原子、-NR⁵-或-PR⁵-。两个A¹彼此任选相同或不同，至少一个A¹为-NR⁵-或-PR⁵-。

R³表示氢原子、烷基、环烷基、芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷基亚磺酰基、环烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、一价杂环基、卤素原子或二取代氨基，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁵-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。两个R³任选相同或不同，任选相互键合而形成环，在该环上任选键合有取代基。

R⁴表示氢原子、-C(R⁶)₃、-OR⁷、-N(R⁷)₂或-Si(R⁷)₃，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁵-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。

R⁵表示烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁸-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。R⁵存在多个时，所存在的多个R⁵彼此任选相同或不同。

R⁶表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。所存在的多个R⁶彼此任选相同或不同，两个R⁶任选键合而形成环。

R⁷表示烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。所存在的多个R⁷彼此任选相同或不同，两个R⁷任选键合而形成环。

R⁸表示烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。R⁸存在多个时，所存在的多个R⁸彼此任选相同或不同。

R¹¹表示烷基、环烷基、芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷基亚磺酰基、环烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、一价杂环基或二取代氨基，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁵-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。

X^-表示对于阳离子的抗衡阴离子。]

[6]根据[5]所述的发光元件，其中，上述杂环式化合物为式(2-A)所示的化合物，

上述衍生物为式(2-B)或式(2-C)所示的化合物。

[化4]

[化5]

[化6]

[式中，

R⁴、R⁵和X^-与上述相同。

R²表示烷基、环烷基、芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷基亚磺酰基、环烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、一价杂环基、卤素原子或二取代氨基，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁵-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。m为2以上时，所存在的多个R²彼此任选相同或不同，相邻的R²彼此任选相互键合而形成环。

R⁹表示烷基、环烷基、芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、烷基亚磺酰基、环烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、一价杂环基、卤素原子或二取代氨基，这些基团中的-CH₂-任选被氧原子、硫原子、-NR⁵-或-C(＝O)O-置换，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被卤素原子取代。其中，相邻的两个-CH₂-不会同时被置换。n为2以上时，所存在的多个R⁹彼此任选相同或不同，相邻的R⁹彼此任选相互键合而形成环。

m表示0～5的整数。

n表示0～4的整数。

m+n为2以上。]

[7]根据[1]～[6]中任一项所述的发光元件，其中，上述电子传输性材料包含具有式(ET-1)所示的结构单元的高分子化合物。

[化7]

[式中，

nE1表示1以上的整数。

Ar^E1表示芳香族烃基或杂环基，这些基团任选具有除了R^E1之外的取代基。

R^E1表示烷基、环烷基、芳基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、一价杂环基、或者-R^E2(-X¹)_m1所示的基团。R^E1存在多个时，所存在的多个R^E1彼此任选相同或不同。

X¹表示包含杂原子的1价基团。X¹存在多个时，所存在的多个X¹彼此任选相同或不同。

R^E2表示直接键合或(m1+1)价的基团。

m1表示1以上的整数。

[8]根据[1]～[6]中任一项所述的发光元件，其中，上述电子传输性材料包含式(H-1)所示的化合物。

[化8]

[式中，

Ar^H1、Ar^H2和L^H1表示芳香族烃基或杂环基。

L^H2表示-N(-L^H21-R^H21)-所示的基团。

L^H21表示单键、亚芳基或二价杂环基，这些基团任选具有取代基。

R^H21表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团任选具有取代基。

L^H1存在多个时，所存在的多个L^H1彼此任选相同或不同。L^H2存在多个时，所存在的多个L^H2彼此任选相同或不同。

n^H1、n^H2和n^H3表示0以上的整数。]

[9]一种电子传输层的制造方法，其包括：

利用SOMO能级为-2.2～-1.5eV的杂环式化合物来掺杂LUMO能级为-3.0eV以上的电子传输性材料的工序，

[10]一种发光元件的制造方法，其是具有阳极、发光层、电子传输层和阴极的发光元件的制造方法，其包括：

准备组合物的工序，所述组合物含有LUMO能级为-3.0eV以上的至少1种电子传输性材料、以及选自SOMO能级为-2.2～-1.5eV的杂环式化合物及其衍生物中的至少1种掺杂材料；以及

通过涂布法将上述组合物进行成膜，形成上述电子传输层的工序，

发明的效果

本发明的发光元件使用了强效的n型掺杂材料，以高亮度进行发光。此外，由于n型掺杂材料在溶剂中比较稳定，因此，可使用涂布法容易地制造本发明的发光元件。

具体实施方式

以下，对本发明的适合实施方式进行详细地说明。

<通用术语的说明>

本说明书中通用的术语只要没有特别记载则为以下的含义。

Me表示甲基、Et表示乙基、Bu表示丁基、i-Pr表示异丙基、t-Bu表示叔丁基、Ph表示苯基。

氢原子可以为氘原子，也可以为氕原子。

在表示金属络合物的式中，表示与中心金属形成的键的实线是指共价键或配位键。

“高分子化合物”是指具有分子量分布且聚苯乙烯换算的数均分子量为1×10³以上(例如1×10³～1×10⁸)的聚合物。高分子化合物可以为嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物中的任一者，也可以为其他的形态。

关于高分子化合物的末端基团，若聚合活性基团原样残留，则在将高分子化合物用于制作发光元件时，发光特性或亮度寿命有可能降低，因此优选为稳定的基团。作为该末端基团，优选为与主链共轭键合的基团，可列举出例如借助碳-碳键与芳基或一价杂环基进行键合的基团。

“结构单元”是指在高分子化合物中存在1个以上的单元。

“低分子化合物”是指不具有分子量分布且分子量为1×10⁴以下的化合物。

“烷基”可以为直链和支链中的任一者。直链烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为1～50、优选为1～10、更优选为1～6。支链烷基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～50、优选为3～30、更优选为4～20。

烷基任选具有取代基。作为烷基，可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、2-丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、2-乙基丁基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、3-丙基庚基、癸基、3,7-二甲基辛基、2-乙基辛基、2-己基癸基、十二烷基等。此外，烷基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代后的基团。作为这样的烷基，可列举出例如三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基、3-苯基丙基、3-(4-甲基苯基)丙基、3-(3,5-二己基苯基)丙基、6-乙氧基己基。

“环烷基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～50、优选为3～30、更优选为4～20。

环烷基任选具有取代基。作为环烷基，可列举出例如环己基、环己基甲基、环己基乙基。

“芳基”是指从芳香族烃中去除与构成环的碳原子直接键合的1个氢原子后余下的原子团。芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为6～60、优选为6～20、更优选为6～10。

芳基任选具有取代基。作为芳基，可列举出例如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2-芴基、3-芴基、4-芴基、2-苯基苯基、3-苯基苯基、4-苯基苯基等。此外，芳基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代后的基团。

“烷氧基”可以为直链和支链中的任一者。直链烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为1～40、优选为1～6。支链烷氧基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～40、优选为4～10。

烷氧基任选具有取代基。作为烷氧基，可列举出例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、月桂氧基等。此外，烷氧基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代后的基团。

“环烷氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～40、优选为4～10。

环烷氧基任选具有取代基。作为环烷氧基，可列举出例如环己氧基。

“芳氧基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为6～60、优选为6～48。

芳氧基任选具有取代基。作为芳氧基，可列举出例如苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、1-蒽氧基、9-蒽氧基、1-芘氧基等。此外，芳氧基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、氟原子等取代后的基团。

“烷基亚磺酰基”可以为直链和支链中的任一者。直链的烷基亚磺酰基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为1～40、优选为4～10。支链的烷基亚磺酰基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～40、优选为4～10。

烷基亚磺酰基任选具有取代基。作为烷基亚磺酰基，可列举出例如甲基亚磺酰基、乙基亚磺酰基、丙基亚磺酰基、异丙基亚磺酰基、丁基亚磺酰基、异丁基亚磺酰基、叔丁基亚磺酰基、戊基亚磺酰基、己基亚磺酰基、庚基亚磺酰基、辛基亚磺酰基、2-乙基己基亚磺酰基、壬基亚磺酰基、癸基亚磺酰基、3,7-二甲基辛基亚磺酰基、月桂基亚磺酰基等。此外，烷基亚磺酰基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、氟原子等取代后的基团。

“环烷基亚磺酰基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～40、优选为4～10。

环烷基亚磺酰基任选具有取代基。作为环烷基亚磺酰基，可列举出例如环己基亚磺酰基。

“芳基亚磺酰基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为6～60、优选为7～48。

芳基亚磺酰基任选具有取代基。作为芳基亚磺酰基，可列举出例如苯基亚磺酰基、1-萘基亚磺酰基、2-萘基亚磺酰基、1-蒽基亚磺酰基、9-蒽基亚磺酰基、1-芘基亚磺酰基等。此外，芳基亚磺酰基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、氟原子等取代后的基团。

“p价的杂环基”(p表示1以上的整数)是指：从杂环式化合物中去除与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中的p个氢原子后余下的原子团。p价的杂环基之中，优选为从芳香族杂环式化合物中去除与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中的p个氢原子后余下的原子团、即“p价的芳香族杂环基”。

“芳香族杂环式化合物”是指：噁二唑、噻二唑、噻唑、噁唑、噻吩、吡咯、磷杂环戊二烯、呋喃、吡啶、吡嗪、嘧啶、三嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、咔唑、二苯并磷杂环戊二烯等杂环自身表现出芳香族性的化合物；以及、吩噁嗪、吩噻嗪、二苯并硼杂环戊二烯、二苯并噻咯、苯并吡喃等杂环自身不表现出芳香族性、但在杂环上稠合有芳香环的化合物。

p价的杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为2～60、优选为3～20、更优选为4～20。

p价的杂环基任选具有取代基。p价的杂环基中，作为一价杂环基，可列举出例如噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、嘧啶基、三嗪基等。此外，一价杂环基可以为这些基团中的一部分或全部氢原子被烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基等取代后的基团。

