CN110574180A

CN110574180A - 有机电场发光元件

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Publication number: CN110574180A
Application number: CN201880026521.0A
Authority: CN
Inventors: 小川淳也; 多田匡志
Original assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2038-04-16
Also published as: KR20200002885A; US20210143340A1; JP7030794B2; EP3618132A4; CN110574180B; KR20230151560A; EP3618132A1; WO2018198844A1; TWI746838B; TW201843156A; US11189802B2; JPWO2018198844A1

Abstract

本发明提供一种尽管为低驱动电压，效率也高且具有高的驱动稳定性的有机EL元件。一种有机电场发光元件，其特征在于：在相向的阳极与阴极之间具有发光层，所述发光层含有选自通式(1)所表示的吲哚并咔唑化合物中的第1主体、选自通式(2)所表示的双咔唑化合物中的第2主体及发光性掺杂剂材料。

Description

有机电场发光元件

技术领域

本发明涉及一种有机电场发光元件(称为有机电致发光(Electroluminescence，EL)元件)。详细而言，本发明涉及一种具有包含第1主体、第2主体及发光性掺杂剂材料的发光层的有机EL元件。

背景技术

通过对有机EL元件施加电压，分别自阳极将空穴注入至发光层，自阴极将电子注入至发光层。而且，在发光层中，所注入的空穴与电子再结合而生成激子。此时，根据电子自旋(electron spin)的统计法则，以1：3的比例生成单重态激子及三重态激子。使用利用单重态激子的发光的荧光发光型有机EL元件可以说内部量子效率的极限为25％。另一方面，已知使用利用三重态激子的发光的磷光发光型有机EL元件在自单重态激子有效率地进行系间跨越(intersystem crossing)的情况下，内部量子效率提高至100％。

然而，关于磷光发光型有机EL元件，长寿命化成为技术性课题。

进而，最近正在开发利用延迟荧光的高效率的有机EL元件。例如，在专利文献1中公开有一种利用作为延迟荧光的机制之一的三重态-三重态融合(Triplet-TripletFusion，TTF)机构的有机EL元件。TTF机构利用通过两个三重态激子的碰撞而生成单重态激子的现象，认为理论上将内部量子效率提高至40％。然而，与磷光发光型有机EL元件相比较，效率更低，因此要求进一步有效率的改良。

另一方面，在专利文献2中公开有一种利用热活化延迟荧光(ThermallyActivated Delayed Fluorescence，TADF)机构的有机EL元件。TADF机构为利用如下现象者：在单重态能级与三重态能级的能量差小的材料中，产生自三重态激子向单重态激子的逆系间跨越(inverse intersystem crossing)，认为理论上将内部量子效率提高至100％。然而，与磷光发光型元件同样地要求寿命特性的进一步改善。

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：WO2008/056746号

专利文献4：日本专利特开2003-133075号公报

专利文献5：WO2013/062075号

专利文献6：US2014/0374728号

专利文献7：US2014/0197386号

专利文献8：US2015/0001488号

专利文献9：US2015/0236262号

专利文献10：WO2016/194604号

专利文献11：WO2011/136755号

在专利文献3中，关于吲哚并咔唑化合物，公开作为主体材料的用途。在专利文献4中，关于双咔唑化合物，公开作为主体材料的用途。

在专利文献5、专利文献6中公开将双咔唑化合物用作混合主体。在专利文献7、专利文献8、专利文献9、专利文献10中公开将吲哚并咔唑化合物与双咔唑化合物用作混合主体。

在专利文献11中，公开主体材料的用途，所述主体材料预先混合了包含吲哚并咔唑化合物的多种主体。

然而，以上均不能说足够充分，期望进一步的改良。

发明内容

为了将有机EL元件应用于平板显示器(flat panel display)等显示元件或光源中，需要在改善元件的发光效率的同时充分确保驱动时的稳定性。本发明的目的在于提供一种尽管为低驱动电压，效率也高且具有高的驱动稳定性的有机EL元件。

本发明涉及一种有机EL元件，其为在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层的有机EL元件，所述有机EL元件的特征在于：至少一个发光层含有选自下述通式(1)所表示的化合物中的第1主体、选自下述通式(2)所表示的化合物中的第2主体以及发光性掺杂剂材料。

[化1]

