CN111954939A - 发光元件、显示装置、电子设备、有机化合物及照明装置 - Google Patents

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大泽信晴
春山拓哉
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Abstract

提供一种发光效率及可靠性高的发光元件。本发明是一种在发光层中包含主体材料和客体材料的发光元件。主体材料具有将三重激发能转换为发光的功能，客体材料发射荧光。客体材料的分子结构是具有发光体和保护基的结构，在客体材料一分子中包含五个以上的保护基。通过将保护基导入到分子中，抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移。作为保护基使用烷基或支链烷基。

Description

发光元件、显示装置、电子设备、有机化合物及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光元件、有机化合物或包括该发光元件的显示装置、电子设备及照明装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工艺(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。因此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或制造方法。
背景技术
近年来，对利用电致发光(Electroluminescence：EL)的发光元件的研究开发日益火热。这些发光元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光物质的层(EL层)的结构。通过将电压施加到该元件的电极间，可以获得来自发光物质的发光。
因为上述发光元件是自发光型发光元件，所以使用该发光元件的显示装置具有如下优点：具有良好的可见度；不需要背光源；以及功耗低等。而且，该显示装置还具有如下优点：能够被制造得薄且轻；以及响应速度快等。
当使用将有机化合物用作发光性物质并在一对电极间设置包含该发光性物质的EL层的发光元件(例如，有机EL元件)时，通过将电压施加到一对电极间，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到发光性EL层，而使电流流过。而且，注入的电子与空穴再结合而使发光性有机化合物成为激发态，可以获得发光。
作为有机化合物所形成的激发态的种类，有单重激发态(S＊)及三重激发态(T＊)，来自单重激发态的发光被称为荧光，来自三重激发态的发光被称为磷光。另外，在该发光元件中，单重激发态与三重激发态的统计学上的产生比例是S＊:T＊＝1:3。因此，与使用发射荧光的化合物(荧光材料)的发光元件相比，使用发射磷光的化合物(磷光材料)的发光元件的发光效率更高。因此，近年来，对使用能够将三重激发能转换为发光的磷光材料的发光元件的研究开发日益火热。
在使用磷光材料的发光元件中，尤其是发射蓝色光的发光元件因为难以开发具有高三重激发能级的稳定的化合物，所以尚未投入实际使用。为此，已在研发使用更稳定的荧光材料的发光元件，寻找提高使用荧光材料的发光元件(荧光发光元件)的发光效率的方法。
作为能够将三重激发能的一部分或全部转换为发光的材料，除了磷光材料以外，已知有热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence：TADF)材料。在热活化延迟荧光材料中，通过反系间窜越从三重激发态产生单重激发态，并且单重激发态被转换为发光。
为了在使用热活化延迟荧光材料的发光元件中提高发光效率，不但在热活化延迟荧光材料中由三重激发态高效地生成单重激发态，而且从单重激发态高效地获得发光，即高荧光量子产率是重要的。但是，难以设计同时满足上述两个条件的发光材料。
另外，还已知如下方法：在包含热活化延迟荧光材料和荧光材料的发光元件中，将热活化延迟荧光材料的单重激发能转移到荧光材料，并从该荧光材料获得发光(参照专利文献1)。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-45179号公报
[非专利文献]
[非专利文献1]Hiroki Noda et al.,“SCIENCE ADVANCES”,2018,vol.4,no.6,eaao6910
如上所述，作为荧光发光元件的高效率化的方法，例如可以举出如下方法：在包含主体材料和客体材料的发光层中，将主体材料的三重激子转换为单重激子，然后将单重激发能转移到作为客体材料的荧光材料。但是，该将主体材料的三重激发能转换为单重激发能的过程与三重激发能失活的过程竞争。因此，有时主体材料的从三重激发能到单重激发能的转换不充分。例如，作为三重激发能失活的路径，考虑到如下失活路径：在发光器件的发光层中将荧光材料用作客体材料时，主体材料的三重激发能转移到荧光材料的最低三重激发能级(T1能级)。经过该失活路径的能量转移无助于发光，因此导致荧光发光器件的发光效率的降低。虽然通过减少客体材料的浓度可以抑制该失活路径，但是，此时从主体材料到客体材料的单重激发态的能量转移速度也变慢。因此，起因于劣化物或杂质的猝灭易于发生。因此，发光器件的亮度容易降低，这导致可靠性的降低。
于是，为了提高荧光发光元件的发光效率及高可靠性，优选的是，发光层中的三重激发能高效地转换为单重激发能并且高效地转移到荧光发光材料作为单重激发能。为此，需要开发如下方法及材料：从主体材料的三重激发态高效地生成客体材料的单重激发态，进一步提高发光元件的发光效率且提高可靠性。
发明内容
发明所要解决的技术问题
于是，本发明的一个方式的目的是，在发光器件所包括的发光层的主体材料和客体材料中，抑制主体材料的三重激发能转移到客体材料的T1能级，将主体材料的三重激发能高效地转换为客体材料的单重激发能，提高发光器件的荧光发光效率，并提高可靠性。
另外，本发明的一个方式的目的是提供一种功耗得到降低的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的有机化合物。
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不一定需要实现所有上述目的。另外，上述目的以外的目的可以从说明书等的记载得知并衍生。
解决技术问题的手段
如上所述，需要开发如下方法：在发射荧光的发光元件中，能够高效地将三重激发能转换为发光的方法。为此，需要提高发光层所使用的材料间的能量转移效率。为此，需要抑制能量供体-能量受体之间的基于德克斯特机理的三重激发能的转移。
因此，本发明的一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及五个以上的保护基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。五个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。该发光元件从第二材料得到发光。
在上述结构中，优选的是，五个以上的保护基中的至少四个分别独立为碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及至少四个保护基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。四个保护基不与稠合芳香环或稠合杂芳环直接键合。四个保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。该发光元件从第二材料得到发光。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及两个以上的二芳基氨基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。稠合芳香环或稠合杂芳环与两个以上的二芳基氨基键合，两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少一个保护基。保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。该发光元件从第二材料得到发光。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及两个以上的二芳基氨基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。稠合芳香环或稠合杂芳环与两个以上的二芳基氨基键合，两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少两个保护基。保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。该发光元件从第二材料得到发光。
另外，在上述结构中，二芳基氨基优选为二苯基氨基。
另外，在上述结构中，烷基优选为支链烷基。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及多个保护基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。构成多个保护基的原子中的至少一个位于稠合芳香环或稠合杂芳环的一个面的正上。构成多个保护基的原子中的至少一个位于稠合芳香环或稠合杂芳环的另一个面的正上。该发光元件从第二材料得到发光。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括发光层。发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料。第二材料包含发光体及两个以上的二苯基氨基。发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环。稠合芳香环或稠合杂芳环与两个以上的二苯基氨基键合，两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基。保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。该发光元件从第二材料得到发光。
另外，在上述结构中，烷基优选为支链烷基。
另外，在上述结构中，支链烷基优选包含季碳。
另外，在上述结构中，稠合芳香环或稠合杂芳环优选包含萘、蒽、芴、
Figure GDA0002706496330000071
(chrysene)、三亚苯、芘、并四苯、苝、香豆素、喹吖啶酮以及萘并双苯并呋喃中的至少一个。
另外，在上述结构中，优选的是，第一材料包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一有机化合物和第二有机化合物形成激基复合物。更优选的是，第一有机化合物呈现磷光发光。
另外，在上述结构中，第一材料呈现磷光。
另外，在上述结构中，第一材料的发射光谱优选与第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
另外，在上述结构中，发光层中的第二材料的浓度优选为2wt％以上且30wt％以下。
另外，本发明的其他一个方式是由下述通式(G1)或(G2)表示的有机化合物。
[化学式1]
Figure GDA0002706496330000081
在通式(G1)及(G2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar6分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R1至R10分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
另外，在上述结构中，优选的是，该有机化合物为由下述通式(G3)或(G4)表示的有机化合物。
[化学式2]
Figure GDA0002706496330000082
在通式(G3)及(G4)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R1、R3、R6及R8分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
另外，在上述结构中，优选的是，该有机化合物为由下述通式(G5)表示的有机化合物。
[化学式3]
Figure GDA0002706496330000091
在通式(G5)中，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R11至R18分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基以及取代或未取代的碳原子数为6以上且25以下的芳基中的任一个。
另外，在上述结构中，烷基优选为支链烷基。
另外，在上述结构中，支链烷基优选包含季碳。
另外，在上述结构中，更优选的是，该有机化合物为由下述结构式(102)至(104)、(221)、(222)、(225)、(229)、(250)、(254)、(257)、(261)和(264)中的任一个表示的有机化合物。
[化学式4]
Figure GDA0002706496330000111
[化学式5]
Figure GDA0002706496330000121
[化学式6]
Figure GDA0002706496330000131
另外，本发明的其他一个方式是使用上述有机化合物中的任一个或多个的发光元件。
另外，本发明的另一个方式是包括上述各结构的发光元件、以及滤色片和晶体管中的至少一个的显示装置。另外，本发明的另一个方式是包括上述显示装置、以及外壳和触摸传感器中的至少一个的电子设备。另外，本发明的另一个方式是包括上述各结构的发光元件、以及外壳和触摸传感器中的至少一个的照明装置。另外，本发明的一个方式是其范畴内不仅包括具有发光元件的发光装置还包括具有发光装置的电子设备。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示装置或光源(包括照明装置)。另外，发光(显示)装置有时还包括如下模块：在发光装置中安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)的显示模块；在TCP端部设置有印刷线路板的显示模块；或者IC(集成电路)通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶)方式直接安装在发光元件上的显示模块。
因此，根据本发明的一个方式可以提供一种发光效率高的发光元件。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种可靠性高的发光元件。根据本发明的一个方式可以提供一种功耗得到降低的发光元件。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光元件。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光装置。另外，根据本发明的一个方式可以提供一种新颖的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的有机化合物。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个方式并不一定需要具有所有上述效果。另外，上述效果以外的效果可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并衍生。
发明效果
附图简要说明
[图1]是本发明的一个方式的发光元件的发光层的截面示意图及说明能级相关的图。
[图2]是说明现有的客体材料与用于本发明的一个方式的发光元件的客体材料的示意图。
[图3]是说明本发明的一个方式的发光元件所使用的客体材料的结构式及球棍图。
[图4]是本发明的一个方式的发光元件的发光层的截面示意图及说明能级相关的图。
[图5]是本发明的一个方式的发光元件的发光层的截面示意图及说明能级相关的图。
[图6]是本发明的一个方式的发光元件的发光层的截面示意图及说明能级相关的图。
[图7]说明本发明的一个方式的发光元件的截面示意图。
[图8]是说明本发明的一个方式的显示装置的俯视图及截面示意图。
[图9]是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图。
[图10]是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图。
[图11]是说明本发明的一个方式的显示模块的立体图。
[图12]是说明本发明的一个方式的电子设备的图。
[图13]是说明本发明的一个方式的显示装置的立体图。
[图14]说明本发明的一个方式的照明装置的图。
[图15]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图16]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图17]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图18]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图19]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图20]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图21]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图22]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图23]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图24]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图25]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图26]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图27]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图28]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图29]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图30]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图31]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图32]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图33]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图34]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图35]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图36]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图37]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图38]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图39]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图40]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图41]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图42]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图43]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图44]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图45]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图46]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图47]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图48]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图49]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图50]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图51]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图52]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图53]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图54]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图55]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图56]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图57]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图58]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图59]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图60]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图61]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图62]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图63]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图64]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图65]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图66]说明根据参考实例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图67]说明根据参考实例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图68]说明根据参考实例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图69]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图70]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图71]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图72]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图73]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图74]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图75]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图76]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图77]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图78]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图79]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图80]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图81]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图82]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图83]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图84]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图85]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图86]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图87]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图88]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图89]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图90]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图91]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图92]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图93]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图94]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图95]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图96]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图97]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图98]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图99]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图100]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图101]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图102]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图103]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图104]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图105]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图106]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图107]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图108]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图109]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图110]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图111]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图112]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图113]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图114]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图115]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图116]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图117]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图118]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图119]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图120]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图121]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图122]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图123]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图124]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图125]说明根据实施例的对比发光元件的电致发射光谱的图。