“卤素原子”表示氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。

“氨基”任选具有取代基，优选为取代氨基。作为氨基所具有的取代基，优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基。

作为取代氨基，优选为二取代氨基。作为二取代氨基，可列举出例如二烷基氨基、二环烷基氨基和二芳基氨基。此外，二取代氨基的取代基任选相互键合而形成环。作为二取代氨基的取代基的烷基的碳原子数优选为1～10、更优选为1～6、进一步优选为1～4。

作为二取代氨基，可列举出例如二甲基氨基、二乙基氨基、二苯基氨基、双(4-甲基苯基)氨基、双(4-叔丁基苯基)氨基、双(3,5-二叔丁基苯基)氨基。

“烯基”可以为直链和支链中的任一者。直链烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为2～30、优选为3～20。支链烯基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～30、优选为4～20。

“环烯基”的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为3～30、优选为4～20。

烯基和环烯基任选具有取代基。作为烯基，可列举出例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、5-己烯基、7-辛烯基、以及这些基团中的一部分或全部氢原子被取代基取代后的基团。

“炔基”可以为直链和支链中的任一者。炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子在内，通常为2～20、优选为3～20。支链炔基的碳原子数不包括取代基的碳原子在内，通常为4～30、优选为4～20。

“环炔基”的碳原子数不包括取代基的碳原子在内，通常为4～30、优选为4～20。

炔基和环炔基任选具有取代基。作为炔基，可列举出例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、5-己炔基、以及这些基团中的一部分或全部氢原子被取代基取代后的基团。

“亚芳基”是指从芳香族烃中去除与构成环的碳原子直接键合的2个氢原子后余下的原子团。亚芳基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为6～60、优选为6～30、更优选为6～18。

亚芳基任选具有取代基。作为亚芳基，可列举出例如亚苯基、萘二基、蒽二基、菲二基、二氢菲二基、并四苯二基、芴二基、芘二基、苝二基、

二基、以及这些基团中的一部分或全部氢原子被取代基取代后的基团。亚芳基优选为式(A-1)～式(A-20)所示的基团。亚芳基包括键合有多个这些基团的基团。

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

式中，R和R^a各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基。所存在的多个R和R^a各自任选相同或不同，R^a彼此任选相互键合并与各自所键合的原子一同形成环。

二价杂环基的碳原子数不包括取代基的碳原子数在内，通常为2～60、优选为3～20、更优选为4～15。

二价杂环基任选具有取代基。作为二价杂环基，可列举出例如：从吡啶、二氮杂苯、三嗪、氮杂萘、二氮杂萘、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并噻咯、吩噁嗪、吩噻嗪、吖啶、二氢吖啶、呋喃、噻吩、唑、二唑或三唑中去除与构成环的碳原子或杂原子直接键合的氢原子之中的2个氢原子后的二价基团。二价杂环基优选为式(AA-1)～式(AA-34)所示的基团。二价杂环基包括键合有多个这些基团的基团。

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

式中，R和R^a表示与上述相同的含义。

“交联基”是指通过供于加热、紫外线照射、近紫外线照射、可见光照射、红外线照射、自由基反应等而能够生成新键的基团。交联基优选为式(B-1)～(B-17)中任一者所示的基团。这些基团任选具有取代基。

[化20]

“取代基”表示卤素原子、氰基、烷基、环烷基、芳基、一价杂环基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、氨基、取代氨基、烯基、环烯基、炔基或环炔基。取代基可以为交联基。

<发光元件>

本实施方式的发光元件具有阳极、发光层、电子传输层和阴极。本实施方式的发光元件中，电子传输层含有LUMO(最低未占轨道)能级为-3.0eV以上的至少1种电子传输性材料、以及选自SOMO(半占据轨道)能级为-2.2～-1.5eV的杂环式化合物及其衍生物中的至少1种掺杂材料。此外，电子传输性材料的LUMO能级小于杂环式化合物的SOMO能级。

以下，针对本实施方式的发光元件所具有的各要素，进行详细地说明。

<电子传输层>

本实施方式中，电子传输层所包含的掺杂材料选自SOMO能级为-2.2～-1.5eV的杂环式化合物和该杂环式化合物的衍生物。需要说明的是，杂环式化合物也可以称为具有杂环的有机化合物。

关于杂环式化合物的SOMO能级，使用量子化学计算程序Gaussian09，通过B3LYP水平的密度泛函法，使用MIDI！作为基底，进行杂环式化合物的自由基状态的结构最佳化，能够求出该已最佳化的结构的SOMO能级。

出于使掺杂剂的稳定性优异的理由，SOMO能级的上限优选为-1.5eV、更优选为-1.8eV，SOMO能级的下限优选为-1.9eV、更优选为-2.0eV。

杂环式化合物的衍生物可以是通过热或光照射等活化而转变成杂环式化合物的化合物、或者通过对电子传输性材料供给电子而由杂环式化合物生成的化合物。例如，具有规定的SOMO能级的杂环式化合物为自由基体时，杂环式化合物的衍生物可以是通过热或光照射而转变成自由基体的化合物、或者从自由基体中去除1个电子而形成的阳离子体。

杂环式化合物优选为式(1-A)所示的化合物。

[化21]

此外，杂环式化合物的衍生物优选为式(1-B)或式(1-C)所示的化合物。

[化22]

[化23]

作为A¹，优选两个A¹均为-NR⁵-或-PR⁵-，更优选两个A¹均为-NR⁵-。

杂环式化合物更优选为式(2-A)所示的化合物。

[化24]

此外，杂环式化合物的衍生物更优选为式(1-B)或式(1-C)所示的化合物。

[化25]

[化26]

表1和表2中示出杂环式化合物的具体例示及其SOMO能级。其中，本发明中，杂环式化合物不限定于下述化合物。

[表1]

[表2]

需要说明的是，作为参考，表3中示出公知的化合物及其SOMO能级。

[表3]

本实施方式中，电子传输层中包含的电子传输性材料的LUMO能级低于杂环式化合物的SOMO能级，且为-3.0eV以上。电子传输性材料的LUMO能级通常为-2.0eV以下。

电子传输性材料被分类为高分子化合物和低分子化合物。本实施方式中，电子传输性材料可以为高分子化合物，也可以为低分子化合物，优选为芳香族化合物。此外，电子传输性材料可以具有交联基，也可以借助交联基进行了交联。

电子传输性材料为高分子化合物时，可列举出例如聚亚苯基、聚芴、以及它们的衍生物。此外，作为电子传输性材料，优选为具有式(ET-1)所示结构单元的高分子化合物。

[化27]

作为R^E2所示的(m1+1)价的基团，可列举出例如从烃基或一价杂环基中去除m1个氢原子后余下的原子团，该原子团任选具有取代基。此外，作为R^E2，还可列举出例如式-O-(R’O)_m-所示的基团(m1＝1的情况)。

R^E2所示的(m1+1)价的基团优选为从任选具有取代基的烷基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从任选具有取代基的芳基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从一价杂环基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从被一价杂环基取代的烷基中去除m1个氢原子后余下的原子团、或者从被一价杂环基取代的芳基中去除m1个氢原子后余下的原子团，更优选为从碳原子数1～6的烷基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从苯基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从三嗪基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从被三嗪基取代的烷基中去除m1个氢原子后余下的原子团、或者从被三嗪基取代的芳基中去除m1个氢原子后余下的原子团，进一步优选为从己基中去除m1个氢原子后余下的原子团、从苯基中去除m1个氢原子后余下的原子团、或者从被三嗪基取代的苯基中去除m1个氢原子后余下的原子团。

作为X¹的优选例，可列举出式子-SM所示的基团、式子-OM所示的基团、式子-CO₂M所示的基团、式子-NM₂所示的基团、式子-NRM所示的基团、式子-PO₃M所示的基团、式子-OP(＝O)(OM)₂所示的基团、式子-P(＝O)(OM)₂所示的基团、式子-C(＝O)NM₂所示的基团、式子-C(＝O)NRM所示的基团、式子-SO₃M所示的基团、式子-SO₂M所示的基团、式子-NR₃M’所示的基团、羧基、磺基、羟基、巯基、氨基、取代氨基、氰基、吡咯烷酮基、磷酸基、膦酸基、取代膦酸基、一价杂环基。

R与上述相同。

M表示金属阳离子或任选具有取代基的铵阳离子。

M’表示阴离子。

作为M所示的金属阳离子，优选为1价、2价或3价的离子，可列举出例如Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Ba、Ag、Al、Bi、Cu、Fe、Ga、Mn、Pb、Sn、Ti、V、W、Y、Yb、Zn和Zr等金属的离子，优选为Li、Na、K或Cs的离子。

作为M所示的铵阳离子所任选具有的取代基，可列举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基等碳原子数1～10的烷基。

作为M’所示的阴离子，可列举出例如F^-、Cl^-、Br^-、I^-、OH^-、ClO^-、ClO₂ ^-、ClO₃ ^-、ClO₄ ^-、SCN^-、CN^-、NO₃ ^-、SO₄ ^2-、HSO₄ ^-、PO₄ ^3-、HPO₄ ^2-、H₂PO₄ ^-、BF₄ ^-、PF₆ ^-、CH₃SO₃ ^-、CF₃SO₃ ^-、[(CF₃SO₂)₂N]^-、四(咪唑基)硼酸盐阴离子、8-羟基喹啉阴离子、2-甲基-8-羟基喹啉阴离子和2-苯基-8-羟基喹啉阴离子等。

