CN111213250A

CN111213250A - 有机电致发光元件

Info

Publication number: CN111213250A
Application number: CN201880056721.0A
Authority: CN
Inventors: 韩颂艺; 严玟植; 沈载依; 李龙焕; 朴祐材; 金泰亨
Original assignee: Doosan Solus Co Ltd
Current assignee: Solus Advanced Materials Co Ltd
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-05-29
Also published as: WO2019045252A1; US20200194706A1; JP2024028704A; US11937440B2; JP7431162B2; KR101884130B1; JP2020532883A

Abstract

本发明通过具备电子传输能力改善了的电子传输层材料从而能够提供同时发挥低驱动电压和高效率的有机电致发光元件。

Description

有机电致发光元件

技术领域

本发明涉及通过具备电子传输能力改善了的电子传输层材料从而能够提供同时发挥低驱动电压和高效率的有机电致发光元件。

背景技术

随着针对由1965年利用蒽单晶的蓝色电发光发展出的有机电致发光(electroluminescent，EL)元件(以下，简称为“有机EL元件”)的研究，1987年由唐(Tang)提出了由空穴层(NPB)和发光层(Alq₃)构成的两层层叠结构的有机EL元件。之后，有机EL元件为了实现商用化所需的高效率、长寿命特性，提出了元件内如起到空穴注入和传输功能的有机层、起到电子注入和传输功能的有机层、以及借助空穴和电子的结合而诱导电致发光的有机层等那样赋予各具特色且细分的功能的多层层叠结构的形态。多层层叠结构的导入使有机EL元件的性能提高到商用化特性，以1997年车辆用收音机显示制品为起始，正试图将其应用范围扩大至便携用信息显示设备和TV用显示元件。

显示器的大型化、高分辨率化的要求赋予了有机EL元件的高效率化、长寿命化的课题。特别是，在同一面积中通过形成更多的像素而实现的高分辨率化的情况下，会导致有机EL像素的发光面积减小的结果，从而只能使寿命缩短，这成为了有机EL元件不得不克服的最重要的技术课题。

如果在有机EL元件的两个电极施加电流或电压，则空穴会从阳极注入至有机物层，电子会从阴极注入至有机物层。当所注入的空穴和电子相遇时，会形成激子(exciton)，当该激子跃迁至基态时，会发出光。此时，有机EL元件根据所形成的激子的电子自旋种类可以分为单重态激子参与发光的荧光EL元件和三重态激子参与发光的磷光EL元件。

因电子与空穴的再结合而形成的激子的电子自旋按照单重态激子和三重态激子为25％、75％的比率生成。借助单重态激子而实现发光的荧光EL元件根据生成比率理论上内部量子效率不会超过25％，外部量子效率的上限为5％。借助三重态激子而现实发光的磷光EL元件在将包含Ir、Pt之类的过渡金属重原子(heavy atoms)的金属配位化合物用作磷光掺杂物的情况下，与荧光相比，能够提高高达4倍的发光效率。

如此，虽然磷光EL元件基于理论上的事实在发光效率方面与荧光相比表现出更高的效率，但是就除了绿色和红色以外的蓝色磷光元件而言，由于针对深蓝色的色纯度和高效率的磷光掺杂物以及满足这些的宽的能带间隙的主体的开发水平不足，因而蓝色磷光元件至今无法实现商用化，而是将蓝色荧光元件用于制品。

为了提高上述的有机EL元件的特性，报告了通过防止空穴向电子传输层扩散而提高元件的稳定性的研究结果。但是，实际情况是，迄今为止仍没有获得令人满意的结果。

发明内容

技术课题

本发明是为了解决上述问题而提出的发明，其目的在于，提供一种通过具备电子传输能力改善了的电子传输层材料从而同时发挥高效率、低电压、长寿命的有机EL元件。

解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明提供一种有机电致发光元件，其特征在于，包含阳极、空穴传输区域、发光层、电子传输区域以及阴极依次层叠而成的结构，上述电子传输区域包含电子传输层和电子注入层，上述电子传输层包含以下化学式1所表示的化合物。

[化学式1]

上述化学式1中，

X₁和X₂彼此相同或不同，各自独立地为CR₁或N，当均为CR₁时，多个R₁彼此相同或不同；

R₁选自由氢、氘、卤素、氰基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基和原子核数5至60的杂芳基组成的组；

Ar₁至Ar₄各自独立地选自C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₆～C₆₀的芳基膦基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基，其中，排除Ar₁至Ar₄全部相同的情况；

上述R₁、Ar₁至Ar₄的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₆～C₆₀的芳基膦基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当上述取代基为多个时，它们彼此相同或不同。

此外，本发明提供一种有机电致发光元件，其特征在于，包含阳极、空穴传输区域、发光层、电子传输区域以及阴极依次层叠而成的结构，上述电子传输区域包含电子传输辅助层、电子传输层和电子注入层，上述电子传输层包含上述化学式1所表示的化合物。

发明效果

本发明通过将电子传输能力改善了的电子传输层材料导入至有机电致发光元件，从而能够提供具有低驱动电压和高发光效率的有机电致发光元件。此外，通过将本发明的有机电致发光元件应用于显示器面板，能够提供性能和寿命提高了的显示器面板。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的有机电致发光元件的结构的截面图。