[图126]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图127]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图128]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图129]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图130]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图131]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图132]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图133]说明根据实施例的对比发光元件的可靠性测试结果的图。
[图134]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图135]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图136]说明根据实施例的对比发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图137]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图138]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图139]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图140]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图141]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图142]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图143]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图144]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图145]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图146]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图147]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图148]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图149]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图150]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图151]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图152]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图153]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图154]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图155]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图156]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图157]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图158]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图159]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图160]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图161]说明根据实施例的能量供体的发光与客体材料的吸收的关系的图。
[图162]说明根据实施例的能量供体的发光与客体材料的吸收的关系的图。
[图163]说明根据实施例的能量供体的发光与客体材料的吸收的关系的图。
[图164]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图165]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图166]是说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图167]说明根据实施例的化合物的NMR谱的图。
[图168]说明根据实施例的化合物的吸收及发射光谱的图。
[图169]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图170]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图171]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图172]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图173]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图174]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图175]说明根据实施例的能量供体的发光与客体材料的吸收的关系的图。
[图176]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
[图177]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图178]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图179]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图180]说明根据实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
[图181]说明根据实施例的发光元件的发光寿命测试结果的图。
[图182]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图183]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图184]说明根据实施例的发光元件的电致发射光谱的图。
[图185]说明根据实施例的能量供体的发光与客体材料的吸收的关系的图。
[图186]说明根据实施例的外部量子效率与客体材料的浓度的关系的图。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明，其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
另外，为了容易理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
另外，在本说明书等中，为了容易理解，附加了第一、第二等序数词，而其有时并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地置换为“第二”或“第三”等而进行说明。另外，本说明书等中所记载的序数词与用于指定本发明的一个方式的序数词有时不一致。
注意，在本说明书等中，当利用附图说明发明的结构时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
另外，在本说明书等中，可以将“膜”和“层”相互调换。例如，有时可以将“导电层”换为“导电膜”。另外，有时可以将“绝缘膜”换为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，单重激发态(S*)是指具有激发能的单重态。另外，S1能级是单重激发能级的最低能级，其是指最低单重激发态(S1状态)的激发能级。另外，三重激发态(T*)是指具有激发能的三重态。另外，T1能级是三重激发能级的最低能级，其是指最低三重激发态(T1状态)的激发能级。另外，在本说明书等中，虽然有时仅记作“单重激发态”和“单重激发能级”，但是有时其分别表示S1状态和S1能级。另外，即便在记作“三重激发态”和“三重激发能级”的情况下，有时其分别表示T1状态和T1能级。
另外，在本说明书等中，荧光材料是指在从单重激发态返回到基态时在可见光区域发光的化合物。磷光材料是指在从三重激发态返回到基态时在室温下在可见光区域发光的化合物。换言之，磷光材料是指能够将三重激发能转换为可见光的化合物之一。
注意，在本说明书等中，室温是指0℃以上且40℃以下的范围内的温度。
另外，在本说明书等中，蓝色的波长区域是指400nm以上且小于490nm的波长区域，蓝色的发光在该波长区域至少具有一个发射光谱峰值。另外，绿色的波长区域是指490nm以上且小于580nm的波长区域，绿色的发光在该波长区域至少具有一个发射光谱峰值。另外，红色的波长区域是指580nm以上且680nm以下的波长区域，红色的发光在该波长区域至少具有一个发射光谱峰值。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1A至图6C说明本发明的一个方式的发光元件。
<发光元件的结构实例>
首先，下面将参照图1A至图1C说明本发明的一个方式的发光元件的结构。
图1A是本发明的一个方式的发光元件150的截面示意图。
发光元件150包括一对电极(电极101及电极102)，并包括设置在该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层130。
另外，图1A所示的EL层100除了发光层130以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119等功能层。
注意，虽然在本实施方式中以一对电极中的电极101为阳极并以电极102为阴极进行说明，但是发光元件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以将电极101用作阴极，将电极102用作阳极，并将电极间的各层的顺序倒过来层叠。换言之，从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层130、电子传输层118及电子注入层119即可。
注意，EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，只要包括选自空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119中的至少一个即可。或者，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够减少空穴或电子的注入势垒的功能层；能够提高空穴或电子的传输性的功能层；能够阻碍空穴或电子的传输性的功能层；或者能够抑制电极所引起的猝灭现象等的功能层。功能层可以为单层也可以为多个层的叠层。
<发光元件的发光机理>
以下说明发光层130的发光机理。
在本发明的一个实施方式的发光元件150中，通过将电压施加到一对电极(电极101及电极102)间，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到EL层100，而使电流流过。在因载流子(电子及空穴)的再结合而产生的激子中，单重激子与三重激子的比(以下，称为激子产生概率)的统计概率为1:3。因此，产生单重激子的比率为25％，产生三重激子的比率为75％。因此，为了提高发光元件的发光效率，使三重激子有助于发光是重要的。由此，作为发光层130，优选使用具有将三重激发能转换为发光的功能的材料。
作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出能够发射磷光的化合物(以下称为磷光材料)。在本说明书等中，磷光材料是指在低温(例如77K)以上且室温以下的温度范围(即，77K以上且313K以下)的任一温度下发射磷光而不发射荧光的化合物。该磷光材料优选包含自旋轨道相互作用大的金属元素，具体而言，优选包含过渡金属元素，尤其优选包含铂族元素(钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt))，特别优选包含铱。铱可以提高有关单重基态与三重激发态之间的直接跃迁的跃迁概率，所以是优选的。
另外，作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出TADF材料。TADF材料是指S1能级和T1能级之差较小且可以通过反系间窜越将三重激发能转换为单重激发能的材料。因此，能够利用微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(反系间窜越)并能够高效地产生单重激发态。以两种物质形成激发态的激基复合物(Exciplex)因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，在室温或低温下的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为S1能级，在磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为T1能级，此时的S1和T1之差是0.2eV以下。
此外，作为具有能够将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出具有钙钛矿结构的过渡金属化合物的纳米结构体。金属卤素钙钛矿类纳米结构体是特别优选的。作为该纳米结构体，纳米粒子和纳米棒是优选的。
图1B是示出本发明的一个方式的发光元件的发光层130的截面示意图。在本发明的一个方式中，发光层130包含化合物131及化合物132。化合物131具有将三重激发能转换为发光的功能，化合物132具有将单重激发能转换为发光的功能。因为荧光材料的稳定性高，所以作为化合物132优选使用荧光材料以得到可靠性高的发光元件。此外，因为化合物131具有将三重激发能转换为发光的功能，所以为了得到发光效率高的发光元件，优选在化合物131中产生载流子的再结合。因此，优选的是，在化合物131中产生载流子的再结合而生成的激子的单重激发能及三重激发能最终转移到化合物132的单重激发态，而化合物132发光。在此，在发光层130中，化合物131是能量供体，化合物132是能量受体。在图1C中，发光层130是以化合物131为主体材料且以化合物132为客体材料的荧光发光层。就是说，在图1C中，主体材料被用作能量供体，客体材料被用作能量受体。此外，发光层130可以获得来源于作为客体材料的化合物132的发光。
<发光层的结构实例1>
图1C示出本发明的一个方式的发光元件的发光层中的能级相关的一个例子。在本结构实例中，示出化合物131使用TADF材料的情况。
另外，图1C示出发光层130中的化合物131和化合物132的能级相关。图1C中的标记及符号为如下。
·Host(131)：化合物131
·Guest(132)：化合物132
·TC1：化合物131的T1能级
·SC1：化合物131的S1能级
·SG：化合物132的S1能级
·TG：化合物132的T1能级
在此，着眼于因电流激发而产生的化合物131的三重激发能。化合物131具有TADF特性。因此，化合物131具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图1C的路径A1)。化合物131所具有的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图1C的路径A2)。此时，优选满足SC1≥SG。具体而言，优选的是，在化合物131的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为SC1，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足SC1≥SG。
在化合物131产生的三重激发能经过上述路径A1及路径A2转移到作为客体材料的化合物132的S1能级，化合物132发光，由此可以提高荧光发光元件的发光效率。在路径A2中，化合物131被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在此，在发光层130中，化合物131和化合物132混在一起。因此，有可能发生路径A1与路径A2竞争而化合物131的三重激发能被转换为化合物132的三重激发能的过程(图1C的路径A3)。因为化合物132是荧光材料，所以化合物132的三重激发能无助于发光。就是说，当发生路径A3的能量转移时，发光元件的发光效率降低。注意，实际上，作为从TC1到TG的能量转移(路径A3)，可能有不是直接的而是能量一旦转移到高于化合物132的TG的三重激发态就通过内部转换而成为TG的路径，但是，在附图中省略该过程。后面的本说明书中的不希望的热失活过程，即到TG的失活过程都是同样的。
作为分子间的能量转移机理，已知福斯特机理(偶极-偶极相互作用)和德克斯特(Dexter)机理(电子交换相互作用)。因为作为能量受体的化合物132是荧光材料，所以在路径A3的能量转移中德克斯特机理占优势。一般而言，德克斯特机理在作为能量供体的化合物131和作为能量受体的化合物132的距离为1nm以下时显著地发生。因此，为了抑制路径A3，重要的是，使主体材料和客体材料之间的距离，即能量供体和能量受体之间的距离长。
由于化合物132中的单重基态到三重激发态的直接跃迁为禁戒跃迁，因此从化合物131的单重激发能级(SC1)到化合物132的三重激发能级(TG)的能量转移很难成为主要的能量转移过程，因此，未图示。
图1C中的TG大多为来源于能量受体中的发光体的能级。因此，更详细地说，为了抑制路径A3，重要的是，使能量供体和能量受体所包括的发光体之间的距离长。作为使能量供体和能量受体所包括的发光体之间的距离长的方法，一般举出降低这些化合物的混合膜中的能量受体的浓度。但是，当降低混合膜中的能量受体的浓度时，除了从能量供体到能量受体的基于德克斯特机理的能量转移以外，基于福斯特机理的能量转移也被抑制。此时，因为路径A2基于福斯特机理，所以发生发光元件的发光效率的降低或可靠性的降低等问题。
于是，本发明者等发现：通过作为能量受体使用具有用来使与能量供体的距离长的保护基的荧光材料，可以抑制上述发光效率的降低。
<具有保护基的荧光材料的概念>
图2A示出将作为一般的荧光材料的不具有保护基的荧光材料作为客体材料分散在主体材料中的情况的示意图，图2B示出将用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的荧光材料作为客体材料分散在主体材料中的情况的示意图。可以将主体材料换称为能量供体且将客体材料换称为能量受体。在此，保护基具有使发光体和主体材料之间的距离长的功能。在图2A中，客体材料301具有发光体310。客体材料301被用作能量受体。另一方面，在图2B中，客体材料302包括发光体310和保护基320。在图2A及图2B中，客体材料301及客体材料302由主体材料330围绕。在图2A中，因为发光体和主体材料之间的距离较短，所以作为从主体材料330到客体材料301的能量转移有可能发生基于福斯特机理的能量转移(图2A及图2B中的路径A4)以及基于德克斯特机理的能量转移(图2A及图2B中的路径A5)。当发生基于德克斯特机理的从主体材料到客体材料的三重激发能的能量转移而产生客体材料的三重激发态时，在客体材料是荧光材料的情况下，发生三重激发能的无辐射失活，这会成为发光效率下降的原因之一。
另一方面，在图2B中，客体材料302具有保护基320。因此，可以使发光体310和主体材料330之间的距离长。因此，可以抑制基于德克斯特机理的能量转移(路径A5)。
在此，为了使客体材料302发光，因为抑制德克斯特机理，所以客体材料302需要基于福斯特机理从主体材料330接收能量。就是说，优选的是，在抑制基于德克斯特机理能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移。已知基于福斯特机理的能量转移也受到主体材料和客体材料之间的距离的影响。一般而言，在主体材料330和客体材料302之间的距离为1nm以下时，德克斯特机理占优势，在其为1nm以上且10nm以下时，福斯特机理占优势。一般而言，在主体材料330和客体材料302之间的距离为10nm以上时，不容易发生能量转移。在此，可以将主体材料330和客体材料302之间的距离换称为主体材料330和发光体310之间的距离。
于是，保护基320优选在离发光体310有1nm以上且10nm以下的范围内扩散。更优选的是，在离发光体310有1nm以上且5nm以下的范围内扩散。通过采用该结构，可以在抑制从主体材料330到客体材料302的基于德克斯特机理的能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移。因此，可以制造具有高发光效率的发光元件。
此外，为了提高基于福斯特机理的能量转移效率(提高能量转移速度)，优选增高相对于主体材料330的客体材料301或客体材料302的浓度。但是，通常，当增高客体材料的浓度时，德克斯特机理的能量转移速度也变快，这导致发光效率的下降。因此，增高客体材料的浓度是困难的。已有关于如下发光元件的报告：在将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用作主体材料的荧光发光元件中，客体材料的浓度低达1wt％以下。
另一方面，在本发明的一个方式的发光元件中，将发光体具有保护基的客体材料用于发光层。可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移，因此，可以增高作为能量受体的客体材料的浓度。其结果是，可以实现本来是矛盾的现象，即在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度。通过增高基于福斯特机理的能量转移速度，发光层中的能量受体的激发寿命变短，因此可以提高发光元件的可靠性。相对于主体材料的客体材料的浓度优选为2wt％以上且30wt％以下，更优选为5wt％以上且20wt％以下，进一步优选为5wt％以上且15wt％以下。通过采用该结构，可以增高基于福斯特机理的能量转移速度，因此可以得到发光效率高的发光元件。并且，通过将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用作主体材料，可以制造具有与磷光发光元件相等的高发光效率的荧光发光元件。此外，因为使用稳定性高的荧光材料提高发光效率，所以可以制造可靠性高的发光元件。注意，上述浓度是指在发光层中以主要呈现发光的材料为客体材料且以客体材料以外的材料为主体材料时的浓度。
此外，尤其是，本发明的一个方式的发光元件的效果不只是稳定性高的荧光材料的使用所引起的可靠性提高的效果。上述能量转移经常与劣化物或杂质影响所造成的猝灭过程竞争。当该猝灭过程的猝灭速率常数随着时间变大时，发光元件的发光比例变小。就是说，发光元件的亮度劣化。但是，如上所述，在本发明的一个方式中，可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时使基于福斯特机理的能量转移速度比现有的发光元件高，因此，可以减小与猝灭过程的竞争所带来的影响，可以实现元件的长寿命化。
在此，发光体是指在荧光材料中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体一般具有π键，优选包含芳香环，并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。此外，作为其他方式，可认为发光体是指包含在环平面上存在跃迁偶极向量的芳香环的原子团(骨架)。此外，当一个荧光材料具有多个稠合芳香环或稠合杂芳环时，有时将该多个稠合芳香环或稠合杂芳环中的S1能级最低的骨架看作该荧光材料的发光体。此外，有时将该多个稠合芳香环或稠合杂芳环中的在最长波长一侧具有吸收端的骨架看作该荧光材料的发光体。此外，有时根据该多个稠合芳香环或稠合杂芳环各自的发射光谱的形状可以预测出该荧光材料的发光体。
作为稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure GDA0002706496330000321
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光材料是优选的，因为荧光量子产率高。
被用作保护基的取代基需要具有比发光体及主体材料的T1能级高的三重激发能级。因此，优选使用饱和烃基。这是因为不具有π键的取代基的三重激发能级高。此外，不具有π键的取代基的载流子(电子或空穴)的传输功能低。因此，饱和烃基可以几乎不给主体材料的激发态或载流子传输性带来影响而使发光体和主体材料之间的距离长。此外，在同时包含不具有π键的取代基与具有π共轭的取代基的有机化合物中，在很多情况下，前沿轨道{HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，也称为最高占据分子轨道)及LUMO(LowestUnoccupied Molecular Orbital，也称为最低空分子轨道)}存在于具有π共轭的取代基一侧，尤其是，发光体具有前沿轨道的情况很多。如后面说明，对基于德克斯特机理的能量转移来说，能量供体及能量受体的HOMO的重叠以及能量供体及能量受体的LUMO的重叠很重要。因此，通过将饱和烃基用于保护基，可以使作为能量供体的主体材料的前沿轨道与作为能量受体的客体材料的前沿轨道之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
作为保护基的具体例子，可以举出碳原子数为1以上且10以下的烷基。因为需要使发光体和主体材料之间的距离长，所以保护基优选为庞大的取代基。因此，可以适用碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基。尤其是，烷基优选为庞大的支链烷基。此外，该取代基在包含季碳时为庞大的取代基，所以特别优选的。
此外，优选相对于一个发光体具有五个以上的保护基。通过采用该结构，可以由保护基覆盖发光体整体，因此可以适当地调节主体材料和发光体之间的距离。虽然在图2B中示出发光体和保护基直接键合的情况，但是，更优选的是，保护基与发光体不直接键合。例如，保护基也可以通过亚芳基或氨基等二价以上的取代基与发光体键合。通过该取代基使保护基与发光体键合，由此可以有效地使发光体和主体材料之间的距离长。因此，当发光体和保护基不直接键合时，通过相对于一个发光体具有四个以上的保护基，可以有效地抑制基于德克斯特机理的能量转移。
此外，使发光体和保护基键合的二价以上的取代基优选为具有π共轭的取代基。通过采用该结构，可以调节客体材料的发光颜色、HOMO能级、玻璃化转变点等物性。此外，保护基优选以在以发光体为中心观察分子结构时位于最外侧的方式配置。
<具有保护基的荧光材料以及分子结构的实例>
在此，示出由下述结构式(102)表示的可用于本发明的一个方式的发光元件的荧光材料N,N’-[(2-叔丁基蒽)-9,10-二基]-N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)胺(简称：2tBu-mmtBuDPhA2Anth)的结构。在2tBu-mmtBuDPhA2Anth中，蒽环是发光体，叔丁基(tBu)被用作保护基。
[化学式7]
Figure GDA0002706496330000341
在图3B中，以球棍模型表示上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。在图3B中，示出从图3A的箭头方向(与蒽环面水平的方向)看2tBu-mmtBuDPhA2Anth时的情况。图3B的阴影部分表示作为发光体的蒽环面的正上部分，可以确认到该正上部分具有与作为保护基的tBu基重叠的区域。例如，在图3B中，由箭头(a)表示的原子是与该阴影部分重叠的tBu基的碳原子，由箭头(b)表示的原子是于该阴影部分重叠的tBu基的氢原子。就是说，在2tBu-mmtBuDPhA2Anth中，构成保护基的原子位于发光体面的一个面的正上，构成保护基的原子也位于发光体面的一个面的正上。通过采用该结构，即使在客体材料分散于主体材料中的状态下，在作为发光体的蒽环的平面方向和垂直方向上，也可以使蒽环与主体材料之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
例如，在有关能量转移的迁移是HOMO和LUMO之间的迁移的情况下，对基于德克斯特机理的能量转移来说，主体材料的HOMO和客体材料的HOMO的重叠以及主体材料的LUMO和客体材料的LUMO的重叠很重要。在这两个材料的HOMO及LUMO重叠时，德克斯特机理显著地发生。因此，为了抑制德克斯特机理，重要的是，抑制两个材料的HOMO及LUMO的重叠。就是说，重要的是，使关系到激发态的骨架和主体材料之间的距离长。在此，在荧光材料中，HOMO及LUMO大多具有发光体。例如，当客体材料的HOMO及LUMO扩散到发光体面的上方及下方(2tBu-mmtBuDPhA2Anth中的蒽环的上方及下方)时，由保护基覆盖发光体面的上方及下方是在分子结构中很重要。
此外，在芘环或蒽环等被用作发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环中，在该环平面上存在跃迁偶极向量。因此，在图3B中，2tBu-mmtBuDPhA2Anth在跃迁偶极向量存在的面，即在蒽环的面的正上优选具有与作为保护基的tBu基重叠的区域。具体而言，构成多个保护基(图3A和图3B中的tBu基)的原子中的至少一个位于稠合芳香环或稠合杂芳环(图3A和图3B中的蒽环)的一个面的正上，该构成多个保护基的原子中的至少一个位于该稠合芳香环或稠合杂芳环的另一个面的正上。通过采用该结构，即使在客体材料分散于主体材料中的状态下，也可以使发光体与主体材料之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，优选的是，以覆如盖蒽环那样的发光体的方式配置如tBu基那样的保护基。