(此处，环A为式(1a)所表示的芳香族烃环，环B为式(1b)所表示的杂环，环A及环B分别与所邻接的环在任意位置缩合；

Ar¹为苯基、联苯基或三联苯基；

R独立地为碳数1～10的脂肪族烃基、碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基；

a、b、c表示取代数，各自独立地表示0～3的整数；

m与n表示重复数，各自独立地表示0～2的整数；优选为：在Ar¹为苯基的情况下，m+n为1～4的整数)

[化2]

(此处，Ar²与Ar³独立地表示氢、碳数6～14的芳香族烃基或两个所述芳香族烃基连结而成的基，进行连结时的芳香族烃基可相同，也可不同；其中，Ar²与Ar³不会均为氢；L¹、L²表示式(2a)或式(2b)所表示的亚苯基；优选为L¹、L²不相同；(Ar²或Ar³为氢的情况除外))

通式(2)的优选方案为通式(3)～通式(5)，更优选为通式(4)或通式(5)。

[化3]

通式(1)的优选方案为通式(6)～通式(11)，优选为通式(6)、通式(7)、通式(8)或通式(9)，更优选为通式(6)。

[化4]

所述发光层可为通过真空蒸镀而形成的蒸镀层，第1主体与第2主体优选为在蒸镀前进行预混合而使用。另外，优选为：所述第1主体与第2主体的50％重量减少温度的差为20℃以内，或相对于第1主体与第2主体的合计，第1主体的比例多于20wt％、少于55wt％。

所述发光性掺杂剂材料可为磷光发光掺杂剂材料、荧光发光掺杂剂材料或热活化延迟荧光发光掺杂剂材料。作为磷光发光掺杂剂材料，可列举包含选自钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂及金中的至少一种金属的有机金属络合物。

另外，所述有机EL元件优选为设置与发光层邻接的空穴阻挡层，在所述空穴阻挡层中含有所述通式(1)所表示的化合物。

另外，本发明涉及一种有机电场发光元件的制造方法，其特征在于包括如下工序：在制造所述有机电场发光元件时，将第1主体与第2主体混合而制成预混合物后，将包含所述预混合物的主体材料加以蒸镀而形成发光层。

为了提高元件特性，需要使有机层中所使用的材料相对于电荷的耐久性高，尤其在发光层中，重要的是抑制激子及电荷向周边层的泄漏。对于抑制所述电荷/激子的泄漏而言，有效的是改善发光层中的发光区域的偏移，因此，需要将向发光层的两电荷(电子/空穴)注入量或发光层中的两电荷传输量控制为优选范围。

此处，关于通式(1)的吲哚并咔唑化合物，骨架的稳定性高，可通过异构物或取代基而某种程度地控制两电荷注入传输性，但难以单独地如上所述那样将两电荷注入传输量控制为优选范围。另一方面，通式(2)的双咔唑化合物通过改变取代基的种类/数量，可以高水平控制电荷注入传输性。此外，所述双咔唑化合物通过使缩环以外的取代基键结于氮原子上，与键结有缩合芳香族基的双咔唑化合物相比，具有高的最低激发三重态能量，此外，非晶稳定性高，与吲哚并咔唑化合物同样地，骨架稳定性高。因此，通过混合使用所述吲哚并咔唑化合物与双咔唑化合物，可将向有机层的电荷注入量调整为优选范围，且可期待更良好的元件特性。尤其，在延迟荧光发光EL元件或磷光发光EL元件的情况下，通过混合使用吲哚并咔唑化合物与双咔唑化合物，空穴/电子的电荷注入传输性的平衡变佳，所述吲哚并咔唑化合物在N上或取代在N上的三嗪环上具有至少一个联苯基或三联苯基，所述双咔唑化合物在至少一个N上具有芳香族烃基进行了取代的亚苯基，进而，由于具有对于封入发光层中生成的激发能量而言足够高的最低激发三重态能量，故而可不存在能量自发光层内流出地以低电压达成高效率且长寿命。

附图说明

[图1]是表示有机EL元件的一例的示意剖面图。

具体实施方式

本发明的有机EL元件在相向的阳极与阴极之间具有一个以上的发光层，发光层的至少一层包含含有第1主体、第2主体及发光性掺杂剂材料的蒸镀层。所述蒸镀层可通过真空蒸镀而制作。第1主体为所述通式(1)所表示的化合物，第2主体为所述通式(2)所表示的化合物。所述有机EL元件在相向的阳极与阴极之间具有包含多个层的有机层，多个层的至少一层为发光层，发光层也可存在多个。