图2是表示本发明的另一实施例的有机电致发光元件的结构的截面图。

<符号说明>

100、200：有机电致发光元件

A、A'：有机物层

10：阳极 20：阴极

30：空穴传输区域 31：空穴注入层

32：空穴传输层 40：发光层

50：电子传输区域 51：电子传输层

52：电子注入层 53：电子传输辅助层

具体实施方式

以下，详细说明本发明。

本发明涉及一种有机电致发光元件，其包含阳极、阴极以及介于上述阳极和阴极之间的有机物层，上述有机物层包含空穴传输区域、发光层和电子传输区域，上述电子传输区域、优选电子传输层具备上述化学式1所表示的化合物。

上述化学式1所表示的化合物由于拉电子基(EWG)特性优异的两个6元杂环(比如，嘧啶和三嗪)通过以间-间方式连接而成的亚联苯连接基团(linker)进行连接，因而电化学稳定。其中，上述亚联苯连接基团以化合物的长轴为基准具有以锯齿状折弯的结构(twisted structure)，因此使2个EWG部分之间的距离延长而使这些EWG部分间的相互作用最小化。因此，导入了上述亚联苯连接基团的本发明的化合物电化学和立体化学稳定，具有宽的能带隙。

此外，由于以间-间方式连接而成的亚联苯连接基团在抑制有机层的结晶化方面也具有效果，因而能够大幅提高包含本发明的化学式1的化合物的元件的耐久性和寿命特性。

另一方面，电子(electron)在有机电致发光元件内会随着LUMO水平(LUMO level)进行移动，电子传输层(ETL)通过在阴极和发光层之间形成LUMO梯度从而帮助电子从阴极顺利注入至发光层。因此，如果电子传输层材料的LUMO值为2.5eV以上，则能够使电子从阴极向发光层顺利传输。事实上，本发明的化学式1所表示的化合物的LUMO值为2.5eV以上，因而能够忠实地履行电子传输层的作用。

以下，参照附图来说明本发明的有机电致发光元件的优选的实施方式。但是，本发明的实施方式可以变形为各种各样的其他形态，本发明的范围不受以下说明的实施方式的限定。

图1是表示本发明的一实施例的有机电致发光元件的结构的图。

本发明的第一实施方式的有机电致发光元件具备上述化学式1所表示的化合物作为电子传输层(ETL)材料。

参照上述图1来说明，上述有机电致发光元件100具有如下结构：包含阳极10、阴极20、位于上述阳极10和阴极20之间的发光层40、位于上述阳极10和上述发光层40之间的空穴传输区域30、以及位于上述发光层40和上述阴极20之间的电子传输区域50，且上述电子传输区域50包含电子传输层51和电子注入层52。

阳极

本发明的有机电致发光元件100中，阳极10起到将空穴注入至有机物层A的作用。

构成上述阳极10的物质没有特别限定，可以使用本领域已知的通常的物质。作为其非限制性例子，有钒、铬、铜、锌、金等金属；它们的合金；氧化锌、氧化铟、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等金属氧化物；ZnO:Al、SnO₂:Sb等金属与氧化物的组合；聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(亚乙基-1,2-二氧)噻吩](PEDT)、聚吡咯、聚苯胺等导电性高分子；以及炭黑等。

制造上述阳极10的方法也没有特别限定，可以根据本领域已知的通常的方法来制造。作为例子，可以举出在由硅片、石英、玻璃板、金属板或塑料膜构成的基板上涂布阳极物质的方法。

阴极

本发明的有机电致发光元件100中，阴极20起到将电子注入至有机物层A的作用。

构成上述阴极20的物质没有特别限定，可以使用本领域已知的通常的物质。作为其非限制性例子，可以举出镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡、铅等金属；它们的合金；以及LiF/Al、LiO₂/Al等多层结构物质。

此外，制造上述阴极20的方法也没有特别限定，可以根据本领域公知的方法来制造。

有机物层

本发明的有机电致发光元件所包含的有机物层A可以无限制地使用以往作为有机EL元件的有机物层而使用的通常的构成，作为一例，可以包含选自由空穴传输区域30、发光层40、电子传输区域50组成的组中的一种以上。此时，考虑到有机电致发光元件的特性，优选将上述的有机物层全部包含。

空穴传输区域

本发明的有机物层A所包含的空穴传输区域30起到使从阳极10注入的空穴移动至发光层40的作用。这样的空穴传输区域30可以包含选自由空穴注入层31和空穴传输层32组成的组中的一种以上。此时，考虑到有机电致发光元件的特性，优选将上述的空穴注入层31和空穴传输层32全部包含。

构成上述的空穴注入层31和空穴传输层32的物质只要是空穴注入势垒低、空穴移动度大的物质就没有特别限定，可以无限制地使用本领域所使用的空穴注入层/传输层物质。作为其非限制性例子，可以举出芳基胺衍生物。此时，构成上述空穴注入层31和空穴传输层32的物质可以彼此相同或不同。