<发光层的结构实例2>
图4C示出本发明的一个方式的发光元件150的发光层130中的能级相关的一个例子。图4A所示的发光层130包括化合物131、化合物132以及化合物133。在本发明的一个方式中，化合物132优选为荧光材料。此外，在本结构实例中，化合物131和化合物133是形成激基复合物的组合。
作为化合物131与化合物133的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选其中一个是具有传输空穴的功能(空穴传输性)的化合物，另一个是具有传输电子的功能(电子传输性)的化合物。在该情况下，容易形成供体-受体型的激基复合物，而可以高效地形成激基复合物。另外，当化合物131与化合物133的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子的平衡。具体而言，具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物优选在1：9至9：1(重量比)的范围内。另外，通过具有该结构，可以容易地控制载流子的平衡，由此也可以容易地对载流子再结合区域进行控制。
另外，作为高效地形成激基复合物的主体材料的组合，优选的是，化合物131及化合物133中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，并且其中一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。另外，化合物131的HOMO能级也可以与化合物133的HOMO能级相等，或者，化合物131的LUMO能级也可以与化合物133的LUMO能级相等。
注意，化合物的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测定测得的化合物的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
例如，当化合物131具有空穴传输性而化合物133具有电子传输性时，如图4B所示的能带图那样，优选的是，化合物131的HOMO能级高于化合物133的HOMO能级，且化合物131的LUMO能级高于化合物133的LUMO能级。通过这种能级相关，从一对电极(电极101及电极102)注入的作为载流子的空穴及电子分别容易注入到化合物131及化合物133，所以是优选的。
另外，在图4B中，Comp(131)表示化合物131，Comp(133)表示化合物133，ΔEC1表示化合物131的LUMO能级和HOMO能级的能量差，ΔEC3表示化合物132的LUMO能级和HOMO能级的能量差，并且ΔEE表示化合物133的LUMO能级和化合物131的HOMO能级的能量差。
另外，由化合物131和化合物133形成的激基复合物在化合物131中具有HOMO的分子轨道并在化合物133中具有LUMO的分子轨道。另外，该激基复合物的激发能大致相当于化合物133的LUMO能级和化合物131的HOMO能级的能量差(ΔEE)，并小于化合物131的LUMO能级和HOMO能级的能量差(ΔEC1)及化合物133的LUMO能级和HOMO能级的能量差(ΔEC3)。因此，通过由化合物131和化合物133形成激基复合物，可以以较低的激发能形成激发态。另外，该激基复合物因具有较低的激发能而能够形成稳定的激发态。
图4C示出发光层130中的化合物131、化合物132以及化合物133的能级相关。如下是图4C中的标记及符号。
·Comp(131)：化合物131
·Comp(133)：化合物133
·Guest(132)：化合物132
·SC1：化合物131的S1能级
·TC1：化合物131的T1能级
·SC3：化合物133的S1能级
·TC3：化合物133的S1能级
·TG：化合物132的T1能级
·SE：激基复合物的S1能级
·TE：激基复合物的T1能级
在本发明的一个方式的发光元件中，发光层130所包含的化合物131及化合物133形成激基复合物。激基复合物的S1能级(SE)与激基复合物的T1能级(TE)成为相邻的能级(参照图4C中的路径A6)。
激基复合物的激发能级(SE及TE)比形成激基复合物的各物质(化合物131及化合物133)的S1能级(SC1及SC3)低，所以可以以更低的激发能形成激发态。由此，可以降低发光元件150的驱动电压。
因为激基复合物的S1能级(SE)和T1能级(TE)是彼此相邻的能级，所以容易产生反系间窜越而具有TADF特性。因此，激基复合物具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图4C的路径A7)。激基复合物的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图4C的路径A8)。此时，优选满足SE≥SG。在路径A8中，激基复合物被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。具体而言，优选的是，在激基复合物的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为SE，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足SE≥SG。
为了增高TADF特性，优选的是，化合物131及化合物133的T1能级，即TC1及TC3为TE以上。作为其指标，优选的是，化合物131及化合物133的磷光光谱的最短波长一侧的发光峰值波长都是激基复合物的最大发光峰值波长以下。或者，优选的是，在激基复合物的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为SE，在化合物131及化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处分别划切线，将该外推线的波长的能量设定为各化合物的TC1及TC3，此时优选为SE-TC1≤0.2eV且SE-TC3≦≤0.2eV。
在发光层130中发生的三重激发能经过上述路径A6以及从激基复合物的S1能级到客体材料的S1能级的能量转移(路径A8)，由此可以使客体材料发光。因此，通过将形成激基复合物的组合的材料用于发光层130，可以提高荧光发光元件的发光效率。
在此，在本发明的一个方式的发光元件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A9表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光元件。
在本说明书等中，有时将上述路径A6至A8的过程称为ExSET(Exciplex-SingletEnergy Transfer：激基复合物-单重态能量转移)或ExEF(Exciplex-EnhancedFluorescence：激基复合物增强荧光)。换言之，在发光层130中，产生从激基复合物到荧光材料的激发能的供应。
<发光层的结构实例3>
在本结构实例中，说明作为利用上述ExEF的发光元件的化合物133使用磷光材料的情况。就是说，说明将磷光材料用于形成激基复合物的化合物中的一个的情况。
在本结构实例中，将包含重原子的化合物用于形成激基复合物的化合物中的一个。因此，单重激发态和三重激发态之间的系间跨越被促进。因此，可以形成能够从三重激发态跃迁到单重基态(即，能够呈现磷光)的激基复合物。此时，与一般的激基复合物不同，激基复合物的三重激发能级(TE)为能量供体的能级，因此TE优选为作为发光材料的化合物132的单重激发能级(SG)以上。具体而言，优选的是，在使用重原子的激基复合物的发射光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为TE，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足TE≥SG。
在是这种能级相关的情况下，可以使所生成的激基复合物的三重激发能从激基复合物的三重激发能级(TE)向化合物132的单重激发能级(SG)进行能量转移。注意，激基复合物的S1能级(SE)和T1能级(TE)彼此相邻，由此有时在发射光谱中难以明确地区分荧光和磷光。在此情况下，有时可以根据发光寿命区分荧光和磷光。
在上述结构中使用的磷光材料优选包含Ir、Pt、Os、Ru、Pd等重原子。另一方面，在本结构实例中，磷光材料还被用作能量供体，因此其量子产率既可以高又可以低。就是说，从激基复合物的三重激发能级到客体材料的单重激发能级的能量转移为允许跃迁即可。在从由上述磷光材料构成的激基复合物或者上述磷光材料到客体材料的能量转移中，从能量供体的三重激发能级到客体材料(能量受体)的单重激发能级的能量转移为允许跃迁，所以是优选的。因此，可以不经过图4C中的路径A7的过程而将激基复合物的三重激发能经过路径A8的过程转移到客体材料的S1能级(SG)。就是说，可以只经过路径A6及路径A8的过程将三重激发能及单重激发能转移到客体材料的S1能级。在路径A8中，激基复合物被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在此，在本发明的一个方式的发光元件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A9表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光元件。
<发光层的结构实例4>
在本结构实例中，利用图4D说明作为利用上述ExEF的发光元件的化合物133使用具有TADF特性的材料的情况。
由于化合物133为TADF材料，所以没有形成激基复合物的化合物133具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图4D的路径A10)。化合物133所具有的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图4D的路径A11)。此时，优选为SC3≥SG。
与上述发光层的结构实例同样，在本发明的一个方式的发光元件中，存在三重激发能经过图4D中的路径A6至路径A8而转移到作为客体材料的化合物132的路径、以及三重激发能经过图4D中的路径A10及路径A11而转移到化合物132的路径。因为存在三重激发能转移到荧光材料的多个路径，所以可以进一步提高发光效率。在路径A8中，激基复合物被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。在路径A11中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在本结构实例中，激基复合物及化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
<发光层的结构实例5>
图5A示出发光层130使用四种材料时的情况。图5A中的发光层130包括化合物131、化合物132、化合物133及化合物134。在本发明的一个方式中，化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。在本结构实例中，以化合物133是磷光材料的情况为前提进行说明。化合物132是呈现荧光发光的客体材料。另外，化合物131是与化合物134形成激基复合物的有机化合物。
另外，图5B示出发光层130中的化合物131、化合物132、化合物133以及化合物134的能级相关。如下是图5B中的标记及符号，其他的标记及符号与图4B所示的标记及符号相同。
·SC4：化合物134的S1能级
·TC4：化合物134的T1能级
在本结构实例示出的本发明的一个方式的发光元件中，发光层130所包含的化合物131及化合物134形成激基复合物。激基复合物的S1能级(SE)与激基复合物的T1能级(TE)成为相邻的能级(参照图5B中的路径A12)。
通过上述过程生成的激基复合物如上所述，当失去激发能时，形成激基复合物的两种物质再次被用作原来的两种物质。
激基复合物的激发能级(SE及TE)比形成激基复合物的各物质(化合物131及化合物134)的S1能级(SC1及SC4)低，所以可以以更低的激发能形成激发态。由此，可以降低发光元件150的驱动电压。
这里，在化合物133为磷光材料时，允许单重态与三重态间的系间窜跃。所以，可以使激基复合物的单重激发能及三重激发能的双方快速地转移到化合物133(路径A13)。这里，优选满足TE≥TC3。另外，可以使化合物133所具有的三重激发能高效地转换为化合物132的单重激发能(路径A14)。这里，如图5B所示，在TE≥TC3≥SG的情况下，化合物133的激发能作为单重激发能高效地转移至作为客体材料的化合物132，所以是优选的。具体而言，优选的是，在化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为TC3，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足TC3≥SG。在路径A14中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
此时，作为化合物131与化合物134的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选其中一个是具有空穴传输性的化合物，另一个是具有电子传输性的化合物。
另外，作为高效地形成激基复合物的材料的组合，优选的是，化合物131及化合物134中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，并且一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。
另外，化合物131与化合物134的能级相关不局限于图5B所示的。也就是说，化合物131的单重激发能级(SC1)可以高于化合物134的单重激发能级(SC4)也可以低于化合物134的单重激发能级(SC4)。另外，化合物131的三重激发能级(TC1)可以高于化合物134的三重激发能级(TC4)也可以低于化合物134的三重激发能级(TC4)。
另外，在本发明的一个方式的发光元件中，化合物131优选具有缺π电子骨架。通过采用该结构，化合物131的LUMO能级变低，这适合于激基复合物的形成。
在本发明的一个方式的发光元件中，化合物131优选具有富π电子骨架。通过采用该结构，化合物131的HOMO能级变高，这适合于激基复合物的形成。
在此，在本发明的一个方式的发光元件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A15表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光元件。此外，可以增高作为能量供体的化合物133的浓度。其结果是，可以实现本来是矛盾的现象，即在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度。通过增高基于福斯特机理的能量转移速度，发光层中的能量受体的激发寿命变短，因此可以提高发光元件的可靠性。当对发光层添加作为能量供体的化合物133时，其相对于主体材料的浓度优选为2wt％以上且50wt％以下，更优选为5wt％以上且30wt％以下，进一步优选为5wt％以上且20wt％以下。通过采用该结构，可以增高基于福斯特机理的能量转移速度，因此可以得到发光效率高的发光元件。
在本说明书等中，有时将上述路径A12及A13的过程称为ExTET(Exciplex-TripletEnergy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。换言之，在发光层130中，产生从激基复合物到化合物133的激发能的供应。因此，可以说，在本结构实例是采用将具有保护基的荧光材料混合到可用ExTET的发光层而成的结构。
<发光层的结构实例6>
在本结构实例中。对具有TADF特性的材料用于上述发光层的结构实例5中说明的化合物134的情况进行说明。
图5C示出发光层130使用四种材料的情况。图5C中的发光层130包括化合物131、化合物132、化合物133及化合物134。在本发明的一个方式中，化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。化合物132是呈现荧光发光的客体材料。另外，化合物131是与化合物134形成激基复合物的有机化合物。
在此，由于化合物134为TADF材料，所以没有形成激基复合物的化合物134具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图5C的路径A16)。化合物134所具有的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图5C的路径A17)。此时，优选满足SC4≥SG。具体而言，优选的是，在化合物134的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为SC4，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足SC4≥SG。
与上述发光层的结构实例同样，在本发明的一个方式的发光元件中，存在三重激发能经过图5B中的路径A12至路径A14而转移到作为客体材料的化合物132的路径、以及三重激发能经过图5C中的路径A16及路径A17而转移到化合物132的路径。因为存在三重激发能转移到荧光材料的多个路径，所以可以进一步提高发光效率。在路径A14中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。在路径A17中，化合物134被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
<发光层的结构实例7>
图6B示出本发明的一个方式的发光元件150的发光层130中的能级相关的一个例子。图6A中的发光层130包括化合物131、化合物132及化合物133。在本发明的一个方式中，化合物132是具有保护基的客体材料。化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。在本结构实例中，以化合物133是磷光材料的情况为前提进行说明。
图6B及后述的图6C中的标记及符号为如下。
·Comp(131)：化合物131
·Comp(133)：化合物133
·Guest(132)：化合物132
·SC1：化合物131的S1能级
·TC1：化合物131的T1能级
·TC3：化合物133的T1能级
·TG：化合物132的T1能级
·SG：化合物132的S1能级
在本发明的一个方式的发光元件中，因为发光层130所包含的化合物131中主要发生载流子的再结合，因此产生单重激子及三重激子。因为这里的化合物133是磷光材料，所以通过选择满足TC3≤TC1的关系的材料，可以将在化合物131中产生的单重激发能及三重激发能都转移到化合物133的TC3能级(图6B中的路径A18)。注意，一部分载流子有可能在化合物133中再结合。
在上述结构中使用的磷光材料优选包含Ir、Pt、Os、Ru、Pd等重原子。另一方面，如上所述，在本结构实例中，磷光材料还被用作能量供体，因此其量子产率既可以高又可以低。在将磷光材料用作化合物133磷光材料时，从能量供体的三重激发能级到客体材料(能量受体)的单重激发能级的能量转移为允许跃迁，所以是优选的。因此，可以将化合物133的三重激发能经过路径A19的过程转移到客体材料的S1能级(SG)。在路径A19中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。此时，在满足TC3≥SG的情况下，化合物133的激发能高效地转移到作为客体材料的化合物132的单重激发态，所以是优选的。具体而言，优选的是，在化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为TC3，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足TC3≥SG。
在此，在本发明的一个方式的发光元件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A20表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光元件。
<发光层的结构实例8>
图6C示出本发明的一个方式的发光元件150的发光层130中的能级相关的一个例子。图6C中的发光层130包括化合物131、化合物132及化合物133。在本发明的一个方式中，化合物132是具有保护基的客体材料。化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。在本结构实例中，以化合物133是具有TADF特性的化合物的情况为前提进行说明。
如下是图6C中的标记及符号，其他的标记及符号与图6B所示的标记及符号相同。
·SC3：化合物133的S1能级
在本发明的一个方式的发光元件中，因为发光层130所包含的化合物131中主要发生载流子的再结合，因此产生单重激子及三重激子。通过选择满足SC3≤SC1及TC3≤TC1的关系的材料，可以将在化合物131中产生的单重激发能及三重激发能都转移到化合物133的SC3能级及TC3能级(图6C中的路径A21)。注意，一部分载流子有可能在化合物133中再结合。
在此，由于化合物134为TADF材料，所以化合物134具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图6C的路径A22)。化合物133的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图6C的路径A23)。此时，优选满足SC3≥SG。具体而言，优选的是，在化合物133的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将该外推线的波长的能量设定为SC3，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量设定为SG，此时满足SC3≥SG。经过路径A21至路径A23的过程，由此可以将发光层130中的三重激发能转换为化合物132的荧光发光。在路径A23中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在此，在本发明的一个方式的发光元件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A24表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光元件。
<能量转移机理>
下面，对福斯特机理和德克斯特机理进行说明。虽然在此对有关从处于激发态的第一材料向处于基态的第二材料的激发能供给的第一材料与第二材料的分子间的能量转移过程进行说明，但是在上述任一个是激基复合物时也是同样的。
《福斯特机理》
在福斯特机理中，在能量转移中不需要分子间的直接接触，通过第一材料与第二材料间的偶极振荡的共振现象发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，第一材料向第二材料供应能量，激发态的第一材料成为基态，基态的第二材料成为激发态。另外，算式(1)示出福斯特机理的速率常数kh*→g。
[算式1]
Figure GDA0002706496330000481
在算式(1)中，ν表示振荡数，f’h(ν)表示第一材料的归一化发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)，εg(ν)表示第二材料的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示第一材料与第二材料的分子间距，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，c表示光速，φ表示发光量子产率(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光量子产率，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光量子产率)，K2表示第一材料和第二材料的跃迁偶极矩的取向的系数(0至4)。另外，在无规取向中，K2＝2/3。
在此，当以能量供体为第一材料且以能量受体为第二材料时，在第一材料与第二材料的发光颜色接近时，根据上述算式(1)，f’h(ν)及εg(ν)的重叠变小(与第二材料的发射光谱相比，εg(ν)存在于长波长一侧)，因此kh*→g变小。但是，在本发明的一个方式的发光元件中，如上所述，可以增高发光层中的能量供体的浓度，因此可以使算式(1)中的R值大，可以抑制kh*→g变小。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以将其发光颜色接近能量供体的荧光材料用作发光材料。本发明的一个方式的发光元件可以使用发光颜色不同的能量供体和能量受体。
《德克斯特机理》
在德克斯特机理中，第一材料和第二材料接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的第一材料的电子和基态的第二材料的电子，发生能量转移。另外，算式(2)示出德克斯特机理的速率常数kh*→g。
[算式2]
Figure GDA0002706496330000491
在算式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示第一材料的归一化发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)，ε’g(ν)表示第二材料的归一化吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示第一材料与第二材料的分子间距。
这里，从第一材料到第二材料的能量转移效率φET以算式(3)表示。kr表示第一材料的发光过程(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光)的速率常数，kn表示第二材料的非发光过程(热失活或系间窜跃)的速率常数，τ表示所测量的第一材料的激发态的寿命。
[算式3]
Figure GDA0002706496330000492
从算式(3)可知，为了提高能量转移效率φET，可以增大能量转移的速率常数kh*→g来使其他竞争速率常数kr+kn(＝1/τ)相对变小。
《用来提高能量转移的概念》
首先，考虑基于福斯特机理的能量转移。通过将算式(1)代入到算式(3),可以消去τ。因此，在福斯特机理中，能量转移效率φET不取决于第一材料的激发态的寿命τ。另外，当发光量子产率φ高时，可以说能量转移效率φET较高。
另外，第一材料的发射光谱与第二材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。再者，第二材料的摩尔吸光系数优选高。这意味着第一材料的发射光谱与呈现在第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。注意，由于第二材料中的从单重基态到三重激发态的直接跃迁被禁止，因此在第二材料中，三重激发态下的摩尔吸光系数为少到可以忽视的量。由此，可以忽视基于福斯特机理的第一材料的激发态到第二材料的三重激发态的能量转移过程，只需考虑向第二材料的单重激发态的能量转移过程。
此外，根据算式(1)，基于福斯特机理的能量转移速度与第一材料和第二材料的分子间距R的六乘方成反比。如上所述，在R为1nm以下时，基于德克斯特机理的能量转移占优势。因此，为了在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度，分子间距优选为1nm以上且10nm以下。因此，上述保护基被要求不过庞大，构成保护基的碳原子数优选为3以上且10以下。
接着，考虑基于德克斯特机理的能量转移。从算式(2)可知，为了增大速率常数kh*→g，第一材料的发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)与第二材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)的重叠优选为大。因此，通过使第一材料的发射光谱与呈现在第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠可以实现能量转移效率的最优化。
另外，当将算式(2)代入到算式(3)时，可知德克斯特机理中的能量转移效率φET取决于τ。因为德克斯特机理是基于电子交换的能量转移过程，所以与从第一材料的单重激发态到第二材料的单重激发态的能量转移同样地，还产生从第一材料的三重激发态到第二材料的三重激发态的能量转移。
在本发明的一个方式的发光元件中，第二材料是荧光材料，所以到第二材料的三重激发态的能量转移效率优选低。也就是说，从第一材料到第二材料的基于德克斯特机理的能量转移效率优选低，而从第一材料到第二材料的基于福斯特机理的能量转移效率优选高。
如上所述，基于福斯特机理的能量转移效率不取决于第一材料的激发态的寿命τ。另一方面，基于德克斯特机理的能量转移效率取决于第一材料的激发寿命τ，为了降低基于德克斯特机理的能量转移效率，第一材料的激发寿命τ优选短。
于是，在本发明的一个方式中，作为第一材料使用激基复合物、磷光材料或TADF材料。这些材料具有将三重激发能转换为发光的功能。福斯特机理的能量转移效率取决于能量供体的发光量子产率，因此，磷光材料、激基复合物或TADF材料等可以将三重激发态转换为发光的第一材料可以利用福斯特机理使其激发能转移到第二材料。另一方面，通过本发明的一个方式的结构，可以促进第一材料(激基复合物或TADF材料)的从三重激发态向单重激发态的反系间窜越，可以缩短第一材料的三重激发态的激发寿命τ。另外，可以促进第一材料(磷光材料或使用磷光材料的激基复合物)的从三重激发态向单重基态的跃迁，可以缩短第一材料的三重激发态的激发寿命τ。其结果是，可以降低从第一材料的三重激发态向荧光材料(第二材料)的三重激发态的基于德克斯特机理的能量转移效率。
在本发明的一个方式的发光元件中，如上所述，作为第二材料使用具有保护基的荧光材料。因此，可以使第一材料和第二材料的分子间距大。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，通过将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用于第一材料且将具有保护基的荧光材料用于第二材料，可以降低基于德克斯特机理的能量转移效率。其结果是，可以抑制发光层130中的三重激发能的无辐射失活，由此可以提供发光效率高的发光元件。
〈材料>
接着，说明根据本发明的一个方式的发光元件的构成要素。
《发光层》
下面对能够用于发光层130的材料分别进行说明。在本发明的一个方式的发光元件的发光层中，使用具有将三重激发能转换为发光的功能的能量受体以及具有发光体及保护基的能量供体。作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出TADF特性材料、激基复合物及磷光材料等。