取代氨基可列举出例如氨基中的1个以上氢原子被选自烷基、芳基、芳基烷基和一价杂环基中的1种以上基团取代后的氨基。取代氨基的碳原子数通常为1～60、优选为2～48。作为取代氨基，可列举出例如甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、二丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、2-乙基己基氨基、壬基氨基、癸基氨基、3,7-二甲基辛基氨基、月桂基氨基、环戊基氨基、二环戊基氨基、环己基氨基、二环己基氨基、吡咯烷基、哌啶基、双三氟甲基氨基、苯基氨基、二苯基氨基、1-萘基氨基、2-萘基氨基、五氟苯基氨基、吡啶基氨基、哒嗪基氨基、嘧啶基氨基、吡嗪基氨基、三嗪基氨基。

取代膦酸基可列举出例如膦酸基中的1个以上氢原子被选自烷基、芳基、芳基烷基和一价杂环基中的1种以上基团取代后的膦酸基。取代膦酸基的碳原子数通常为1～60、优选为2～48。作为取代氨基，可列举出例如甲基膦酸基、二甲基膦酸基、乙基膦酸基、二乙基膦酸基、丙基膦酸基、二丙基膦酸基、异丙基膦酸基、二异丙基膦酸基、2-乙基己基膦酸基、壬基膦酸基、癸基膦酸基、3,7-二甲基辛基膦酸基、月桂基膦酸基、环戊基膦酸基、二环戊基膦酸基、环己基膦酸基、二环己基膦酸基、双三氟甲基膦酸基、苯基膦酸基、二苯基膦酸基、1-萘基膦酸基、2-萘基膦酸基、五氟苯基膦酸基、吡啶基膦酸基、哒嗪基膦酸基、嘧啶基膦酸基、吡嗪基膦酸基、三嗪基膦酸基。

此外，作为X¹的优选例，还可列举出式(I)～式(IX)所示的基团。

-O-(R’O)m-R” (I)

[化28]

-S-(R’S)q-R” (III)

-C(＝O)-(R’-C(＝O))_q-R” (IV)

-C(＝S)-(R’-C(＝S))_q-R” (V)

-N{(R’)_qR”}₂ （VI)

-C(＝O)O-(R’-C(＝O)O)_q-R” (VII)

-C(＝O)-O-(R’O)_q-R” (VIII)

-NHC(＝O)-(R’NHC(＝O))_q-R” (IX)

R’表示任选具有取代基的亚烃基(hydrocarbylene group)。

R”表示氢原子、任选具有取代基的烃基、羧基、磺基、羟基、巯基、氨基、-NR^c ₂所示的基团、氰基或-C(＝O)NR^c ₂所示的基团。

R”’表示任选具有取代基的三价烃基。

m表示1以上的整数。

q表示0以上的整数。

R^c表示任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基或任选具有取代基的碳原子数6～50的芳基。

R’、R”和R”’分别存在多个的情况下，可以相同也可以不同。

作为电子传输性材料的高分子化合物可以按照例如日本特开2009-239279号公报、日本特开2012-033845号公报、日本特开2012-216821号公报、日本特开2012-216822号公报、日本特开2012-216815号公报中记载的方法进行合成。

在电子传输性材料为低分子化合物的情况下，可列举出例如以8-羟基喹啉作为配体的金属络合物、噁二唑、蒽醌二甲烷、苯醌、萘醌、蒽醌、四氰基蒽醌二甲烷、芴酮、二氰基二苯乙烯、咔唑、氮杂咔唑、二氮杂咔唑、苯并咪唑、三嗪、联苯醌、以及它们的衍生物。此外，作为电子传输性材料，优选为式(H-1)所示的低分子化合物。

[化29]

Ar^H1和Ar^H2优选为苯基、芴基、螺双芴基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吡咯基、吲哚基、氮杂吲哚基、咔唑基、氮杂咔唑基、二氮杂咔唑基、吩噁嗪基或吩噻嗪基，更优选为苯基、螺双芴基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、二苯并噻吩基、二苯并呋喃基、咔唑基或氮杂咔唑基，进一步优选为苯基、吡啶基、咔唑基或氮杂咔唑基，特别优选为后述式(TDA-1)或(TDA-3)所示的基团，极其优选为后述式(TDA-3)所示的基团，这些基团任选具有取代基。

作为Ar^H1和Ar^H2所任选具有的取代基，优选为卤素原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，更优选为烷基、环烷氧基、烷氧基或环烷氧基，进一步优选为烷基或环烷氧基，这些基团任选进一步具有取代基。

n^H1优选为1。n^H2优选为0。

n^H3通常为0以上且10以下的整数，优选为0以上且5以下的整数，进一步优选为1以上且3以下的整数，特别优选为1。

L^H1优选为亚芳基或二价杂环基。

L^H1优选为式(A-1)～(A-3)、式(A-8)～(A-10)、式(AA-1)～(AA-6)、式(AA-10)～(AA-21)或式(AA-24)～(AA-34)所示的基团，更优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-8)、式(A-9)、式(AA-1)～(AA-4)、式(AA-10)～(AA-15)或式(AA-29)～(AA-34)所示的基团，进一步优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-8)、式(A-9)、式(AA-2)、式(AA-4)、式(AA-10)～(AA-15)所示的基团，特别优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-8)、式(AA-2)、式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-12)或式(AA-14)所示的基团，极其优选为式(A-1)、式(A-2)、式(AA-2)、式(AA-4)或式(AA-14)所示的基团。

作为L^H1所任选具有的取代基，优选为卤素原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，更优选为烷基、烷氧基、芳基或一价杂环基，进一步优选为烷基、芳基或一价杂环基，这些基团任选进一步具有取代基。

L^H2表示-N(-L^H21-R^H21)-所示的基团。L^H21优选为单键或亚芳基，更优选为单键，该亚芳基任选具有取代基。L^H21所示的亚芳基或二价杂环基的定义和例子与L^H1所示的亚芳基或二价杂环基的定义和例子相同。R^H21优选为芳基或一价杂环基，这些基团任选具有取代基。R^H21所示的芳基和一价杂环基的定义和例子与Ar^H1和Ar^H2所示的芳基和一价杂环基的定义和例子相同。R^H21所任选具有的取代基的定义和例子与Ar^H1和Ar^H2所任选具有的取代基的定义和例子相同。

式(H-1)所示的化合物优选为式(H-2)所示的化合物。

[化30]

式中，Ar^H1、Ar^H2和L^H1与上述相同，n^H3表示0以上的整数。

作为式(H-1)所示的化合物，可例示出式(H-101)～(H-118)所示的化合物。

[化31]

[化32]

[化33]

[化34]

本实施方式的发光元件中，作为除了包含式(ET-1)所示结构单元的高分子化合物、式(H-1)所示的化合物之外的电子传输性材料，可以使用公知的材料，可列举出三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、芴衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二氰基二苯乙烯及其衍生物、联苯醌衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳二亚胺衍生物、亚芴基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘、苝等芳香环四羧酸酐、酞菁衍生物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物；以金属酞菁、苯并噁唑、苯并噻唑作为配体的金属络合物所代表的各种金属络合物；有机硅烷衍生物、8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物等。这些之中，优选为三唑衍生物、噁二唑衍生物、苯醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、以及8-羟基喹啉及其衍生物的金属络合物、聚喹啉及其衍生物、聚喹喔啉及其衍生物、聚芴及其衍生物。

电子传输层中，相对于电子传输性材料100质量份的掺杂材料的比值优选为1～50质量份。此外，由于能够更高效地掺杂电子传输性材料，因此，上述比值优选为5质量份以上、优选为10质量份以上、进一步优选为20质量份以上。此外，出于使电子传输层的成膜性变得良好的理由，上述比值优选为40质量份以下，更优选为30质量份以下。

电子传输层可以通过使掺杂材料活化来掺杂电子传输性材料。例如，对于电子传输层而言，通过使杂环式化合物的衍生物活化而转变成杂环式化合物，从而掺杂有电子传输性材料。

掺杂材料的活化可通过热或光的照射来进行。活化时期可以为发光元件的制作过程中，也可以为发光元件的制作后。

由热实现的活化只要能够利用热源来加热掺杂材料，将杂环式化合物的衍生物转变成具有规定的SOMO的杂环式化合物即可。热源可以为例如烘箱、加热板、红外线加热、真空蒸镀能量等。

由光照射实现的活化只要通过使用可照射紫外光、可见光或红外光中的任意光的光源，对掺杂材料照射光，从而能够将杂环式化合物的衍生物转变成具有规定的SOMO的杂环式化合物即可。作为光源，由于能够充分获得光强度，因此优选使用能够照射紫外光或可见光中的任意光的光源。

<发光层>

本实施方式中，发光层可以是包含发光材料的层。发光材料被分类为低分子化合物和高分子化合物。发光材料可以为高分子化合物，也可以为低分子化合物。此外，发光材料可以具有交联基，也可以借助交联基进行了交联。

作为可用作发光材料的低分子化合物，可列举出例如萘及其衍生物、蒽及其衍生物、苝及其衍生物；以及以铱、铂或铕作为中心金属的三重态发光络合物(即磷光发光性材料)。

作为可用作发光材料的高分子化合物，可列举出例如包含亚苯基、萘二基、芴二基、菲二基、二氢菲二基、后述式(X)所示的基团、咔唑二基、吩噁嗪二基、吩噻嗪二基、蒽二基、芘二基等的高分子化合物。