对所述通式(1)进行说明。

环A为式(1a)所表示的芳香族烃环，环B为式(1b)所表示的杂环，环A及环B分别与所邻接的环在任意位置缩合。

Ar¹表示苯基、联苯基或三联苯基。优选为苯基、联苯基，更优选为苯基。此处，联苯基为-Ph-Ph所表示的基，三联苯基为-Ph-Ph-Ph或Ph(-Ph)-Ph所表示的基，Ph在任意位置(邻位、间位、对位)进行连结。此处，Ph为苯基或亚苯基等。

R独立地表示碳数1～10的脂肪族烃基、碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基。优选为表示碳数1～8的脂肪族烃基、苯基或碳数3～9的芳香族杂环基。更优选为碳数1～6的脂肪族烃基、苯基或碳数3～6的芳香族杂环基。

作为所述碳数1～10的脂肪族烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。优选为碳数1～4的烷基。

作为所述碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基的具体例，可列举自苯、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、异噁唑、噁唑、噁二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噁二唑、噻二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、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、二苯并硒吩或咔唑去掉一个H而生成的芳香族基。优选为可列举自苯、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、异噁唑、噁唑、噁二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噁二唑、噻二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、苯并噻唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑或苯并噻二唑生成的芳香族基。更优选为可列举自苯、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、异噁唑、噁唑或噁二唑生成的芳香族基。

a、b、c表示取代数，各自独立地表示0～3的整数，优选为0或1的整数。m与n表示重复数，各自独立地表示0～2的整数，优选为0或1的整数。此处，m+n优选为0或1以上的整数，更优选为1、2或3的整数。其中，在Ar¹为苯基的情况下，m+n可为1～4的整数，更优选为1、2或3的整数。

通式(1)的优选方案为所述通式(6)～通式(11)。在通式(6)～通式(11)中，与通式(1)共用的记号具有相同的含义。

以下示出通式(1)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化5]

[化6]

[化7]

[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

继而，对成为第2主体的通式(2)及作为其优选方案的通式(3)～通式(5)进行说明。在通式(2)～通式(5)中，共用的记号具有相同的含义。

Ar²与Ar³独立地表示氢、碳数6～14的芳香族烃基或两个所述芳香族烃基连结而成的基(称为连结芳香族基)。优选为氢、碳数6～12的芳香族烃基，更优选为碳数6～10的芳香族烃基。优选方案为Ar²为氢或者Ar²为氢且Ar³为所述芳香族烃基或连结芳香族基。其中，Ar²与Ar³不会均为氢。

Ar²与Ar³的具体例可列举氢或自苯、萘、蒽、菲、芴等芳香族烃或两个这些芳香族烃的芳香族环连结而成的化合物去掉一个H而生成的芳香族基或连结芳香族基。优选为可列举自苯、萘、蒽、菲生成的芳香族基或两个这些芳香族基连结而成的连结芳香族基，更优选为自苯、萘或菲生成的芳香族基。Ar³进而优选为苯基。Ar²与Ar³的一者可为氢，在所述情况下，另一者为所述芳香族基或连结芳香族基。进而优选为Ar²为氢且Ar³为苯基。另外，所述芳香族基或连结芳香族基可具有取代基，优选的取代基为碳数1～12的烷基或碳数1～12的烷氧基。

此处，连结芳香族基例如由如-Ar⁴-Ar⁵那样的式表示。此处，Ar⁴、Ar⁵独立地为碳数6～14的芳香族烃基。Ar⁴为二价或三价的基，Ar⁵为一价。构成连结芳香族基的芳香族基可相同，也可不同。

L¹、L²为亚苯基，亚苯基为对苯基或间苯基。对苯基及间苯基分别由式(2a)及式(2b)表示。而且，在一Ar²或Ar³为氢的情况下，另一者的-L¹-Ar²或-L²-Ar³可成为芳香族烃基进行了取代的间苯基或对苯基。

优选为：L¹为式(2a)所表示的亚苯基，L²为式(2b)所表示的亚苯基，或者Ar²为氢，-L¹-Ar²为苯基，L²为间苯基或对苯基。就另一观点而言，优选为：Ar²或Ar³为氢的情况除外，不会成为L¹＝L²。即，L¹、L²不会同时成为对苯基，同样地不会成为间苯基。例如，在一者为对苯基的情况下，另一者为间苯基。在一Ar²或Ar³为氢的情况下，所述L¹或L²的取代位置成为任意的亚苯基，因此自成为L¹＝L²的情况排除。