作为被用作能量受体的化合物132所具有的发光体，例如可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure GDA0002706496330000521
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光材料具有高荧光量子产率，所以是优选的。
此外，作为保护基，优选为碳原子数为1以上且10以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基。
作为碳原子数为1以上且10以下的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、戊基、己基，特别优选的是后述的碳原子数为3以上且10以下的支链烷基。注意，该烷基不局限于此。
作为碳原子数为3以上且10以下的环烷基，可以举出环丙基、环丁基、环己基、降冰片基、金刚烷基等。该环烷基不局限于此。此外，当该环烷基具有取代基时，作为该取代基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基及己基等碳原子数为1以上且7以下的烷基、环戊基、环己基、环庚基及8,9,10-三降冰片基等碳原子数为5以上且7以下的环烷基、以及苯基、萘基、联苯基等碳原子数为6以上且12以下的芳基等。
作为碳原子数为3以上且10以下的支链烷基，可以举出异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、1,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基等。该支链烷基不局限于此。
作为碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基，可以举出三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基等。该三烷基硅基不局限于此。
另外，作为该能量受体的分子结构，优选为发光体与两个以上的二芳基氨基键合且二芳基氨基所具有的各芳基中具有至少一个保护基的结构。更优选为至少两个保护基键合到该各芳基。这是因为：保护基的个数越多，将该客体材料用于发光层时的抑制基于德克斯特机理的能量转移的效果越大。为了抑制分子量的增大且保持升华性，二芳基氨基优选为二苯基氨基。优选的是，具有发光体和二芳基氨基由二芳基氨基所包含的氮原子键合的结构。
通过将两个以上的二芳基氨基键合到发光体，可以在调整发光颜色的同时得到量子产率高的荧光材料。此外，该二芳基氨基优选键合到相对于发光体对称的位置。通过采用该结构，可以实现具有高量子产率的荧光材料。
此外，也可以经过二芳基氨基所具有的芳基将保护基键合到发光体，而不将保护基直接键合到发光体。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以从所有方向可以使主体材料和发光体之间的距离长，所以是优选的。另外，当不将保护基直接键合到发光体时，优选相对于一个发光体键合四个以上的保护基。
此外，如图3A和图3B所示，优选的是，构成多个保护基的原子中的至少一个位于发光体的正上，即稠合芳香环或稠合杂芳环的一个面的正上，构成多个保护基的原子中的至少一个位于该稠合芳香环或该稠合杂芳环的另一个面的正上。作为其具体的方法，可以举出如下结构。就是说，为发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环与两个以上的二苯基氨基键合，该两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基。
通过采用这样的结构，如图3A和图3B所示，可以实现苯基上的3位或5位的保护基位于为发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环的正上的构型。其结果是，可以高效地覆盖该稠合芳香环或该稠合杂芳环的面的上方及下方，可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
作为如上的能量受体材料，可以适用由下述通式(G1)或(G2)表示的有机化合物。
[化学式8]
Figure GDA0002706496330000541
在通式(G1)及(G2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar6分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个。R1至R10分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
作为碳原子数为6至13的芳烃基，可以举出苯基、联苯基、萘基、芴基等。注意，该芳烃基不局限于此。此外，当该芳烃基具有取代基时，作为该取代基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等碳原子数为1至7的烷基、环戊基、环己基、环庚基、8,9,10-三降冰片基等碳原子数为5至7的环烷基、苯基、萘基、联苯基等碳原子数为6至12的芳基等。
在通式(G1)中，碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环表示上述发光体，可以使用上述骨架。此外，在通式(G1)及(G2)中，X1至X12表示保护基。
在通式(G2)中，保护基经过芳烃基与为发光体的喹吖啶酮骨架键合。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，也可以具有直接键合到发光体的保护基。
作为该能量受体材料，可以适用由下述通式(G3)或(G4)表示的有机化合物。
[化学式9]
Figure GDA0002706496330000561
在通式(G3)及(G4)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个，R1、R3、R6及R8分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
保护基优选经过亚苯基与发光体键合。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，当发光体和保护基经过亚苯基而键合且两个保护基键合到该亚苯基时，如通式(G3)及(G4)所示，该两个保护基优选以间位键合到亚苯基。通过采用该结构，可以高效地覆盖发光体，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。作为由通式(G3)表示的有机化合物的一个例子可以举出上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。就是说，在本发明的一个方式中，通式(G3)是特别优选的例子。
作为该能量受体材料，可以适用由下述通式(G5)表示的有机化合物。
[化学式10]
Figure GDA0002706496330000571
在通式(G5)中，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个，R11至R18分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基以及取代或未取代的碳原子数为6以上且25以下的芳基中的任一个。
作为碳原子数为6以上且25以下的芳基，例如可以举出苯基、萘基、联苯基、芴基、螺芴基等。注意，碳原子数为6以上且25以下的芳基不局限于此。此外，当该芳基具有取代基时，作为该取代基，可以举出碳原子数为1以上且10以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基。
蒽化合物具有高发光量子产率且其发光体的面积小，因此可以由保护基高效地覆盖蒽的面的上方及下方。作为由通式(G5)表示的有机化合物的一个例子可以举出上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。
以下，由结构式(102)至(105)及(200)至(284)示出在通式(G1)至(G5)中举出的化合物的例子。注意，在通式(G1)至(G5)中举出的化合物不局限于此。此外，可以将结构式(102)至(105)及(200)至(284)所示的化合物适当地用于本发明的一个方式的发光元件的客体材料。注意，该客体材料不局限于此。
[化学式11]
Figure GDA0002706496330000581
[化学式12]
Figure GDA0002706496330000591
[化学式13]
Figure GDA0002706496330000601
[化学式14]
Figure GDA0002706496330000611
[化学式15]
Figure GDA0002706496330000621
[化学式16]
Figure GDA0002706496330000631
[化学式17]
Figure GDA0002706496330000641
[化学式18]
Figure GDA0002706496330000651
[化学式19]
Figure GDA0002706496330000661
[化学式20]
Figure GDA0002706496330000671
[化学式21]
Figure GDA0002706496330000681
[化学式22]
Figure GDA0002706496330000691
[化学式23]
Figure GDA0002706496330000701
[化学式24]
Figure GDA0002706496330000711
[化学式25]
Figure GDA0002706496330000721
[化学式26]
Figure GDA0002706496330000731
[化学式27]
Figure GDA0002706496330000741
[化学式28]
Figure GDA0002706496330000751
[化学式29]
Figure GDA0002706496330000761
[化学式30]
Figure GDA0002706496330000771
[化学式31]
Figure GDA0002706496330000781
[化学式32]
Figure GDA0002706496330000791
由结构式(100)及(101)表示可以适当地用作本发明的一个方式的发光元件的客体材料的材料的例子。注意，该客体材料不局限于此。
[化学式33]
Figure GDA0002706496330000801
当化合物133被用作能量供体时，例如可以使用TADF材料。优选的是，化合物133的S1能级与T1能级的能量差小，具体而言，大于0eV且0.2eV以下。
当化合物133是TADF材料时，优选包括具有空穴传输性的骨架及具有电子传输性的骨架。或者，化合物133优选具有富π电子骨架或芳香胺骨架且具有缺π电子骨架。由此容易在分子内形成供体-受体型激发态。再者，优选的是，以在化合物133的分子中同时增强供体性及受体性的方式包括具有电子传输性的骨架与具有空穴传输性的骨架直接键合的结构。或者，优选的是，包括富π电子骨架或芳香胺骨架与缺π电子骨架直接键合的结构。通过在分子中同时增强供体性及受体性，可以在化合物133中缩小HOMO的分子轨道分布的区域与LUMO的分子轨道分布的区域重叠的部分，而可以减小化合物133的单重激发能级与三重激发能级的能量差。此外，可以使化合物133的三重激发能级保持为高。
当TADF材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲基酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))、八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
[化学式34]
Figure GDA0002706496330000811
另外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子骨架和缺π电子骨架中的一个或两个的杂环化合物。具体而言，可以举出2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)、4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4PCCzPBfpm)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称:mPCCzPTzn-02)等。该杂环化合物具有富π电子杂芳环及缺π电子杂芳环，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的受体性高且可靠性良好，所以是优选的。另外，在具有富π电子杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。另外，作为呋喃骨架优选使用二苯并呋喃骨架，作为噻吩骨架优选使用二苯并噻吩骨架。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架，联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。另外，在富π电子杂芳环和缺π电子杂芳环直接键合的物质中，富π电子杂芳环的供体性和缺π电子杂芳环的受体性都强，单重激发态与三重激发态的能级之差变小，所以是尤其优选的。另外，也可以使用键合有如氰基等吸电子基团的芳香环代替缺π电子杂芳环。此外，作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。此外，作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthene dioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。如此，可以使用缺π电子骨架及富π电子骨架代替缺π电子杂芳环以及富π电子杂芳环中的至少一个。
[化学式35]
Figure GDA0002706496330000841
当化合物133不具有将三重激发能转换为发光的功能时，作为化合物131和化合物133的组合或者化合物131和化合物134的组合，优选的是互相形成激基复合物的组合，但是没有特别的限制。优选的是，一个具有传输电子的功能，另一个具有传输空穴的功能。此外，优选的是，一个具有缺π电子杂芳环，另一个具有富π电子杂芳环。
作为化合物131，除了锌、铝类金属配合物以外还可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲咯啉衍生物等。作为其他例子，可以举出芳香胺或咔唑衍生物等。
此外，例如可以使用如下空穴传输性材料及电子传输性材料。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用芳族胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，例如，作为芳香胺化合物，可以举出N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]联苯(简称：DPAB)、N,N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N,N'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(简称：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
另外，作为咔唑衍生物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
另外，作为咔唑衍生物，还可以举出4,4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
作为芳烃，例如可以举出2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-联蒽、10,10'-二苯基-9,9'-联蒽、10,10'-双(2-苯基苯基)-9,9'-联蒽、10,10'-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝等。另外，除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
注意，芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
另外，作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{(9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：DPASF)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、4-{(3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等胺化合物、咔唑化合物、噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的材料(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子杂芳族化合物或金属配合物等。作为具体例子，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。
例如，可以使用包含具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等诸如有三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类、噻唑类配体的金属配合物等。再者，除了金属配合物以外，还可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔基丁苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)、红菲绕啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)，7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)、4，6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4,6mDBTP2Pm-II)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mCzP2Pm)等具有二嗪骨架的杂环化合物；2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称：PCCzPTzn)等具有三嗪骨架的杂环化合物；3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)等具有吡啶骨架的杂环化合物；4，4’-双(5-甲基苯并噁唑基-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等杂芳香化合物。另外，还可以使用高分子化合物诸如聚(2,5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称：PF-BPy)。在此所述的物质主要是电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
化合物133或化合物134优选为可以与化合物131形成激基复合物的材料。具体而言，可以使用如上所示的空穴传输性材料及电子传输性材料。此时，以由化合物131和化合物133或者由化合物131和化合物134形成的激基复合物的发光峰值与化合物132(荧光材料)的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠的方式选择化合物131和化合物133或者化合物131和化合物134、以及化合物132(荧光材料)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光元件。
作为化合物133，可以使用磷光材料。作为磷光材料，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物。另外，可以举出具有卟啉配体的铂配合物或有机铱配合物，尤其是，例如，优选使用铱类邻位金属配合物等有机铱配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。此时，化合物133(磷光材料)具有三重MLCT(从金属到配体的电荷转移：Metal to LigandCharge Transfer)跃迁的吸收带。此外，优选以化合物133的发光峰值与化合物132(荧光材料)的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠的方式选择化合物133及化合物132(荧光材料)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光元件。此外，化合物133即使是磷光材料的情况下，也可以与化合物131形成激基复合物。当形成激基复合物时，磷光材料不需要在常温下发光，在形成激基复合物时在常温下能够发光即可。此时，例如，可以将Ir(ppz)3等用作磷光材料。
作为在蓝色或绿色处具有发光峰值的物质，例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-dmp)3)、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Mptz)3)、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPrptz-3b)3)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)3)等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(Mptz1-mp)3)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Prptz1-Me)3)等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：Ir(iPrpmi)3)、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：Ir(dmpimpt-Me)3)等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2'}铱(III)吡啶甲酸盐(简称：Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。在上述材料中，具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能很高并具有高可靠性及高发光效率，所以是特别优选的。
作为在绿色或黄色处具有发光峰值的物质，例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)3)、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)3)、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(nbppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双{(4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(dppm)2(acac))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-Me)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-iPr)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶-N,C2')铱(III)(简称：Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(ppy)2(acac))、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bzq)2(acac))、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：Ir(bzq)3)、三(2-苯基喹啉-N,C2′)铱(III)(简称：Ir(pq)3)、双(2-苯基喹啉-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(pq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)2(acac))、双{2-[4'-(全氟苯基)苯基]吡啶-N，C2'}铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(p-PF-ph)2(acac))、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bt)2(acac))等有机金属铱配合物；三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称：Tb(acac)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述材料中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有非常高的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。
另外，作为在黄色或红色处具有发光峰值的物质，例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dibm))、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dpm))、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(d1npm)2(dpm))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2，3，5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(acac))、双(2，3，5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(dpm))、(乙酰丙酮根)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉]合铱(III)(简称：Ir(Fdpq)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(piq)3)、双(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(piq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有非常高的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。
此外，作为可用作上述能量供体的材料，可以举出金属卤化物钙钛矿材料。该金属卤化物钙钛矿材料可以由下述通式(g1)至(g3)中的任一个表示。
(SA)MX3： (g1)
(LA)2(SA)n-1MnX3n+1： (g2)
(PA)(SA)n-1MnX3n+1： (g3)
在上述通式中，M表示二价金属离子，X表示卤素离子。
具体来说，作为二价金属离子，使用铅、锡等的二价阳离子。
具体来说，作为卤素离子，使用氯、溴、碘、氟等的阴离子。
此外，虽然n表示1至10的整数，但是当在通式(g2)或通式(g3)中n大于10时，其性质类似于以通式(g1)表示的金属卤化物钙钛矿材料。
此外，LA表示以R30-NH3 +表示的铵离子。
在以通式R30-NH3 +表示的铵离子中，R30为：碳原子数为2至20的烷基、芳基和杂芳基中的任一个；或者由碳原子数为2至20的烷基、芳基或杂芳基与碳原子数为1至12的亚烷基、亚乙烯基、碳原子数为6至13的亚芳基及杂亚芳基的组合而成的基团，在为后者时，多个亚烷基、亚芳基及杂亚芳基可以连接在一起，也可以使用相同种类的多个基。在亚烷基、亚乙烯基、亚芳基及杂亚芳基中的多个连接在一起时，亚烷基、亚乙烯基、亚芳基及杂亚芳基的总数优选为35以下。
SA表示一价金属离子或以R31-NH3 +表示且R31表示碳原子数为1至6的烷基的铵离子。
PA表示NH3 +-R32-NH3 +、NH3 +-R33-R34-R35-NH3 +或包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺的一部分或全部，该部分的化合价为+2。通式中的电荷几乎平衡。
在此，金属卤化物钙钛矿材料的电荷不一定需要根据上述通式而在材料中的所有部分都严密地平衡，只要保持材料整体的中性即可。在材料中有时局部性地存在有已游离的铵离子、已游离的卤素离子、杂质离子等其他离子，并有时它们使电荷中和。此外，有时粒子或膜的表面、结晶的晶界等局部性地没有保持为中性，而不一定需要将所有部分保持为中性。
作为上述通式(g2)中的(LA)，例如可以使用以下述通式(a-1)至(a-11)、通式(b-1)至(b-6)表示的物质等。
[化学式36]
Figure GDA0002706496330000951
[化学式37]
Figure GDA0002706496330000961
上述通式(g3)中的(PA)典型地表示以下述通式(c-1)、(c-2)和(d)中的任一个表示的物质以及包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺等的一部分或全部，并具有+2价电荷。这些聚合物有时在多个单元晶格中使电荷中和，或者有时两个不同的聚合物分子所包括的每一个电荷使一个单元晶格中的电荷中和。
[化学式38]
Figure GDA0002706496330000962
[化学式39]
Figure GDA0002706496330000971