本实施方式中，发光材料优选包含三重态发光络合物(即磷光发光性材料)。

作为三重态发光络合物，优选为式Ir-1～Ir-5所示的金属络合物等铱络合物。

[化35]

[化36]

[化37]

式中，

R^D1～R^D8、R^D11～R^D20、R^D21～R^D26和R^D31～R^D37各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、一价杂环基或卤素原子，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。R^D1～R^D8、R^D11～R^D20、R^D21～R^D26和R^D31～R^D37存在多个时，它们彼此任选相同或不同。

-A^D1---A^D2-表示阴离子性的二齿配体，A^D1和A^D2各自独立地表示与铱原子键合的碳原子、氧原子或氮原子，这些原子可以为构成环的原子。-A^D1---A^D2-存在多个时，它们任选相同或不同。

n^D1表示1、2或3，n^D2表示1或2。

式Ir-1所示的金属络合物中，R^D1～R^D8中的至少1个优选为式(D-A)所示的基团。

式Ir-2所示的金属络合物中，优选R^D11～R^D20中的至少1个为式(D-A)所示的基团。

式Ir-3所示的金属络合物中，优选R^D1～R^D8和R^D11～R^D20中的至少1个为式(D-A)所示的基团。

式Ir-4所示的金属络合物中，优选R^D21～R^D26中的至少1个为式(D-A)所示的基团。

式Ir-5所示的金属络合物中，优选R^D31～R^D37中的至少1个为式(D-A)所示的基团。

[化38]

式中，

m^DA1、m^DA2和m^DA3各自独立地表示0以上的整数。

G^DA表示氮原子、芳香族烃基或杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^DA1、Ar^DA2和Ar^DA3各自独立地表示亚芳基或二价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。Ar^DA1、Ar^DA2和Ar^DA3存在多个时，它们彼此任选相同或不同。

T^DA表示芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个T^DA任选相同或不同。

m^DA1、m^DA2和m^DA3通常为10以下的整数，优选为5以下的整数，更优选为0或1。m^DA1、m^DA2和m^DA3优选为相同的整数。

G^DA优选为式(GDA-11)～(GDA-15)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

[化39]

式中，

*、**和***分别表示与Ar^DA1、Ar^DA2、Ar^DA3形成的键。

R^DA表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。R^DA存在多个时，它们任选相同或不同。

R^DA优选为氢原子、烷基、环烷基、烷氧基或环烷氧基，更优选为氢原子、烷基或环烷基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^DA1、Ar^DA2和Ar^DA3优选为式(ArDA-1)～(ArDA-3)所示的基团。

[化40]

式中，

R^DA表示与上述相同的含义。

R^DB表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。R^DB存在多个时，它们任选相同或不同。

T^DA优选为式(TDA-1)～(TDA-3)所示的基团。

[化41]

式中，R^DA和R^DB表示与上述相同的含义。

式(D-A)所示的基团优选为式(D-A1)～(D-A3)所示的基团。

[化42]

式中，

R^p1、R^p2和R^p3各自独立地表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基或卤素原子。R^p1和R^p2存在多个时，它们彼此任选相同或不同。

np1表示0～5的整数，np2表示0～3的整数，np3表示0或1。所存在的多个np1任选相同或不同。

np1优选为0～3的整数，更优选为1～3的整数，进一步优选为1。np2优选为0或1，更优选为0。np3优选为0。

R^p1、R^p2和R^p3优选为烷基或环烷基。

作为-A^D1---A^D2-所示的阴离子性的二齿配体，可列举出例如下述式所示的配体。

[化43]

式中，*表示与Ir键合的部位。

式Ir-1所示的金属络合物优选为式Ir-11～Ir-13所示的金属络合物。式Ir-2所示的金属络合物优选为式Ir-21所示的金属络合物。式Ir-3所示的金属络合物优选为式Ir-31～Ir-33所示的金属络合物。式Ir-4所示的金属络合物优选为式Ir-41～Ir-43所示的金属络合物。式Ir-5所示的金属络合物优选为式Ir-51～Ir-53所示的金属络合物。

[化44]

[化45]

[化46]

[化47]

[化48]

nD2表示1或2。

D表示式(D-A)所示的基团。所存在的多个D任选相同或不同。

R^DC表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^DC任选相同或不同。

R^DD表示烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^DD任选相同或不同。

作为三重态发光络合物，可列举出例如以下示出的金属络合物。

[化49]

[化50]

[化51]

[化52]

[化53]

[化54]

本实施方式中，发光层优选在包含发光材料的同时还包含主体材料。主体材料被分类为低分子化合物和高分子化合物。主体材料可以为高分子化合物，也可以为低分子化合物。

作为可用作主体材料的低分子化合物，可列举出具有咔唑骨架的化合物、具有三芳基胺骨架的化合物、具有菲咯啉骨架的化合物、具有三芳基三嗪骨架的化合物、具有唑骨架的化合物、具有苯并噻吩骨架的化合物、具有苯并呋喃骨架的化合物、具有芴骨架的化合物、具有螺芴骨架的化合物等，其中的一例为下述式所示的化合物。

[化55]

[化56]

作为主体材料使用的高分子化合物(以下也称为“高分子主体”)优选为包含式(Y)所示结构单元的高分子化合物。

[化57]

式中，Ar^Y1表示亚芳基、二价杂环基、或者至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^Y1所示的亚芳基更优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-6)～(A-10)、式(A-19)或式(A-20)所示的基团，进一步优选为式(A-1)、式(A-2)、式(A-7)、式(A-9)或式(A-19)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^Y1所示的二价杂环基更优选为式(AA-1)～(AA-4)、式(AA-10)～(AA-15)、式(AA-18)～(AA-21)、式(AA-33)或式(AA-34)所示的基团，进一步优选为式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-12)、式(AA-14)或式(AA-33)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^Y1所示的至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团中的亚芳基和二价杂环基的更优选范围、进一步优选范围分别与上述Ar^Y1所示的亚芳基和二价杂环基的更优选范围、进一步优选范围相同。

作为“至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团”，可列举出例如下述式所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

[化58]

式中，R^XX表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

R^XX优选为烷基、环烷基或芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^Y1所示的基团所任选具有的取代基优选为烷基、环烷基或芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选进一步被取代基取代。

作为式(Y)所示的结构单元，可列举出例如式(Y-1)～(Y-10)所示的结构单元。从发光元件的亮度寿命提高的观点出发，式(Y)所示的结构单元优选为式(Y-1)～(Y-3)所示的结构单元，从电子传输性提高的观点出发，优选为式(Y-4)～(Y-7)所示的结构单元，从空穴传输性提高的观点出发，优选为式(Y-8)～(Y-10)所示的结构单元。

[化59]

式中，R^Y1表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^Y1任选相同或不同，相邻的R^Y1彼此任选相互键合并与各自所键合的碳原子一同形成环。

R^Y1优选为氢原子、烷基、环烷基或芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

式(Y-1)所示的结构单元优选为式(Y-1’)所示的结构单元。

[化60]

式中，R^Y11表示烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^Y11任选相同或不同。

R^Y11优选为烷基、环烷基或芳基，更优选为烷基或环烷基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

[化61]

R^Y1表示与上述相同的含义。

X^Y1表示-C(R^Y2)₂-、-C(R^Y2)＝C(R^Y2)-或-C(R^Y2)₂-C(R^Y2)₂-所示的基团。

R^Y2表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^Y2任选相同或不同，R^Y2彼此任选相互键合并与各自所键合的碳原子一同形成环。

R^Y2优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，更优选为烷基、环烷基或芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

X^Y1中，-C(R^Y2)₂-所示的基团中的2个R^Y2的组合优选两者为烷基或环烷基、两者为芳基、两者为一价杂环基、或者一者为烷基或环烷基且另一者为芳基或一价杂环基，更优选一者为烷基或环烷基且另一者为芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

存在的2个R^Y2任选相互键合并与各自所键合的原子一同形成环，R^Y2形成环时，作为-C(R^Y2)₂-所示的基团，优选为式(Y-A1)～(Y-A5)所示的基团，更优选为式(Y-A4)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

[化62]

X^Y1中，-C(R^Y2)＝C(R^Y2)-所示的基团中的2个R^Y2的组合优选两者为烷基或环烷基、或者一者为烷基或环烷基且另一者为芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

X^Y1中，-C(R^Y2)₂-C(R^Y2)₂-所示的基团中的4个R^Y2优选为任选具有取代基的烷基或环烷基。所存在的多个R^Y2任选相互键合并与各自所键合的原子一同形成环，R^Y2形成环时，-C(R^Y2)₂-C(R^Y2)₂-所示的基团优选为式(Y-B1)～(Y-B5)所示的基团，更优选为式(Y-B3)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

[化63]

式中，R^Y2表示与上述相同的含义。

式(Y-2)所示的结构单元优选为式(Y-2’)所示的结构单元。

[化64]

式中，R^Y1和X^Y1表示与上述相同的含义。

[化65]

式中，R^Y1和X^Y1表示与上述相同的含义。

式(Y-3)所示的结构单元优选为式(Y-3’)所示的结构单元。

[化66]

式中，R^Y11和X^Y1表示与上述相同的含义。

[化67]

[化68]

式中，R^Y1表示与上述相同的含义。

R^Y3表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

R^Y3优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，更优选为芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

式(Y-4)所示的结构单元优选为式(Y-4’)所示的结构单元，式(Y-6)所示的结构单元优选为式(Y-6’)所示的结构单元。

[化69]

式中，R^Y1和R^Y3表示与上述相同的含义。

[化70]

式中，

R^Y1表示与上述相同的含义。

R^Y4表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

R^Y4优选为烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基或一价杂环基，更优选为芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

