CN110892541B - 发光元件、包含该发光元件的显示器、照明装置及传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供同时实现高发光效率与色纯度高的发光的有机薄膜发光元件。本发明是一种发光元件，是在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且通过电能而发光的发光元件，上述发光层包含通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物。(X表示C‑R7或N。R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、‑P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。R10和R11为芳基或杂芳基。)

Description

发光元件、包含该发光元件的显示器、照明装置及传感器
技术领域
本发明涉及发光元件、包含该发光元件的显示器、照明装置以及传感器。
背景技术
所谓有机薄膜发光元件，是从阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在被两极夹着的有机层中的发光材料内再结合时发光的元件。该发光元件的特征是薄型、在低驱动电压下高亮度地发光、能够通过选择发光材料进行多色发光等，受到关注。
如果电子与空穴再结合，则形成激子。已知此时，单重态激子和三重态激子以单重态激子：三重态激子＝25％：75％的比例生成。因此，对于使用基于单重态激子的发光的荧光型有机薄膜发光元件，内部量子效率的理论限度可以认为是25％。另一方面，对于使用基于三重态激子的发光的磷光型有机薄膜发光元件，内部量子效率的理论限度可以认为是75％。对于荧光型有机薄膜发光元件，基于该发光原理的发光效率低是课题。
为了解决该课题，近年来，提出了利用了延迟荧光的荧光型有机薄膜发光元件。其中，提出了利用了TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence，热活化延迟荧光)现象的荧光型有机薄膜发光元件，进行了开发(参照例如，非专利文献1～2、专利文献1～2)。该TADF现象是在使用了单重态能级与三重态能级的能量差(ΔST)小的材料的情况下，发生从三重态激子向单重态激子的反向系间窜越的现象。如果利用该TADF现象，则可以将通过电子与空穴的再结合而生成的激子之中的、75％的三重态激子转变为单重态激子而利用。因此，在荧光型有机薄膜发光元件中，在理论上也能够将内部量子效率提高到100％。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-045179号公报
专利文献2：日本特开2014-022666号公报
非专利文献
非专利文献1：Nature Communications，492,234，2012.
非专利文献2：Nature Communications，5，4016，2014.
发明内容
发明所要解决的课题
在非专利文献1中，公开了发光层的掺杂材料使用了TADF性材料的荧光型有机薄膜发光元件。通过使用TADF性掺杂剂，与以往的荧光型有机薄膜发光元件相比，达到更高的发光效率。然而，TADF性掺杂剂显示宽的半峰宽的发光，因此在色纯度方面留有课题。
在非专利文献2中，公开了在发光层中混合了TADF性材料的荧光型有机薄膜发光元件。在该情况下，通过TADF性材料而三重态激子转变成单重态激子，然后，荧光掺杂剂接收单重态激子，从而达到高的发光效率。然而，从TADF性材料向荧光掺杂剂的单重态激子的转移的效率、发光的色纯度等依然留有课题。
在专利文献1中，同样地也公开了在发光层中含有TADF性材料和荧光掺杂剂的荧光型有机薄膜发光元件。在专利文献2中，关于包含具有 TADF性的第1主体材料、第2主体材料、以及荧光掺杂材料的发光层，公开了这些材料的单重态能量之间的大小关系、能量差的大小的优选关系。然而，在这些例子中，在从TADF性材料向荧光掺杂剂的单重态激子的转移的效率、发光的色纯度方面依然留有课题。
这样，虽然高效率的荧光型有机薄膜发光元件的开发发展，但不充分。进一步，即使可以使发光效率提高，作为荧光型有机薄膜发光元件的优势的色纯度也变差。这样，还未发现同时实现高发光效率与色纯度高的发光的技术。
本发明的目的是解决这样的现有技术的问题，提供同时实现高发光效率与色纯度高的发光的有机薄膜发光元件。
用于解决课题的方法
即，本发明是一种发光元件，是在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且通过电能而发光的发光元件，上述发光层包含通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物。
Figure BDA0002360917190000031
(X表示C-R7或N。R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。R10和R11为芳基或杂芳基。)
发明的效果
通过本发明，可以提供同时实现高发光效率与色纯度高的发光的有机薄膜发光元件。
具体实施方式
以下，详细说明本发明涉及的发光元件、包含该发光元件的显示器、照明装置和传感器的优选实施方式。然而，本发明不限定于以下实施方式，可以根据目的、用途进行各种变更而实施。
本发明的实施方式涉及的发光元件是在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且通过电能而发光的发光元件，上述发光层包含后述的通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物。
＜通式(1)所示的化合物＞
Figure BDA0002360917190000041
X表示C-R7或N。R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。R10和R11为芳基或杂芳基。
在上述全部基团中，氢可以为氘。在以下说明的化合物或其部分结构中也同样。
此外，在以下说明中，例如，所谓碳原子数6～40的取代或未取代的芳基，也包含取代芳基的取代基所包含的碳原子数在内的全部碳原子数为 6～40。规定碳原子数的其它取代基也与其同样。
此外，在上述全部基团中，作为被取代的情况下的取代基，优选为烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、 -P(＝O)R10R11，进一步优选为在各取代基的说明中作为优选的具体的取代基。R10和R11为芳基或杂芳基。此外，这些取代基可以进一步被上述取代基取代。
“取代或未取代的”这样的情况下的所谓“未取代”，是指氢原子或氘原子取代基团的情况。
在以下说明的化合物或其部分结构中，关于“取代或未取代的”这样的情况，也与上述同样。
所谓烷基，表示例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。对被取代的情况下追加的取代基没有特别限制，可以举出例如，烷基、卤素、芳基、杂芳基等，这点在以下记载中也是共通的。此外，烷基的碳原子数没有特别限定，但从获得的容易性、成本方面考虑，优选为1以上且 20以下，更优选为1以上且8以下的范围。
所谓环烷基，表示例如，环丙基、环己基、降冰片烷基、金刚烷基等饱和脂环式烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。烷基部分的碳原子数没有特别限定，优选为3以上且20以下的范围。
所谓杂环基，表示例如，吡喃环、哌啶环、环状酰胺等环内具有碳以外的原子的脂肪族环，其可以具有取代基也可以不具有取代基。杂环基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
所谓烯基，表示例如，乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。烯基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
所谓环烯基，表示例如，环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。
所谓炔基，表示例如，乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。炔基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且20以下的范围。
所谓烷氧基，表示例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基等经由醚键而结合了脂肪族烃基的官能团，该脂肪族烃基可以具有取代基也可以不具有取代基。烷氧基的碳原子数没有特别限定，优选为1以上且20以下的范围。
所谓烷硫基，为烷氧基的醚键的氧原子被置换成硫原子的基团。烷硫基的烃基可以具有取代基也可以不具有取代基。烷硫基的碳原子数没有特别限定，优选为1以上且20以下的范围。
所谓芳基醚基，表示例如，苯氧基等经由醚键的结合了芳香族烃基的官能团，芳香族烃基可以具有取代基也可以不具有取代基。芳基醚基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下的范围。
所谓芳基硫醚基，为芳基醚基的醚键的氧原子被置换成硫原子的基团。芳基硫醚基中的芳香族烃基可以具有取代基也可以不具有取代基。芳基硫醚基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下的范围。
所谓芳基，表示例如，苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、
Figure BDA0002360917190000061
基、芘基、荧蒽基、苯并[9,10]菲基、苯并荧蒽基、二苯并蒽基、苝基、螺烯基(a helicenyl group)等芳香族烃基。
其中，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、苯并[9,10]菲基。芳基可以具有取代基也可以不具有取代基。芳基的碳原子数没有特别限定，优选为6以上且40以下，更优选为6以上且30以下的范围。
在R1～R9为取代或未取代的芳基的情况下，作为芳基，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基，更优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基，进一步优选为苯基、联苯基、三联苯基，特别优选为苯基。
在各个取代基进一步被芳基取代的情况下，作为芳基，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基，更优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基，特别优选为苯基。
所谓杂芳基，表示例如，吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、二氮杂萘基、噌啉基、酞嗪基(a phthalazinyl group)、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咔唑基、咔啉基、吲哚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、二氢茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并
Figure BDA0002360917190000071
唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基等在一个或多个环内具有碳以外的原子的环状芳香族基。其中，所谓二氮杂萘基，表示1,5-二氮杂萘基、1,6-二氮杂萘基、1,7-二氮杂萘基、1,8-二氮杂萘基、2,6-二氮杂萘基、2,7-二氮杂萘基的任一者。杂芳基可以具有取代基也可以不具有取代基。杂芳基的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且40以下，更优选为2以上且30以下的范围。
在R1～R9为取代或未取代的杂芳基的情况下，作为杂芳基，优选为吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并
Figure BDA0002360917190000072
唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基，更优选为吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基，特别优选为吡啶基。
在各个取代基进一步被杂芳基取代的情况下，作为杂芳基，优选为吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并