以下示出通式(2)～通式(5)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

[化20]

通过将选自所述通式(1)所表示的化合物中的第1主体与选自所述通式(2)所表示的化合物中的第2主体用作发光层的主体材料，可提供优异的有机EL元件。

第1主体与第2主体也可分别自不同的蒸镀源进行蒸镀而使用，但优选为在蒸镀前进行预混合而制成预混合物，自一个蒸镀源同时蒸镀所述预混合物来形成发光层。在所述情况下，也可在预混合物中混合用以形成发光层所需的发光性掺杂剂材料或视需要而使用的其他主体，但在成为所期望的蒸气压的温度存在大差的情况下，可自另一蒸镀源进行蒸镀。

另外，关于第1主体与第2主体的混合比(重量比)，相对于第1主体与第2主体的合计，第1主体的比例可为20％～60％，优选为多于20％、少于55％，更优选为40％～50％。

继而，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是表示本发明中所使用的一般的有机EL元件的结构例的剖面图，1表示基板、2表示阳极、3表示空穴注入层、4表示空穴传输层、5表示发光层、6表示电子传输层、7表示阴极。本发明的有机EL元件也可与发光层邻接而具有激子阻挡层，另外，也可在发光层与空穴注入层之间具有电子阻挡层。激子阻挡层也可插入至发光层的阴极侧、阴极侧的任一侧，也可同时插入至两侧。在本发明的有机EL元件中，具有阳极、发光层、以及阴极作为必需的层，但除必需层以外也可具有空穴注入传输层、电子注入传输层，进而也可在发光层与电子注入传输层之间具有空穴阻挡层。再者，空穴注入传输层是指空穴注入层与空穴传输层的任一者或两者，电子注入传输层是指电子注入层与电子传输层的任一者或两者。

也可为与图1相反的结构，即在基板1上顺次层叠阴极7、电子传输层6、发光层5、空穴传输层4、阳极2，在所述情况下，也可视需要对层进行追加、省略。

-基板-

本发明的有机EL元件优选为支撑于基板上。所述基板并无特别限制，只要为自之前便在有机EL元件中所使用的基板即可，例如可使用包含玻璃、透明塑料、石英等的基板。

-阳极-

作为有机EL元件中的阳极材料，可优选地使用包含功函数(work function)大(4eV以上)的金属、合金、导电性化合物或这些混合物的材料。作为此种电极材料的具体例，可列举Au等金属，CuI、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、SnO₂、ZnO等导电性透明材料。另外，也可使用IDIXO(In₂O₃-ZnO)等非晶质，且可制成透明导电膜的材料。阳极可通过蒸镀或溅镀等方法，使这些电极材料形成薄膜，通过光刻法形成所期望的形状的图案，或者在并不很需要图案准确度的情况下(100μm以上左右)，也可在所述电极材料的蒸镀或溅镀时，介隔所期望的形状的掩模而形成图案。或者在使用如有机导电性化合物那样的可涂布的物质的情况下，也可使用印刷方式、涂布方式等湿式成膜法。在自所述阳极取出发光的情况下，理想的是使透过率大于10％，另外，作为阳极的片电阻优选为数百Ω/□以下。膜厚也取决于材料，通常在10nm～1000nm、优选为10nm～200nm的范围内选择。

-阴极-

另一方面，作为阴极材料，可使用包含功函数小(4eV以下)的金属(电子注入性金属)、合金、导电性化合物或这些混合物的材料。作为此种电极材料的具体例，可列举：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。这些中，就电子注入性及对氧化等的耐久性的方面而言，优选为电子注入性金属与作为功函数的值大其且稳定的金属的第二金属的混合物，例如，镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物、铝等。阴极可通过如下方式而制作：通过蒸镀或溅镀等方法而使这些阴极材料形成薄膜。另外，作为阴极，片电阻优选为数百Ω/□以下，膜厚通常在10nm～5μm、优选为50nm～200nm的范围内选择。再者，为了使所发出的光透过，若有机EL元件的阳极或阴极的任一者为透明或半透明，则发光亮度提高，从而有利。