作为式(Y)所示的结构单元，可列举出例如包含式(Y-101)～(Y-121)所示的亚芳基的结构单元、包含式(Y-201)～(Y-206)所示的二价杂环基的结构单元、包含式(Y-301)～(Y-304)所示的至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团的结构单元。

[化71]

[化72]

[化73]

[化74]

[化75]

[化76]

[化77]

[化78]

[化79]

关于式(Y)所示的结构单元且Ar^Y1为亚芳基的结构单元，出于使发光元件的亮度寿命优异的理由，相对于高分子化合物中包含的结构单元的合计量，优选为0.5～80摩尔％、更优选为30～60摩尔％。

关于式(Y)所示的结构单元且Ar^Y1为二价杂环基、或者至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团的结构单元，出于使发光元件的电荷传输性优异的理由，相对于高分子化合物中包含的结构单元的合计量，优选为0.5～30摩尔％，更优选为3～20摩尔％。

式(Y)所示的结构单元在高分子主体中可以仅包含1种，也可以包含2种以上。

出于使空穴传输性优异的理由，高分子主体优选进一步包含式(X)所示的结构单元。

[化80]

式中，

a^X1和a^X2各自独立地表示0以上的整数。

Ar^X1和Ar^X3各自独立地表示亚芳基或二价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^X2和Ar^X4各自独立地表示亚芳基、二价杂环基、或者至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。Ar^X2和Ar^X4存在多个时，它们任选相同或不同。

R^X1、R^X2和R^X3各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。R^X2和R^X3存在多个时，它们任选相同或不同。

出于使发光元件的亮度寿命优异的理由，a^X1优选为2以下，更优选为1。

出于使发光元件的亮度寿命优异的理由，a^X2优选为2以下，更优选为0。

R^X1、R^X2和R^X3优选为烷基、环烷基、芳基或一价杂环基，更优选为芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^X1和Ar^X3所示的亚芳基更优选为式(A-1)或式(A-9)所示的基团，进一步优选为式(A-1)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^X1和Ar^X3所示的二价杂环基更优选为式(AA-1)、式(AA-2)或式(AA-7)～(AA-26)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^X1和Ar^X3优选为任选具有取代基的亚芳基。

作为Ar^X2和Ar^X4所示的亚芳基，更优选为式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)～(A-11)或式(A-19)所示的基团，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。

Ar^X2和Ar^X4所示的二价杂环基的更优选范围与Ar^X1和Ar^X3所示的二价杂环基的更优选范围相同。

Ar^X2和Ar^X4所示的至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团中的亚芳基和二价杂环基的更优选范围、进一步优选范围分别与Ar^X1和Ar^X3所示的亚芳基和二价杂环基的更优选范围、进一步优选范围相同。

作为Ar^X2和Ar^X4所示的至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团，可列举出与式(Y)的Ar^Y1所示的至少1种亚芳基与至少1种二价杂环基直接键合而成的二价基团相同的基团。

Ar^X2和Ar^X4优选为任选具有取代基的亚芳基。

作为Ar^X1～Ar^X4和R^X1～R^X3所示的基团所任选具有的取代基，优选为烷基、环烷基或芳基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选进一步被取代基取代。

式(X)所示的结构单元优选为式(X-1)～(X-7)所示的结构单元，更优选为式(X-1)～(X-6)所示的结构单元，进一步优选为式(X-3)～(X-6)所示的结构单元。

[化81]

[化82]

[化83]

[化84]

式中，

R^X4和R^X5各自独立地表示氢原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷氧基、芳基、芳氧基、卤素原子、一价杂环基或氰基，这些基团中的一部分或全部氢原子任选被取代基取代。所存在的多个R^X4任选相同或不同。所存在的多个R^X5任选相同或不同，相邻的R^X5彼此任选相互键合并与各自所键合的碳原子一同形成环。

出于使空穴传输性优异的理由，相对于高分子主体中包含的结构单元的合计量，式(X)所示的结构单元优选为0.1～50摩尔％，更优选为1～40摩尔％，进一步优选为5～30摩尔％。

作为式(X)所示的结构单元，可列举出例如式(X1-1)～(X1-11)所示的结构单元，优选为式(X1-3)～(X1-10)所示的结构单元。

[化85]

[化86]

[化87]

[化88]

[化89]

高分子主体中，式(X)所示的结构单元可以仅包含1种，也可以包含2种以上。

作为高分子主体，可列举出例如表4的高分子化合物(P-1)～(P-6)。此处，“其它”的结构单元是指除了式(Y)所示的结构单元、式(X)所示的结构单元之外的结构单元。

[表4]

表中，p、q、r、s和t表示各结构单元的摩尔比率。p+q+r+s+t＝100，且100≥p+q+r+s≥70。]

高分子主体可以为嵌段共聚物、无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物中的任一种，也可以为其他的样式，优选为将多种原料单体共聚而成的共聚物。

高分子主体可以使用Chemical Review(Chem.Rev.)、第109卷、897-1091页(2009年)等中记载的公知聚合方法来制造。作为高分子主体的制造方法，可例示出：例如通过Suzuki反应、Yamamoto反应、Buchwald反应、Stille反应、Negishi反应和Kumada反应等使用过渡金属催化剂的偶联反应使其聚合的方法。

在聚合方法中，作为投入单体的方法，可列举出：将单体总量一次性投入至反应体系中的方法；将单体的一部分投入并使其反应后，将其余的单体一次性投入、连续投入或分批投入的方法；连续或分批投入单体的方法等。

作为过渡金属催化剂，可列举出钯催化剂、镍催化剂等。

聚合反应的后处理可通过单独或组合公知的方法来进行，该公知的方法例如为：通过分液来去除水溶性杂质的方法；在甲醇等低级醇中加入聚合反应后的反应液，过滤所析出的沉淀后，使其干燥的方法等。在高分子主体的纯度低的情况下，可以通过例如结晶、再沉淀、基于索氏萃取器的连续萃取、柱色谱等通常的方法进行纯化。

<电极>

本实施方式所述的发光元件具有阳极和阴极。

作为阳极的材料，可列举出例如导电性的金属氧化物、半透明的金属，优选为氧化铟、氧化锌、氧化锡；铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物等导电性化合物；银与钯与铜的复合体(APC)；NESA、金、铂、银、铜。

作为阴极的材料，可列举出例如锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、银、锌、铟等金属；这些之中的2种以上的合金；这些之中的1种以上与银、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡之中的1种以上形成的合金；石墨和石墨层间化合物；以及金属纳米粒子、金属纳米线、导电性金属氧化物的纳米粒子。作为合金，可列举出例如镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金、锂-铝合金、锂-镁合金、锂-铟合金、钙-铝合金。

阳极和阴极可以分别设为2层以上的层叠结构，也可以设为图案化成网络(mesh)形状的结构。

作为电极的制作方法，可以利用公知的方法，可例示出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、基于利用溶液的成膜的方法(可以使用与高分子粘结剂的混合溶液)。利用辊对辊法来形成发光元件的情况下，优选使用基于利用溶液的成膜的方法。

本实施方式的发光元件可以形成在基板上。基板只要是能够在其一面上形成电极(阳极或阴极)、且在形成有机层(发光层和电子传输层)时不发生化学变化的基板即可。基板可以为例如由玻璃、塑料、硅等材料形成的基板。基板可以透明，也可以半透明，还可以不透明，在基板不透明的情况下，优选距离基板最远的电极为透明或半透明。利用辊对辊方式来制作发光元件时，出于使弯曲性优异的理由，优选为由塑料材料形成的基板。作为塑料材料，可列举出例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)，出于使耐热性、热膨胀率和吸水率优异的理由，优选为由PEN的材料形成的基板。

本实施方式的发光元件可以进一步具有除了上述之外的层。例如，发光元件可以进一步具有空穴注入层、空穴传输层等。

<空穴注入层>

空穴注入层是指与阳极相邻的层，其是具有从阳极接受空穴的功能的层，是进一步根据需要而具有传输空穴的功能、向发光层中供给空穴的功能、阻挡从阴极注入的电子的功能中的任意功能的层。空穴传输层是指：主要具有传输空穴的功能的层，是进一步根据需要而具有从阳极接受空穴的功能、向发光层中供给空穴的功能、阻挡从阴极注入的电子的功能中的任意功能的层。

本实施方式的发光元件中，作为形成空穴注入层的材料，可适合地使用咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、芴衍生物、聚芳基烷烃衍生物、二氢吡唑衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、星型胺、酞菁衍生物、氨基取代查尔酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、均二苯代乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系化合物、卟啉系化合物、聚硅烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)衍生物、有机硅烷衍生物、以及包含它们的聚合物；氧化钒、氧化钽、氧化钨、氧化钼、氧化钌、氧化铝等导电性金属氧化物；聚苯胺、苯胺系共聚物、噻吩低聚物、聚噻吩等导电性高分子和低聚物；聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚吡咯等有机导电性材料、以及包含它们的聚合物；无定形碳；四氰基醌二甲烷衍生物(例如2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷)、1,4-萘醌衍生物、联苯醌衍生物、聚硝基化合物等受体性有机化合物；十八烷基三甲氧基硅烷等硅烷偶联剂。这些材料可以以单一成分的形式使用，也可以用作包含多种成分的组合物。此外，空穴注入层可以为仅由这些材料构成的单层结构，也可以为包含同一组成或不同组成的多层的多层结构。此外，作为在后述空穴传输层中能够使用的材料而例示的材料也可以在空穴注入层中使用。