Figure BDA0002360917190000073
唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基，更优选为吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基，特别优选为吡啶基。
“包含受电子性氮”这样的情况下的所谓受电子性氮，表示在与相邻原子之间形成多重键的氮原子。包含受电子性氮的芳香族杂环可举出例如，吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、
Figure BDA0002360917190000074
二唑环、噻唑环、喹啉环、异喹啉环、萘啶环、噌啉环、酞嗪环、喹唑啉环、喹喔啉环、苯并喹啉环、菲咯啉环、吖啶环、苯并噻唑环、苯并
Figure BDA0002360917190000075
唑环等。其中，所谓萘啶，表示1,5-萘啶、1,6-萘啶、1,7-萘啶、1,8-萘啶、2,6-萘啶、2,7-萘啶的任一者。
“包含给电子性氮”这样的情况下的所谓给电子性氮，表示与相邻原子之间仅形成单键的氮原子。包含给电子性氮的芳香族杂环可举出例如具有吡咯环的芳香族杂环。作为具有吡咯环的芳香族杂环，可举出吡咯环、吲哚环、咔唑环等。
所谓卤素，表示选自氟、氯、溴和碘中的原子。
羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基可以具有取代基也可以不具有取代基。这里，作为取代基，可举出例如，烷基、环烷基、芳基、杂芳基等，这些取代基可以进一步被取代。
所谓氨基，是取代或未取代的氨基。作为取代基，可举出例如，芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基等。作为芳基、杂芳基，优选为苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。这些取代基可以进一步被取代。氨基的取代基部分的碳原子数没有特别限定，优选为2以上且50以下，更优选为6以上且40以下，特别优选为6以上且30以下的范围。
所谓甲硅烷基，表示例如，三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基等烷基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基等芳基甲硅烷基。硅原子上的取代基可以进一步被取代。甲硅烷基的碳原子数没有特别限定，优选为1以上且30以下的范围。
所谓硅氧烷基，表示例如三甲基硅氧烷基等经由醚键的硅化合物基。硅原子上的取代基可以进一步被取代。
所谓硼烷基，是取代或未取代的硼烷基。作为取代的情况下的取代基，可举出例如，芳基、杂芳基、直链烷基、支链烷基、芳基醚基、烷氧基、羟基等。其中，优选为芳基、芳基醚基。
作为氧化膦基-P(＝O)R10R11，R10和R11为芳基或杂芳基。没有特别限定，但具体而言可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190000081
所谓与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环，是指任意的相邻的2 个取代基(例如通式(1)的R1与R2)彼此结合，形成共轭或非共轭的环状骨架。作为这样的稠环和脂肪族环的构成元素，除碳以外，还可以包含选自氮、氧、硫、磷和硅中的元素。此外，这些稠环和脂肪族环可以进一步与其它环稠合。
通式(1)所示的化合物显示高荧光量子收率，斯托克斯位移和发光光谱的半峰宽小，因此可以作为荧光掺杂剂而适合使用。此外，通过材料设计而荧光光谱在400nm以上且900nm以下的范围显示单一峰，因此可以将激发能的大部分以所希望的波长的光的形式获得。因此，能够进行激发能的有效率的利用，也能够实现高色纯度。这里，所谓在某波长区域为单一峰，表示在该波长区域，相对于强度最强的峰，没有具有该强度的5％以上的强度的峰的状态。在以下说明中也同样。
进一步，通式(1)所示的化合物通过将适当的取代基导入到适当位置，可以调整发光效率、发光波长、色纯度、耐热性、分散性等各种特性、物性。
例如，与R1、R3、R4和R6为氢原子的情况相比，在R1、R3、R4和 R6的至少1个为取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基的情况下，通式(1)所示的化合物显示更高的耐热性和光稳定性。如果耐热性提高，则在制作发光元件时可以抑制化合物的分解，因此耐久性提高。
此外，从耐热性、荧光量子收率提高的观点考虑，R1～R9与相邻取代基之间形成稠环也是优选的。
在R1、R3、R4和R6的至少1个为取代或未取代的烷基的情况下，作为烷基，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基这样的碳原子数1～6的烷基。进一步，从热稳定性优异这样的观点考虑，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。此外，从防止浓度淬灭而使荧光量子收率提高这样的观点考虑，更优选为在空间上体积大的叔丁基。此外，从合成的容易性、原料获得的容易性这样的观点考虑，也优选使用甲基。
在R1、R3、R4和R6的至少1个为取代或未取代的芳基的情况下，作为芳基，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基，更优选为苯基、联苯基，特别优选为苯基。
在R1、R3、R4和R6的至少1个为取代或未取代的杂芳基的情况下，作为杂芳基，优选为吡啶基、喹啉基、噻吩基，更优选为吡啶基、喹啉基，特别优选为吡啶基。
R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，在为取代或未取代的烷基的情况下，色纯度特别良好，因此是优选的。在该情况下，作为烷基，从合成的容易性、原料获得的容易性这样的观点考虑，优选为甲基。
在R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基的情况下，显示更高的热稳定性和光稳定性，因此是优选的。在该情况下，更优选R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基。
虽然也有使多个性质提高的取代基，但所有性质方面显示充分性能的取代基有限。特别是，难以同时实现高发光效率与高色纯度。因此，通过对通式(1)所示的化合物导入多种取代基，从而能够获得发光特性、色纯度等取得了平衡的化合物。
特别是，在R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基的情况下，例如，优选如R1≠R4、R3≠R6、R1≠ R3或R4≠R6等那样，导入多种取代基。这里“≠”表示为不同结构的基团。例如，R1≠R4表示R1与R4为不同结构的基团。如上述那样通过导入多种取代基，可以同时导入对色纯度带来影响的芳基和对发光效率带来影响的芳基，因此能够进行细的调节。
其中，从使发光效率与色纯度平衡好地提高这样的观点考虑，R1≠R3或R4≠R6是优选的。在该情况下，可以对通式(1)所示的化合物，在两侧的吡咯环分别导入1个以上对色纯度带来影响的芳基，在其以外的位置导入对发光效率带来影响的芳基，因此可以使这两者的性质提高到最大限度。此外，在R1≠R3或R4≠R6的情况下，从使耐热性与色纯度两者提高这样的观点考虑，更优选R1＝R4和R3＝R6。
作为主要对色纯度带来影响的芳基，优选为被给电子性基取代了的芳基。所谓给电子性基，在有机电子学说中，是通过诱导效应、共振效应，对取代了的原子团供给电子的原子团。作为给电子性基，可举出哈米特法则的取代基常数(σp(对位))取负值的基团。哈米特法则的取代基常数(σp(对位))可以从化学便览基础编改订第5版(日文原文：化学便覧基礎編改訂5 版)(II-380页)引用。
作为给电子性基的具体例，可举出例如，烷基(甲基的σp：-0.17)、烷氧基(甲氧基的σp：-0.27)、氨基(-NH2的σp：-0.66)等。特别是，优选为碳原子数1～8的烷基或碳原子数1～8的烷氧基，更优选为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基。从分散性的观点考虑，特别优选为叔丁基、甲氧基，在将它们作为上述给电子性基的情况下，在通式(1)所示的化合物中，可以防止由分子彼此的凝集引起的淬灭。取代基的取代位置没有特别限定，但为了提高通式(1)所示的化合物的光稳定性而需要抑制键的扭转，因此优选相对于与吡咯亚甲基骨架的结合位置使其结合在间位或对位。
另一方面，作为主要对发光效率带来影响的芳基，优选为具有叔丁基、金刚烷基、甲氧基等体积大的取代基的芳基。
在R1、R3、R4和R6分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基的情况下，优选R1、R3、R4和R6分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的苯基。此时，更优选R1、R3、R4和R6分别选自以下的Ar-1～Ar-6。在该情况下，作为R1、R3、R4和R6的优选组合，可举出表1-1～表1-11 所示那样的组合，但不限定于它们。
Figure BDA0002360917190000111
Figure BDA0002360917190000121
Figure BDA0002360917190000131
Figure BDA0002360917190000141
Figure BDA0002360917190000151
Figure BDA0002360917190000161
Figure BDA0002360917190000171
Figure BDA0002360917190000181
Figure BDA0002360917190000191
Figure BDA0002360917190000201
Figure BDA0002360917190000211
Figure BDA0002360917190000221
R2和R5优选为氢原子、烷基、羰基、酯基、芳基的任一者。其中，从热稳定性的观点考虑，优选为氢原子或烷基，从在发光光谱中易于获得窄的半峰宽这样的观点考虑，更优选为氢原子。
R8和R9优选为烷基、芳基、杂芳基、氟、含氟烷基、含氟杂芳基或含氟芳基。特别是，从对激发光稳定，并且获得更高的荧光量子收率考虑，R8和R9更优选为氟或含氟芳基。进一步，从合成的容易性考虑，R8和R9更加优选为氟。
这里，所谓含氟芳基，为包含氟的芳基，可举出例如，氟苯基、三氟甲基苯基和五氟苯基等。所谓含氟杂芳基，为包含氟的杂芳基，可举出例如，氟吡啶基、三氟甲基吡啶基和三氟吡啶基等。所谓含氟烷基，为包含氟的烷基，可举出例如，三氟甲基、五氟乙基等。
此外，在通式(1)中，从光稳定性的观点考虑，X为C-R7是优选的。在X为C-R7时，从防止膜中的凝集、由凝集引起的发光强度的降低的观点考虑，R7优选为刚直，并且运动的自由度小而不易引起凝集的基团，具体而言，优选为取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基的任一者。
从可获得更高的荧光量子收率，更难热分解方面，以及光稳定性的观点考虑，优选X为C-R7，R7为取代或未取代的芳基。作为芳基，从不损害发光波长这样的观点考虑，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基。
进一步，为了提高通式(1)所示的化合物的光稳定性，需要适度抑制 R7与吡咯亚甲基骨架的碳-碳键的扭转。因为如果扭转过度大，则相对于激发光的反应性提高等，光稳定性降低。从这样的观点考虑，作为R7，优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的萘基，更优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基。特别优选为取代或未取代的苯基。
此外，R7优选为适度地体积大的取代基。通过使R7具有某种程度的大体积，可以防止分子的凝集，其结果，发光效率、耐久性更加提高。
作为这样的体积大的取代基的进一步优选的例子，可举出下述通式(8) 所示的R7的结构。
Figure BDA0002360917190000241
在通式(8)中，r选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、氧化膦基。k为1～3的整数。在k为2以上的情况下，r分别可以相同也可以不同。
从可以获得更高的荧光量子收率这样的观点考虑，r优选为取代或未取代的芳基。该芳基中，特别是，可举出苯基、萘基作为优选例。在r为芳基的情况下，通式(8)的k优选为1或2，其中，从进一步防止分子的凝集这样的观点考虑，k更优选为2。进一步，在k为2以上的情况下，优选r的至少1个被烷基取代。作为该情况下的烷基，从热稳定性的观点考虑，可举出甲基、乙基和叔丁基作为特别优选的例子，可举出叔丁基作为更加优选的例子。