另外，在阴极中以1nm～20nm的膜厚形成所述金属后，在其上形成在阳极的说明中所列举的导电性透明材料，由此可制作透明或半透明的阴极，通过应用所述方法，可制作阳极与阴极这两者具有透过性的元件。

-发光层-

发光层为在通过分别自阳极及阴极注入的空穴及电子进行再结合而生成激子后进行发光的层，在发光层中包含有机发光性掺杂剂材料与主体材料。

作为发光层中的主体材料，使用通式(1)所表示的第1主体与通式(2)所表示的第2主体。进而，也可使用一种已知的主体材料或并用多种已知的主体材料，相对于主体材料的合计，其使用量可设为50wt％以下，优选为25wt％以下。

第1主体与第2主体可自分别不同的蒸镀源进行蒸镀；也可在蒸镀前进行预混合而制成预混合物，由此自一个蒸镀源同时蒸镀第1主体与第2主体。

在将第1主体与第2主体预混合来使用的情况下，为了再现性良好地制作具有良好的特性的有机EL元件，理想的是50％重量减少温度(T₅₀)的差小。50％重量减少温度是指在氮气气流减压(50Pa)下的热重/差热分析(Thermogravimetric-Differential ThermalAnalysis，TG-DTA)测定中，以每分钟10℃的速度自室温升温至550℃时，重量减少50％时的温度。认为在所述温度附近，最强烈地产生由蒸发或升华所引起的气化。

第1主体与第2主体的所述50％重量减少温度的差优选为20℃以内，更优选为15℃以内。作为预混合方法，可采用粉碎混合等已知的方法，但理想的是尽可能地均匀混合。

在使用磷光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为磷光发光掺杂剂，可包含含有选自钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂及金中的至少一种金属的有机金属络合物。具体而言，可优选地使用在《美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)》2001,123,4304或日本专利特表2013-53051号公报中所记载的铱络合物，但并不限定于这些。

关于磷光发光掺杂剂材料，在发光层中可仅含有一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，磷光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1wt％～30wt％，更优选为1wt％～20wt％。

磷光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体而言，可列举如下的例子。

[化21]

[化22]

在使用荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为荧光发光掺杂剂，并无特别限定，例如可列举：苯并噁唑衍生物、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、萘二甲酰亚胺衍生物、香豆素衍生物、缩合芳香族化合物、紫环酮衍生物、噁二唑衍生物、噁嗪衍生物、醛连氮衍生物、吡咯烷衍生物、环戊二烯衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物、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、二酮基吡咯并吡咯衍生物、芳香族二次甲基(dimethylidyne)化合物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物或吡咯亚甲基衍生物的金属络合物、稀土络合物、过渡金属络合物为代表的各种金属络合物等，聚噻吩、聚苯、聚苯乙炔等聚合物化合物，有机硅烷衍生物等。优选为可列举：缩合芳香族衍生物、苯乙烯基衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、噁嗪衍生物、吡咯亚甲基金属络合物、过渡金属络合物或镧系络合物，更优选为可列举：萘、芘、三亚苯、苯并[c]菲、苯并[a]蒽、并五苯、苝、荧蒽、苊并蒽、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-萘并菲啶、菲并噁唑(phenanthrooxazole)、喹啉并[6,5-f]喹啉、苯并萘并噻吩(benzothiophanthrene)等。这些也可具有烷基、芳基、芳香族杂环基或二芳基氨基作为取代基。

关于荧光发光掺杂剂材料，在发光层中可仅含有一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1％～20％，更优选为1％～10％。

在使用热活化延迟荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为热活化延迟荧光发光掺杂剂，并无特别限定，可列举：锡络合物或铜络合物等金属络合物，或在WO2011/070963号公报中记载的吲哚并咔唑衍生物、在《自然(Nature)》2012,492,234中记载的氰基苯衍生物、咔唑衍生物、在《自然光子学(Nature Photonics)》2014,8,326中记载的吩嗪衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、砜衍生物、吩噁嗪衍生物、吖啶衍生物等。

热活化延迟荧光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体而言，可列举如下的例子。

[化23]

关于热活化延迟荧光发光掺杂剂材料，在发光层中可仅含有一种，也可含有两种以上。另外，热活化延迟荧光发光掺杂剂也可与磷光发光掺杂剂或荧光发光掺杂剂混合使用。相对于主体材料，热活化延迟荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1％～50％，更优选为1％～30％。