在空穴注入层之后形成空穴传输层、发光层等有机化合物层的情况下，尤其是通过涂布法来形成两个层时，先涂布的层有时溶解于后涂布的层的溶液所包含的溶剂而无法制作层叠结构。此时，可以使用将下层进行溶剂不溶化的方法。作为溶剂不溶化的方法，可列举出：对高分子化合物赋予交联基团，使其交联而不溶化的方法；作为交联剂而混合以芳香族双叠氮化物为代表的具备含芳香环的交联基团的低分子化合物，使其交联而不溶化的方法；作为交联剂而混合具有以丙烯酸酯基为代表的不具有芳香环的交联基团的低分子化合物，使其交联而不溶化的方法；使下层曝光于紫外光而使其交联，使其相对于制造上层所使用的有机溶剂进行不溶化的方法；将下层加热而使其交联，使其相对于制造上层所使用的有机溶剂进行不溶化的方法等。加热下层时的加热温度通常为100℃～300℃，时间通常为1分钟～1小时。此外，作为除了交联之外使下层不溶解地进行层叠的其它方法，存在在相邻层的制造中使用极性不同的溶液的方法，例如存在如下方法等：下层使用水溶性的高分子化合物，上层使用油溶性的高分子化合物，以使得即使进行涂布其下层也不会溶解。

作为空穴注入层的膜厚，最佳值因所用的材料而异，以驱动电压和发光效率达到适当值的方式进行选择即可，但需要为不产生针孔的厚度，若过厚，则元件的驱动电压变高，故不优选。因此，该空穴注入层的膜厚通常为1nm～1μm，优选为2nm～500nm，进一步优选为10nm～100nm。

<空穴传输层>

本实施方式的发光元件中，作为构成空穴传输层的材料，可列举出例如咔唑衍生物、三唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、芴衍生物、聚芳基烷烃衍生物、二氢吡唑衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查尔酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、均二苯代乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系化合物、卟啉系化合物、聚硅烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)衍生物、有机硅烷衍生物、以及包含它们的结构的聚合物；苯胺系共聚物、噻吩低聚物、聚噻吩等导电性高分子和低聚物；聚吡咯等有机导电性材料。这些材料可以为单一成分，或者，也可以为包含多种成分的高分子化合物。此外，空穴传输层可以为仅由这些材料构成的单层结构，也可以为包含同一组成或不同组成的多层的多层结构。此外，作为在空穴注入层中能够使用的材料而例示的材料也可以在空穴传输层中使用。

在空穴传输层之后，通过涂布法来形成发光层等有机层时，在下层溶解于后涂布的层的溶液所包含的溶剂的情况下，可以通过与空穴注入层的成膜方法中的例示相同的方法来使下层不溶于溶剂。

空穴传输层的膜厚的最佳值因所用的材料而异，以驱动电压和发光效率达到适当值的方式进行选择即可，但需要为不产生针孔的厚度，若过厚，则元件的驱动电压变高，故不优选。因此，该空穴传输层的膜厚通常为1nm～1μm，优选为2nm～500nm，进一步优选为5nm～100nm。

空穴传输层所使用的材料可以使用在上述发光层中例示的发光材料、对发光材料赋予交联基团而成的材料。

作为本实施方式的发光元件的优选层构成，可列举出例如下述的构成。

(a)阳极-发光层-电子传输层-阴极

(b)阳极-空穴注入层-发光层-电子传输层-阴极

(c)阳极-空穴注入层-空穴传输层-发光层-电子传输层-阴极

关于本实施方式的发光元件，为了提高与电极的密合性、改善源自电极的电荷注入，可以与电极相邻地设置绝缘层，但优选使电子传输层与阴极相邻。此外，为了提高界面的密合性、防止混合等，可以向空穴传输层、电子传输层或发光层的界面插入薄薄的缓冲层。要层叠的层的顺序、数量和各层的厚度可考虑发光效率、元件寿命来调整。

本实施方式的发光元件可通过例如在基板上依次层叠各层来制造。具体而言，例如通过在基板上设置阳极，在其上设置空穴注入层、空穴传输层等层，在其上设置发光层，在其上设置电子传输层的层，进而在其上层叠阴极，能够制造发光元件。

作为其它制造方法，通过在基板上设置阴极，在其上设置电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层等层，进而在其上层叠阳极，能够制造发光元件。

进而，作为其它制造方法，可通过使阳极或在阳极上层叠各层而成的阳极侧基材与阴极或在阴极上层叠各层而成的阴极侧基材对置并接合来制造。

各层的层叠可以使用真空蒸镀法和涂布法中的任一者。

本实施方式中，优选至少通过涂布法来形成电子传输层。更具体而言，优选的是，准备含有电子传输性材料和掺杂材料的组合物，通过涂布法将该组合物进行成膜，从而形成电子传输层。

涂布法中使用的溶剂只要是能够将用于形成层的材料溶解或均匀分散的溶剂即可。作为溶剂，可列举出例如1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、氯苯、邻二氯苯等氯系溶剂；THF、二噁烷、茴香醚、4-甲基茴香醚等醚系溶剂；甲苯、二甲苯、均三甲基苯、乙基苯、戊基苯、己基苯、庚基苯、辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、环己基苯、三甲基苯、3-苯氧基甲苯等芳香族烃系溶剂；环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二烷、双环己烷等脂肪族烃系溶剂；丙酮、甲乙酮、环己酮、苯乙酮等酮系溶剂；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯、苯甲酸甲酯、乙酸苯酯等酯系溶剂；乙二醇、甘油、1,2-己二醇等多元醇系溶剂；甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇、叔丁醇、环己醇等醇系溶剂；二甲基亚砜等亚砜系溶剂；N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂、2,2,3,3-四氟丙醇、1,1,1-三氟-2-丙醇、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇、2,2,3,3,4,4-六氟丁醇、2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁醇、2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇、3,3,4,4,5,5,5-七氟-2-戊醇、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-己醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚醇等氟化醇溶剂、水。溶剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。

作为成膜方法，可列举出例如旋涂法、流延法、微凹版印刷法、凹版印刷法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、狭缝涂布法、帽涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法、喷嘴涂布法等涂布法，优选使用狭缝涂布法、喷墨印刷法。

涂布法中，使用包含电子传输性材料、掺杂材料和溶剂的涂布液来进行成膜。涂布液的粘度根据印刷法的种类来调整即可，在应用于喷墨印刷法等涂布液经由喷出装置的印刷法的情况下，出于难以发生喷出时的喷嘴堵塞和飞行弯曲的理由，在25℃优选为1～30mPa·s、更优选为3～25mPa·s。

涂布液中，溶剂的配合量相对于用于形成层的材料100质量份通常为1000～100000质量份，优选为2000～20000质量份。

除了电子传输层之外的层的形成方法没有特别限定，可以为公知的方法。用于形成各层的材料为低分子化合物时，可以通过例如利用粉末的真空蒸镀法、基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法等来形成。用于形成各层的材料为高分子化合物的情况下，可以通过例如基于利用溶液或熔融状态的成膜的方法等来形成。

要层叠的层的顺序、数量和厚度可考虑发光效率和元件寿命来调整。

为了使用发光元件而得到面状的发光，以面状的阳极与阴极重合的方式配置即可。为了得到图案状的发光，有下述方法：在面状的发光元件的表面设置设有图案状窗的掩模的方法、使欲作为非发光部的层形成得极端厚而实质上不发光的方法、以图案状形成阳极或阴极、或者这两种电极的方法。利用这些中的任一方法形成图案，并以能够独立进行开关(ON/OFF)的方式配置若干电极，由此可得到能够显示数字、文字等的分段型的显示装置。为了形成点阵显示装置，将阳极和阴极共同形成条状并以正交的方式进行配置即可。通过分别涂布多种发光色不同的高分子化合物的方法、使用滤色器或荧光转换过滤器的方法，能够进行部分彩色显示、多彩显示。点阵显示装置可以进行无源驱动，也可以与TFT等组合进行有源驱动。这些显示装置可以用于计算机、电视、便携终端等的显示器。面状的发光元件可以适宜地用作液晶显示装置的背光用面状光源、或者面状的照明用光源。如果使用柔性的基板，则也可以用作曲面状的光源和显示装置。

以上，针对与本发明的发光元件有关的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。

本发明的一个侧面涉及一种电子传输层的制造方法，其包括：利用上述杂环式化合物来掺杂上述电子传输性材料的工序。

此外，本发明的一个侧面涉及一种发光元件的制造方法，其是具有阳极、发光层、电子传输层和阴极的发光元件的制造方法，其包括：准备组合物的工序，所述组合物含有上述电子传输性材料和上述掺杂材料；以及通过涂布法将该组合物进行成膜而形成电子传输层的工序。

实施例

以下，通过实施例详细地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。

<NMR的测定>

NMR的测定利用下述方法来进行。

使约10mg的测定试样溶解于约0.7mL的氘代溶剂，使用NMR装置(Agilent公司制、商品名：INOVA300或MERCURY 400VX)进行测定。

<TLC-MS>

TLC-MS的测定利用下述方法来进行。

使测定试样以任意的浓度溶解于甲苯、四氢呋喃或氯仿，并涂布在DART用TLC板(Techno Applications公司制、商品名：YSK5-100)上，使用TLC-MS(日本电子公司制、商品名：JMS-T100TD(The AccuTOF TLC))进行测定。测定时的氦气温度以200～400℃的范围进行调节。