此外，从控制荧光波长、吸收波长，或提高与溶剂的相容性这样的观点考虑，r优选为取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基或卤素，更优选为甲基、乙基、叔丁基、甲氧基。从分散性的观点考虑，特别优选为叔丁基、甲氧基。r为叔丁基或甲氧基对于防止由分子彼此的凝集引起的淬灭是更有效的。
此外，作为通式(1)所示的化合物的另一方案，优选R1～R7之中的至少1个为吸电子基。特别优选(1)R1～R6之中的至少1个为吸电子基，(2)R7为吸电子基，或(3)R1～R6之中的至少1个为吸电子基，并且，R7为吸电子基。通过向吡咯亚甲基骨架导入吸电子基，可以大幅降低吡咯亚甲基骨架的电子密度。由此，上述化合物相对于氧的稳定性更加提高，其结果，可以使上述化合物的耐久性更加提高。
所谓吸电子基，也称为受电子性基，在有机电子学说中，是通过诱导效应、共振效应，从取代了的原子团吸引电子的原子团。作为吸电子基，可举出哈米特法则的取代基常数(σp(对位))取正值的基团。哈米特法则的取代基常数(σp(对位))可以从化学便览基础编改订第5版(II-380页)引用。
另外，苯基也有上述那样的取正值的例子，但在本发明中，吸电子基中不包含苯基。
作为吸电子基的例子，可举出例如，-F(σp：+0.06)、-Cl(σp：+0.23)、 -Br(σp：+0.23)、-I(σp：+0.18)、-CO2R12(σp：R12为乙基时+0.45)、 -CONH2(σp：+0.38)、-COR12(σp：R12为甲基时+0.49)、-CF3(σp：+0.50)、 -SO2R12(σp：R12为甲基时+0.69)、-NO2(σp：+0.81)等。R12各自独立地表示氢原子、取代或未取代的环形成碳原子数6～30的芳香族烃基、取代或未取代的环形成原子数5～30的杂环基、取代或未取代的碳原子数1～ 30的烷基、取代或未取代的碳原子数1～30的环烷基。作为这些各基团的具体例，可举出与上述同样的例子。
作为优选的吸电子基，可举出氟、含氟芳基、含氟杂芳基、含氟烷基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的磺酰基或氰基。作为更优选的吸电子基，可举出氟、含氟芳基、含氟杂芳基、含氟烷基、取代或未取代的酯基。其原因是它们不易化学分解。
作为通式(1)所示的化合物的优选例之一，可举出R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的烷基，进一步，X 为C-R7，R7为通式(8)所示的基团的情况。在该情况下，R7特别优选为r 作为取代或未取代的苯基而被包含的通式(8)所示的基团。
作为通式(1)所示的化合物的另一优选例，可举出R1、R3、R4和R6的所有基团分别可以相同也可以不同，选自上述Ar-1～Ar-6，进一步，X为 C-R7，R7为通式(8)所示的基团的情况。在该情况下，R7更优选为r作为叔丁基、甲氧基而被包含的通式(8)所示的基团，特别优选为r作为甲氧基而被包含的通式(8)所示的基团。
分子量没有特别限定，但从耐热性、制膜性的观点考虑，优选为1000 以下，更优选为800以下。进一步，从获得充分高的升华温度，可以更稳定地控制蒸镀速度方面考虑，更优选为450以上。由于升华温度充分变高，可以防止室内的污染，因此显示稳定的高亮度发光，易于获得高效率发光。
作为通式(1)所示的化合物，没有特别限定，但具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190000261
Figure BDA0002360917190000271
Figure BDA0002360917190000281
Figure BDA0002360917190000291
Figure BDA0002360917190000301
Figure BDA0002360917190000311
Figure BDA0002360917190000321
Figure BDA0002360917190000331
Figure BDA0002360917190000341
Figure BDA0002360917190000351
Figure BDA0002360917190000361
Figure BDA0002360917190000371
Figure BDA0002360917190000381
Figure BDA0002360917190000391
Figure BDA0002360917190000401
Figure BDA0002360917190000411
Figure BDA0002360917190000421
Figure BDA0002360917190000431
Figure BDA0002360917190000441
Figure BDA0002360917190000451
Figure BDA0002360917190000461
Figure BDA0002360917190000471
Figure BDA0002360917190000481
Figure BDA0002360917190000491
Figure BDA0002360917190000501
通式(1)所示的化合物，例如，可以通过日本特表平8-509471号公报、日本特开2000-208262号公报所记载的方法合成。即，通过将吡咯亚甲基化合物与金属盐在碱共存下反应，可获得作为目标的吡咯亚甲基系金属配位化合物。
此外，关于吡咯亚甲基-氟化硼配位化合物的合成，可以以J.Org.Chem.， vol.64，No.21，pp.7813-7819(1999)，Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.，vol.36， pp.1333-1335(1997)等所记载的方法作为参考，合成通式(1)所示的化合物。可举出例如，将下述通式(9)所示的化合物与通式(10)所示的化合物在磷酰氯存在下，在1,2-二氯乙烷中加热后，使下述通式(11)所示的化合物在三乙胺存在下，在1,2-二氯乙烷中反应，由此，获得通式(1)所示的化合物的方法。然而，本发明不限定于此。这里，R1～R9与上述说明同样。J表示卤素。
Figure BDA0002360917190000511
＜延迟荧光性的化合物＞
所谓延迟荧光，为在亚稳定状态下暂时保持能量，然后放出的能量作为光而放出的现象。可举出例如，在被激发后暂时发生向自旋多重性不同的状态的过渡，由此进入到发光过程的现象。在热活化延迟荧光(TADF) 现象的情况下，在被激发后发生从三重态激子向单重态激子的反向系间窜越，从单重态能级发生发光。
通式(1)所示的化合物显示高量子效率和窄的半峰宽，因此作为发光层的掺杂剂是适合的，但由于为荧光性，因此不能利用通过电子与空穴的再结合而生成的激子之中的、三重态激子作为直接发光的能量。然而，通过将能够将三重态激子转变成单重态激子的延迟荧光性的化合物与通式(1) 所示的化合物一起使用，从而可以将通过电子与空穴的再结合而生成的三重态激子转变成通式(1)所示的化合物可以利用的单重态激子。由此，能够使通过电子与空穴的再结合而生成的激子有效率地发光而利用。
作为与通式(1)所示的化合物组合的延迟荧光性的化合物，作为适合的例子，可举出通式(2)所示的化合物。
在以下说明中，只要没有特别记载，则各个取代基与关于上述通式(1) 所示的化合物的说明中显示的内容同样。
Figure BDA0002360917190000521
A1为给电子性部位，A2为受电子性部位。L1为连接基，分别可以相同也可以不同，表示单键或亚苯基。m和n分别为1以上且10以下的自然数。在m为2以上的情况下，多个A1和L1分别可以相同也可以不同。在n为2以上的情况下，多个A2分别可以相同也可以不同。此外，从耐热性、制膜性的观点考虑，m和n分别更优选为6以下，特别优选为4以下。
作为A1的所谓给电子性部位，表示相对于相邻部位为相对富电子的部位。其一般表示氮原子、氧原子、硫原子、硅原子等具有非共用电子对的部位。作为给电子性部位的具体例，可举出例如，包含伯胺、仲胺、叔胺、吡咯骨架、醚、呋喃骨架、硫醇、噻吩骨架、硅烷、硅杂环戊二烯骨架(a silole skeleton)、硅氧烷等结构的部位。
作为A1，优选为包含给电子性的氮原子的基团，优选为包含叔胺的基团、包含给电子性氮的杂芳基。其中，更优选为包含被取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基取代了的叔胺的基团、包含咔唑骨架的杂芳基。
A1优选选自下述通式(3)、(4)所示的基团，更优选为通式(3)所示的基团。
Figure BDA0002360917190000531
Y1选自单键、CR21R22、NR23、O、S。其中优选为单键、CR21R22或 O，更优选为单键或O，特别优选为单键。通过形成咔唑骨架、环状叔胺骨架，从而给电子性氮的给电子性增大，分子内的电荷移动被促进，因此是优选的。
R12～R23分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。其中，在R12～R23的至少 1个位置与L1结合。R10和R11为芳基或杂芳基。
所谓在R12～R23的至少1个位置与L1结合，是指位于各R的根源的碳原子或氮原子与L1直接连接。
作为R12～R23，优选为芳基或杂芳基，更优选为苯基、萘基、咔唑基或二苯并呋喃基，特别优选为苯基。
Figure BDA0002360917190000532
环a为苯环或萘环。经由环a而稠合的稠环具有比较宽的π共轭平面，因此显示优异的载流子输送性。另一方面，如果π共轭平面过宽，则成为过度的分子间相互作用的因素，薄膜稳定性降低。从载流子输送性与薄膜稳定性的平衡的观点考虑，更优选为苯环。
Y2选自CR33R34、NR35、O、S。其中，优选为Y2为CR33R34、NR35或O，更优选为NR35或O，特别优选为NR35。
R24～R35分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。其中，在R21～R35的至少 1个位置与L1结合。R10和R11为芳基或杂芳基。
作为R24～R35，优选为苯基、联苯基、萘基、咔唑基或二苯并呋喃基，更优选为苯基或联苯基。
通式(4)所示的稠环结构没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。然而，下述结构是显示基本骨架的结构，可以被取代。
Figure BDA0002360917190000551
作为A2的所谓受电子性部位，表示相对于相邻部位为相对缺电子性的部位。其一般可举出杂原子与相邻原子之间形成多重键的部位。作为受电子性部位的具体例，可举出例如，包含受电子性氮的部位。此外，可举出氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、硝基、-P(＝O)R10R11等吸电子性的取代基。此外，可举出被这些取代基取代了的部位。R10和R11为芳基或杂芳基。
作为A2，优选为包含受电子性氮的杂芳基，其中，更优选为下述通式 (5)所示的基团。
Figure BDA0002360917190000552
Y3～Y8分别可以相同也可以不同，选自CR36、N。Y3～Y8之中的至少1个为N，并且，Y3～Y8不全部为N。如果N的数过多则耐热性降低，因此N的数优选为3个以下。R36分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。其中，在 Y3～Y8的至少任1个位置与L1结合。
作为R36的芳基，优选为苯基、联苯基和萘基，更优选为苯基和联苯基。作为R36的杂芳基，优选为包含受电子性氮的杂芳基，其中，优选为吡啶基和喹啉基，更优选为吡啶基。
所谓在Y3～Y8的至少任1个位置与L1结合，如果举出例如在Y3的位置与L1结合的情况作为例子，则是指Y3为碳原子，该碳原子与L1直接结合。
A2优选选自下述通式(6)、(7)所示的基团，更优选为通式(6)所示的基团。
Figure BDA0002360917190000561
Y9和Y10分别可以相同也可以不同，选自CR40、N。其中，Y9和Y10之中的至少1个为N。通过使氮原子彼此不相邻，从而耐热性提高。
R37～R40分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基。其中，在R37～R40的至少任1个位置与L1结合。
作为R37～R40的芳基，优选为苯基、联苯基和萘基，更优选为苯基和联苯基。作为R37～R40的杂芳基，优选为包含受电子性氮的杂芳基，其中，优选为吡啶基和喹啉基，更优选为吡啶基。
所谓在R37～R40的至少任1个位置与L1结合，如果举出例如在R37的位置与L1结合的情况为例，则是指位于R37的根源的碳原子与L1直接结合。
通式(6)所示的基团没有特别限定，但具体而言，可举出以下那样的例子。其中，下述结构中的苯基可以为联苯基、萘基、吡啶基或喹啉基，可以进一步被取代。