-注入层-

注入层是为了降低驱动电压或提高发光亮度而设置于电极与有机层间的层，因此有空穴注入层与电子注入层，也可存在于阳极与发光层或空穴传输层之间、及阴极与发光层或电子传输层之间。注入层可视需要而设置。

-空穴阻挡层-

关于空穴阻挡层，广义而言，具有电子传输层的功能，包含具有传输电子的功能且传输空穴的能力明显小的空穴阻挡材料，可通过传输电子且阻挡空穴而提高发光层中的电子与空穴的再结合概率。

空穴阻挡层中可使用已知的空穴阻挡层材料，优选为含有吲哚并咔唑化合物。作为吲哚并咔唑化合物，只要具有一个以上的吲哚并咔唑环即可。此处，吲哚并咔唑环在通式(1)中是指五环的稠环。优选为通式(1)所表示的化合物，或如下化合物：在通式(1)中，Ar¹为苯基、联苯基或三联苯基，R为碳数1～10的脂肪族烃基、碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基，a、b、c各自独立地为0～3的整数，m与n各自独立地为0～2的整数。

-电子阻挡层-

关于电子阻挡层，广义而言，具有空穴传输层的功能，可通过传输空穴且阻挡电子而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，可使用已知的电子阻挡层材料，另外，可视需要而使用后述的空穴传输层的材料。电子阻挡层的膜厚优选为3nm～100nm，更优选为5nm～30nm。

-激子阻挡层-

激子阻挡层为用以阻挡在发光层内因空穴与电子再结合而生成的激子扩散至电荷传输层的层，通过插入本层，可将激子有效率地封入于发光层内，可使元件的发光效率提高。激子阻挡层可在两个以上的发光层邻接的元件中，插入至所邻接的两个发光层之间。

作为激子阻挡层的材料，可使用已知的激子阻挡层材料。例如可列举1,3-二咔唑基苯(mCP)或双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚铝(III)(BAlq)。

-空穴传输层-

空穴传输层包含具有传输空穴的功能的空穴传输材料，空穴传输层可设置单层或多层。

空穴传输材料为具有空穴的注入或传输、电子的障壁性的任一者的材料，可为有机物、无机物的任一者。在空穴传输层中，可自现有已知的化合物中选择任意者而使用。作为所述空穴传输材料，例如可列举卟啉衍生物、芳基胺衍生物、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物经氨基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、二苯乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子寡聚物、尤其是噻吩寡聚物等，优选为使用卟啉衍生物、芳基胺衍生物及苯乙烯基胺衍生物，更优选为使用芳基胺化合物。

-电子传输层-

电子传输层包含具有传输电子的功能的材料，电子传输层可设置单层或多层。

作为电子传输材料(也存在兼作空穴阻挡材料的情况)，只要具有将自阴极注入的电子传达至发光层的功能即可。在电子传输层中，可自现有已知的化合物中选择任意的化合物而使用，例如可列举：萘、蒽、菲咯啉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、经硝基取代的芴衍生物、二苯基醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳二酰亚胺、芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、联吡啶衍生物、喹啉衍生物、噁二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噻唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物等。进而，也可使用将这些材料导入至高分子链或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。

实施例

以下，通过实施例对本发明加以更详细说明，但本发明并不限定于这些实施例，只要不超过其主旨，则可以各种方式实施。

量取化合物1-2(0.20g)与化合物2-1(0.80g)，利用研钵一面捣碎一面进行混合，由此制备预混合物H1。

同样地进行，使用表1中所示的第1主体与第2主体来制备预混合物H2～预混合物H15。

将第1主体与第2主体的种类及调配比示于表1中。再者，化合物编号与所述例示化合物上所附的编号对应。

[表1]

以下示出作为用以比较的主体或空穴阻挡层化合物而使用的化合物A、化合物B及化合物C的化学式。

[化24]

在表2中示出化合物1-2、化合物1-5、化合物1-7、化合物1-10、化合物1-15、化合物1-109、化合物2-1、化合物2-2、化合物2-3以及化合物A、化合物B、化合物C的50％重量减少温度(T₅₀)。

[表2]

化合物	T<sub>50</sub>(℃)
		1-2	317
1-5	342
		1-7	346
1-10	342
		1-15	355
1-109	333
		2-1	331
2-2	338
		2-3	364
A	293
		B	328
C	281