<基于HPLC的分析>

作为化合物纯度的指标，使用高效液相色谱(HPLC)面积百分率的值。该值在没有特别记载的情况下设为基于HPLC(岛津制作所制、商品名：LC-20A)的254nm处的值。此时，使要测定的化合物以浓度达到0.01～0.2重量％的方式溶解于四氢呋喃或氯仿，根据浓度向HPLC中注入1～10μL。HPLC的流动相使用乙腈和四氢呋喃，以1mL/分钟的流速通过乙腈/四氢呋喃＝100/0～0/100(容积比)的梯度分析来流通。柱使用SUMIPAX ODS Z-CLUE(住化分析中心制)或具有同等性能的ODS柱。检测器使用光电二极管阵列检测器(岛津制作所制、商品名：SPD-M20A)。

<液相色谱质谱分析>

液体色谱质谱分析(LC-MS)利用下述方法来进行。

使测定试样以浓度达到约2mg/mL的方式溶解于氯仿或THF，向LC-MS(AgilentTechnology公司制、商品名：1100LCMSD)中注入约1μL。关于LC-MS的流动相，一边使乙腈与THF的比率发生变化一边使用，以0.2mL/分钟的流量进行流通。柱使用SUMIPAX ODS Z-CLUE(φ4.6×250mm、3μm、住化分析中心制)。

<化合物的获取>

作为电子传输性材料，使用TAZ(3-(联苯-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑)。TAZ使用从Aldrich公司购买的制品。电子传输性材料TAZ的LUMO能级为-2.0eV。

<合成例1>

利用以下的(i)～(iv)的方法，合成式(A-1)所示的化合物A-1。

[化90]

[化91]

(i)化合物(1-1)

向烧瓶中添加3,5-二甲氧基-1-溴苯20.14g、Pd₂(dba)₃ 1.68g、tBu₃P-HBF₄2.38g、NaOtBu 13.28g，将烧瓶内的气氛进行氮气置换。添加甲苯(脱水)200ml，用油浴加热至80℃为止。滴加二乙胺14.4ml，保温2小时并搅拌。冷却至0℃，滴加水100ml，进行分液，用100ml甲苯萃取2次。合并有机相并用硫酸镁干燥，馏去溶剂，结果得到24.07g的粗产物。利用硅胶柱色谱进行纯化(展开溶剂己烷:乙酸乙酯)，得到15.98g的化合物(1-1)。

所得化合物(1-1)的分析结果如下所示。

*¹H-NMR(CDCl₃)

δ1.15(6H、t)、3.31(4H、q)、3.77(6H、s)、5.84～5.87(3H、m)

*TLC-MS(DART)

210.12([M+H]⁺、Exact Mass(精确重量)：209.14)

(ii)化合物(1-2)的合成

将烧瓶内的气氛进行氮气置换，添加脱水DMF 18ml。用冰浴冷却，一边将内部温度保持为10℃以下，一边滴加磷酰氯4.8ml。保温30分钟后，一边将内部温度保持为10℃以下，一边滴加使化合物(1-1)10.00g溶解于6.0ml的DMF而得的溶液。搅拌2.5小时后，向添加有冰水42g的烧杯中滴加反应物，搅拌2小时。将水相用氯仿125ml萃取3次，合并有机相，用水100ml、饱和盐水100ml清洗。用硫酸镁干燥后，馏去溶剂，得到27.85g的粗产物。

利用硅胶柱色谱进行纯化(展开溶剂己烷:乙酸乙酯)，得到12.13g的化合物(1-2)。

所得化合物(1-2)的分析结果如下所示。

*¹H-NMR(CDCl₃)

δ1.24(6H、t)、3.42(4H、q)、3.87(6H、s)、5.73(2H、s)、10.23(1H、s)

*TLC-MS(DART)

238.14([M+H]⁺、Exact Mass：237.14)

(iii)化合物(1-3)的合成

向烧瓶中添加N,N’-二甲基邻苯二胺3.01g、化合物(1-2)5.00g，添加甲醇42ml并进行搅拌。滴加乙酸625mg后，在空气气氛下以70℃加热14小时。浓缩反应物，添加水10ml，用甲苯50ml清洗3次。浓缩水相后，使其溶解于氯仿150ml，用硫酸镁干燥并过滤后，馏去溶剂，用真空干燥机进行干燥，结果得到6.16g的化合物(1-3)。

所得化合物(1-3)的分析结果如下所示。

*¹H-NMR(CDCl₃)

δ1.29(6H、t)、3.48(4H、q)、3.83(6H、s)、3.88(6H、s)、5.91(2H、s)、7.64～7.67(2H、m)、7.88～7.92(2H、m)

(iv)化合物A-1的合成

向烧瓶中添加化合物(1-3)5.45g，将烧瓶内的气氛进行氮气置换后，添加脱水THF109ml。一边用水浴将内部温度保持为30℃以下，一边一点点地添加氢化锂铝571mg，搅拌3小时。取冰水750g，向其中滴加反应液。用甲苯750ml萃取3次，合并有机相并用硫酸钠干燥后，进行过滤并馏去溶剂，结果得到2.91g的化合物A-1。

所得化合物A-1的分析结果如下所示。

*¹H-NMR(CDCl₃)

δ1.20(6H、t)、2.55(6H、s)、3.36(4H、q)、3.67(6H、brs)、5.86(2H、s)、6.07(1H、s)、6.20-6.23(2H、m)、6.53-6.56(2H、m)

*TLC-MS(DART)

355.24([M]⁺、Exact Mass：355.23)

<合成例2>单体CM1～CM9的合成

单体CM1～CM9使用了按照下述文献中记载的方法进行合成、且显示出99.5％以上的HPLC面积百分率值的单体。

单体CM1按照Macromolecules 2005，38，5416-5424的记载进行合成。

单体CM2按照日本特开2010-189630号公报中记载的方法进行合成。

单体CM3按照国际公开第2013/191088号中记载的方法进行合成。

单体CM4按照国际公开第2012/086671号中记载的方法进行合成。

单体CM5按照日本特开2011-174061号公报中记载的方法进行合成。

单体CM6按照国际公开第2002/045184号中记载的方法进行合成。

单体CM7按照日本特开2008-106241号公报中记载的方法进行合成。

单体CM8按照日本特开2003-226744号公报中记载的方法进行合成。

单体CM9按照日本特开2010-189630号公报中记载的方法进行合成。

[化92]

[化93]

[化94]

[化95]

[化96]

<合成例3>磷光发光性化合物MC1和MC2的合成

磷光发光性化合物MC1和MC2使用按照下述文献中记载的方法进行合成、且显示出99.5％以上的HPLC面积百分率值的化合物。

磷光发光性化合物MC1按照国际公开第2009/131255号中记载的方法进行合成。磷光发光性化合物MC1的电子亲和力为2.8eV。

磷光发光性化合物MC2按照日本特开2013-147551号公报中记载的方法进行合成。磷光发光性化合物MC2的电子亲和力为2.4eV。

[化97]

<合成例4>高分子化合物HT1的合成

通过以下的工序1和2来合成高分子化合物HT1。

(工序1)将反应容器内设为不活性气体气氛后，添加单体CM5(185g)、单体CM6(35.9g)、单体CM7(20.1g)、单体CM8(104g)、二氯双(三苯基膦)钯(177mg)和甲苯(4.3kg)，加热至100℃。向其中添加20重量％的氢氧化四乙基铵水溶液(873g)后，以100℃搅拌5小时。向其中添加苯基硼酸(3.08g)和甲苯(120g)，以100℃搅拌14小时。

(工序2)从反应液中去除水相后，向其中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液和甲苯，以40℃搅拌3小时。其后，冷却至室温后，去除水相，由此得到有机相。将所得有机相用10重量％盐酸清洗2次、用3重量％氨水溶液清洗2次、用离子交换水清洗2次。通过将已清洗的有机相依次通入氧化铝柱和硅胶柱来进行纯化。将所得纯化液滴加至甲醇中，进行搅拌时产生了沉淀，因此，滤取沉淀物并使其干燥，由此得到高分子化合物HT1(204g)。高分子化合物HT1的Mn为6.7×10⁴、Mw为2.3×10⁵。

高分子化合物HT1是如下共聚物：以由投入原料量求出的理论值计，由衍生自单体CM5的结构单元、衍生自单体CM6的结构单元、衍生自单体CM7的结构单元和衍生自单体CM8的结构单元以50:12.5:7.5:30的摩尔比形成的共聚物。

<合成例5>高分子化合物HP1的合成

在不活性气体气氛下，将单体CM2(2,5-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)-1,4-二己基苯)(8.182g)、单体CM4(9,9-双(4-正己基苯基)-2,7-二溴芴)(8.508g)、单体CM9(2,4-双(4-溴苯基)-6-(4-正十二烷基苯基)-1,3,5-三嗪)(2.097g)和甲苯(250mL)混合，一边加热一边搅拌。添加乙酸钯(3.7mg)和三(2-甲氧基苯基)膦(23.2mg)，加热至100℃。向所得溶液中滴加20重量％的四乙基氢氧化铵水溶液(61.3g)，加热回流8小时。

接着，添加苯基硼酸(0.20g)、乙酸钯(3.7mg)、三(2-甲氧基苯基)膦(23.3mg)和20重量％四乙基氢氧化铵水溶液(58.3g)，加热回流15小时。

去除水相后，添加N,N-二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(9.31g)和离子交换水(60mL)，以40℃搅拌3小时。将有机相与水相分离后，将有机相依次用离子交换水清洗1次，用10重量％盐酸清洗2次，用3重量％氨水溶液清洗2次，用离子交换水清洗2次。对于有机相而言，将溶液通入至预先通液有甲苯且填充有硅胶和氧化铝的柱中，将通过的溶液滴加至甲醇中，使沉淀物析出。滤取沉淀物后进行干燥，得到高分子化合物HP1 9.80g。高分子化合物HP1的Mn为9.2×10⁴、Mw为2.3×10⁵。