Figure BDA0002360917190000571
R41～R46分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基。其中，在R41或R42的至少任1个位置与L1结合。
作为R41～R46的芳基，优选为苯基、联苯基和萘基，更优选为苯基和联苯基。作为R41～R46的杂芳基，优选为包含受电子性氮的杂芳基，其中优选为吡啶基和喹啉基，更优选为吡啶基。
在A2为通式(7)所示的基团的情况下，HOMO与LUMO的能量差变得更小。此时，通式(2)所示的化合物可以与通式(1)所示的化合物中的显示更长波长的发光的化合物适合地组合。
在A2为通式(6)所示的基团的情况下，HOMO与LUMO的能量差变成适度大小。此时，通式(2)所示的化合物可以与通式(1)所示的化合物中的更多化合物适合地组合，因此是特别优选的。
通式(2)所示的化合物的分子量没有特别限定，从耐热性、制膜性的观点考虑，优选为900以下，更优选为800以下。进一步优选为700以下，特别优选为650以下。此外，一般而言，有分子量越大则玻璃化转变温度越上升的倾向，如果玻璃化转变温度变高，则薄膜稳定性提高。因此，分子量优选为400以上，更优选为450以上。进一步优选为500以上。
通式(2)所示的化合物在同一分子内存在给电子性部位与受电子性部位。这样的化合物的单重态能级与三重态能级的能量差(ΔST)易于变小，易于显示TADF性。然而，在给电子性部位与受电子性部位的组合不合适的情况下，ΔST不会充分变小，不能显示高效率的TADF现象。
通式(2)所示的化合物优选将通式(3)或(4)所示的特定的给电子性部位、与通式(5)所示的特定的受电子性部位组合而成。因为由此显示高效率的 TADF现象。
通式(3)和(4)所示的给电子性部位具有给电子性氮。另一方面，通式(5) 所示的受电子性部位具有受电子性氮。在具有给电子性氮的部位与具有受电子性氮的部位之间，有效率地产生电子分布的变化。此外，通式(3)和(4) 所示的给电子性部位具有比较宽的共轭系，另一方面，通式(5)所示的特定的受电子性部位的共轭系相对窄。因此，易于发生从通式(3)和(4)所示的给电子性部位向通式(5)所示的特定的受电子性部位的分子分布的偏斜，通式 (2)所示的化合物的LUMO、和HOMO的电子轨道不重叠，局域化。进一步，在激发状态下形成的双极子彼此相互作用，交换相互作用能易于变小，ΔST能够易于充分变小。
通式(3)和(4)所示的部位具有给电子性氮，因此显示空穴输送性。另一方面，通式(5)所示的部位具有受电子性氮，因此显示电子输送性。即，通式(2)所示的化合物具有空穴输送性部位与电子输送性部位两者，因此具有能够输送空穴和电子两者的双极的特性。因此，在发光层中，抑制再结合区域的局域化，能够实现元件的长寿命化。
进一步，通式(2)所示的化合物具有适度的单重态能级和三重态能级，因此(如后述那样，)，有效率地发生向通式(1)所示的化合物的单重态能量转移。
作为通式(2)所示的化合物，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190000601
Figure BDA0002360917190000611
Figure BDA0002360917190000621
Figure BDA0002360917190000631
Figure BDA0002360917190000641
Figure BDA0002360917190000651
Figure BDA0002360917190000661
Figure BDA0002360917190000671
Figure BDA0002360917190000681
Figure BDA0002360917190000691
Figure BDA0002360917190000701
Figure BDA0002360917190000711
Figure BDA0002360917190000721
Figure BDA0002360917190000731
Figure BDA0002360917190000741
Figure BDA0002360917190000751
Figure BDA0002360917190000761
Figure BDA0002360917190000771
Figure BDA0002360917190000781
Figure BDA0002360917190000791
Figure BDA0002360917190000801
Figure BDA0002360917190000811
Figure BDA0002360917190000821
Figure BDA0002360917190000831
通式(2)所示的化合物的合成可以使用公知的方法。例如，在向某部位 P导入芳基、杂芳基时，可举出使用部位P的卤化衍生物与芳基、杂芳基的硼酸或硼酸酯化衍生物的偶联反应而生成碳-碳键的方法，但不限定于此。同样地，在向某部位Q导入氨基、咔唑基时，也可举出例如，使用在钯等金属催化剂下的、部位P的卤化衍生物与胺或咔唑衍生物的偶联反应而生成碳-氮键的方法，但不限定于此。
＜发光元件＞
本发明的实施方式涉及的发光元件具有阳极、阴极、和介于这些阳极与阴极之间的有机层，该有机层通过电能而发光。
有机层除了仅包含发光层的构成以外，还可举出1)空穴输送层/发光层、2)发光层/电子输送层、3)空穴输送层/发光层/电子输送层、4)空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层、5)空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层等叠层构成。此外，上述各层分别可以为单一层、多层的任一者。此外，可以为具有多个磷光发光层、荧光发光层的叠层型，也可以为将荧光发光层与磷光发光层组合了的发光元件。进一步可以将分别彼此显示不同的发光色的发光层进行叠层。
此外，可以为将上述元件构成经由中间层而叠层了多个的串联型。上述中间层一般也被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、夺电子层、连接层、中间绝缘层，可以使用公知的材料构成。串联型的具体例可举出例如4)空穴输送层/发光层/电子输送层/电荷产生层/空穴输送层/发光层/电子输送层、5)空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/电荷产生层/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层这样的、在阳极与阴极之间包含电荷产生层作为中间层的叠层构成。
此外，本发明的实施方式涉及的发光元件可以为从阴极侧提取光的元件结构(顶部发光方式)，也可以为从阳极侧提取光的元件结构(底部发光方式)，但在可以使开口率(发光面积相对于像素面积的比例)高，提高亮度方面，更优选为顶部发光方式。
进一步，对于顶部发光方式，通过并用利用相对于发光波长的共振作用的微腔结构，能够使发光的色纯度提高。在可以进一步提高通式(1)所示的化合物显示的高色纯度的发光方面，也更优选为顶部发光方式。
(发光层)
对于本发明的实施方式涉及的发光元件，至少1个发光层含有通式(1) 所示的化合物和通式(2)所示的化合物。没有特别限定，但优选使用通式(1) 所示的化合物作为掺杂剂，使用通式(2)所示的化合物作为主体材料。
在本发明的优选的实施方式中，通式(2)所示的化合物显示TADF性，通过空穴与电子的再结合而产生的三重态激发能通过通式(2)所示的化合物而转变为单重态激发能。然后，该单重态激发能通过向通式(1)所示的化合物移动而发光。
掺杂材料可以仅为通式(1)所示的化合物，也可以为将多个化合物组合了的材料。从获得高色纯度的发光这样的观点考虑，优选仅为通式(1)所示的化合物。此外，从色纯度的观点考虑，通式(1)所示的化合物被分散在发光层中是优选的。
发光层中的通式(1)所示的化合物的比例如果过多，则发生浓度淬灭现象，因此优选为5wt％以下，更优选为2wt％以下，进一步优选为1wt％以下。通式(1)所示的化合物的荧光量子收率非常大，将从通式(2)接收的单重态激发能有效率地作为荧光而放出。因此，即使在低浓度下也能够进行有效率的发光。
主体材料可以仅为通式(2)所示的化合物，也可以为将多种化合物组合了的材料，优选为将多种化合物组合了的材料。如果将通式(2)所示的化合物与其它主体材料组合，则发光层中的通式(2)所示的化合物的含有率降低，因此可以抑制从通式(2)所示的化合物的三重态能级向通式(1)所示的化合物的三重态能级，通过德克斯特(Dexter)机制而直接进行能量转移。由此，经由TADF现象的能量转移的效率提高，从而能够期待高发光效率。
发光层中的通式(2)所示的化合物的比例优选为小于70wt％，更优选为小于50wt％。
作为与通式(2)所示的化合物组合的主体材料，优选为与通式(2)所示的化合物的单重态能级相比，具有高的三重态能级的材料。通过抑制从通式 (2)所示的化合物的单重态能级和三重态能级，向另1个主体材料的三重态能级、单重态能级的能量转移，可以限制通过空穴与电子的再结合而产生的激发能。作为这样的主体材料，没有特别限定，可举出蒽、芘等稠合芳香环衍生物、芴衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物等。其中，4,4‘-双(咔唑-9-基)联苯(CBP)、1,3-双(咔唑-9-基)苯、咔唑多聚体等咔唑衍生物具有更高的三重态能级，因此是优选的。
进一步，在显示优异的载流子输送性方面，优选为咔唑多聚体，更优选为通式(14)所示的双(N-芳基咔唑)衍生物。
在以下说明中，只要没有特别记载，各个取代基就与关于上述通式(1) 所示的化合物的说明中显示的内容同样。
Figure BDA0002360917190000861
R51～R66分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环。其中，在R51～R58之中的 1个位置、和R59～R66之中的1个位置与L4连接。R10和R11为芳基或杂芳基。
L4～L6为单键或亚苯基。L4与R51～R58之中的1个位置、和R59～R66之中的1个位置连接。
Ar6和Ar7分别可以相同也可以不同，表示取代或未取代的芳基。
在通式(14)中，优选L4与R56和R57之中的1个位置、以及R60和R61之中的1个位置连接。其原因是通式(14)所示的化合物的空穴输送性提高，在与通式(2)所示的化合物组合的情况下载流子平衡变得良好。进一步，更优选L4在R56的位置和R61的位置连接、或L4在R57的位置和R60的位置连接，特别优选L4在R56的位置和R61的位置连接。
在L4为单键的情况下，三重态能级变高，因此更优选。
作为Ar6和Ar7的芳基，分别可以相同也可以不同，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、苯并[9,10] 菲基，由于它们为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、苯并[9,10] 菲基时共轭不会过度变宽，三重态能级不会过度变低，因此更优选。进一步优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基。在这些基团被取代的情况下，作为取代基，优选选自烷基、环烷基、烷氧基、芳基醚基、卤素、氰基、氨基、硝基、甲硅烷基、苯基、萘基。
其中，Ar6和Ar7分别可以相同也可以不同，由于为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的 2-芴基时三重态能级变高，因此是优选的。在这些基团被取代的情况下，作为取代基，优选选自烷基、环烷基、烷氧基、芳基醚基、卤素、氰基、氨基、硝基、甲硅烷基、苯基。
作为Ar6和Ar7的优选例，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190000881
此外，在Ar6与Ar7不同的情况下，通式(14)所示的化合物成为不对称结构，咔唑骨架彼此的相互作用被抑制，从而可以形成稳定的薄膜，因此是优选的。
作为通式(14)所示的化合物的一个方案，在R64为芳基的情况下，通式 (14)所示的化合物的空穴输送性提高，与通式(2)所示的化合物组合的情况下载流子平衡变得良好，因此是优选的。
在R64为芳基的情况下，作为芳基，从共轭不会过度变宽，三重态能级不会过度变低的观点考虑，优选它们分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、苯并[9,10]菲基，更优选为取代或未取代的、苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、苯并[9,10]菲基。