发光层

本发明的有机物层A所包含的发光层40是空穴和电子相遇而形成激子(exciton)的层，根据构成发光层40的物质，有机电致发光元件所发出的光的颜色可以发生改变。

这样的发光层40可以包含主体和掺杂物，其混合比率可以在本领域公知的范围内适宜调节。作为一例，可以按照70至99.9重量％范围包含上述主体，按照0.1至30重量％范围包含上述掺杂物。更具体而言，在上述发光层40为蓝色荧光、绿色荧光或红色荧光的情况下，可以按照80至99.9重量％范围包含上述主体，按照0.1至20重量％范围包含上述掺杂物。此外，在上述发光层40为蓝色荧光、绿色荧光或红色磷光的情况下，可以按照70至99重量％范围包含上述主体，按照1至30重量％范围包含上述掺杂物。

本发明的发光层40所包含的主体只要是本领域公知的主体就没有特别限定，作为其非限制性例子，有碱金属配位化合物、碱土金属配位化合物、或缩合芳香族环衍生物等。

更具体而言，作为上述主体材料，优选使用能够提高有机电致发光元件的发光效率和寿命的铝配位化合物、铍配位化合物、蒽衍生物、芘衍生物、三亚苯衍生物、咔唑衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物或它们的一种以上的组合。

此外，本发明的发光层40所包含的掺杂物只要是本领域公知的掺杂物就没有特别限定，作为其非限制性例子，可以举出蒽衍生物、芘衍生物、芳基胺衍生物、含有铱(Ir)或铂(Pt)的金属配位化合物等。

上述的发光层40可以为单层或者由两层以上的多层构成。其中，在发光层40为多个层的情况下，有机电致发光元件可以发出多种颜色的光。具体而言，本发明能够提供以串联的方式具备多个由异种材料构成的发光层而呈现混合色的有机电致发光元件。此外，在包含多个发光层的情况下，虽然元件的驱动电压变大，但有机电致发光元件内的电流值恒定，因而能够提供发光层的发光效率大幅提高了的有机电致发光元件。

电子传输区域

本发明的有机电致发光元件100中，上述有机物层A所包含的电子传输区域50起到使从阴极20注入的电子移动至发光层40的作用。

这样的电子传输区域50可以包含选自由电子传输层51和电子注入层52组成的组中的一种以上。此时，考虑到有机电致发光元件的特性，优选将上述的电子传输层51和电子注入层52全部包含。特别是，本发明中，作为构成电子传输层51的物质，包含上述化学式1所表示的化合物。

具体而言，上述化学式1所表示的化合物以两个拉电子基(electron withdrawinggroup，EWG)通过连接基团(linker)连接而成的结构为基本骨架，此时，两个拉电子基分别为嘧啶和三嗪，连接基团为间,间-亚联苯。上述化学式1所表示的化合物由于拉电子基(EWG)特性优异的两个6元杂环(嘧啶和三嗪)通过连接基团连接，因而不仅电化学稳定，电子传输性优异，而且三重态能量高，玻璃化转变温度和热稳定性优异。这样的化学式1所表示的化合物由于化合物的分子量明显增大，因而能够提高玻璃化转变温度，由此与以往单一6元杂环化合物相比，可以具有更高的热稳定性。

此外，上述化学式1所表示的化合物借助间,间-亚联苯(m,m-biphenylene)连接基团，还能够显示出有机物层的结晶化抑制效果。由此，应用了这样的化学式1所表示的化合物的有机电致发光元件能够大幅提高耐久性和寿命特性。此时，应用具有间,间-亚联苯作为连接基团的化学式1所表示的化合物的有机电致发光元件与应用具有对,对-亚联苯或间,对-亚联苯作为连接基团的化合物的有机电致发光元件相比，能够显示出更加优异的驱动电压、发光峰和电流效率。

另外，上述化学式1所表示的化合物不仅非常有利于电子传输，而且表现出长寿命特性。这样的化合物的优异的电子传输能力能够在有机电致发光元件中具有高效率和快速移动性(mobility)，根据取代基的方向或位置容易调节HOMO和LUMO能级。

根据本发明的一具体例，上述化学式1所表示的化合物的LUMO可以为2.5eV以上，HOMO和LUMO的能差(E_HOMO-E_LUMO)可以为3.2eV以上。

具体而言，本发明的化学式1所表示的化合物可以由以下化学式2或3表示。

[化学式2]

[化学式3]

上述化学式2和3中，X₁和X₂、Ar₁至Ar₄各自与化学式1中的定义相同。

根据本发明的优选的一例，上述X₁和X₂中的至少一个可以为N。更优选地，上述X₁和X₂中的一个可以为CR₁，另一个可以为N。

根据本发明的优选的另一例，上述Ar₁至Ar₄各自独立地选自由C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组。更优选可以为C₆～C₆₀的芳基和/或原子核数5至60的杂芳基。作为一例，在上述Ar₁至Ar₄中的1～3个为C₆～C₆₀的芳基(比如，苯基)的情况下，其余可以为C₆～C₆₀的芳基和/或原子核数5至60的杂芳基，此外，Ar₁至Ar₄均可以为C₆～C₆₀的芳基。