但是，在上述通式中，R20表示碳原子数为2至18的烷基，R21、R22及R23表示氢或碳原子数为1至18的烷基，R24表示下述结构式及通式(R24-1)至(R24-14)。R25及R26都独立地表示氢或碳原子数为1至6的烷基。X表示以上述(d-1)至(d-6)中的任一个表示的单体单元A及单体单元B的组合，且具有包括单体单元A以及单体单元B的结构，单体单元A的个数为u，单体单元B的个数为v。注意，对单体单元A及B的配置顺序没有限制。m及l都独立地为0至12的整数，t为1至18的整数。u为0至17的整数，v为1至18的整数，u+v为1至18的整数。
[化学式40]
Figure GDA0002706496330000981
注意，这些记载只是例子而已，可用于(LA)及(PA)的物质不局限于此。
在具有以通式(g1)表示的(SA)MX3的组成的三维结构金属卤化物钙钛矿材料中，以共同使用各顶点的卤素原子的方式三维性地排列其中心配置有金属原子M且在6个顶点配置有卤素原子的正八面体结构，来形成骨架。将上述在各顶点具有卤素原子的正八面体结构单元称为钙钛矿单元。作为结构体，有：上述钙钛矿单元单独存在的零维结构体；通过顶点的卤素原子一维性地连接有钙钛矿单元的线状结构体；二维性地连接有钙钛矿单元的薄片状结构体；三维性地连接有钙钛矿单元的结构体。此外，还有：通过层叠多个二维性地连接有钙钛矿单元的薄片状结构体而形成的复杂的二维结构体。此外，还有更复杂的结构体。在定义上，将这些包括钙钛矿单元的所有结构体总称为金属卤化物钙钛矿材料。
发光层130也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层130的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。
此外，在发光层130中，也可以包含化合物131、化合物132、化合物133以及化合物134以外的材料(化合物135)。在此情况下，为了使化合物131和化合物133(或化合物134)高效地形成激基复合物，优选的是，化合物131和化合物133(或化合物134)中的一个的HOMO能级在发光层130中的材料中最高，而化合物131和化合物132中的另一个的LUMO能级在发光层130中的材料中最低。通过采用这种能级相关，可以抑制由化合物131和化合物135形成激基复合物的反应。
例如，在化合物131具有空穴传输性且化合物133(或化合物134)具有电子传输性的情况下，优选的是，化合物131的HOMO能级高于化合物133的HOMO能级及化合物135的HOMO能级，而化合物133的LUMO能级低于化合物131的LUMO能级及化合物135的LUMO能级。在此情况下，化合物135的LUMO能级既可高于又可低于化合物131的LUMO能级。另外，化合物135的HOMO能级既可高于又可低于化合物133的HOMO能级。
虽然对能够用于发光层130的材料(化合物135)没有特别的限制，但是例如可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物；4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物。另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure GDA0002706496330001001
衍生物、二苯并[g，p]
Figure GDA0002706496330001002
衍生物等稠合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromatic compound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯
Figure GDA0002706496330001003
N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure GDA0002706496330001004
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9'-联蒽(简称：BANT)、9，9'-(二苯乙烯-3，3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9'-(二苯乙烯-4，4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及1,3,5-三(1-芘基)苯(简称:TPB3)等。从这些物质及已知的物质中选择一种或多种具有比上述化合物131及化合物132的能隙大的能隙的物质即可。
《一对电极》
电极101及电极102具有对发光层130注入空穴及电子的功能。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。金属的典型例子是铝(Al)，除此之外，可以使用银(Ag)、钨、铬、钼、铜、钛等过渡金属；锂(Li)或铯等碱金属；钙或镁(Mg)等第2族金属。作为过渡金属，也可以使用镱(Yb)等稀土金属。作为合金，可以使用包括上述金属的合金，例如可以举出MgAg、AlLi等。作为导电性化合物，例如，可以举出铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：ITSO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide)、包含钨及锌的铟氧化物等金属氧化物。作为导电性化合物也可以使用石墨烯等无机碳类材料。如上所述，可以通过层叠多个这些材料形成电极101和电极102中的一个或两个。
另外，从发光层130获得的发光透过电极101和电极102中的一个或两个被提取。因此，电极101和电极102中的至少一个具有使可见光透过的功能。作为具有透光功能的导电性材料，可以举出可见光的透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电性材料。另外，提取光一侧的电极也可以是由具有透光的功能及反射光的功能的导电性材料形成的。作为该导电性材料，可以举出可见光的反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电性材料。当将金属或合金等透光性低的材料用于提取光的电极时，只要以能够使可见光透过的程度的厚度(例如，1nm至10nm的厚度)形成电极101和电极102中的一个或两个即可。
注意，在本说明书等中，作为具有透光的功能的电极，使用具有使可见光透光的功能且具有导电性的材料即可，例如有上述以ITO(Indium Tin Oxide)为代表的氧化物导电体层、氧化物半导体层或包含有机物的有机导电体层。作为包含有机物的有机导电体层，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料的层、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料的层等。另外，透明导电层的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，作为电极101及电极102的成膜方法，可以适用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、CVD法、脉冲激光沉积法、ALD(AtomicLayer Deposition：原子层沉积)法等。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用过渡金属氧化物、酞菁衍生物或芳香胺等形成。作为过渡金属氧化物可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。作为酞菁衍生物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺衍生物或亚苯基二胺衍生物等。也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。
作为空穴注入层111，可以使用具有由空穴传输性材料和具有接收来自空穴传输性材料的电子的特性的材料构成的复合材料的层。或者，也可以使用包含具有接收电子的特性的材料的层与包含空穴传输性材料的层的叠层。在定态或者在存在有电场的状态下，电荷的授受可以在这些材料之间进行。作为具有接收电子的特性的材料，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体而言，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)等具有吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的化合物。尤其是，吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如HAT-CN等热稳定，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高所以特别优选的，具体而言，可以举出：α,α’,α”-1,2,3-环烷三亚基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙三亚基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环烷三亚基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。此外，可以使用过渡金属氧化物，例如第4族至第8族金属的氧化物。具体而言，可以使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用作为能够用于发光层130的空穴传输性材料而举出的芳香胺及咔唑衍生物。另外，还可以使用芳烃及二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为芳烃，例如可以举出2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-联蒽、10,10'-二苯基-9,9'-联蒽、10,10'-双(2-苯基苯基)-9,9'-联蒽、10,10'-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝等。另外，除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
注意，芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
《空穴传输层》
空穴传输层112是包含空穴传输性材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的材料。空穴传输层112具有将注入到空穴注入层111的空穴传输到发光层130的功能，所以优选具有与空穴注入层111的HOMO能级相同或接近的HOMO能级。
作为上述空穴传输性材料，可以使用作为空穴注入层111的材料例示出的材料。另外，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，包括具有高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
《电子传输层》
电子传输层118具有将从一对电极中的另一个(电极101或电极102)经过电子注入层119注入的电子传输到发光层130的功能。作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子杂芳族化合物或金属配合物等。具体而言，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料而举出的包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。另外，可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。另外，优选是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。但是，作为电子传输层，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。另外，电子传输层118不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
另外，还可以在电子传输层118与发光层130之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子的平衡。这种结构对抑制因电子穿过发光层而引起的问题(例如元件寿命的下降)发挥很大的效果。
《电子注入层》
电子注入层119具有降低来自电极102的电子的注入势垒促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或它们的氧化物、卤化物、碳酸盐等。也可以使用上述电子传输性材料和具有对电子传输性材料供应电子的特性的材料的复合材料。作为具有供电子特性的材料，可以举出第1族金属、第2族金属或它们的氧化物等。具体而言，可以使用氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。另外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层119。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用如上所述的构成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳香化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。另外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
另外，上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层都可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、喷嘴印刷法、凹版印刷等方法形成。另外，作为上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层，除了上述材料之外，也可以使用量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
作为量子点，可以使用胶状量子点、合金型量子点、核壳(Core Shell)型量子点、核型量子点等。此外，也可以使用包含第2族与第16族、第13族与第15族、第13族与第17族、第11族与第17族或第14族与第15族的元素群的量子点。或者，可以使用包含镉(Cd)、硒(Se)、锌(Zn)、硫(S)、磷(P)、铟(In)、碲(Te)、铅(Pb)、镓(Ga)、砷(As)、铝(Al)等元素的量子点。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等的酮类；乙酸乙酯等的甘油脂肪酸酯类；二氯苯等的卤化芳烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等的芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等的脂肪烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等的有机溶剂。
作为可以用于发光层的高分子化合物，例如可以举出：聚亚苯基亚乙烯(PPV)衍生物诸如聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](简称：MEH-PPV)、聚(2，5-二辛基-1，4-亚苯基亚乙烯)等；聚芴衍生物诸如聚(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基)(简称：PF8)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，8-二基)](简称：F8BT)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(2，2’-联噻吩-5，5’-二基)](简称：F8T2)、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基亚芴基(divinylenefluorenylene))-alt-(9，10-蒽)]、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-alt-(2，5-二甲基-1，4-亚苯)]等；聚烷基噻吩(PAT)衍生物诸如聚(3-己基噻吩-2，5-二基)(简称：P3HT)等、聚亚苯衍生物等。另外，也可以对上述高分子化合物、PVK、聚(2-乙烯基萘)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](简称：PTAA)等高分子化合物掺杂发光性化合物，而将其用于发光层。作为发光性化合物，可以使用以上举例的发光性化合物。
《衬底》
另外，本发明的一个方式的发光元件可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，既可以从电极101一侧依次层叠又可以从电极102一侧依次层叠。
另外，作为能够形成本发明的一个方式的发光元件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。注意，只要在发光元件及光学元件的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料。或者，只要具有保护发光元件及光学元件的功能即可。
例如，在本发明的一个方式中，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纤维素纳米纤维(CNF)、纸或基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为一个例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光元件。或者，也可以在衬底与发光元件之间设置剥离层。当剥离层上制造发光元件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光元件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。另外，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光元件，然后将发光元件转置到另一个衬底上。作为发光元件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以制造不易损坏的发光元件、耐热性高的发光元件、实现轻量化的发光元件或实现薄型化的发光元件。
另外，也可以在上述衬底上例如形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上制造发光元件150。由此，可以制造通过FET控制发光元件的驱动的有源矩阵型显示装置。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
(实施方式2)
在本实施方式中，以由通式(G1)及(G2)表示的有机化合物为例，说明可适用于本发明的一个方式的发光元件的有机化合物的合成方法的一个例子。
<由通式(G1)表示的有机化合物的合成方法>
由上述通式(G1)表示的有机化合物通过利用各种反应的合成方法可以合成。例如，可以通过下述合成方案(S-1)及(S-2)进行合成。通过使化合物1、芳基胺(化合物2)及芳基胺(化合物3)耦合，得到二胺化合物(化合物4)。
然后，通过使二胺化合物(化合物4)、卤化芳基(化合物5)及卤化芳基(化合物6)耦合，可以得到由上述通式(G1)表示的有机化合物。
[化学式41]
Figure GDA0002706496330001101
[化学式42]
Figure GDA0002706496330001102
注意，在上述合成方案(S-1)及(S-2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar4分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。作为该稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出
Figure GDA0002706496330001111
菲、二苯乙烯、吖啶酮、吩恶嗪、吩噻嗪等。尤其优选的是蒽、芘、香豆素、喹吖啶酮、苝、并四苯、萘并双苯并呋喃。
注意，在上述合成方案(S-1)及(S-2)中，进行使用钯催化剂的布赫瓦尔德-哈特维希反应的情况下，X10至X13表示卤基或三氟甲磺酸酯基，并且作为卤素，优选为碘、溴或氯。在上述反应中，可以使用双(二亚苄基丙酮)钯(0)、醋酸钯(II)等钯化合物、三(叔丁基)膦、三(正己基)膦、三环己基膦、二(1-金刚烷)-正丁基膦、以及2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基-1，1’-联苯等的配体。另外，在上述反应中，可以使用叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠等无机碱等。作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等。注意，能够用于上述反应的试剂类不局限于上述试剂类。
在上述合成方案(S-1)及(S-2)中进行的反应不局限于布赫瓦尔德-哈特维希反应，也可以利用使用有机锡化合物的右田-小杉-Stille耦合反应、使用格氏试剂的耦合反应、使用铜或铜化合物的乌尔曼(Ullmann)反应等。
在上述合成方案(S-1)中，在化合物2和化合物3具有不同结构的情况下，优选使化合物1与化合物2起反应而形成耦合体，然后使所得到的耦合体与化合物3起反应。注意，在使化合物1与化合物2及化合物3逐个地起反应的情况下，化合物1优选为二卤化体，并且X10及X11优选使用不同卤素并逐个选择地进行胺化反应。
再者，在上述合成方案(S-2)中，在化合物5和化合物6具有不同结构的情况下，优选使化合物4与化合物5起反应而形成耦合体，然后使所得到的耦合体与化合物6起反应。
<由通式(G2)表示的有机化合物的合成方法>
由通式(G2)表示的本发明的一个方式的有机化合物可以利用各种各样的有机反应进行合成。以下，作为例子示出两种方法。
第一个方法由以下的合成方案(S-3)至(S-8)构成。在最初的工序中，通过苯胺化合物(化合物7)与1,4-环己二烯-1,4-二羧酸化合物(化合物8)的缩合反应，得到胺化合物(化合物9)。合成方案(S-3)示出该工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个苯胺化合物(化合物7)稠合，以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的苯胺化合物(化合物7)进行上述反应。此时，即使化合物8的羰基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使胺化合物(化合物9)和苯胺衍生物(化合物10)起缩合反应，可以得到1,4-环己二烯化合物(化合物11)。合成方案(S-4)示出得到化合物11的工序。
接着，通过在空气中使1,4-环己二烯化合物(化合物11)氧化，可以得到对苯二甲酸化合物(化合物12)。合成方案(S-5)示出得到化合物12的工序。
接着，通过利用酸使对苯二甲酸化合物(化合物12)稠合，可以得到喹吖啶酮化合物(化合物13)。合成方案(S-6)示出得到化合物13的工序。
接着，通过使喹吖啶酮化合物(化合物13)和卤化芳基(化合物14)耦合，可以得到喹吖啶酮化合物(化合物15)。合成方案(S-7)示出得到化合物15的工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个卤化芳基(化合物8)耦合以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的卤化芳基(化合物14)进行上述反应。此时，即使化合物14的氨基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使喹吖啶酮化合物(化合物15)和卤化芳基(化合物16)耦合，可以得到由上述通式(G2)表示的有机化合物。合成方案(S-8)示出该工序。
[化学式43]
(S-3)
Figure GDA0002706496330001131
(S-4)
Figure GDA0002706496330001132
(S-5)
Figure GDA0002706496330001133
[化学式44]
(S-6)
Figure GDA0002706496330001141
(S-7)
Figure GDA0002706496330001142
(S-8)
Figure GDA0002706496330001143
第二个方法由合成方案(S-3)至(S-5)、以下的(S-9)、(S-10)及(S-11)构成。(S-3)至(S-5)的说明为如上。通过使对苯二甲酸化合物(化合物12)和卤化芳基(化合物14)耦合，可以得到二胺化合物(化合物17)。合成方案(S-9)示出得到化合物17的工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个分子的卤化芳基耦合以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的卤化芳基(化合物14)进行上述反应。此时，即使化合物12的氨基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使二胺化合物(化合物17)和卤化芳基(化合物16)耦合，可以得到二胺化合物(化合物18)。合成方案(S-10)示出得到化合物18的工序。
最后，通过利用酸使二胺化合物(化合物18)稠合，可以得到由上述通式(G2)表示的有机化合物。合成方案(S-11)示出该工序。注意，在缩合反应中，Ar5或Ar6的邻位的氢起反应，有可能产生由上述通式(G2)表示的有机化合物的异构体。
在合成方案(S-11)中，通过使用具有对称结构的二胺化合物(化合物18)，可以合成由上述通式(G2)表示的有机化合物。
[化学式45]
(S-9)
Figure GDA0002706496330001161
在合成方案(S-3)至(S-6)及(S-9)至(S-11)中，Al1表示甲基等烷基。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，Y1和Y2表示氯、溴、碘、三氟甲磺酸酯基。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，优选进行乌尔曼反应，以在高温下进行反应，并以较高的收率得到目的化合物。作为在该反应中可以使用的试剂，可以举出铜或铜化合物、作为碱的碳酸钾、氢化钠等无机碱。作为在该反应中可以使用的溶剂，可以举出2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)嘧啶酮(DMPU)、甲苯、二甲苯、苯等。在乌尔曼反应中，在反应温度为100℃以上时，可以以更短的时间以及更高的收率得到目的物，因此优选使用沸点较高的2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮、DMPU、二甲苯。此外，反应温度更优选为150℃以上，因此更优选使用DMPU。在该反应中可以使用的试剂类不局限于上述试剂类。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，可以进行使用钯催化剂的布赫瓦尔德-哈特维希反应，在该反应中，可以使用双(二亚苄基丙酮)钯(0)、醋酸钯(II)、[1,1-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)二氯化钯、四(三苯基膦)钯(0)、氯化烯丙基钯(II)二聚物等钯化合物、三(叔丁基)膦、三(正己基)膦、三环己基膦、二(1-金刚烷)-正丁基膦、2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯、三(邻-甲苯基)膦、(S)-(6,6’-二甲氧基联苯-2,2’-二基)双(二异丙基膦)(简称：cBRIDP(注册商标))等配体。在该反应中，可以使用有机碱诸如叔丁醇钠等、无机碱诸如碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠等。在该反应中，作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等。在该反应中可以使用的试剂类不局限于上述试剂类。
用来合成本发明的由通式(G2)表示的有机化合物的方法不局限于合成方案(S-1)至(S-11)。
作为键合到喹吖啶酮骨架的R1至R10的具体例子，可以举出正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、三甲基硅基、三乙基硅基、三丁基硅基等。
作为键合有X9及X10的Ar5以及键合有X11及X12的Ar6的具体例子，可以举出2-异丙基苯基、2-丁基苯基、2-异丁基苯基、2-叔丁基苯基、2-异丙基苯基、2-丁基苯基、3-丙基苯基、3-异丁基苯基、3-叔丁基苯基、4-丙基苯基、4-异丙基苯基、4-丁基苯基、4-异丁基苯基、4-叔丁基苯基、3,5-二丙基苯基、3,5-二-异丙基苯基、3,5-二丁基苯基、3,5-二-异丁基苯基、(3,5-二-叔丁基)苯基、1,3-二丙基苯基、1,3-二-异丙基苯基、1,3-二丁基苯基、1,3-二-异丁基苯基、(1,3-二-叔丁基)苯基、1,3,5-三异丙基苯基、(1,3,5-三-叔丁基)苯基、4-环己苯基等。
以上，说明本发明的一个方式的由通式(G1)及通式(G2)表示的有机化合物的合成方法，但是本发明不局限于此，也可以利用其它的合成方法进行合成。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图7对具有与实施方式1所示的发光元件的结构不同的结构的发光元件进行说明。注意，在图7中，在具有与图1A所示的附图标记相同功能的部分，使用相同的阴影，而有时省略附图标记。此外，具有与图1A相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
<发光元件的结构实例2>
图7是发光元件250的截面示意图。
图7所示的发光元件250在一对电极(电极101与电极102)之间具有多个发光单元(发光单元106和发光单元108)。多个发光单元中的一个发光单元优选具有与图1A所示的EL层100同样的结构。也就是说，图1A所示的发光元件150优选具有一个发光单元，而发光元件250优选具有多个发光单元。注意，在发光元件250中，虽然对电极101为阳极且电极102为阴极时的情况进行说明，但是作为发光元件250的结构也可以采用与此相反的结构。