其中，R64为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的2-芴基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的萘基时由于三重态能级变高，因此是优选的。特别优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的2-芴基、取代或未取代的三联苯基。在这些基团被取代的情况下，作为取代基，优选选自烷基、环烷基、烷氧基、芳基醚基、卤素、氰基、氨基、硝基、甲硅烷基。
作为通式(14)所示的化合物，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190000901
Figure BDA0002360917190000911
Figure BDA0002360917190000921
Figure BDA0002360917190000931
Figure BDA0002360917190000941
Figure BDA0002360917190000951
Figure BDA0002360917190000961
Figure BDA0002360917190000971
Figure BDA0002360917190000981
Figure BDA0002360917190000991
Figure BDA0002360917190001001
Figure BDA0002360917190001011
Figure BDA0002360917190001021
Figure BDA0002360917190001031
Figure BDA0002360917190001041
Figure BDA0002360917190001051
Figure BDA0002360917190001061
Figure BDA0002360917190001071
Figure BDA0002360917190001081
为了达到高发光效率，需要提高从通式(2)所示的化合物向通式(1)所示的化合物的能量转移的效率。进一步，在单重态激发能的移动不会有效率地进行的情况下，通过存在来源于通式(2)所示的化合物的发光，从而色纯度降低。
作为通过通式(2)所示的化合物而转变了的单重态激发能向通式(1)所示的化合物移动的机制，可举出Forster机制。对于Forster机制，能量供体的发光光谱与能量受体的吸收光谱的重叠积分越大则Forster距离越大，越易于发生能量转移。因此，作为供体的通式(2)所示的化合物的荧光光谱、与作为受体的通式(1)所示的化合物的吸收光谱的重叠越大，则越有效率地发生单重态激发能的移动。
研究的结果，在满足下述数学式(i-1)的情况下，确认到发生有效率的能量转移。
|λ1(abs)-λ2(FL)|≤50 (i-1)
λ1(abs)表示通式(1)所示的化合物的波长400nm以上且900nm以下的吸收光谱之中，最长波长侧的峰的峰波长(nm)；λ2(FL)表示通式(2)所示的化合物的波长400nm以上且900nm以下的荧光光谱之中，最长波长侧的峰的峰波长(nm)。
这里，所谓峰，是光谱的极大部分，所谓峰波长，表示取得极大值时的波长；在“最长波长侧的峰”的情况下，用除噪声等过度小的峰以外的主要峰进行比较；例如，半峰宽小于10nm的小峰除外。
在满足数学式(i-1)的情况下，通式(2)所示的化合物的荧光光谱、与通式(1)所示的化合物的吸收光谱的重叠充分变大，因此从通式(2)所示的化合物向通式(1)所示的化合物的能量转移有效率地进行。因此，来源于通式(2) 所示的化合物的发光被抑制，来源于通式(1)所示的化合物的发光为主，发光层的发光光谱显示单一峰。即，能够有效率地利用激发能，并且，同时达到色纯度高的发光。此外，在该情况下，可以充分发挥作为通式(1)所示的化合物的特长的、半峰宽小、高色纯度的发光特性。
进一步优选满足下述数学式(i-2)。其中，λ1(abs)、λ2(FL)与数学式(i-1) 同样。
|λ1(abs)-λ2(FL)|≤30 (i-2)
在满足数学式(i-2)的情况下，通式(2)所示的化合物的荧光光谱、与通式(1)所示的化合物的吸收光谱的重叠进一步变大，因此从通式(2)所示的化合物向通式(1)所示的化合物的能量转移特别有效率地进行。因此，充分地抑制来源于通式(2)所示的化合物的发光，能够达到进一步有效率的激发能的利用、与色纯度更高的发光。
通式(1)所示的化合物由于荧光量子收率高，因此可以将从通式(2)所示的化合物移动来的单重态激发能顺利地转变成荧光。由此，可以抑制在通式(2)所示的化合物残留单重态激发能，抑制来源于通式(2)所示的化合物的发光。此外，通式(2)所示的化合物与通式(1)所示的化合物相比，荧光量子收率不一定高。因此，在通式(2)所示的化合物残留单重态激发能的情况下，如果那里仅存在通式(2)所示的化合物，则发生由非辐射失活等引起的能量损失。然而，通过将通式(2)所示的化合物与通式(1)所示的化合物组合，可以抑制该损失。
这样，通过将通式(1)所示的特定的化合物与通式(2)所示的特定的化合物适当地组合，可以在波长400nm以上且900nm以下的范围实现单一峰的发光。该单一峰的半峰宽优选为60nm以下，更优选为50nm以下。
本发明的实施方式涉及的发光元件除了含有通式(1)所示的化合物和通式(2)所示的化合物的发光层以外，还可以具有发光层(以下，适当称为“其它发光层”)。在该情况下，除了通式(1)所示的化合物和通式(2)所示的化合物以外，还可以使用一般使用的发光材料。
其它发光层可以为单一层、多层的任一种，分别通过发光材料(主体材料、掺杂材料)而形成。其它发光层可以由主体材料与掺杂材料的混合物构成，可以由主体材料单独构成，这些情况都可以。即，在各发光层中，可以仅主体材料或掺杂材料发光，也可以主体材料与掺杂材料都发光。从效率好地利用电能，获得高色纯度的发光的这样的观点考虑，其它发光层优选由主体材料和掺杂材料的混合物形成。
此外，主体材料与掺杂材料可以分别为一种，也可以将多种组合，都可以。掺杂材料可以包含于主体材料整体，也可以部分地包含，这些情况都可以。掺杂材料可以被叠层，也可以被分散，这些情况都可以。
掺杂材料可以进行发光色的控制。掺杂材料的量如果过多，则发生浓度淬灭现象，因此优选相对于主体材料以20重量％以下使用，进一步优选为10重量％以下。掺杂方法可举出将主体材料与掺杂材料共蒸镀的方法、将主体材料与掺杂材料预先混合后同时蒸镀的方法等。
发光材料所含有的主体材料没有特别限定，可以使用萘、蒽、菲、芘、
Figure BDA0002360917190001111
并四苯、苯并[9,10]菲、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物、其衍生物、N,N’-二萘基-N,N’-二苯基-4,4’-二苯基-1,1’-二胺等芳香族胺衍生物、以三(8-羟基喹啉)铝(III)为代表的金属螯合化喔星(oxinoid)化合物、二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、
Figure BDA0002360917190001115
二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、紫环酮衍生物、环戊二烯衍生物、吡咯并吡咯衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、三嗪衍生物，对于聚合物系，可以使用聚苯撑乙烯撑衍生物、聚对苯撑衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，但没有特别限定。
此外，对掺杂材料没有特别限定，可以使用萘、蒽、菲、芘、
Figure BDA0002360917190001112
苯并[9,10]菲、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物、其衍生物(例如 2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽、5,6,11,12-四苯基并四苯等)、呋喃、吡咯、噻吩、硅杂环戊二烯、9-硅杂芴、9,9’-螺二硅杂芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶、噻吨等具有杂芳环的化合物、其衍生物、硼烷衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、4,4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、 4,4’-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等氨基苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茋衍生物、醛连氮衍生物、吡咯亚甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四氢-9-(2’-苯并噻唑基)喹嗪并[9,9a,1-gh]香豆素等香豆素衍生物、咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、
Figure BDA0002360917190001113
唑、
Figure BDA0002360917190001114
二唑、三唑等唑衍生物及其金属配位化合物和以N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺为代表的芳香族胺衍生物等。
此外，其它发光层可以包含磷光发光材料。所谓磷光发光材料，是即使在室温也显示磷光发光的材料。在使用磷光发光材料作为掺杂剂的情况下，没有特别限定，优选为包含选自铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、铂 (Pt)、锇(Os)、和铼(Re)中的至少一种金属的有机金属配位化合物。其中，从即使在室温下也具有高磷光发光收率这样的观点考虑，更优选为具有铱、或铂的有机金属配位化合物。
作为与磷光发光性的掺杂剂组合使用的主体，优选为吲哚衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、吡啶、嘧啶、具有三嗪骨架的含氮芳香族化合物衍生物、聚芳基苯衍生物、螺芴衍生物、三聚茚衍生物、苯并[9,10] 菲衍生物这样的芳香族烃化合物衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物这样的含有硫属元素的化合物、铍羟基喹啉配位化合物这样的有机金属配位化合物等。基本上，只要是与所使用的掺杂剂相比三重态能量大，电子、空穴从各自的输送层顺利被注入，并且进行输送的化合物，就不限定于上述化合物。此外，在其它发光层中可以含有2种以上三重态发光掺杂剂，也可以含有2种以上主体材料。进一步，其它发光层中可以含有1 种以上三重态发光掺杂剂和1种以上荧光发光掺杂剂。
作为优选的磷光发光性主体或掺杂剂，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190001131
Figure BDA0002360917190001141
此外，其它发光层中可以包含TADF性材料作为掺杂剂。TADF性材料可以为以单一的材料显示TADF的材料，也可以为以多种材料显示 TADF的材料。所使用的TADF性材料可以为单一材料也可以为多种材料，可以使用公知的材料。具体而言，可举出例如，苄腈衍生物、三嗪衍生物、二亚砜衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、二氢吩嗪衍生物、噻唑衍生物、
Figure BDA0002360917190001151
二唑衍生物等。本发明的通式(2)所示的化合物也可以适合用作 TADF性掺杂剂。
(阳极和阴极)
在本发明的实施方式涉及的发光元件中，阳极和阴极具有用于为了元件的发光而供给充分的电流的作用。为了发出光，优选阳极和阴极的至少一者为透明或半透明。通常，使基板上形成的阳极为透明电极。
阳极所使用的材料只要是可以将空穴效率好地注入到有机层的材料，就没有特别限制，可举出例如，氧化锡、氧化铟、氧化锡铟(ITO)、氧化锌铟(IZO)等导电性金属氧化物、或金、银、铬等金属、碘化铜、硫化铜等无机导电性物质、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物等。其中优选为 ITO、氧化锡。这些电极材料可以单独使用，也可以将多种材料叠层或混合使用。阳极的电阻只要是能够供给对于元件的发光而言充分的电流的程度，就没有特别限定，从元件的耗电的观点考虑，优选为低电阻。例如，如果为300Ω/□以下的ITO基板，则作为元件电极起作用，但特别优选使用20Ω/□以下的低电阻的基板。阳极的厚度可以根据电阻值而任意选择，但通常优选为100～300nm。