上述Ar₁至Ar₄的烷基、芳基、杂芳基、芳氧基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当上述取代基为多个时，它们可以彼此相同或不同。

本发明中，除了Ar₁至Ar₄均相同的情况，各自独立地可以由选自以下结构式中的取代基进一步具体化。

由上述结构式例示的取代基连接于本发明的化学式1的位置没有特别限制，可以选择本领域已知的通常的连接位置与化学式1适宜连接。

以上说明的本发明的化学式1所表示的化合物可以由以下例示的化合物ET-01至ET-21中的任一个所表示的化合物进一步具体化。但是，本发明的化学式1所表示的化合物不受以下例示的化合物的限定。

本发明的电子传输区域50中，构成电子注入层52的物质只要是电子注入容易且电子移动度大的物质就没有特别限定，作为其非限制性例子，可以举出上述双极性化合物、蒽衍生物、杂芳香族化合物、碱金属配位化合物等。

更具体而言，本发明的电子传输区域50、更具体地上述电子传输层51和/或电子注入层306也可以使用与n型掺杂物共蒸镀而成的层以便电子容易从阴极注入。此时，上述n型掺杂物可以无限制地使用本领域公知的碱金属配位化合物，作为一例，可以举出碱金属、碱土金属或稀土类金属等。

图2是表示本发明的另一实施例的有机电致发光元件的结构的图。

参照上述图2来说明，上述有机电致发光元件200具有如下结构：包含阳极10、阴极20、位于上述阳极10和阴极20之间的发光层40、位于上述阳极10和上述发光层40之间的空穴传输区域30、以及位于上述发光层40和上述阴极20之间的电子传输区域50，且上述电子传输区域50包含电子传输辅助层53、电子传输层51和电子注入层52。

本发明的第二实施方式的有机电致发光元件200具备含有上述的化学式1的化合物的电子传输层51，并且具备由电离势为5.5eV以上的双极性(bipolar)化合物构成的电子传输辅助层53。

电子传输辅助层

本发明的有机电致发光元件200中，电子传输辅助层53起到防止空穴向电子传输层51扩散或移动的作用，由此能够改善有机电致发光元件的寿命。即，空穴堵塞于电子传输辅助层53的高能量势垒而无法向电子传输层51扩散或移动，停留在发光层40。

构成上述电子传输辅助层53的物质可以为兼具拉电子基(EWG)部分和供电子基(EDG)部分的本领域通常的双极性(bipolar)化合物。

更具体而言，构成上述电子传输辅助层53的双极性化合物的电离势(ionizationpotenitial)为5.5eV以上，具体可以为5.5至7.0eV范围，优选可以为5.5至6.5eV范围。

即，空穴在有机电致发光元件内会随着电离势水平进行移动，在空穴越过发光层40而向电子传输层51扩散或移动的情况下，会发生由氧化导致的非可逆的分解反应，使有机电致发光元件的寿命降低。与此相对，本发明中，通过具备由电离势[Ip]为5.5eV以上的双极性化合物构成的电子传输辅助层53，从而防止空穴向电子传输层51扩散或移动，因而能够改善有机电致发光元件的寿命。

此外，上述双极性化合物的HOMO值与LUMO值之差(E_HOMO-E_LUMO)可以为3.0eV以上，具体可以为3.0eV以上3.5eV以下范围。另外，上述双极性化合物的单重态能量(S₁)与三重态能量(T₁)之差(ΔEst)小于0.5eV，具体是小于0.5eV且为0.01eV以上范围的化合物。

另一方面，上述双极性化合物的HOMO值与LUMO值之差(E_HOMO-E_LUMO)为3.0eV以上，且单重态能量(S₁)与三重态能量(T₁)之差(ΔEst)小于0.5eV，因此在将其用于电子传输辅助层53的情况下，能够防止在发光层40形成的激子向电子传输层51扩散，也阻止在发光层40和电子传输层51的界面引起发光的现象。其结果能够防止有机电致发光元件的光谱混色，提高稳定性而提高有机电致发光元件的寿命。

更具体而言，上述双极性化合物具有因兼具吸电子性大的拉电子基(EWG)和供电子性大的供电子基(EDG)而HOMO和LUMO的电子云发生分离的特征。由此，化合物的三重态能量与单重态能量之差(ΔEst)小而满足ΔEst<0.5eV的关系式，因而即使HOMO值与LUMO值之差(E_HOMO-E_LUMO)为3.0eV以上，也能够具有高三重态能量(T1)。

作为本发明的电子传输辅助层53材料而包含的双极性(bipolar)化合物中，拉电子基(EWG)部分与供电子基(EDG)部分结合而形成。此时，以包含一个以上的以下化学式4所表示的拉电子基(EWG)部分作为上述拉电子基(EWG)为特征。

[化学式4]

上述化学式4中，

Z彼此相同或不同，各自独立地为C(R)或N，至少一个为N，

其中，多个R各自相同或不同，各自独立地选自由氢、氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组，或者它们可以与相邻的基团形成缩合环，

上述R的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代或非取代。

本发明中，上述拉电子基(EWG)部分可以由以下化学式所表示的结构进一步具体化，在为包含1至3个氮的6元含氮杂芳香族烃时优选。作为优选的拉电子基(EWG)部分的非限制性例子，有吡啶、嘧啶、三嗪、吡嗪等。