实施例1

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，继而，将NPD形成为30nm的厚度作为空穴传输层。继而，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。然后，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为主体的预混合物H1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)₃，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(ppy)₃的浓度成为10wt％的蒸镀条件下进行共蒸镀。继而，将ET-1形成为20nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将氟化锂(LiF)形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将铝(Al)形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例2～实施例15

在实施例1中，使用预混合物H2～预混合物15的任一者作为主体，除此以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

实施例16

在实施例1中，使用预混合物H1作为主体，使用Ir(ppy)₃作为发光掺杂剂来形成发光层后，在发光层上，将化合物C形成为10nm的厚度作为空穴阻挡层，继而，将ET-1形成为10nm的厚度作为电子传输层，除此以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

实施例17～实施例20

在实施例16中，使用预混合物H3、预混合物H7、预混合物H9、预混合物H11的任一者作为主体，除此以外，与实施例16同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的亮度、驱动电压、发光效率、寿命特性示于表3～表7中。在表中，亮度、驱动电压、发光效率为驱动电流20mA/cm²时的值，为初始特性。LT70为在初始亮度9000cd/m²时，亮度衰减至初始亮度的70％所花费的时间，LT95为在初始亮度3700cd/m²时，亮度衰减至初始亮度的95％所花费的时间，均为寿命特性。

[表3]

实施例21

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，继而，将NPD形成为30nm的厚度作为空穴传输层。继而，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。继而，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为第1主体的化合物1-2、作为第2主体的化合物2-1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)₃，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(ppy)₃的浓度成为10wt％且第1主体与第2主体的重量比成为30：70的蒸镀条件下进行共蒸镀。继而，将ET-1形成为20nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例22～实施例39

在实施例21中，使用表4中所示的化合物作为第1主体及第2主体，除此以外，与实施例21同样地制作有机EL元件。

实施例40～实施例42

在实施例21～实施例23中，形成发光层后，将化合物C形成为10nm的厚度作为空穴阻挡层，将ET-1形成为10nm的厚度作为电子传输层，除此以外，与实施例21～实施例23同样地制作有机EL元件。

将所使用的第1主体及第2主体的种类及比例与所制作的有机EL元件的评价结果示于表4中。

[表4]

实施例43

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，继而，将NPD形成为45nm的厚度作为空穴传输层。继而，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。然后，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为主体的预混合物H1、作为发光掺杂剂的Ir(piq)₂acac，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(piq)₂acac的浓度成为6.0wt％的蒸镀条件下进行共蒸镀。继而，将ET-1形成为37.5nm的厚度作为电子传输层。然后，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例44～实施例47

在实施例43中，使用预混合物H3、预混合物H7、预混合物H9、预混合物H11的任一者作为主体，除此以外，与实施例43同样地制作有机EL元件。

实施例48～实施例52

在实施例43～实施例47中，形成发光层后，将化合物C形成为10nm的厚度作为空穴阻挡层，将ET-1形成为10nm的厚度作为电子传输层，除此以外，与实施例43～实施例47同样地制作有机EL元件。

将所使用的预混合物的种类与所制作的有机EL元件的评价结果示于表5中。

[表5]

实施例53

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，继而，将NPD形成为45nm的厚度作为空穴传输层。继而，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。然后，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为第1主体的化合物1-2、作为第2主体的化合物2-1、作为发光掺杂剂的Ir(piq)₂acac，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(piq)₂acac的浓度成为6.0wt％且第1主体与第2主体的重量比成为50：50的蒸镀条件下进行共蒸镀。继而，将ET-1形成为37.5nm的厚度作为电子传输层。然后，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例54～实施例66

在实施例53中，使用表6中所示的化合物作为第1主体及第2主体，除此以外，与实施例53同样地制作有机EL元件。

实施例67～实施例69

在实施例53～实施例55中，形成发光层后，将化合物C形成为10nm的厚度作为空穴阻挡层，将ET-1形成为10nm的厚度作为电子传输层，除此以外，与实施例53～实施例55同样地制作有机EL元件。

将所使用的第1主体及第2主体的种类及比例与所制作的有机EL元件的评价结果示于表6中。

[表6]

比较例1

在实施例1中，除单独使用化合物1-2作为主体以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。发光层的厚度、发光掺杂剂浓度与实施例1相同。