此外，为了保持发光元件的机械强度，优选在基板上形成发光元件。基板适合使用钠玻璃、无碱玻璃等玻璃基板。关于玻璃基板的厚度，只要具有对于保持机械强度而言充分的厚度即可，因此如果有0.5mm以上就是充分的。关于玻璃的材质，由于最好是从玻璃的溶出离子少，因此优选为无碱玻璃。或者，由于施与了SiO2等阻挡层的钠钙玻璃也被市售，因此也可以使用该钠钙玻璃。进一步，如果阳极稳定地起作用，则基板不需要为玻璃，例如，也可以在塑料基板上形成阳极。阳极形成方法为电子射线束法、溅射法和化学反应法等，不受特别限制。
阴极所使用的材料只要是可以将电子效率好地注入到发光层的物质，就没有特别限定。一般而言，优选为铂、金、银、铜、铁、锡、铝、铟等金属、或这些金属与锂、钠、钾、钙、镁等低功函数金属的合金、多层叠层体等。其中，作为阴极的主成分，从电阻值、制膜容易性、膜的稳定性、发光效率等方面考虑，铝、银和镁是优选的。特别是，如果阴极由镁与银构成，则向电子输送层和电子注入层的电子注入变得容易，能够进行低电压驱动，因此是优选的。
进一步，为了保护阴极，优选将铂、金、银、铜、铁、锡、铝和铟等金属、使用了至少1种以上这些金属的合金、二氧化硅、二氧化钛和氮化硅等无机物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、或烃系高分子化合物等有机高分子化合物作为保护膜层而叠层在阴极上。然而，在从阴极侧提取光的元件结构 (顶部发光结构)的情况下，保护膜层从在可见光区域具有光透过性的材料中选择。阴极的制作法为电阻加热、电子射线束、溅射、离子镀敷和涂布等，没有特别限制。
(空穴输送层)
空穴输送层通过将空穴输送材料的一种或二种以上叠层或混合的方法、或使用空穴输送材料与高分子结着剂的混合物的方法而形成。此外，空穴输送材料优选高效地输送来自正极的空穴。因此，优选为空穴注入效率高，高效地输送被注入的空穴的层。
作为空穴输送材料，没有特别限定，可举出例如，4,4’-双(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)联苯(TPD)、4,4’-双(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)联苯(NPD)、 4,4’-双(N,N-双(4-联苯基)氨基)联苯(TBDB)、双(N,N’-二苯基-4-氨基苯基)-N,N-二苯基-4,4’-二氨基-1,1’-联苯(TPD232)这样的联苯胺衍生物、 4,4’,4”-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺(m-MTDATA)、4,4’,4”-三(1-萘基(苯基)氨基)三苯基胺(1-TNATA)等被称为星放射芳基胺(starburst arylamine)的材料组、和具有咔唑骨架的材料等。
其中，优选为咔唑多聚体，具体而言，双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等咔唑2聚体的衍生物、咔唑3聚体的衍生物、咔唑4聚体的衍生物，更优选为咔唑2聚体的衍生物、咔唑3聚体的衍生物。进一步，特别优选为不对称型的双(N-芳基咔唑)衍生物。这些咔唑多聚体由于兼有良好的电子阻挡性、与空穴注入输送特性，因此可以有助于发光元件的进一步高效率化。
此外，具有咔唑骨架和三芳基胺骨架各1个的材料也是优选的。更优选为在胺的氮原子与咔唑骨架之间具有亚芳基作为连接基的材料，特别优选为具有下述通式(12)和(13)所示的骨架的材料。
Figure BDA0002360917190001171
L2和L3为亚芳基，Ar1～Ar5为芳基。
作为空穴输送材料，除了上述化合物以外，还可举出苯并[9,10]菲化合物、吡唑啉衍生物、茋衍生物、腙衍生物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、
Figure BDA0002360917190001172
二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等杂环化合物、富勒烯衍生物等。此外，对于聚合物系，侧链具有与上述空穴输送材料同样的结构的、聚碳酸酯、苯乙烯衍生物等可以作为空穴输送材料而优选使用。此外，除此以外也可以优选使用聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑和聚硅烷等。进一步也可以使用p型Si、p型SiC等无机化合物。
空穴输送层可以由多个层构成，但作为与本发明的发光层直接接触的空穴输送层，优选使用具有螺芴骨架的单胺化合物。通常向发光层的电子注入被注入到主体材料的LUMO能级。本发明的发光层所使用的、由通式(2)所示的化合物例示的延迟荧光性的化合物具有受电子性强，换言之电子亲和力大的取代基，因此LUMO能级与主体材料的LUMO能级相比变深。因此包含延迟荧光性的化合物的发光层与一般的发光层相比，易于从电子输送层接收电子。如果进一步发光层包含通式(1)所示的化合物，则这些化合物，与主体材料相比当然不言而喻，其具有与延迟荧光性的化合物相比更深的LUMO能级。因此，包含延迟荧光性的化合物和通式(1)所示的化合物的发光层更易于从电子输送层接收电子，因此本发明的发光层易于变为电子过剩。因此电子易于向空穴输送层侧漏出。为了抑制该漏出，需要使用电子亲和力小，即具有浅的LUMO能级的空穴输送材料将电子限制在发光层内。
针对这样的课题，具有螺芴骨架的单胺化合物为具有大的立体位阻的材料。这样的材料的分子的平面性降低，可以使分子间的相互作用小。通过使分子间的相互作用变小，从而能隙变大，LUMO能级变浅。即，由于电子亲和力变小，电子阻挡性变大，因此能够将电子限制在发光层内，能够使发光效率和耐久性更加提高。进一步，通过分子间的相互作用变小，从而无定形状态下的荧光量子收率变高。因此，在有机薄膜发光元件中，可以抑制材料的激发状态下的分解，获得耐久性高的元件。
作为与具有螺芴骨架的单胺化合物的氮原子结合的剩下2个优选的取代基，可举出芳基、杂芳基。在芳基中，从具有高的三重态能级，防止LUMO 能级的深化的这样的观点考虑，更优选为取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的芴基、或取代或未取代的螺芴基，进一步优选为取代或未取代的联苯基、或取代或未取代的芴基。从具有进一步高的迁移率且可以降低驱动电压这样的观点考虑，最优选为取代或未取代的对联苯基、取代或未取代的对三联苯基、取代或未取代的2-芴基。
在杂芳基中，例如如果具有吡啶基那样的包含受电子性氮的基团，则可能LUMO能级变深，因此优选为不包含受电子性氮的杂芳基，其中更优选为具有电子耐性且可以期待耐久性提高的具有取代或未取代的二苯并呋喃基、或取代或未取代的二苯并硫代苯基的基团，进一步优选为取代或未取代的二苯并呋喃基。作为优选的具有螺芴骨架的单胺化合物，没有特别限定，但具体而言可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190001191
Figure BDA0002360917190001201
(空穴注入层)
在本发明的实施方式涉及的发光元件中，可以在阳极与空穴输送层之间设置空穴注入层。通过设置空穴注入层，从而发光元件低驱动电压化，耐久寿命也提高。
在空穴注入层中，可举出上述TPD232那样的联苯胺衍生物、星放射芳基胺材料组，此外也可以使用酞菁衍生物等。
此外，空穴注入层也优选由受体性化合物单独构成，或者受体性化合物掺杂于其它空穴输送材料中使用。作为受体性化合物的例子，没有特别限制，可举出氯化铁(III)、氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锑那样的金属氯化物、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钌那样的金属氧化物、三(4-溴苯基)六氯锑酸铵(TBPAH)那样的电荷移动配位化合物。此外，也可以适合使用分子内具有硝基、氰基、卤素或三氟甲基的有机化合物、醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯等。
它们之中，优选为金属氧化物、含氰基化合物。其原因是这些化合物易于操作，也易于进行蒸镀，因此容易获得上述效果。作为含氰基化合物，具体而言，可举出以下那样的化合物。
Figure BDA0002360917190001221
Figure BDA0002360917190001231
在空穴注入层由受体性化合物单独构成的情况，或者空穴注入层中掺杂有受体性化合物的情况中的任一情况下，空穴注入层都可以为1层，也可以叠层多个层。此外，关于在掺杂有受体化合物的情况下组合使用的空穴注入材料，从能够缓和向空穴输送层的空穴注入势垒这样的观点考虑，更优选为与空穴输送层所使用的化合物相同的化合物。
(电子输送层)
在本发明中，所谓电子输送层，为在阴极与发光层之间具有的层。电子输送层可以为单层也可以为多层，可以与阴极或发光层相接触，也可以不接触。
对于电子输送层，期望从阴极的电子注入效率高、高效地输送被注入的电子、向发光层的电子注入效率高等。另一方面，也期望具有即使电子输送能力不那么高，也可以高效地阻止空穴不进行再结合而向阴极侧流动的作用。因此，在本发明中的电子输送层中，可以高效地阻止空穴的移动的空穴阻挡层也作为相同含义的层被包含。
作为电子输送层所使用的电子输送材料，没有特别限制，可举出萘、蒽等稠合多环芳香族衍生物、以4,4’-双(二苯基乙烯基)联苯为代表的苯乙烯基系芳香环衍生物、蒽醌、联苯醌等醌衍生物、氧化磷衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)等羟基喹啉配位化合物、苯并羟基喹啉配位化合物、羟基唑配位化合物、偶氮甲碱配位化合物、环庚三烯酚酮金属配位化合物和黄酮醇金属配位化合物等各种金属配位化合物。此外，也优选使用由选自碳、氢、氮、氧、硅、磷中的元素构成，具有包含受电子性氮的芳香族杂环结构的化合物。
作为具有包含受电子性氮的芳香族杂环结构的化合物，没有特别限制，可举出例如，嘧啶衍生物、三嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并
Figure BDA0002360917190001241
唑衍生物、苯并噻唑衍生物、
Figure BDA0002360917190001242
二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡嗪衍生物、菲咯啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、联吡啶、三联吡啶等寡吡啶衍生物、喹喔啉衍生物和萘啶衍生物等。其中，从电子输送能力的观点考虑，优选使用2,4,6-三([1,1’-联苯基]-4-基)-1,3,5-三嗪等三嗪衍生物、三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等咪唑衍生物、1,3-双[(4-叔丁基苯基)1,3,4-
Figure BDA0002360917190001243
二唑基]亚苯基等
Figure BDA0002360917190001244
二唑衍生物、N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等三唑衍生物、浴铜灵(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲绕啉)、1,3-双(1,10- 菲咯啉-9-基)苯等菲咯啉衍生物、2,2’-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9’-螺二芴等苯并喹啉衍生物、2,5-双(6’-(2’,2”-联吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基硅杂环戊二烯等联吡啶衍生物、1,3-双(4’-(2,2’：6’2”-三联吡啶基))苯等三联吡啶衍生物、双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等萘啶衍生物。
它们之中作为特别优选的电子输送材料，可举出三嗪衍生物和菲咯啉衍生物。三嗪衍生物由于具有高的三重态能量，因此可以防止将在发光层产生的三重态激子能量向电子输送层漏出。进一步发光层内所使用的 TADF性材料由于具有与三嗪衍生物同等的LUMO能级，因此如果电子输送层使用三嗪衍生物，则能够向发光层内的TADF性材料进行势垒小的有效率的电子注入，可以实现低电压化、高效率化、长寿命化。进一步在三嗪衍生物为以下通式(15)所示的化合物的情况下，上述效果变大，因此是更优选的。
Figure BDA0002360917190001251
在通式(15)中，Ar8～Ar10分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基。作为芳基，优选为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、螺芴基、苯并[9,10]菲基、菲基，特别优选为苯基、联苯基、萘基、芴基。电子输送层可以由多层形成，但在该情况下，基于上述理由，优选三嗪衍生物用于与发光层直接相接触的层。