高分子化合物HP1是如下共聚物：以由投入原料量求出的理论值计，由衍生自单体CM2的结构单元、衍生自单体CM4的结构单元和衍生自单体CM9的结构单元以50:40:10的摩尔比形成的共聚物。

<合成例6>高分子化合物HP2的合成

通过以下的工序1～4来合成高分子化合物HP2。

(工序1)将反应容器内设为不活性气体气氛后，添加单体CM2(2.2g)、单体CM3(1.3g)、二氯双(三邻甲氧基苯基膦)钯(2.3mg)和甲苯(55mL)，加热至105℃。

(工序2)其后，向其中滴加20重量％四乙基氢氧化铵水溶液(9.1g)，使其回流4小时。

(工序3)其后，向其中添加2-异丙基苯基硼酸(0.47g)和二氯双(三邻甲氧基苯基膦)钯(2.2mg)，使其回流16小时。

(工序4)其后，向其中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液，以85℃搅拌5小时。将所得反应液冷却后，用盐酸、氨水、离子交换水清洗，将所得有机相滴加至甲醇时，产生了沉淀。将通过滤取沉淀物并使其干燥而得到的固体溶解于甲苯，依次通入预先通液有甲苯的氧化铝柱和硅胶柱，从而进行纯化。将所得纯化液滴加至甲醇中，进行搅拌时，产生了沉淀。滤取沉淀物并使其干燥，由此得到高分子化合物HP2(2.3g)。高分子化合物HP2的Mn为7.4×10⁴、Mw为2.3×10⁵。高分子化合物HP2的电子亲和力为2.59eV以下。

高分子化合物HP2是如下共聚物：以由投入原料量求出的理论值计，由衍生自单体CM2的结构单元和衍生自单体CM3的结构单元以50:50的摩尔比形成的共聚物。

<合成例7>单体CM1’的合成

利用以下的方法来合成单体CM1’。

[化98]

向烧瓶中添加单体CM1 11.73g、双(频那醇合)二硼8.54g、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯·二氯甲烷络合物63.7mg、乙酸钾9.03g、二甲氧基乙烷(脱水)60ml，将烧瓶内的气氛进行氮气置换。置于100℃的油浴，加热搅拌3小时。自然冷却至40℃后，添加水50ml、甲苯150ml进行分液。向有机相中添加活性炭1.02g，在室温下搅拌1小时。通入装有硅藻土545的玻璃过滤器中进行过滤，用甲苯进行清洗。馏去滤洗液的溶剂，用真空干燥机以50℃减压干燥12小时，得到17.36g的粗产物。将利用庚烷溶剂的重结晶反复3次，得到7.86g的单体CM1’。

所得单体CM1’的分析结果如下所示。

*TLC-MS(DART)

859.57([M+H]⁺、Exact Mass：858.49)

*¹H-NMR(300MHz、CDCl₃)

δ0.48～0.58(4H、m)、0.98～1.15(8H、m)、1.23～1.29(16H、m)、1.39(24H、s)、1.51～1.63(4H、m)、1.96～2.02(4H、m)3.99～4.07(8H、m)、7.71(2H、d)、7.72(2H、s)、7.80(2H、d)

<合成例8>电子传输性材料HE1的合成

将Aliquat336 10.2mg(0.025mmol)、单体CM1 770.3mg、单体CM1’767.1mg溶解于30ml甲苯并添加至烧瓶中。氮气鼓泡30分钟后，使二氯双[三(邻甲氧基苯基)膦]钯(II)1.0mg溶解于少量的甲苯并添加，将烧瓶内的气氛进行氮气置换后，置于105℃的油浴进行加热。滴加5wt％碳酸钠水溶液11ml后，加热搅拌4小时。其后，添加苯基硼酸46.6mg，置于105℃的油浴，加热搅拌17小时。

将反应液自然冷却后，去除水相，添加水20ml来进行分液清洗。向2L烧杯中添加己烷并搅拌，向其中滴加聚合物溶液而使其沉淀。将所得固体用己烷清洗，用50℃的真空干燥机减压干燥12小时以上。向2L烧杯中添加己烷并搅拌，向其中滴加使上述得到的聚合物溶解于异丙醇而成的聚合物溶液，使其再沉淀。将所得固体用己烷清洗，用50℃的真空干燥机减压干燥12小时以上，结果得到0.929g的电子传输性材料HE1。电子传输性材料HE1的LUMO能级为-2.0ev。

<合成例9>电子传输性材料HE2的合成

将烧瓶设为不活性气氛下，然后使2,8-二溴-4-丁基二苯并噻吩8.7g(0.022mmol)和4-氮杂-1H-咔唑8.1g(0.048mmol)溶解于218mL的二甲基亚砜。添加Cu₂O 1.3g(0.009mmol)和16.7g(0.079mmol)后，添加二特戊酰基甲烷3.2g(0.018mmol)，置于150℃的油浴进行加热。

将反应液自然冷却后，添加甲苯87mL和水87mL，通入装有硅藻土545的玻璃过滤器进行过滤后，进行分液清洗。将所得有机相浓缩，通入硅胶柱中、接着通入活性炭中、最后通入硅藻土545中，由此进行纯化。馏去所得溶液的溶剂，用50℃的真空干燥机减压干燥12小时以上，结果得到9.4g电子传输性材料HE2。

电子传输性材料HE2的LUMO能级为-2.0ev。

<实施例1>发光元件D1的制作和评价

(i)阳极和空穴注入层的形成

通过溅射法以45nm的厚度对玻璃基板附加ITO膜，由此形成阳极。在阳极上，通过旋涂法将日产化学工业株式会社制的空穴注入材料(ND-3202)成膜至膜厚为65nm。将成膜有空穴注入材料的基板在加热板上以50℃加热3分钟而使溶剂挥发，接着用加热板以230℃加热15分钟，由此形成空穴注入层。

(ii)空穴传输层的形成

使高分子化合物HT1以0.7重量％的浓度溶解于二甲苯。使用所得的二甲苯溶液，在空穴注入层上，通过旋涂法以20nm的厚度进行成膜，在氮气气氛下在加热板上以180℃加热60分钟，由此形成空穴传输层。

(iii)发光层的形成

使高分子化合物HP1和磷光发光性化合物MC1(高分子化合物HP1/磷光发光性化合物MC1＝70重量％/30重量)以1.5重量％的浓度溶解于二甲苯，制备二甲苯溶液。使用该二甲苯溶液，在空穴传输层上，通过旋涂法以70nm的厚度进行成膜，在氮气气氛下以130℃加热10分钟，由此形成发光层。

(iv)电子传输层的形成

使用使电子传输性材料HE1以0.16重量％的浓度、化合物A-1(掺杂材料)以0.04重量％的浓度溶解于甲醇而得到的溶液，在发光层上，利用旋涂法以厚度达到10nm的方式进行成膜，在氮气气氛下以50℃加热10分钟，由此形成电子传输层。

(v)阴极的形成

将形成有电子传输层的基板置于蒸镀机内，减压至1.0×10^-4Pa以下后，在电子传输层上，作为阴极而蒸镀100nm的银(功函数：4.5eV)。蒸镀后，使用玻璃基板进行密封，由此制作发光元件D1。

(vi)发光元件的评价

通过对发光元件D1施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。施加18V时的亮度为9540cd/m²。

<比较例1>发光元件CD1的制作和评价

除了未向电子传输层中配合化合物A-1之外，与实施例1同样地制作发光元件CD1。通过对发光元件CD1施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。发光元件CD1显示出的施加18V时的亮度为1532cd/m²。

<实施例2>发光元件D2的制作和评价

除了使用电子传输性材料HE2来代替电子传输性材料HE1之外，与实施例1同样地制作发光元件D2。通过对发光元件D2施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。发光元件D2显示出的施加18V时的亮度为13237cd/m²。

<比较例2>发光元件CD2的制作和评价

除了未向电子传输层中配合化合物A-1之外，与实施例2同样地制作发光元件CD2。通过对发光元件CD2施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。发光元件CD2显示出的施加18V时的亮度为301cd/m²。

<实施例3>发光元件D3的制作和评价

除了使用电子传输性材料TAZ来代替电子传输性材料HE1之外，与实施例1同样地制作发光元件D3。通过对发光元件D3施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。发光元件D3显示出的施加18V时的亮度为16102cd/m²。

<比较例3>发光元件CD3的制作和评价

除了未向电子传输层中配合化合物A-1之外，与实施例3同样地制作发光元件CD3。通过对发光元件CD3施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC1的EL发光。发光元件CD3显示出的施加18V时的亮度为7877cd/m²。

<实施例4>发光元件D4的制作和评价

将用于形成发光层的二甲苯溶液变更为使高分子化合物HP2和磷光发光性化合物MC2(高分子化合物HP2/磷光发光性化合物MC2＝64重量％/36重量％)以1.5重量％的浓度溶解于二甲苯而制备的二甲苯溶液，除此之外，与实施例1同样地制作发光元件D4。通过对发光元件D4施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC2的EL发光。发光元件D4显示出的施加18V时的亮度为548cd/m²。

<比较例4>发光元件CD4的制作和评价

除了未向电子传输层中配合化合物A-1之外，与实施例4同样地制作发光元件CD4。通过对发光元件CD4施加电压，主要观测到源自磷光发光性化合物MC2的EL发光。发光元件CD4显示出的施加18V时的亮度为44cd/m²。

产业上的可利用性

本发明的发光元件使用了强效的n型掺杂材料，以高亮度进行发光。此外，由于n型掺杂材料在溶剂中比较稳定，因此，能够使用涂布法容易地制造本发明的发光元件。