作为本发明的电子传输辅助层53材料而包含的双极性化合物包含供电子性比上述化学式4的拉电子基(EWG)大的本领域的通常的供电子基(EDG)部分。

作为具有这样的供电子基(EDG)特性的部分的非限制性例子，可以使用吲哚、咔唑、吖庚因、呋喃、噻吩、二苯并呋喃、二苯并噻吩等缩合芳香族杂环；或联苯、三亚苯、荧蒽、芴等缩合多环芳香族环，更具体可以由以下化学式5表示。

[化学式5]

上述化学式5中，

X₁选自由O、S、Se、N(Ar₁)、C(Ar₂)(Ar₃)和Si(Ar₄)(Ar₅)组成的组，

Y₁至Y₄彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₁)，此时，多个R₁即使被相同地表示，各自也可以相同或不同，它们可以与相邻的基团形成缩合环；

X₂和X₃彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₂)，此时，多个R₂即使被相同地表示，各自也可以相同或不同，它们可以与相邻的基团形成缩合环(比如，缩合芳香族环或缩合芳香族杂环)；

上述R₁至R₂和Ar₁至Ar₅彼此相同或不同，各自独立地选自由氢、氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组，

上述R₁至R₂和Ar₁至Ar₅的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₁～C₄₀的烯基、C₁～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代。

本发明中，上述化学式5可以由以下A-1至A-24中的任一个进一步具体化。但是，不限定于此。

上述A-1至A-24中，

R₂、Y₁至Y₄和Ar₁至Ar₅的定义与上述化学式5相同。

另一方面，本发明的双极性化合物中，供电子基(EDG)部分可以单独使用上述化学式5的结构，或者由上述化学式5与以下化学式6、或上述化学式5与化学式7结合而缩合的结构表示。

更具体而言，上述化学式5中，Y₁至Y₄各自独立地为N或C(R₁)，当它们为多个C(R₁)时，Y₁和Y₂、Y₂和Y₃、或Y₃和Y₄中的一组与以下化学式6形成缩合环。此时，多个R₁各自可以相同或不同。此外，上述化学式5中，当X₂和X₃均为C(R₂)时，此时，多个R₂可以与以下化学式6或化学式7分别结合而形成缩合环。

[化学式6]

[化学式7]

上述化学式6和化学式7中，

Y₅至Y₁₄彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₃)，此时，当C(R₃)为多个时，多个R₃可以各自相同或不同，可以与上述化学式5结合而形成缩合环，

X₄与X₁相同，此时，多个Ar₁至Ar₅各自相同或不同。

不形成缩合环的多个R₃即使被相同地表示，也会彼此相同或不同，各自独立地选自由氢、氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组，

上述R₃的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₁～C₄₀的烯基、C₁～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C6～C60的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代。

本发明中，上述化学式5与化学式6缩合而形成的双极性(bipolar)化合物可以由以下化学式B-1至B-30中的任一个具体化。但是，不限定于此。此时，以下化学式B-1至B-30通过包含一个以上的缩合的吲哚或缩合的咔唑部分从而具有供电子性大的强供电子基(EDG)的特性。

上述化学式B-1至B-30中，Ar₁和R₁至R₃与化学式5和化学式6中的定义相同。

根据本发明的优选的一例，Ar₁为取代或非取代的C₆～C₄₀的芳基、或取代或非取代的原子核数5至40的杂芳基，

R₁至R₃各自独立地优选为氢、取代或非取代的C₁～C₄₀的烷基、取代或非取代的C₆～C₄₀的芳基、或取代或非取代的原子核数5至40的杂芳基。

此外，本发明中，化学式5与化学式7缩合而形成的双极性化合物可以由以下化学式5a至5h所表示的化合物中的任一个具体化。此时，以下5a至5h所表示的化学式通过包含一个以上的缩合的吖庚因部分从而具有供电子性大的强供电子基(EDG)的特性。

[化学式5a]

[化学式5b]

[化学式5c]

[化学式5d]

[化学式5e]

[化学式5f]

[化学式5g]

[化学式5h]

上述化学式5a至5h中，X₁、X₃至X₄和Y₁至Y₁₄与化学式5和化学式7中的定义相同。

更具体而言，X₁和X₄彼此相同或不同，各自独立地优选为O、S或N(Ar₁)，更优选全部为N(Ar₁)，此时，多个Ar₁相同或不同。

Y₁至Y₄彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₁)，其中，优选Y₁至Y₄全部为C(R₁)，此时，多个R₁相同或不同。

X₃各自独立地为N或C(R₂)。

Y₅至Y₁₄彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₃)，其中，优选Y₅至Y₁₄全部为C(R₃)，此时，多个R₃相同或不同。这里，Ar₁和R₁至R₃与化学式5和化学式7中的定义相同。

本发明的化学式5a～5h中，X₁和X₄各自独立地优选为N(Ar₁)或S。即，优选X₁为N(Ar1)且X₄为S，或者X₁为S且X₄为N(Ar₁)，或者X₁和X₄均为N(Ar₁)。