在图7所示的发光元件250中，层叠有发光单元106和发光单元108，并且在发光单元106与发光单元108之间设置有电荷产生层115。另外，发光单元106和发光单元108可以具有相同结构或不同结构。例如，发光单元108优选采用与EL层100相同的结构。
发光元件250包括发光层120和发光层170。发光单元106除了发光层120之外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。发光单元108除了发光层170之外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
在发光元件250中，发光单元106及发光单元108中的任意层包含根据本发明的一个方式的化合物即可。注意，作为包含该化合物的层，发光层120或发光层170优选。
电荷产生层115既可以是对空穴传输性材料添加作为电子受体的受体性物质的结构，又可以是对电子传输性材料添加作为电子给体的供体性物质的结构。另外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含由有机化合物与受体性物质构成的复合材料时，作为该复合材料使用可以用于实施方式1所示的空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。另外，作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。因为由有机化合物和受体性物质构成的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的空穴注入层或空穴传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层或空穴传输层。或者，在发光单元的阴极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的电子注入层或电子传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置电子注入层或电子传输层。
注意，电荷产生层115也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与由其他材料构成的层的叠层结构。例如，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的结构。另外，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的层的结构。
夹在发光单元106与发光单元108之间的电荷产生层115只要具有在将电压施加到电极101和电极102之间时，将电子注入到一个发光单元且将空穴注入到另一个发光单元的结构即可。例如，在图7中，在以使电极101的电位高于电极102的电位的方式施加电压时，电荷产生层115将电子注入到发光单元106且将空穴注入到发光单元108。
从光提取效率的观点来看，电荷产生层115优选具有可见光透射性(具体而言，可见光的透射率为40％以上)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图7中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是可以将同样的结构应用于层叠有三个以上的发光单元的发光元件。如发光元件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现在保持低电流密度的同时还可以进行高亮度发光，并且具有更长的寿命的发光元件。另外，还可以实现低功耗的发光元件。
另外，在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108的客体材料的发光颜色既可以相同又可以不同。当发光单元106和发光单元108包含具有发射相同颜色的光的功能的客体材料时，发光元件250成为以较低的电流值呈现高发光亮度的发光元件，所以是优选的。另外，当发光单元106和发光单元108包含具有发射彼此不同颜色的光的功能的客体材料时，发光元件250发射多个颜色的光，所以是优选的。此时，当将发光波长不同的多个发光材料用于发光层120和发光层170中的一方或双方时，合成具有不同的发光峰值的光，因此发光元件250的发射光谱具有至少两个极大值。
上述结构适合获得白色发光的情况。通过使发光层120与发光层170的光为互补色的关系，可以获得白色发光。尤其优选以实现演色性高的白色发光或至少具有红色、绿色、蓝色的发光的方式选择客体材料。
优选将实施方式1所示的发光层130的结构用于发光层120及发光层170的一方或双方。通过采用该结构，可以得到发光效率及可靠性良好的发光元件。包括在发光层130中的客体材料为荧光材料。因此，通过将实施方式1所示的发光层130的结构用于发光层120及发光层170的一方或双方，可以得到具有高效率及高可靠性的发光元件。
另外，在层叠三个以上的发光单元的发光元件中，用于各发光单元的客体材料的发光颜色可以相同或不同。在发光元件包括发射相同颜色的光的多个发光单元的情况下，这些多个发光单元可以以比其他的颜色低的电流值获得高发光亮度的发光颜色。这种结构适于发光颜色的调整。尤其优选用于使用发光效率不同且呈现不同发光颜色的客体材料的情况。例如，在设置有三个发光单元的情况下，通过设置包含呈现相同发光颜色的荧光材料的两个发光单元及包含呈现与该荧光材料不同的发光颜色的磷光材料的一个发光单元，可以调整荧光发光及磷光发光的发光强度。换言之，可以根据发光单元的个数调整发光颜色的强度。
在采用上述包括两个荧光发光单元及一个磷光发光单元的发光元件的情况下，通过采用如下发光元件，可以高效地得到白色发光，所以是优选的：包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含黄色磷光材料的一个发光单元的发光元件；包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的发光元件；或者包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料、黄色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的发光元件。如此，可以适当地组合本发明的一个方式的发光元件与磷光发光单元。
此外，上述磷光发光单元呈现蓝色以外的发光颜色。作为该蓝色以外的发光单元，可以采用实施方式1所示的发光层130的结构。此时，蓝色以外的发光单元包含荧光材料。例如，考虑到如下发光元件：包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元以及包含黄色荧光材料的一个发光单元的发光元件；包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元以及包含红色荧光材料及绿色荧光材料的一个发光单元的发光元件；或者包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元以及包含红色荧光材料、黄色荧光材料及绿色荧光材料的一个发光单元的发光元件。此时，在发光元件所包括的发光单元中的呈现蓝色以外的发光的发光单元是上述发光单元的组合的情况下，可以考虑到将实施方式1中所示的发光层130的结构用于红色、绿色、黄色的发光单元的结构。通过采用该结构，可以高效地得到白色发光，所以是优选的。此时，可以将下述材料用于蓝色荧光发光单元所包括的发光层。此外，当该蓝色荧光发光单元所包括的发光层中的主体材料的T1能级与客体材料的T1能级的关系为主体材料的T1能级＜客体材料的T1能级时，可以期待三重态-三重态湮灭(TTA：triplet-triplet annihilation)的高效率化，所以是优选的。当然，可以将实施方式1中所示的发光层130的结构用于蓝色荧光发光单元。
此外，也可以将发光层120和发光层170中的至少一个进一步分割为层状并使各层含有不同的发光材料。也就是说，发光层120和发光层170中的至少一个也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层的情况下，可以将具有空穴传输性的材料用于第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的材料用于第二发光层的主体材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料可以是具有发射相同颜色的光的功能的材料，也可以是具有发射不同颜色的光的功能的材料。通过采用具有发射彼此不同颜色的光的功能的多个发光材料的结构，也可以得到由三原色或四种以上的发光颜色构成的演色性高的白色发光。
注意，可以适当地组合实施方式1中说明的空穴传输性材料、电子传输性材料及磷光材料，将其用于实施方式3中说明的磷光发光单元的发光层。
对用于上述蓝色荧光发光单元所包括的发光层的主体材料及客体材料没有特别的限制，例如可以举出以下的材料。
作为客体材料。例如可以使用芘衍生物、苝衍生物等，例如可以使用以下的材料。
具体而言，可以举出N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6FLPAPrn)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N,N’-双(4-叔丁基苯基)-芘-1,6-二胺(简称：1,6tBu-FLPAPrn)、N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-3,8-二环己芘-1,6-二胺(简称：ch-1,6FLPAPrn)、5,10,15,20-四苯基双苯并[5,6]茚并[1,2,3-cd：1’,2’,3’-lm]苝等。
作为主体材料，例如，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure GDA0002706496330001241
衍生物、二苯并[g,p]
Figure GDA0002706496330001242
衍生物等稠合多环芳香化合物，具体而言，可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物；4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物。另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure GDA0002706496330001251
衍生物、二苯并[g，p]
Figure GDA0002706496330001252
衍生物等稠合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromatic compound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯
Figure GDA0002706496330001253
N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure GDA0002706496330001254
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9'-联蒽(简称：BANT)、9，9'-(二苯乙烯-3，3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9'-(二苯乙烯-4，4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及1,3,5-三(1-芘基)苯(简称：TPB3)等。从这些物质及已知的物质中选择一种或多种具有比上述客体材料的能隙大的能隙的物质即可。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图8A及图8B对使用实施方式1及实施方式3中说明的发光元件的发光装置进行说明。
图8A是示出发光装置的俯视图，图8B是沿图8A中的A-B以及C-D切割的截面图。该发光装置包括以虚线表示的用来控制发光元件的发光的驱动电路部(源极一侧驱动电路)601、像素部602以及驱动电路部(栅极一侧驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记625是干燥剂，附图标记605是密封剂，由密封剂605围绕的内侧是空间607。
另外，引导布线608是用来传送输入到源极一侧驱动电路601及栅极一侧驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。另外，虽然在此只图示FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB：Printed Wiring Board)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，并且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
接下来，参照图8B说明上述发光装置的截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，在此示出作为驱动电路部的源极一侧驱动电路601及像素部602中的一个像素。
另外，在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道TFT623和p沟道TFT624的CMOS电路。此外，驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，在本实施方式中，虽然示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须采用该结构，也可以将驱动电路形成于外部而不形成于衬底上。
此外，像素部602由包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接于该电流控制用TFT612的漏极的第一电极613的像素形成。另外，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。绝缘物614可以使用正型光敏树脂膜来形成。
另外，为了提高形成于绝缘物614上的膜的覆盖率，将绝缘物614上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物614的材料使用光敏丙烯酸树脂的情况下，优选仅使绝缘物614上端部具有曲面。该曲面的曲率半径优选为0.2μm以上且0.3μm以下。此外，作为绝缘物614，可以使用负型光敏材料或正型光敏材料。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。在此，作为用作阳极的第一电极613的材料优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层的叠层膜等。注意，当采用叠层结构时，布线电阻也低，可以得到良好的欧姆接触，并且可以将其用作阳极。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。作为构成EL层616的材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。
另外，作为形成在EL层616上并用作阴极的第二电极617的材料，优选使用功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金及化合物、MgAg、MgIn、AlLi等)。注意，当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，作为第二电极617优选使用由膜厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)构成的叠层。
此外，发光元件618由第一电极613、EL层616、第二电极617形成。该发光元件618优选具有实施方式1及实施方式2所示的结构。另外，像素部包括多个发光元件，本实施方式的发光装置也可以包括具有实施方式1及实施方式2所说明的结构的发光元件和具有其他结构的发光元件的双方。
再者，通过利用密封剂605将密封衬底604与元件衬底610贴合在一起，在由元件衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的空间607中设置有发光元件618。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充有惰性气体(氮、氩等)以外，还有时填充有树脂或干燥材料、或者树脂与干燥材料的双方。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。另外，这些材料优选是尽量不使水分、氧透过的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
通过上述方法可以得到使用实施方式1及实施方式3中说明的发光元件的发光装置。
<发光装置的结构实例1>
在图9A和图9B中，作为发光装置的一个例子示出形成有发射白色光的发光元件及着色层(滤色片)的发光装置的例子。
图9A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1026、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032、红色像素1044R、绿色像素1044G、蓝色像素1044B、白色像素1044W等。
另外，在图9A和图9B中将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置于透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定在衬底1001上。此外，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。另外，图9A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素显示图像。
图9B示出将红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B形成在栅极绝缘膜1003与第一层间绝缘膜1020之间的例子。如图9B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
另外，虽然作为上述说明的发光装置采用从形成有TFT的衬底1001一侧取出发光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。
<发光装置的结构实例2>
图10A及图10B示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜1021相同的材料或其他各种材料形成。
虽然发光元件的下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B在这里都为阳极，但是也可以为阴极。另外，在图10A及图10B所示的顶部发射型发光装置中，优选下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B为反射电极。另外，优选第二电极1029具有发射光的功能以及使光透过的功能。另外，优选在第二电极1029与下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B间采用微腔结构，来放大特定波长的光。EL层1028的结构采用如实施方式1及实施方式3所说明那样的结构，并且采用能够得到白色发光的元件结构。
在图9A及图9B和图10A及图10B中，通过使用多个发光层或者使用多个发光单元等来实现能够得到白色发光的EL层的结构，即可。注意，获得白色发光的结构不局限于此。
在采用如图10A及图10B所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。可以在密封衬底1031上设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1030。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。
此外，虽然在图10A中示出以红色、绿色、蓝色的三种颜色进行全彩色显示的结构，但是如图10B所示，也可以以红色、绿色、蓝色、白色的四种颜色进行全彩色显示。此外，进行全彩色显示的结构不局限于这些结构。例如，也可以以红色、绿色、蓝色、黄色的四种颜色进行全彩色显示。
根据本发明的一个方式的发光元件将荧光材料用作客体材料。因为荧光材料具有比磷光材料尖锐的光谱，所以可以得到色纯度高的发光。因此，通过将该发光元件用于本实施方式所示的发光装置，可以得到颜色再现性高的发光装置。
通过上述方法可以得到使用实施方式1及实施方式3中说明的发光元件的发光装置。
另外，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的电子设备及显示装置。
根据本发明的一个方式可以制造具有平面、发光效率高且可靠性高的电子设备及显示装置。根据本发明的一个方式，可以制造具有曲面、发光效率高且可靠性高的电子设备及显示装置。如上所述，可以得到颜色再现性高的发光元件。
作为电子设备，例如可以举出：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；用于计算机等的显示器；数码相机；数码摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
图11A和图11B所示的便携式信息终端900包括外壳901、外壳902、显示部903及铰链部905等。
外壳901与外壳902通过铰链部905连接在一起。便携式信息终端900可以从折叠状态(图11A)转换成如图11B所示的展开状态。由此，携带时的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端900跨着由铰链部905连接的外壳901和外壳902设置有柔性显示部903。
可以将使用本发明的一个方式制造的发光装置用于显示部903。由此，可以制造可靠性高的便携式信息终端。
显示部903可以显示文件信息、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部中显示文件信息时，可以将便携式信息终端900用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端900展开时，显示部903被保持为曲率半径大的状态。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部903。显示部903的一部分跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而能够进行曲面显示。
显示部903被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选由一个柔性显示器构成。由此，可以跨着外壳901和外壳902进行连续的显示。此外，外壳901和外壳902也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端900展开时外壳901和外壳902所形成的角度超过预定角度，铰链部905优选具有锁定机构。例如，锁定角度(达到该角度时不能再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。由此，可以提高便携式信息终端900的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部905具有上述锁定机构时，可以抑制过大的力施加到显示部903，从而可以防止显示部903的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳901和外壳902也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳901和外壳902中的任一个可以设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、无线保真(Wi-Fi：注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图11C所示的便携式信息终端910包括外壳911、显示部912、操作按钮913、外部连接端口914、扬声器915、麦克风916、照相机917等。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光装置用于显示部912。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
在便携式信息终端910中，在显示部912中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部912可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外，通过操作按钮913的操作，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部912上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端910的方向(纵向或横向)，而对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部912、操作操作按钮913或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说，便携式信息终端910可以被用作智能手机。便携式信息终端910例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图11D所示的照相机920包括外壳921、显示部922、操作按钮923、快门按钮924等。另外，照相机920安装有可装卸的镜头926。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光装置用于显示部922。由此，可以制造可靠性高的照相机。
在此，虽然照相机920具有能够从外壳921拆卸下镜头926而交换的结构，但是镜头926和外壳921也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮924，照相机920可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以使显示部922具有触摸面板的功能，通过触摸显示部922进行摄像。
另外，照相机920还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在外壳921中。
图12A为示出扫地机器人的例子的示意图。
扫地机器人5100包括顶面上的显示器5101及侧面上的多个照相机5102、刷子5103及操作按钮5104。虽然未图示，但是扫地机器人5100的底面设置有轮胎和吸入口等。此外，扫地机器人5100还包括红外线传感器、超音波传感器、加速度传感器、压电传感器、光传感器、陀螺仪传感器等各种传感器。另外，扫地机器人5100包括无线通信单元。
扫地机器人5100可以自动行走，检测垃圾5120，可以从底面的吸入口吸引垃圾。
另外，扫地机器人5100对照相机5102所拍摄的图像进行分析，可以判断墙壁、家具或台阶等障碍物的有无。另外，在通过图像分析检测布线等可能会绕在刷子5103上的物体的情况下，可以停止刷子5103的旋转。
可以在显示器5101上显示电池的剩余电量和所吸引的垃圾的量等。另外，也可以在显示器5101上显示扫地机器人5100的行走路径。另外，显示器5101可以是触摸面板，可以将操作按钮5104显示在显示器5101上。
扫地机器人5100可以与智能手机等便携式电子设备5140互相通信。照相机5102所拍摄的图像可以显示在便携式电子设备5140上。因此，扫地机器人5100的拥有者在出门时也可以知道房间的情况。另外，可以使用智能手机等便携式电子设备5140确认显示器5101的显示内容。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器5101。
图12B所示的机器人2100包括运算装置2110、照度传感器2101、麦克风2102、上部照相机2103、扬声器2104、显示器2105、下部照相机2106、障碍物传感器2107及移动机构2108。
麦克风2102具有检测使用者的声音及周围的声音等的功能。另外，扬声器2104具有发出声音的功能。机器人2100可以使用麦克风2102及扬声器2104与使用者交流。
显示器2105具有显示各种信息的功能。机器人2100可以将使用者所希望的信息显示在显示器2105上。显示器2105可以安装有触摸面板。显示器2105可以是可拆卸的信息终端，通过将该信息终端设置在机器人2100的所定位置，可以进行充电及数据的收发。
上部照相机2103及下部照相机2106具有对机器人2100的周围环境进行摄像的功能。另外，障碍物传感器2107可以检测机器人2100使用移动机构2108移动时的前方的障碍物的有无。机器人2100可以使用上部照相机2103、下部照相机2106及障碍物传感器2107认知周囲环境而安全地移动。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器2105。
图12C是示出护目镜型显示器的一个例子的图。护目镜型显示器例如包括外壳5000、显示部5001、扬声器5003、LED灯5004、操作键5005(包括电源开关或操作开关)、连接端子5006、传感器5007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风5008、第二显示部5002、支撑部5012、耳机5013等。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示部5001及第二显示部5002。
图13A和图13B示出可折叠的便携式信息终端5150。可折叠的便携式信息终端5150包括外壳5151、显示区域5152及弯曲部5153。图13A示出展开状态的便携式信息终端5150。图13B示出折叠状态的便携式信息终端5150。虽然便携式信息终端5150具有较大的显示区域5152，但是通过将便携式信息终端5150折叠，便携式信息终端5150变小而可便携性好。
可以由弯曲部5153将显示区域5152折叠成一半。弯曲部5153由可伸缩的构件和多个支撑构件构成，在折叠时，可伸缩的构件被拉伸，以弯曲部5153具有2mm以上，优选为5mm以上的曲率半径的方式进行折叠。