菲咯啉衍生物具有高的电子迁移率，进一步具有易于从阴极注入电子的性质。因此，通过使用菲咯啉衍生物作为电子输送层，可以实现大幅的低电压化、高效率化。在菲咯啉衍生物为菲咯啉多聚体的情况下，上述效果变得更大，因此是进一步优选的。作为优选的菲咯啉衍生物，可举出以下通式(16)所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001252
R71～R78分别可以相同也可以不同，为氢原子、取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。Ar11为取代或未取代的芳基。p为1～3的自然数。在电子输送层由多层形成的情况下，基于上述理由，优选阴极或与电子注入层相接触的层使用菲咯啉衍生物。
作为优选的电子输送材料，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
Figure BDA0002360917190001261
Figure BDA0002360917190001271
Figure BDA0002360917190001281
除了这些以外，也可以使用国际公开第2004-63159号、国际公开第 2003-60956号、Appl.Phys.Lett.74，865(1999)、Org.Electron.4，113(2003)、国际公开第2010-113743号、国际公开第2010-1817号、国际公开第 2016-121597号等所公开的电子输送材料。
上述电子输送材料即使单独也可以使用，但也可以混合使用上述电子输送材料的2种以上、或将其它电子输送材料的一种以上混合于上述电子输送材料而使用。此外，电子输送层可以进一步含有供电子性材料。这里，所谓供电子性材料，是通过电子注入势垒的改善，使从阴极或电子注入层向电子输送层的电子注入容易，进一步使电子输送层的导电性提高的材料。
作为供电子性材料的优选例，可举出碱金属、含有碱金属的无机盐、碱金属与有机物的配位化合物、碱土金属、含有碱土金属的无机盐或碱土金属与有机物的配位化合物等。作为碱金属、碱土金属的优选的种类，可举出低功函数且电子输送能力提高的效果大的锂、钠、铯这样的碱金属、镁、钙这样的碱土金属。
(电子注入层)
在本发明的实施方式涉及的发光元件中，可以在阴极与电子输送层之间设置电子注入层。一般而言，电子注入层以帮助从阴极向电子输送层的电子注入为目的而插入。电子注入层可以使用具有包含受电子性氮的杂芳环结构的化合物，也可以使用含有上述供电子性材料的层。
此外，电子注入层也可以使用绝缘体、半导体的无机物。通过使用这些材料，可以有效地防止发光元件的短路，并且使电子注入性提高。
作为这样的绝缘体，优选使用选自碱金属硫属元素化物、碱土金属硫属元素化物、碱金属的卤化物和碱土金属的卤化物中的至少一种金属化合物。
具体而言，作为优选的碱金属硫属元素化物，可举出例如，Li2O、Na2S 和Na2Se，作为优选的碱土金属硫属元素化物，可举出例如，CaO、BaO、 SrO、BeO、BaS和CaSe。此外，作为优选的碱金属的卤化物，可举出例如，LiF、NaF、KF、LiCl、KCl和NaCl等。此外，作为优选的碱土金属的卤化物，可举出例如，CaF2、BaF2、SrF2、MgF2和BeF2等氟化物、氟化物以外的卤化物。
从容易调整膜厚的观点考虑，电子注入层也适合使用有机物与金属的配位化合物。在这样的有机金属配位化合物中，作为有机物的优选例，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、羟基苯并唑、羟基三唑等。在有机金属配位化合物中，优选为碱金属与有机物的配位化合物，更优选为锂与有机物的配位化合物。
(电荷产生层)
在本发明的实施方式涉及的发光元件中，所谓电荷产生层，为上述串联结构型元件中的、位于阳极与阴极之间的中间层，为通过电荷分离而使空穴和电子产生的层。电荷产生层一般由阴极侧的P型层与阳极侧的N型层形成。对于这些层，期望有效率的电荷分离、与所产生的载流子的有效率的输送。
P型的电荷产生层可以使用上述空穴注入层、空穴输送层所使用的材料。可以适合使用例如，HAT-CN6、NPD、TBDB等联苯胺衍生物、 m-MTDATA、1-TNATA等被称为星放射芳基胺的材料组、具有通式(12) 和(13)所示的骨架的材料等。
N型的电荷产生层可以使用上述电子注入层、电子输送层所使用的材料，可以使用具有包含受电子性氮的杂芳环结构的化合物，也可以使用含有上述供电子性材料的层。
构成发光元件的上述各层的形成方法为电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅射、分子叠层法、涂布法等，没有特别限定，通常从元件特性方面考虑，优选为电阻加热蒸镀或电子束蒸镀。
本发明的实施方式涉及的发光元件具有可以将电能转变为光的功能。这里作为电能，主要使用直流电流，但也能够使用脉冲电流、交流电流。电流值和电压值没有特别限制，如果考虑元件的耗电、寿命，则应该以尽量低的能量获得最大亮度的方式选择。
本发明的实施方式涉及的发光元件适合用于显示器。具体而言，例如，适合用作以矩阵和/或分段(segment)方式显示的显示器。
所谓矩阵方式，用于显示的像素格子状、马赛克状等二维地配置，以像素的集合显示文字、图像。像素的形状、尺寸根据用途确定。例如，个人电脑、监视器、电视的图像和文字显示通常使用一边为300μm以下的四边形的像素，此外，在显示面板那样的大型显示器的情况下，使用一边为 mm级的像素。在单色显示的情况下，只要排列相同颜色的像素即可，但在彩色显示的情况下，使红、绿、蓝的像素排列显示。在该情况下，典型地有Δ型和长条型。而且，该矩阵的驱动方法为行顺序驱动方法、有源矩阵的任一种都可以。行顺序驱动的结构简单，但在考虑了动作特性的情况下，有时有源矩阵更优异，因此其也需要根据用途而分别使用。
所谓分段方式，是以显示预先确定的信息的方式形成图案，使通过该图案的配置而确定的区域发光的方式。可举出例如，数字钟表、温度计中的时刻、温度显示、音频设备、电磁烹调器等的动作状态显示和汽车的面板显示等。而且，上述矩阵显示与分段显示可以在相同面板中共存。
本发明的实施方式涉及的发光元件也可以优选用作各种显示器的背光。作为显示器的例子，可举出液晶显示器、钟表、音频装置中的显示部、汽车面板、显示板和标识等。特别是，在液晶显示器、尤其是研究了薄型化的电视、平板、智能手机、个人电脑等用途的背光中，优选使用本发明的发光元件。由此，与以往的相比可以提供薄型且轻量的背光。
本发明的实施方式涉及的发光元件也优选用作各种照明装置。本发明的实施方式涉及的发光元件能够同时实现高发光效率与高色纯度，进一步，能够薄型化、轻量化，因此可以实现兼具低耗电与鲜艳的发光色、高设计性的照明装置。
本发明的实施方式涉及的发光元件也优选用于传感器。其中，要求低耗电和小型轻量化的可穿戴传感器优选使用本发明的发光元件，可以提供能够将热、压力、光等刺激、化学反应引起的变化以鲜艳的颜色进行视觉化的小型传感器。
实施例
以下，举出实施例说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。所使用的化合物，除了市售品以外分别使用公知的方法合成。
在下述实施例中，化合物B-1～B-5和D-1～D-5为以下所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001321
此外，λ1(abs)与λ2(FL)通过用以下所示的方法测定吸收光谱和荧光光谱来确定。
＜吸收光谱的测定＞
化合物的吸收光谱使用U-3200形分光光度计(日立制作所株式会社制)，使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解于2-甲基四氢呋喃进行了测定。
＜荧光光谱的测定＞
化合物的荧光光谱使用F-2500形分光荧光光度计(日立制作所株式会社制)，使化合物以1×10-6mol/L的浓度溶解于2-甲基四氢呋喃，以波长350nm使其激发，测定了此时的荧光光谱。
实施例1
将使Ag0.98Pd0.01Cu0.01合金100nm与ITO透明导电膜10nm堆积而成的玻璃基板(ジオマテック(株)制，11Ω/□，溅射品)切断成38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板用“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)进行15分钟超声波洗涤后，用超纯水洗涤。在即将制作元件前，将该基板进行1小时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，排气直到装置内的真空度变为5×10-4Pa以下为止。通过电阻加热法，首先作为空穴注入层，蒸镀10nm的HAT-CN6，作为空穴输送层，蒸镀180nm的HT-1。接下来，作为发光层，将主体材料H-1、通式(1)所示的化合物D-1、和通式(2)所示的化合物B-1以重量比计成为80：1：20的方式，蒸镀成40nm 的厚度。进一步作为电子输送层，电子输送材料使用化合物ET-1，使用 2E-1作为供电子性材料，以化合物ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1 的方式叠层成35nm的厚度。接下来，将氟化锂蒸镀0.5nm后，将镁与银共蒸镀15nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的顶部发光元件。该发光元件显示发光峰波长625nm、半峰宽46nm的高色纯度发光。此外，使该发光元件以亮度1000cd/m2发光时的外部量子效率为5.0％。将结果示于表 2中。另外，HAT-CN6、HT-1、ET-1、2E-1为下述所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001341
实施例2～20和比较例1～6
作为发光层的材料，使用了表2～3所记载的化合物，除此以外，与实施例1同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表2～3中。另外，H-2～H-10、D-6、D-7为下述所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001351
Figure BDA0002360917190001361
实施例21
将使ITO透明导电膜165nm堆积而成的玻璃基板(ジオマテック(株) 制，11Ω/□，溅射品)切断成38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板用“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)进行15分钟超声波洗涤后，用超纯水进行洗涤。在即将制作元件前，将该基板进行1小时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，进行排气直到装置内的真空度变为5×10-4Pa 以下为止。通过电阻加热法，首先作为空穴注入层，蒸镀10nm的 HAT-CN6，作为空穴输送层，蒸镀180nm的HT-1。接下来，作为发光层，将主体材料H-1、通式(1)所示的化合物D-3、和通式(2)所示的化合物B-1 以重量比计成为80：1：20的方式，蒸镀成40nm的厚度。进一步作为电子输送层，电子输送材料使用化合物ET-1，使用2E-1作为供电子性材料，以化合物ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1的方式叠层成35nm的厚度。接下来，蒸镀氟化锂0.5nm后，蒸镀铝1000nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的底部发光元件。该发光元件显示发光峰波长519nm、半峰宽 30nm的高色纯度发光。此外，使该发光元件以亮度1000cd/m2发光时的外部量子效率为4.4％。将结果示于表2中。
比较例7
作为发光层的材料，使用了表2所记载的化合物，除此以外，与实施例21同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表2中。
Figure BDA0002360917190001371
Figure BDA0002360917190001381
实施例1～3与不包含通式(2)所示的化合物的比较例1相比，达到高的外部量子效率。其中，满足数学式(i-1)的实施例1与不满足数学式(i-1) 的实施例2和3相比，达到更高的外部量子效率。
此外，实施例1～3与使用了通式(1)所示的化合物以外的化合物D-4 作为掺杂剂的比较例2相比，达到更高的外部量子效率。进一步，比较例 2中，显示2个发光峰，与显示单一峰的实施例1～3相比，成为色纯度差的结果。
关于使用了D-2作为通式(1)所示的化合物的实施例4和5，与比较例 1相比，也达到了更高的外部量子效率。其中，满足数学式(i-1)的实施例4 与不满足数学式(i-1)的实施例5相比，达到更高的外部量子效率。