此外，Ar₁优选为C₆～C₆₀的芳基或原子核数5至60的杂芳基，Ar₂至Ar₅彼此相同或不同，各自独立地优选为取代或非取代的C₁～C₄₀的烷基(具体为甲基)、或取代或非取代的C₆～C₆₀的芳基(具体为苯基)。

上述的化学式5a至化学式5h所表示的化合物中，R₁至R₃和Ar₁至Ar₅中的至少一个与具有吸电子性大的拉电子基(EWG)特性的上述部分结合而形成。

本发明的双极性化合物中，供电子基(EDG)部分可以由以下化学式8的结构表示。

[化学式8]

上述化学式8中，

Y₁至Y₄彼此相同或不同，各自独立地为N或C(R₁)，上述Y₁至Y₄中的0～2个为N，此时，多个R₁各自相同或不同，它们可以与相邻的基团形成缩合芳香族环或缩合芳香族杂环；

上述R₁和Ar₁至Ar₅彼此相同或不同，各自独立地选自由氢、氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组，

A环为单环或多环的脂环族环、单环或多环的脂环族杂环、单环或多环的芳香族环、或者单环或多环的芳香族杂环，

上述R₁和Ar₁至Ar₅的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代。

本发明中，A环可以为本领域已知的通常的烃系或含有一个以上的杂原子(比如，N、O、S、Si等)的烃系环，它们可以为与相邻的其他环缩合、稠合、交联或螺环(spirocyclic)结合而成的形态。作为一例，上述A环可以选自由单环或多环的脂环族环、单环或多环的脂环族杂环、单环或多环的芳香族环、或者单环或多环的芳香族杂环组成的组。具体而言，A环优选为C₆～C₁₈的芳香族环或原子核数5至18个的芳香族杂环。

本发明中，上述化学式8的供电子基(EDG)部分可以由以下化学式所表示的结构进一步具体化，但不限定于此。

上述中，

X₁的定义与上述的化学式8相同，

Z₁和Z₂彼此相同或不同，各自独立地选自由O、S、Se、N(Ar₆)、C(Ar₇)(Ar₈)和Si(Ar₉)(Ar₁₀)组成的组，

Ar₆至Ar₁₀彼此相同或不同，各自独立地选自由氢、氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组，

上述Ar₆至Ar₁₀的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代。

另一方面，上述图2所图示的有机电致发光元件的各构成要素(10、20、30-32、40、51-52)与上述的图1的构成相同，因此省略对于其的单独说明。

如上构成的本发明的有机物层A、有机物层A'可以在空穴传输区域30和发光层40之间、优选在空穴传输层32和发光层40之间进一步包含阻挡电子和激子的有机膜层(未图示)。

这样的有机膜层具有高LUMO值而阻止电子向空穴传输层32移动，且具有高三重态能量而防止发光层40的激子向空穴传输层32扩散。构成如上所述的有机膜层的物质没有特别限定，作为其非限制性例子，可以举出咔唑衍生物或芳基胺衍生物等。

制造这样的本发明的有机物层A、有机物层A'的方法没有特别限定，作为非限制性例子，可以举出真空蒸镀法、溶液涂布法。作为上述溶液涂布法的例子，可以举出旋涂、浸涂、刮涂、喷墨印刷、热转印法等。

上述的本发明的有机电致发光元件100、有机电致发光元件200具有阳极10、有机物层A或有机物层A'、以及阴极20依次层叠而成的结构，在阳极10和有机物层A、阳极10和有机物层A'之间、或在阴极20和有机物层A、阴极20和有机物层A'之间可以进一步包含绝缘层或粘接层。这样的本发明的有机电致发光元件由于在施加电压、电流或同时施加电压和电流时能够在维持最大发光效率的同时增加初始亮度的半衰期(Life time)，因此寿命特性优异。

以下，通过实施例来详细说明本发明，但以下实施例仅例示本发明，本发明不受以下实施例的限定。

[准备例]化合物ET-01至ET-21的准备

作为本发明的化合物，准备以下ET-01至ET-21所表示的化合物，通过本领域公知的方法分别测定它们的LUMO和E_HOMO-E_LUMO，并示于以下表1中。

作为参考，E_HOMO-E_LUMO使用紫外可见分光光度计(UV-Vis spectrophotometer，JASCO，V-500)来测定，LUMO是利用CV(循环伏安法(cyclic voltammetry))方法通过电化学测量设备(Potentiostat/Galvanostat，普林斯顿(Princeton)公司，273A)测定HOMO值后从E_HOMO-E_LUMO算出。

以下示出此时的各个ET-01至ET-21化合物。

[表1]

化合物	LUMO(eV)	E<sub>HOMO</sub>-E<sub>LUMO</sub>(eV)
			ET-01	2.80	3.52
ET-02	2.75	3.50
			ET-03	2.76	3.58
ET-04	2.78	3.62
			ET-05	2.65	3.48
ET-06	2.68	3.42
			ET-07	2.57	3.52
ET-08	2.61	3.47
			ET-09	2.63	3.41
ET-10	2.72	3.51
			ET-11	2.73	3.48
ET-12	2.82	3.38
			ET-13	2.79	3.40
ET-14	2.75	3.47
			ET-15	2.64	3.52
ET-16	2.66	3.55
			ET-17	2.70	3.49
ET-18	2.64	3.57
			ET-19	2.71	3.45
ET-20	2.78	3.55
			ET-21	2.79	3.50