比较例2～比较例9

除单独使用表7中所示的化合物作为主体以外，与比较例1同样地制作有机EL元件。

比较例10、比较例11

在实施例21中，使用化合物1-2作为第1主体，使用化合物A或化合物B作为第2主体，除此以外，与实施例21同样地制作有机EL元件。

比较例12～比较例15

在实施例21中，使用化合物C作为第1主体，使用化合物A、化合物2-1、化合物2-2或化合物2-3作为第2主体，除此以外，与实施例21同样地制作有机EL元件。

比较例16、比较例17

在实施例53中，使用化合物1-2作为第1主体，使用化合物A或化合物B作为第2主体，除此以外，与实施例53同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表7中。其中，关于寿命特性，比较例16、比较例17为LT95并附有*。

[表7]

关于实施例1～实施例42及比较例1～比较例15中所制作的有机EL元件，在其上连接外部电源而施加直流电压，结果均观测到最大波长530nm的发光光谱，可知获得来自Ir(ppy)₃的发光。

另外，关于实施例43～实施例69及比较例16、比较例17中所制作的有机EL元件，在其上连接外部电源而施加直流电压，结果均观测到最大波长620nm的发光光谱，可知获得来自Ir(pic)₂acac的发光。

根据表3～表7可知：若混合使用通式(1)所表示的第1主体与通式(2)所表示的第2主体，则寿命特性明显增长。

另外可知，若如实施例16～实施例20、实施例40～实施例42或实施例48～实施例52、实施例67～实施例69那样使用吲哚并咔唑化合物作为空穴阻挡材料，则寿命特性增长。

以下示出实施例中所使用的化合物。

[化25]

产业上的可利用性

本发明的有机EL元件在低驱动电压下效率高且具有高的驱动稳定性。

符号的说明

1：基板

2：阳极

3：空穴注入层

4：空穴传输层

5：发光层

6：电子传输层

7：阴极

Claims

1.一种有机电场发光元件，为在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层的有机电场发光元件，其特征在于：至少一个发光层含有选自下述通式(1)所表示的化合物中的第1主体、选自下述通式(2)所表示的化合物中的第2主体及发光性掺杂剂材料。

[化1]

此处，环A为式(1a)所表示的芳香族烃环，环B为式(1b)所表示的杂环，环A及环B分别与所邻接的环在任意位置缩合，

Ar¹为苯基、联苯基或三联苯基，

R独立地为碳数1～10的脂肪族烃基、碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基，

a、b、c各自独立地表示0～3的整数，

m与n各自独立地表示0～2的整数，在Ar¹为苯基的情况下，m+n为1～4的整数。

[化2]

此处，Ar²与Ar³表示氢、碳数6～14的芳香族烃基或两个所述芳香族烃基连结而成的基，进行连结时的芳香族烃基可相同，也可不同。其中，Ar²与Ar³不会均为氢。L¹、L²表示间苯基或对苯基。

2.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其中在通式(2)中，Ar²为氢或苯基，Ar³为苯基。

3.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于：通式(2)所表示的化合物为下述通式(3)～通式(5)的任一者所表示的化合物。

[化3]

4.根据权利要求3所述的有机电场发光元件，其特征在于：通式(2)所表示的化合物为通式(4)所表示的化合物。

5.根据权利要求3所述的有机电场发光元件，其特征在于：通式(2)所表示的化合物为通式(5)所表示的化合物。

6.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于：通式(1)所表示的化合物为通式(6)～通式(11)的任一者所表示的化合物。

[化4]

(此处，Ar¹、R、a～c、m及n与通式(1)为相同含义)。

7.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于：相对于第1主体与第2主体的合计，第1主体的比例超过20wt％、未满55wt％。

8.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于：发光性掺杂剂材料为包含选自由钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂及金所组成的群组中的至少一种金属的有机金属络合物。

9.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于：发光性掺杂剂材料为热活化延迟荧光发光掺杂剂材料。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于：与发光层邻接而设置空穴阻挡层，在所述空穴阻挡层中含有吲哚并咔唑化合物。

11.一种有机电场发光元件的制造方法，其特征在于，包括如下工序：在制造如权利要求1所述的有机电场发光元件时，将第1主体与第2主体混合而制成预混合物后，将包含所述预混合物的主体材料加以蒸镀而形成发光层。

12.根据权利要求11所述的有机电场发光元件的制造方法，其特征在于：第1主体与第2主体的50％重量减少温度的差为20℃以内。