作为发光层的主体材料，使用了作为通式(14)所示的化合物的H-2的实施例6、11～14与实施例1相比，达到更高的外部量子效率。
使用了D-3作为通式(1)所示的化合物的实施例7～9与不包含通式(2) 所示的化合物的比较例3、使用了通式(1)所示的化合物以外的化合物D-5 作为掺杂剂的比较例4和5相比，达到更高的外部量子效率。其中，满足数学式(i-2)的实施例7和8与不满足数学式(i-2)的实施例9相比，达到更高的外部量子效率。
使用了作为通式(14)所示的化合物的H-2作为发光层的主体材料的实施例10、15～20与实施例7相比，达到更高的外部量子效率。
如果将作为使用了D-3作为通式(1)所示的化合物的底部发光元件的实施例21与作为使用了通式(1)所示的化合物以外的磷光发光性化合物D-7 的底部发光元件的比较例7进行比较，则可知关于外部量子效率，使用了磷光发光性的D-7的情况占优势，但在色纯度方面，使用了通式(1)所示的化合物D-3的情况占大优势。
此外，如果用底部发光元件和顶部发光元件进行比较，则由使用了D-7 的比较例6和比较例7可知，通过制成顶部发光元件，从而色纯度提高，但外部量子效率大幅下降。另一方面可知，在使用了D-3作为通式(1)所示的化合物的实施例7和实施例21中，在制成顶部发光元件时，在不会大幅降低外部量子效率的情况下，能够达到非常高的色纯度。
实施例22～35
使用了表4所记载的化合物作为电子输送层的材料，除此以外，与实施例1同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表4中。另外ET-2～ET-8为下述所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001401
Figure BDA0002360917190001411
实施例22～25和30～35与不包含通式(15)所示的化合物的实施例1 和实施例7相比，达到更高的外部量子效率。
此外，实施例26～29与不包含通式(16)所示的化合物的实施例1和实施例7相比，达到更高的外部量子效率。
实施例36
在空穴注入层形成后，作为第1空穴输送层，蒸镀170nm的HT-1，然后，作为第2空穴输送层，将表5所记载的化合物蒸镀10nm，形成了合计厚度180nm的空穴输送层，除此以外，与实施例1同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表5中。另外HT-2～HT-6为下述所示的化合物。
Figure BDA0002360917190001421
Figure BDA0002360917190001431
实施例36～40和42～46与在发光层的阳极侧在空穴输送层中不包含具有螺芴骨架的单胺化合物的实施例1和实施例7相比，达到更高的外部量子效率。
此外，在实施例41和47中，通过使用了作为通式(14)所示的化合物的H-2作为发光层的主体材料，从而与实施例39和实施例45相比，达到更高的外部量子效率。

Claims (30)

1.一种发光元件，其在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且其通过电能而发光，
所述发光层包含通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物，所述发光层进一步包含通式(14)所示的化合物，
Figure FDA0003496352720000011
X表示C-R7或N；R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；R10和R11为芳基或杂芳基；
Figure FDA0003496352720000012
R51～R66分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；其中，在R51～R58之中的1个位置、和R59～R66之中的1个位置与L4连接；L4～L6为单键或亚苯基；L4与R51～R58之中的1个位置、和R59～R66之中的1个位置连接；R10和R11为芳基或杂芳基；Ar6和Ar7分别可以相同也可以不同，表示取代或未取代的芳基且Ar6和Ar7选自以下基团，
Figure FDA0003496352720000021
2.根据权利要求1所述的发光元件，在通式(14)中，L4与R56和R57之中的1个位置、以及R60和R61之中的1个位置连接。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件，在通式(14)中，L4为单键。
4.根据权利要求1或2所述的发光元件，在通式(14)中，Ar6与Ar7不同。
5.根据权利要求1或2所述的发光元件，在通式(14)中，R64为芳基。
6.根据权利要求1或2所述的发光元件，在通式(14)中，R64为取代或未取代的苯基、联苯基、三联苯基、萘基、芴基、菲基、苯并[9,10]菲基。
7.一种发光元件，其在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且其通过电能而发光，
所述发光层包含通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物，在发光层的阴极侧具有电子输送层，所述电子输送层包含具有菲咯啉骨架的化合物，所述具有菲咯啉骨架的化合物为下述通式(16)所示的化合物，
Figure FDA0003496352720000031
X表示C-R7或N；R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；R10和R11为芳基或杂芳基；
Figure FDA0003496352720000041
R71～R78分别可以相同也可以不同，为氢原子、取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基；Ar11为取代或未取代的芳基；p为2。
8.一种发光元件，其在阳极与阴极之间具有包含发光层的多个有机层，并且其通过电能而发光，
所述发光层包含通式(1)所示的化合物和延迟荧光性的化合物，
所述发光元件是串联结构型发光元件，其具有P型电荷产生层和N型电荷产生层，所述N型电荷产生层包含具有菲咯啉骨架的化合物，所述具有菲咯啉骨架的化合物为下述通式(16)所示的化合物，
Figure FDA0003496352720000042
X表示C-R7或N；R1～R9分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；R10和R11为芳基或杂芳基；
Figure FDA0003496352720000051
R71～R78分别可以相同也可以不同，为氢原子、取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基；Ar11为取代或未取代的芳基；p为2。
9.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，所述延迟荧光性的化合物为通式(2)所示的化合物，
Figure FDA0003496352720000052
A1为给电子性部位，A2为受电子性部位；L1为连接基，分别可以相同也可以不同，表示单键或亚苯基；m和n分别为1以上且10以下的自然数；在m为2以上的情况下，多个A1和L1分别可以相同也可以不同；在n为2以上的情况下，多个A2分别可以相同也可以不同。
10.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，其发出在波长400nm以上且900nm以下的范围显示单一峰的荧光。
11.根据权利要求10所述的发光元件，所述单一峰的半宽度为60nm以下。
12.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，其为顶部发光方式。
13.根据权利要求9所述的发光元件，其满足下述数学式(i-1)，
|λ1(abs)-λ2(FL)|≤50 (i-1)
λ1(abs)表示在通式(1)所示的化合物的波长400nm以上且900nm以下的吸收光谱之中，最长波长侧的峰的峰波长；λ2(FL)表示在通式(2)所示的化合物的波长400nm以上且900nm以下的荧光光谱之中，最长波长侧的峰的峰波长；其中，波长的单位是nm。
14.根据权利要求9所述的发光元件，在所述发光层中，通式(1)所示的化合物的含量为5wt％以下，通式(2)所示的化合物的含量为70wt％以下。
15.根据权利要求9所述的发光元件，A1选自下述通式(3)、通式(4)，
Figure FDA0003496352720000061
Y1选自单键、CR21R22、NR23、O、S；R12～R23分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；其中，在R12～R23的至少1个位置与L1结合；R10和R11为芳基或杂芳基；
Figure FDA0003496352720000062
环a为苯环或萘环；Y2选自CR33R34、NR35、O、S；R21～R35分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R10R11、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；其中，在R21～R35的至少1个位置与L1结合；R10和R11为芳基或杂芳基。
16.根据权利要求9所述的发光元件，在通式(2)中，A1由通式(3)表示。
17.根据权利要求9所述的发光元件，A2为下述通式(5)所示的基团，
Figure FDA0003496352720000071
Y3～Y8分别可以相同也可以不同，选自CR36、N；Y3～Y8之中的至少1个为N，并且，Y3～Y8不全部为N；R36分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环；其中，在Y3～Y8的至少任1个位置与L1结合。
18.根据权利要求9所述的发光元件，在通式(2)中，A2由下述通式(6)或通式(7)表示，
Figure FDA0003496352720000072
Y9和Y10分别可以相同也可以不同，选自CR40、N；其中，Y9和Y10之中的至少1个为N；R37～R40分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基；其中，在R37～R40的至少1个位置与L1结合；
Figure FDA0003496352720000073
R41～R46分别可以相同也可以不同，选自氢原子、芳基、杂芳基；其中，在R41、R42的至少1个位置与L1结合。
19.根据权利要求9所述的发光元件，在通式(2)中，A2由通式(6)表示。
20.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，在发光层的阳极侧具有空穴输送层，所述空穴输送层包含具有螺芴骨架的单胺化合物。
21.根据权利要求20所述的发光元件，其特征在于，所述具有螺芴骨架的单胺化合物的氮原子的取代基之中，至少一个基团为包含取代或未取代的对联苯基、取代或未取代的对三联苯基、取代或未取代的2-芴基、或者取代或未取代的二苯并呋喃基的基团。
22.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，在发光层的阴极侧具有包含下述通式(15)所示的化合物的电子输送层，
Figure FDA0003496352720000081
Ar8～Ar10分别可以相同也可以不同，为取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基。
23.根据权利要求22所述的发光元件，在所述通式(15)中，Ar8～Ar10之中的至少一个为取代或未取代的苯基、联苯基、萘基、芴基。
24.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，在通式(1)中，X为C-R7，R7为取代或未取代的苯基。
25.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，在通式(1)中，R1、R3、R4、R6分别可以相同也可以不同，均为取代或未取代的苯基。
26.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，在通式(1)中，R1、R3、R4、R6分别可以相同也可以不同，均为取代或未取代的烷基。
27.根据权利要求1～2和7～8中任一项所述的发光元件，R1～R7之中的至少1个为吸电子基。
28.一种显示器，其包含权利要求1～27中任一项所述的发光元件。
29.一种照明装置，其包含权利要求1～27中任一项所述的发光元件。
30.一种传感器，其包含权利要求1～27中任一项所述的发光元件。
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