[实施例1至21]蓝色有机电致发光元件的制造

将以

厚度薄膜涂布有氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)的玻璃基板利用蒸馏水进行超声波洗涤。蒸馏水洗涤结束后，利用异丙醇、丙酮、甲醇等溶剂进行超声波洗涤并干燥，然后移送至紫外臭氧(UV OZONE)清洗机(Powersonic 405，HWASHIN TECH)后，利用UV将上述基板清洗5分钟，之后将基板移送至真空蒸镀机。

在如上准备的ITO透明电极(基板)上依次层叠DS-205(80nm)/NPB(15nm)/ADN+5％DS-405(30nm)/表1的化合物(30nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)，从而制作有机EL元件。

[表2]

	化合物	厚度(nm)
			空穴注入层	DS-205	80
空穴传输层	NPB	15
			发光层	ADN+5％DS-405	30
电子传输层	ET-01～ET-21	30
			电子注入层	LiF	1
阴极	Al	200

[比较例1]蓝色有机电致发光元件的制作

作为电子传输层物质，使用Alq3代替化合物1(ET-01)，除此以外，与上述实施例1同样地进行，从而制作蓝色有机电致发光元件。

[比较例2]蓝色有机电致发光元件的制作

作为电子传输层材料，使用T-1代替化合物1(ET-01)，除此以外，与上述实施例1同样地进行，从而制作蓝色有机电致发光元件。

[比较例3]蓝色有机电致发光元件的制作

作为电子传输层材料，使用T-2代替化合物1(ET-01)，除此以外，与上述实施例1同样地进行，从而制作蓝色有机电致发光元件。

上述实施例1至21和比较例1至3中所使用的NPB、AND、Alq3、T-1和T-2的结构如下。

[实验例1]

对于实施例1至21和比较例1至3中制作的各个蓝色有机EL元件，测定电流密度10mA/cm²时的驱动电压、电流效率和发光峰，将结果示于以下表3中。

[表3]

样品	电子传输层	驱动电压(V)	EL峰(nm)	电流效率(cd/A)
					实施例1	ET-01	3.8	454	8.0
实施例2	ET-02	3.5	456	8.9
					实施例3	ET-03	3.8	455	7.5
实施例4	ET-04	4.1	453	7.9
					实施例5	ET-05	4.0	457	7.2
实施例6	ET-06	3.9	453	8.1
					实施例7	ET-07	3.7	455	7.4
实施例8	ET-08	4.0	457	7.6
					实施例9	ET-09	3.7	453	6.9
实施例10	ET-10	3.8	455	7.2
					实施例11	ET-11	4.1	453	7.5
实施例12	ET-12	4.0	453	7.7
					实施例13	ET-13	4.1	457	7.1
实施例14	ET-14	3.8	455	8.1
					实施例15	ET-15	3.7	458	7.9
实施例16	ET-16	3.9	457	7.8
					实施例17	ET-17	3.7	454	8.2
实施例18	ET-18	3.9	453	7.9
					实施例19	ET-19	3.8	452	7.2
实施例20	ET-20	4.0	455	7.8
					实施例21	ET-21	3.9	455	8.0
比较例1	Alq3	5.4	458	5.5
					比较例2	T-1	4.5	459	5.9
比较例3	T-2	4.4	458	6.0

如上述表3所示，可知将本发明的化合物用于电子传输层的蓝色有机电致发光元件(实施例1～21)与将以往的Alq3、T-1和T-2用于电子传输层的蓝色有机电致发光元件(比较例1～3)相比，在驱动电压和电流效率方面显示出优异的性能。

[实施例22至41]蓝色荧光有机电致发光元件的制造

将以

在这样准备的ITO透明电极上依次层叠DS-205(80nm)/NPB(15nm)/ADN+5％DS-405(30nm)/LE-1至LE-19(5nm)/表2的电子传输材料(25nm)/LiF(1nm)/Al(200nm)，从而制作有机EL元件(参照以下表4)。

[表4]

	化合物	厚度(nm)
			空穴注入层	DS-205	80
空穴传输层	NPB	15
			发光层	ADN+5％DS-405	30
电子传输辅助层	LE-1～LE-19	5
			电子传输层	ET-01～ET-21	25
电子注入层	LiF	1
			阴极	Al	200

以下示出此时的各LE-1至LE-19化合物。

[实验例2]

对于实施例22～40中制作的各个蓝色有机EL元件，测定电流密度10mA/cm²时的驱动电压、电流效率和发光峰，将结果示于以下表5中。

[表5]