另外，显示区域5152也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示区域5152。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，参照图14说明将本发明的一个方式的发光元件适用于各种照明装置的情况的例子。通过使用本发明的一个方式的发光元件，可以制造发光效率及可靠性高的照明装置。
通过将本发明的一个方式的发光元件形成在具有柔性的衬底上，能够实现在曲面上具有发光区域的电子设备或照明装置。
另外，还可以将应用了本发明的一个方式的发光元件的发光装置适用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图14是将发光元件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光元件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。另外，也可以通过使用具有曲面的外壳来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光元件为薄膜状，所以外壳的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。另外，通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，通过应用本发明的一个方式的发光元件，能够得到照明装置及电子设备。注意，不局限于本实施方式所示的照明装置及电子设备，可以应用于各种领域的照明装置及电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
[实施例1]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(100)表示的有机化合物，即2-叔丁基-N,N,N’,N’-四(4-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2tBu-ptBuDPhA2Anth)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
将1.2g(3.1mmol)的2-叔丁基蒽、1.8g(6.4mmol)的双(4-叔丁基苯基)胺、1.2g(13mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基-1,1’-联苯(简称：SPhos)放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以170℃搅拌该混合物4小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁(日本和光纯药工业公司、目录号码：066-05265)、硅藻土(日本和光纯药工业公司、目录号码：537-02305)、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用甲苯、己烷和乙醇使所得到的黄色固体重结晶，以61％的收率得到1.5g的目的物的黄色固体。以下示出本合成方案(A-1)。
[化学式46]
Figure GDA0002706496330001391
通过梯度升华法，使1.5g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为4.5Pa的条件下，以315℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以89％的回收率得到1.3g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过本合成得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图15A和图15B、图16示出1H NMR谱。图15B是图15A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图16是图15A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到目的物的2tBu-ptBuDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.20-8.13(m,2H)、8.12(d,J＝8.8Hz,1H)、8.05(d,J＝2.0Hz,1H)、7.42(dd,J＝9.3Hz,2.0Hz,1H)、7.32-7.26(m,2H)7.20(d,J＝8.8Hz,8H)、7.04(dd,J＝8.8Hz,2.4Hz,8H)、1.26(s,36H)、1.18(s,9H)。
接着，图17示出2tBu-ptBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。在甲苯溶液的吸收光谱的测量中，使用紫外可见分光光度计(由日本分光株式会社制造，V550型)，减去仅将甲苯放入石英皿中测得的甲苯的光谱。
由图17可知，甲苯溶液中的2tBu-ptBuDPhA2Anth在468nm、378nm、359nm附近具有吸收峰值，在523nm(激发波长为440nm)具有发光波长的峰值。
[实施例2]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(102)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2-叔丁基-N,N,N’,N’-四(3,5-二-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2tBu-mmtBuDPhA2Anth)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
<步骤1：双(3,5-叔丁基苯基)胺的合成>
将5.4g(20mmol)的1-溴-3,5-二-叔丁基苯、5.0g(24mmol)的3,5-二-叔丁基苯胺以及4.7g(49mmol)的叔丁醇钠放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入100mL的甲苯，对所得到的混合物进行减压脱气。对该混合物加入1.3mL(1.5mmol)的三(叔丁基)膦(10w％己烷溶液)以及0.17g(0.3mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以120℃进行搅拌6小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入300mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝4:1)对该固体进行纯化，以95％的收率得到7.5g的目的物的白色固体。以下示出步骤1的合成方案(B-1)。
[化学式47]
Figure GDA0002706496330001411
<步骤2：2tBu-mmtBuDPhA2Anth的合成>
将0.95g(2.5mmol)的2-叔丁基蒽、2.0g(5.1mmol)的双(3,5-叔丁基苯基)胺、1.0g(10mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入30mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以170℃搅拌该混合物5小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用己烷和甲醇使所得到的黄色固体重结晶，以12％的收率得到0.30g的目的物的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(B-2)。
[化学式48]
Figure GDA0002706496330001421
通过梯度升华法，使0.30g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.6Pa的条件下，以230℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以50％的回收率得到0.15g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图18A和图18B、图19示出1H NMR谱。图18B是图18A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图19是图18A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2tBu-mmtBuDPhA2Anth。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝8.25-8.20(m,1H)、8.16-8.09(m,1H)、8.03(d,J＝1.5Hz,1H)、7.48(dd,J＝9.3Hz,2.0Hz,1H)、7.37-7.31(m,2H)、6.97-6.95(m,12H)、1.17(s,9H)、1.15-1.13(m,72H)。
接着，图20示出2tBu-mmtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图20可知，甲苯溶液中的2tBu-mmtBuDPhA2Anth在466nm、379nm、358nm附近具有吸收峰值，在519nm(激发波长为458nm)具有发光波长的峰值。
[实施例3]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(101)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2,6-二-叔丁基-N,N,N’,N’-四(4-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2,6tBu-ptBuDPhA2Anth)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
将1.6g(3.6mmol)的2,6-二-叔丁基蒽、3.5g(13mmol)的双(4-叔丁基苯基)胺、3.6g(37mmol)的叔丁醇钠以及0.18g(1.1mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入40mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入0.12g(0.21mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以170℃搅拌该混合物22小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用甲苯使所得到的黄色固体重结晶，以38％的收率得到1.2g的目的物的黄色固体。以下示出步骤1的合成方案(C-1)。
[化学式49]
(C-1)
Figure GDA0002706496330001441
通过梯度升华法，使1.2g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为4.0Pa的条件下，以315℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以82％的回收率得到0.94g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤1得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图21A和图21B、图22示出1H NMR谱。图21B是图21A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图22是图21A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2,6tBu-ptBuDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.10(d,J＝9.3Hz,2H)、8.01(d,J＝1.5Hz,2H)、7.39(dd,J＝9.3Hz,2.0Hz,2H)、7.19-7.16(m,8H)7.05-7.01(m,8H)、1.27(s,36H)、1.17(s,18H)。
接着，图23示出2,6tBu-ptBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图23可知，甲苯溶液中的2,6tBu-ptBuDPhA2Anth在462nm、381nm、358nm附近具有吸收峰值，在523nm(激发波长为455nm)具有发光波长的峰值。
[实施例4]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(103)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2,6-二-叔丁基-N,N,N’,N’-四(3,5-二-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
将1.1g(2.5mmol)的2,6-二-叔丁基蒽、2.3g(5.8mmol)的双(3,5-叔丁基苯基)胺、1.1g(11mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入25mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物6小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用己烷和甲醇使所得到的黄色固体重结晶，以17％的收率得到0.45g的目的物的黄色固体。以下示出步骤1的合成方案(D-1)。
[化学式50]
Figure GDA0002706496330001461
通过梯度升华法，使0.45g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为5.0Pa的条件下，以275℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以82％的回收率得到0.37g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤1得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图24A和图24B、图25示出1H NMR谱。图24B是图24A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图25是图24A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.11(d,J＝9.3Hz,2H)、7.92(d,J＝1.5Hz,1H)、7.34(dd,J＝9.3Hz,2.0Hz,2H)、6.96-6.95(m,8H)、6.91-6.90(m,4H)、1.13-1.12(m,90H)。
接着，图26示出2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图26可知，甲苯溶液中的2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth在461nm、379nm、358nm附近具有吸收峰值，在521nm(激发波长为455nm)具有发光波长的峰值。
[实施例5]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(104)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即1,3,8,10-四-叔丁基-7,14-双(3,5-二-叔丁基苯基)-5,12-二氢喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮(简称：Oct-tBuDPQd)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
<步骤1：1,4-环己二烯-1,4-二羧酸,2,5-双{(3,5-二-叔丁基苯基)氨基}-二甲酯的合成>
将5.6g(24mmol)的1,4-环己二酮-2,5-二羧酸二甲基、10g(48mmol)的3,5-二-叔丁基苯胺放在安装有回流管的200mL三口烧瓶中，以170℃搅拌该混合物2小时。对所得到的红橙色固体加入甲醇，使其浆料化，通过抽滤来收集混合物。利用己烷和甲醇对所得到的固体进行洗涤，并进行干燥，以82％的收率得到12g的目的物的红橙色固体。以下示出步骤1的合成方案(E-1)。
[化学式51]
(E-1)
Figure GDA0002706496330001481
以下示出所得到的固体的1H NMR的数值数据。由此可知，得到目的化合物。
1H NMR(氯仿-d,500MHz)：δ＝10.6(s,2H)、7.20(t、J＝1.5Hz,2H)、6.94(d,J＝2.0Hz,4H)、3.65(s,6H)、3.48(s,4H)、1.33(s,36H)。
〈步骤2：1,4-苯二羧酸,2,5-双{(3,5-二-叔丁基苯基)氨基}-二甲酯的合成>
将在步骤1中得到的12g(20mmol)的1,4-环己二烯-1,4-二羧酸,2,5-双{(3,5-二-叔丁基苯基)氨基}-二甲酯以及150mL的甲苯放在安装有回流管的300mL三口烧瓶中。在对该混合物鼓入空气的同时，进行15小时的回流。搅拌后，通过抽滤来收集所析出的固体，利用己烷和甲醇对所得到的固体进行洗涤，得到7.3g的目的物的红色固体。浓缩所得到的滤液，还得到固体。利用己烷和甲醇对该固体进行洗涤，通过抽滤来收集该固体，得到3.1g的目的物的红色固体。由此，以85％的收率得到总共10.4g的目的化合物。以下示出步骤2的合成方案(E-2)。
[化学式52]
(E-2)
Figure GDA0002706496330001491
以下示出所得到的固体的1H NMR的数值数据。由此可知，得到目的化合物。
1H NMR(氯仿-d,500MHz)：δ＝8.84(s,2H)、8.18(s,2H)、7.08(d,J＝2.0Hz,4H)、7.20(t、J＝1.0Hz,2H)、3.83(s,6H)、1.34(s,36H)。
<步骤3：1,4-苯二羧酸,2,5-双[N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)氨基]-二甲酯的合成>
将在步骤2中得到的4.0g(6.7mmol)的1,4-苯二羧酸,2,5-双{(3,5-二-叔丁基苯基)氨基}-二甲酯、3.9g(14.6mmol)的1-溴-3,5-二-叔丁基苯、0.46g(7.3mmol)的铜、50mg的碘化铜(0.26mmol)、1.0g(7.3mmol)的碳酸钾以及10mL的二甲苯放在安装有回流管的200mL三口烧瓶中，对混合物进行减压脱气，然后用氮气置换体系内的空气。将该混合物回流20小时。对所得到的混合物加入0.46g(7.3mmol)的铜以及50mg的碘化铜(0.26mmol)，还进行16小时的回流。对所得到的混合物加入二氯甲烷，使其浆料化。通过抽滤去除固体，浓缩所得到的滤液。利用己烷和乙醇对所得到的固体进行洗涤。利用己烷/甲苯使所得到的固体重结晶，以72％的收率得到4.4g的目的化合物的黄色固体。以下示出步骤3的合成方案(E-3)。
[化学式53]
(E-3)
Figure GDA0002706496330001501
以下示出所得到的固体的1H NMR的数值数据。由此可知，得到目的化合物。
1H NMR(氯仿-d,500MHz)：δ＝7.48(s,2H)、6.97(t、J＝2.0Hz,4H)、7.08(d,J＝1.5Hz,8H)、3.25(s,6H)、1.23(s,72H)。
〈步骤4：1,3,8,10-四-叔丁基-7,14-双(3,5-二-叔丁基苯基)-5,12-二氢喹啉并[2,3-b]吖啶-7,14-二酮(简称：Oct-tBuDPQd)的合成>
将在步骤3中得到的4.4g(4.8mmol)的1,4-苯二羧酸,2,5-双[N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)氨基]-二甲酯以及20mL的甲磺酸放在安装有回流管的100mL三口烧瓶中，以160℃搅拌该混合物7小时。在将该混合物冷却到常温之后，将其缓慢滴加到300mL的冰水中，然后将其放置直到温度成为常温。对上述混合物进行重力过滤，利用水和饱和碳酸氢钠水溶液对所得到的固体进行洗涤。将该固体溶解于甲苯中，利用水、饱和食盐水对所得到的甲苯溶液进行洗涤，利用硫酸镁进行干燥。通过硅藻土(日本和光纯药工业公司、目录号码：537-02305)和矾土将该混合物过滤。浓缩所得到的滤液，得到3.3g的黑褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:乙酸乙酯＝20:1)对所得到的固体进行纯化，以5％的收率得到150mg的目的化合物的红橙色固体。以下示出步骤4的合成方案(E-4)。
[化学式54]
(E-4)
Figure GDA0002706496330001511
此外，以下示出通过上述步骤4得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图27A和图27B、图28示出1H NMR谱。图27B是图27A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图28是图27A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到Oct-tBuDPQd。
1H NMR(氯仿-d,500MHz)：δ＝8.00(s,2H)、7.65(t、J＝2.0Hz,2H)、7.39(d,J＝1.0Hz,4H)、7.20(d,J＝2.0Hz,2H)、6.50(d,J＝1.0Hz,2H)、1.60(s,18H)、1.39(s,36H)、1.13(s,18H)。
接着，图29示出Oct-tBuDPQd的二氯甲烷溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与实施例1所示的方法相同。
由图29可知，二氯甲烷溶液中的Oct-tBuDPQd在510nm、480nm、447nm附近具有吸收峰值，在591nm(激发波长为510nm)具有发光波长的峰值。
接着，示出利用循环伏安(CV)测量计算出Oct-tBuDPQd的HOMO能级及LUMO能级的结果。以下示出计算方法。
作为测量仪，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造的ALS型号600A或600C)。此外，以如下方法调制用于CV测定的溶液：作为溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测定对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。另外，作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参比电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，RE7非水溶剂型参比电极)。另外，测定在室温(20至25℃)进行。将CV测定时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量出相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea为氧化-还原波之间的中间电位，Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本实施例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，因此利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式分别求得HOMO能级及LUMO能级。
另外，反复进行CV测量100次，比较第100次测量中的氧化-还原波与第1次测量中的氧化-还原波，来调查化合物的电性稳定性。
由该结果可知：Oct-tBuDPQd的HOMO能级为-5.60eV，LUMO能级为-3.06eV。另外，根据氧化-还原波的反复测量中的第1次测量与第100次测量的波形比较，可知在氧化电位Ea[V]测量中保持了74％的峰强度，由此可知Oct-tBuDPQd的耐氧化性高。
另外，对Oct-tBuDPQd进行热重-差热分析(Thermogravimetry-DifferentialThermal Analysis：TG-DTA)。在测量中，使用高真空差式型差热天平(由Bruker AXS公司制造，TG-DTA2410SA)。在10Pa下，以10℃/min的升温速度，在氮气流下(流速为2.4mL/min)进行测量。在热重-差热分析中可知，Oct-tBuDPQd的通过热重测得的重量为测量开始时的重量的-5％时的温度(分解温度)为234℃，这意味着在10Pa下，以较低的温度进行升华。
[实施例6]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件及对比发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表1至表3示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式55]
Figure GDA0002706496330001541
[表1]
Figure GDA0002706496330001551
Figure GDA0002706496330001561
[表2]
Figure GDA0002706496330001562
Figure GDA0002706496330001571
[表3]
Figure GDA0002706496330001572
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。
《发光元件1至发光元件4的制造》
作为电极101，在玻璃衬底上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上将DBT3P-II与氧化钼(MoO3)以重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5且厚度为40nm的方式共蒸镀。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀PCCP。
接着，作为发光层130，在空穴传输层112上将4,6mCzP2Pm、三[2-(1H-吡唑-1-基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称：Ir(ppz)3)、2tBu-ptBuDPhA2Anth以重量比(4,6mCzP2Pm：Ir(ppz)3：2tBu-ptBuDPhA2Anth)为0.8：0.2：x1且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，Ir(ppz)3是包含Ir的磷光材料，4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3是形成激基复合物的组合。此外，2tBu-ptBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料。注意，x1的值根据各发光元件而不同，表3示出各发光元件中的x1的值。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上依次以厚度为20nm的方式蒸镀4,6mCzP2Pm并且以厚度为10nm的方式蒸镀NBPhen。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
接着，作为电极102，在电子注入层119上形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱中使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，由此密封发光元件1至发光元件4。具体而言，将密封剂涂敷于形成在玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该玻璃衬底和密封用玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序得到发光元件1至发光元件4。
《发光元件5至发光元件16及对比发光元件17至对比发光元件29的制造》
发光元件5至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件29的与上述发光元件1至发光元件4不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件1的制造方法相同。元件结构的详细记载于表1至表3，因此省略制造方法的详细内容。
用于发光元件1至发光元件16的客体材料在发光体的周边具有保护基，但是用于对比发光元件17至对比发光元件28的客体材料不具有庞大的取代基。此外，在对比发光元件29的发光层中，不使用客体材料。因此，从对比发光元件29观察到的发光是由4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3形成的激基复合物的发光。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件29的特性进行测定。在亮度及CIE色度的测定中，利用色亮度计(由Topcon Technohouse公司制造的BM-5A)。在电致发射光谱的测定中，利用多通道光谱分析仪(由日本滨松光子学公司制造的PMA-11)。
图30至图36示出发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件29的外部量子效率-亮度特性。此外，图37至图43示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件29时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表4及表5示出1000cd/m2附近的发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件29的元件特性。
[表4]
Figure GDA0002706496330001601
Figure GDA0002706496330001611
[表5]
Figure GDA0002706496330001612
Figure GDA0002706496330001621