样品	电子传输辅助层	电子传输层	驱动电压(V)	EL峰(nm)	电流效率(cd/A)
						实施例22	LE-1	ET-01	3.6	457	8.3
实施例23	LE-2	ET-03	3.5	455	7.8
						实施例24	LE-3	ET-02	3.2	456	9.2
实施例25	LE-4	ET-05	3.4	457	7.3
						实施例26	LE-5	ET-17	3.3	454	8.5
实施例27	LE-6	ET-11	3.6	453	7.9
						实施例28	LE-7	ET-02	3.2	456	9.3
实施例29	LE-8	ET-06	3.5	453	8.4
						实施例30	LE-9	ET-17	3.3	454	8.7
实施例31	LE-10	ET-13	3.5	457	7.5
						实施例32	LE-11	ET-14	3.7	455	8.4
实施例33	LE-12	ET-02	3.3	456	9.0
						实施例34	LE-13	ET-05	3.6	457	7.7
实施例35	LE-14	ET-18	3.4	453	8.1
						实施例36	LE-15	ET-02	3.2	456	9.1
实施例37	LE-16	ET-17	3.4	454	8.8
						实施例38	LE-17	ET-11	3.6	453	7.7
实施例39	LE-18	ET-12	3.5	453	8.0
						实施例40	LE-19	ET-02	3.1	456	9.2
比较例1	LE-01	T-1	4.2	459	6.2
						比较例2	LE-09	T-2	4.1	458	6.4

如上述表5所示，可知在混用包含本发明的化合物的电子传输层和电子传输辅助层的情况下，与比较例1～2相比，在元件的驱动电压和电流效率方面显示出特别优异的性能。

Claims

1.一种有机电致发光元件，其特征在于，包含阳极、空穴传输区域、发光层、电子传输区域和阴极依次层叠而成的结构，

所述电子传输区域包含电子传输层和电子注入层，

所述电子传输层包含以下化学式1所表示的化合物，

[化学式1]

所述化学式1中，

所述R₁、Ar₁至Ar₄的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、芳基膦基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₆～C₆₀的芳基膦基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当所述取代基为多个时，它们彼此相同或不同。

2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述化学式1所表示的化合物为以下化学式2或3所表示的化合物：

[化学式2]

[化学式3]

所述化学式2和3中，

X₁和X₂、Ar₁至Ar₄各自与权利要求1中的定义相同。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述Ar₁至Ar₄各自独立地选自C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基；

所述Ar₁至Ar₄的烷基、芳基、杂芳基、芳氧基、芳基氧化膦基和芳基胺基各自独立地被选自由氘、卤素、氰基、硝基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代，当所述取代基为多个时，它们彼此相同或不同。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述化学式1所表示的化合物的LUMO为2.5eV以上。

5.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述化学式1所表示的化合物的HOMO与LUMO的能差、即E_HOMO-E_LUMO为3.2eV以上。

6.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输区域通过与n型掺杂物共蒸镀而制备。

7.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述化学式1所表示的化合物由以下ET-01至ET-21中的任一个表示：

8.一种有机电致发光元件，其特征在于，包含阳极、空穴传输区域、发光层、电子传输区域和阴极依次层叠而成的结构，所述电子传输区域包含电子传输辅助层、电子传输层和电子注入层，所述电子传输层包含以下化学式1所表示的化合物，

[化学式1]

所述化学式1中，

R₁选自由氢、氘、卤素、氰基、C₁～C₄₀的烷基、C₆～C₆₀的芳基和原子核数5至60的杂芳基组成的组；Ar₁至Ar₄各自独立地选自C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₆₀的芳基、原子核数5至60的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₆～C₆₀的芳基膦基、C₆～C₆₀的芳基氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基，其中，排除Ar₁至Ar₄全部相同的情况；

9.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输辅助层的(i)电离势为5.5eV以上，(ii)E_HOMO-E_LUMO≥3.0eV。

10.根据权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述电子传输辅助层包含兼具拉电子基EWG和供电子基EDG的双极性化合物，

所述双极性化合物的(iii)ΔEst<0.5eV，其中，ΔEst表示所述化合物的单重态能量S1与三重态能量T1之差。

11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述双极性化合物包含以下化学式4所表示的拉电子基EWG部分：

[化学式4]

所述化学式4中，

Z彼此相同或不同，各自独立地为C(R)或N，且至少一个为N，

所述R的烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、烷基甲硅烷基、芳基甲硅烷基、烷基硼基、芳基硼基、膦基、氧化膦基和芳基胺基各自独立地可以被选自由氘、卤素基、氰基、硝基、氨基、C₁～C₄₀的烷基、C₂～C₄₀的烯基、C₂～C₄₀的炔基、C₃～C₄₀的环烷基、原子核数3至40的杂环烷基、C₆～C₄₀的芳基、原子核数5至40的杂芳基、C₁～C₄₀的烷氧基、C₆～C₆₀的芳氧基、C₁～C₄₀的烷基甲硅烷基、C₆～C₆₀的芳基甲硅烷基、C₁～C₄₀的烷基硼基、C₆～C₆₀的芳基硼基、C₁～C₄₀的膦基、C₁～C₄₀的氧化膦基和C₆～C₆₀的芳基胺基组成的组中的一种以上取代或非取代。

12.根据权利要求11所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述化学式4所表示的部分选自以下化学式所表示的结构，

13.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其特征在于，所述双极性化合物所具有的供电子基EDG是供电子性大于所述拉电子基EWG的供电子基EDG部分。