如图37所示，发光元件1至发光元件4的发射光谱的峰值波长是535nm左右，半宽是67nm左右，而呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图38所示，发光元件5至发光元件8的发射光谱的峰值波长是522nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于2tBu-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图39所示，发光元件9至发光元件12的发射光谱的峰值波长是530nm左右，半宽是65nm左右，而呈现来源于2,6tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图40所示，发光元件13至发光元件16的发射光谱的峰值波长是521nm左右，半宽是67nm左右，而呈现来源于2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图41所示，对比发光元件17至对比发光元件20的发射光谱的峰值波长是540nm左右，半宽是66nm左右，而呈现来源于TTPA的绿色发光。此外，如图42所示，对比发光元件21至对比发光元件24的发射光谱的峰值波长是530nm左右，半宽是65nm左右，而呈现来源于MeDPhA2A的绿色发光。此外，如图43所示，对比发光元件25至对比发光元件28的发射光谱的峰值波长是523nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于mMeDPhA2A的绿色发光。由此可知，从发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件28可以得到来源于各元件所包含的荧光材料的发光。此外，如图37所示，对比发光元件29的发射光谱的峰值波长是531nm，半宽是88nm左右。这与从4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3分别得到的发射光谱不同，由此可知，从对比发光元件29得到的发光是由4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3形成的激基复合物的发光。
各材料所包含的客体材料的溶液(例如，甲苯溶液)中的发射光谱(PL光谱)的形状与发光元件中的发射光谱(EL光谱)的形状有时稍微不同。这是因为：在各发光元件中，客体材料的发光受到再结合区域或者光从再结合区域被提取到外部的光程长等的影响。此外，即使是使用同一客体材料的发光元件，发射光谱的形状也有时不是完全一致的。这也是因为：在各发光元件中，再结合区域或光程长的影响稍微不同。
虽然发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件28呈现来源于荧光材料的发光，但是如图30至图36、表4及表5所示，具有高发光效率，即具有至少超过9％的外部量子效率。此外，在是任何浓度的情况下，本发明的一个方式的发光元件的发光元件1至发光元件16都具有比对比发光元件17至对比发光元件28高的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激发能的无辐射失活被抑制，单重激发能和三重激发能都高效地转换为荧光材料的发光。
此外，根据图37至图40可知，作为能量供体的4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3的激基复合物所呈现的发光与各本发明的一个方式的发光元件所呈现的发光，即来源于各能量受体(客体材料)的发光是同类颜色的发光。由此可知，即使在本发明的一个方式的发光元件中使用其发光颜色接近能量供体的发光颜色的客体材料，也可以得到高效率的发光元件。如上所述，当能量供体和能量受体的发光颜色接近时，根据算式(1)基于福斯特机理的能量转移的速率常数降低，但是，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高作为能量供体的荧光材料的浓度。因此，可以将其发光颜色接近能量供体的发光颜色的荧光材料用作客体材料。
如上所述，甲苯溶液中的2tBu-mmtBuDPhA2Anth的发射光谱的峰值波长是519nm，4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3的激基复合物所呈现的发射光谱的峰值波长是531nm。如此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以适当地使用能量供体的发光颜色与能量受体的发光颜色接近的组合。
这里，因从一对电极注入的载流子(空穴及电子)的再结合而产生的单重激子的最大产生概率为25％，因此当向外部的光提取效率为30％时，荧光发光元件的最大外部量子效率为7.5％。但是，在发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件28中得到高于7.5％的外部量子效率。这是因为：除了来源于一对电极注入的载流子(空穴及电子)的再结合而产生的单重激子的发光以外，还从荧光材料得到来源于三重激子的能量转移的发光或来源于经激基复合物中的反系间窜越从三重激子生成的单重激子的发光。就是说，可以将发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件28视作利用ExEF的发光元件。
<CV测量结果>
接着，利用循环伏安(CV)对用于各发光元件的发光层的4,6mCzP2Pm及Ir(ppz)3的电化学特性(氧化反应特性及还原反应特性)进行测定。测定方法与实施例5所示的方法相同。
作为CV测定结果，4,6mCzP2Pm的氧化电位为0.95V，还原电位为-2.06V。另外，根据CV测定计算出的4,6mCzP2Pm的HOMO能级为-5.89eV，LUMO能级为-2.88eV。另外，Ir(ppz)3的氧化电位为0.45V，还原电位为-3.17V。另外，根据CV测定计算出的Ir(ppz)3的HOMO能级为-5.39eV，LUMO能级为-1.77eV。
如上所述，4,6mCzP2Pm的LUMO能级低于Ir(ppz)3的LUMO能级，而Ir(ppz)3的HOMO能级高于4,6mCzP2Pm的HOMO能级。由此，在将该化合物用于发光层的情况下，电子及空穴能够高效地分别注入到4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3，使得4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3形成激基复合物。
当对图37所示的对比发光元件29的发射光谱与图17、图20、图23及图26所示的作为发光元件1至发光元件16的客体材料使用的各客体材料的吸收光谱进行比较时，可知该吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与该发射光谱重叠。由此可知，发光元件1至发光元件16接收上述激基复合物的激发能而发光。注意，图161示出对比发光元件29的EL(发射)光谱、用于发光元件1至发光元件12的各客体材料的甲苯溶液中的吸收光谱以及发射光谱的关系。根据图161可知，当进行各客体材料的吸收光谱的比较时，该吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与该发射光谱重叠。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图44示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图44可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件1至发光元件16中，与对比发光元件17至对比发光元件28相比，浓度的增加所导致的效率降低得到抑制。如上所述，在将用于对比发光元件17至对比发光元件28的荧光材料用作客体材料且将具有能够将三重激发能转换为发光的功能的材料用作主体材料的荧光发光元件中，有在增高客体材料的浓度时发光效率大幅度地降低的问题。在对比发光元件17至对比发光元件28中，在将客体材料的浓度从1wt％变化至10wt％时，外部量子效率降低40％至50％左右。就是说，可知，在对比发光元件17至对比发光元件28中，还不能抑制基于德克斯特机理的能量转移。另一方面，在将本发明的一个方式的具有保护基的荧光材料用作客体材料的发光元件中，可以抑制该效率的降低。此外，可知，根据客体材料，通过增高浓度，发光效率也得到提高。这是因为：通过将具有保护基的客体材料用于发光层，从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活被抑制。并且，这也是因为：通过增高客体材料的浓度，可以高效地利用从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的激发能的能量转移，因此可以将三重激发能和单重激发能都高效地转换为荧光材料的发光。尤其是，在是将2tBu-mmtBuDPhA2Anth及2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth用作客体材料的发光元件5至8、发光元件13至16的情况下，该效果很大。在该2tBu-mmtBuDPhA2Anth及2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth中，二苯基氨基键合到发光体，该苯基具有两个保护基，该两个保护基键合到苯基的3位及5位。这意味着通过在该键合位置具有保护基，可以高效地使发光体远离主体材料。由此可知，通过使用本发明的一个方式的发光元件，可以得到客体材料的浓度高且发光效率高的发光元件。
<发光元件的荧光寿命的测试>
接着，为了调查各客体材料中的基于浓度的发光速度的差异，进行各发光元件的荧光寿命的测试。在测试中，使用皮秒荧光寿命测量系统(日本滨松光子学公司制造)。在本测试中，为了测定发光元件中的荧光发光的寿命，对发光元件施加矩形脉冲电压，并且使用条纹相机对在电压下降后衰减的发光进行时间分辨测定。以10Hz的频率施加脉冲电压，并且通过将反复测定的数据累计起来获得S/N比高的数据。另外，以如下条件进行测试：在室温(300K)下，以发光元件的亮度为1000cd/m2附近的方式施加3V至4V左右的施加脉冲电压，施加脉冲时间宽度为100μsec，负偏压为-5V(元件驱动为OFF时)，测定时间范围为20μsec。图45至图51示出测试结果。注意，在图45至图51中，纵轴表示以持续注入载流子的状态(脉冲电压为ON时)下的发光强度归一化的强度。横轴表示脉冲电压下降后的经过时间。
接着，用指数函数对图45至图51所示的衰减曲线进行拟合，可知，发光元件1至发光元件16、对比发光元件17至对比发光元件28呈现包含0.5μs以下的瞬时荧光成分和3μs左右的延迟荧光成分的发光。可知：不论客体材料种类，都在作为客体材料添加荧光材料时，荧光材料的浓度越高，瞬时荧光成分的比率越增加且延迟荧光成分的比率越减少。此外，可知对比发光元件29呈现主体材料的4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3的激基复合物的发光，并呈现包含1μs以下的瞬时荧光成分和3μs左右的延迟荧光成分的发光。由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比率增加。在此，如上所述，在本发明的一个方式的发光元件的使用具有保护基的客体材料的发光元件1至发光元件16中，即使荧光材料的浓度高也呈现高外部量子效率。就是说，可知在本发明的一个方式的发光元件中，即使来源于荧光材料的发光的比率增加，也呈现高发光效率。这意味着：在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活，而可以增高客体材料的浓度，因此可以提高基于福斯特机理的激发能的能量转移效率。另一方面，在使用不具有庞大的取代基的客体材料的对比发光元件17至对比发光元件28中，从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活的影响很大，因此来源于荧光材料的发光的比率增加而发光效率降低。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以将单重激发能和三重激发能都高效地用于发光。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件1至发光元件16的恒流为0.5mA时的驱动测试。图52至图55示出其结果。由图52至图55可知，通过增高客体材料的浓度，可靠性得到提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。
<发光元件和对比发光元件的可靠性的比较>
接着，进行发光元件4、发光元件8、对比发光元件17、对比发光元件21、对比发光元件25及对比发光元件29的恒流为0.5mA的驱动测试。图69示出其结果。
在对比发光元件17至对比发光元件20中，如上所述，在增高客体材料的浓度时，发光效率降低。对比发光元件17是在对比发光元件17至对比发光元件20中外部量子效率最高的对比发光元件。同样地，对比发光元件21及对比发光元件25是在使用同一客体材料的对比发光元件中发光效率最高的对比发光元件。换言之，对比发光元件21及对比发光元件25是在使用同一客体材料的对比发光元件中客体材料的浓度最低(1wt％)的对比发光元件。另一方面，发光元件4及发光元件8是在使用同一客体材料的发光元件中客体材料的浓度最高(10wt％)的发光元件。在本发明的一个方式的发光元件中，可以制造即使如上所述地增高客体材料的浓度也具有高发光效率的发光元件。因此，虽然其客体材料的浓度高，但是发光元件4及发光元件8具有与在使用同一客体材料的对比发光元件中发光效率最高的对比发光元件的外部量子效率相等或更高的外部量子效率。并且，由图69可知，发光元件4及发光元件8具有比对比发光元件17、对比发光元件21、对比发光元件25及对比发光元件29高的可靠性。
在此，在发光层中，从能量受体到客体材料的能量转移，即有关发光的能量转移与劣化物或杂质的影响所造成的猝灭过程竞争。因此，为了得到可靠性高的发光元件，提高有关发光的能量转移速度是重要的。为了提高能量转移速度，优选增高发光层中的客体材料的浓度。如上所述，在对比发光元件中，在增高客体材料的浓度时，发光效率大幅度地降低。因此，具有高发光效率及高可靠性的发光元件的制造很困难。另一方面，在本发明的一个方式的发光元件中，可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时提高基于福斯特机理的能量转移速度，而减小与猝灭过程的竞争，因此可以得到高发光效率及高可靠性的发光元件。图69的结果表示该效果。因此，本发明的一个方式的发光元件可以增高客体材料的浓度，可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。
[实施例7]
在本实施例中，说明不同于上述实施例的本发明的一个方式的发光元件及对比发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表6及表7示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式56]
Figure GDA0002706496330001701
[表6]
Figure GDA0002706496330001702
Figure GDA0002706496330001711
Figure GDA0002706496330001721
[表7]
Figure GDA0002706496330001722
Figure GDA0002706496330001731
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。
《发光元件30的制造》
作为电极101，在玻璃衬底上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上将DBT3P-II与氧化钼(MoO3)以重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5且厚度为40nm的方式共蒸镀。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀PCBBi1BP。
接着，作为发光层130，在空穴传输层112上将mPCCzPTzn-02、PCCP、GD270(吉林奥来德光电材料股份有限公司制造)及2tBu-ptBuDPhA2Anth以重量比(mPCCzPTzn-02:PCCP:GD270:2tBu-ptBuDPhA2Anth)为0.5:0.5:0.1:0.05且厚度为40nm的方式共蒸镀。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上依次以厚度为20nm的方式蒸镀mPCCzPTzn-02并且以厚度为10nm的方式蒸镀NBPhen。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
接着，作为电极102，在电子注入层119上形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱中使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，由此密封发光元件30。具体而言，将密封剂涂敷于形成在玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该玻璃衬底和密封用玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序得到发光元件30。
《发光元件31至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的制造》
发光元件31至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的与上述发光元件30不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件30的制造方法相同。元件结构的详细记载于表6及表7，因此省略制造方法的详细内容。
用于发光元件30至发光元件33的客体材料在发光体的周边具有保护基，但是用于对比发光元件34至对比发光元件36的客体材料不具有庞大的取代基。此外，在本实施例中，mPCCzPTzn-02和PCCP是形成激基复合物的组合，GD270是包含Ir的磷光材料。因此，在发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36中，激基复合物或磷光材料被用作能量供体，因此这些发光元件是可以将三重激发能转换为荧光发光的发光元件。此外，可以说，各发光元件的发光层是对可以利用ExTET的发光层添加荧光材料而成的发光层。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图56示出发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的外部量子效率-亮度特性。此外，图57示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表8示出1000cd/m2附近的发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的元件特性。
[表8]
Figure GDA0002706496330001751
Figure GDA0002706496330001761
如图57所示，发光元件30的发射光谱的峰值波长是531nm，半宽是66nm，而呈现来源于2,6tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，发光元件31的发射光谱的峰值波长是525nm，半宽是69nm，而呈现来源于2,6tBu-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，发光元件32的发射光谱的峰值波长是533nm，半宽是66nm，而呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，发光元件33的发射光谱的峰值波长是525nm，半宽是66nm，而呈现来源于2tBu-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，对比发光元件34的发射光谱的峰值波长是544nm，半宽是66nm，而呈现来源于TTPA的绿色发光。此外，对比发光元件35的发射光谱的峰值波长是530nm，半宽是68nm，而呈现来源于MeDPhA2A的绿色发光。此外，对比发光元件36的发射光谱的峰值波长是526nm，半宽是72nm，而呈现来源于mMeDPhA2A的绿色发光。如上所述，从发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物或磷光材料转移到荧光材料。
虽然发光元件30至发光元件33呈现来源于荧光材料的发光，但是如图56及表8所示，具有高发光效率，即具有超过10％的外部量子效率，并且具有比对比发光元件34至对比发光元件36高的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
图162示出对比发光元件103的EL(发射)光谱、用于发光元件31、发光元件33、对比发光元件34及对比发光元件35的各客体材料的甲苯溶液中的吸收光谱以及发射光谱的关系。注意，对比发光元件103是利用ExTET的磷光发光元件，可以将发光元件30至发光元件33及对比发光元件34至对比发光元件36视为对对比发光元件103添加荧光材料而成的元件。根据图162可知，各客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与该发射光谱重叠。由此可知，发光元件31、发光元件33、对比发光元件34及对比发光元件35接收上述激基复合物的激发能而发光。注意，虽然未图示，但是用于发光元件30、发光元件32及对比发光元件36的客体材料的吸收光谱和对比发光元件103的发射光谱的关系也是同样的关系。
此外，根据图56及图57可知，即使能量供体和客体材料所呈现的发光颜色是同类颜色，通过本发明的一个方式，也可以得到发光效率高的发光元件。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件30至发光元件33、对比发光元件34至对比发光元件36的恒流为2.0mA时的驱动测试。图58示出其结果。根据图58可知，发光元件30至发光元件33、对比发光元件34及对比发光元件36具有高可靠性，即亮度减少30％的时间超过500小时。此外，如本测试那样，在以施加到各发光元件的电流负载同一的条件进行可靠性的评价时，结果是发光元件30至发光元件33、对比发光元件34及对比发光元件36的可靠性大致相同。因此，本发明的一个方式的发光元件可以得到具有高效率及高可靠性的发光元件。
在此，作为发光元件的恒流驱动测试的方法，可以举出统一各发光元件的电流值的方法、统一各发光元件的亮度的方法。在统一各发光元件的亮度的情况下，具有较高的发光效率的发光元件的电流负载更小。如上所述，发光元件30至发光元件33的外部量子效率高于对比发光元件34至对比发光元件36。因此，可以说，在统一各发光元件的亮度的情况下，因为本发明的一个方式的发光元件的电流负载比对比发光元件小，所以本发明的一个方式的发光元件具有高可靠性。
如上所述，本发明的一个方式的发光元件作为主体材料可以适用激基复合物或磷光材料。此外，也可以适当地利用对可以利用ExTET的发光层添加荧光材料而成的结构。
[实施例8]
在本实施例中，说明不同于上述实施例的本发明的一个方式的发光元件及对比发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表9及表10示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式57]
Figure GDA0002706496330001781
[表9]
Figure GDA0002706496330001791
[表10]
Figure GDA0002706496330001801
<发光元件37至发光元件40的制造>
发光元件37至发光元件40的与上述发光元件1不同之处只是发光层130的客体材料，其他工序与发光元件1的制造方法相同。
接着，作为发光层130，在发光元件37至发光元件40的空穴传输层112上将4,6mCzP2Pm、Ir(ppz)3、Oct-tBuDPQd以重量比(4,6mCzP2Pm：Ir(ppz)3：Oct-tBuDPQd)为0.8：0.2：x2且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，Ir(ppz)3是包含Ir的磷光材料，4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3是形成激基复合物的组合。此外，Oct-tBuDPQd是具有保护基的荧光材料。注意，x2的值根据各发光元件而不同，表10示出各发光元件中的x2的值。
《对比发光元件41至对比发光元件44的制造》
对比发光元件41至对比发光元件44的与上述发光元件37至发光元件40不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件1的制造方法相同。元件结构的详细记载于表9至表10，因此省略制造方法的详细内容。
用于发光元件37至发光元件40的客体材料在发光体的周边具有保护基，但是对比发光元件41至对比发光元件44的客体材料不具有保护基。此外，本实施例所示的发光体都是喹吖啶酮骨架。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图59及图60示出发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44的外部量子效率-亮度特性。此外，图61及图62示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表11示出1000cd/m2附近的发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44的元件特性。
[表11]
Figure GDA0002706496330001821
如图61及图62所示，发光元件37至发光元件40的发射光谱的峰值波长分别是525nm、525nm、526nm、527nm，半宽分别是57nm、41nm、33nm、31nm，而呈现来源于Oct-tBuDPQd的绿色发光。此外，对比发光元件41至对比发光元件44的发射光谱的峰值波长分别是526nm、527nm、528nm、529nm，半宽分别是29nm、25nm、25nm、26nm，而呈现来源于DPQd的绿色发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。
虽然发光元件37至发光元件40呈现来源于荧光材料的发光，但是如图59及表11所示，具有高发光效率，即具有至少超过10％的外部量子效率。此外，作为本发明的一个方式的发光元件的发光元件37至发光元件40具有比对比发光元件41至对比发光元件44高的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，即使在作为具有保护基的客体材料的发光体使用喹吖啶酮骨架的情况下，各发光元件的单重激发能和三重激发能都转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。就是说，根据本发明的一个方式，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件29的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3所形成的激基复合物的激发能基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
此外，根据图59及图61可知，即使能量供体和客体材料所呈现的发光颜色是同类颜色，通过本发明的一个方式，也可以得到发光效率高的发光元件。本发明的一个方式的发光元件可以适当地使用客体材料的发射光谱的半宽比能量供体的发射光谱的半宽小的组合。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以得到与能量供体同类的颜色、色纯度高且效率高的发光元件。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图63示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图63可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件37至发光元件40中，与对比发光元件41至对比发光元件44相比，浓度的增加所导致的效率降低得到抑制。因此，如上所述，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。
<发光元件的荧光寿命的测试>
接着，对上述制造的发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44的荧光寿命进行测定。注意，测定方法与实施例1相同。图64及图65示出其结果。
接着，用指数函数对图64及图65所示的衰减曲线进行拟合，可知，发光元件37至发光元件40、对比发光元件41至对比发光元件44呈现包含1μs以下的瞬时荧光成分和3μs左右的延迟荧光成分的发光。可知：不论客体材料种类，都在作为客体材料添加荧光材料时，荧光材料的浓度越高，瞬时荧光成分的比率越增加且延迟荧光成分的比率越减少。由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比率增加。在此，如上所述，在本发明的一个方式的使用具有保护基的客体材料的发光元件37至发光元件40中，即使是荧光材料的浓度高的发光元件也呈现高外部量子效率。就是说，可知在本发明的一个方式的发光元件中，即使来源于荧光材料的发光的比率增加，也呈现高发光效率。这意味着：在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活，而可以增高客体材料的浓度，因此可以提高基于福斯特机理的激发能的能量转移效率。另一方面，在使用不具有保护基的客体材料的对比发光元件41至对比发光元件44中，从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活的影响很大，因此来源于荧光材料的发光的比率增加而发光效率降低。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以将单重激发能和三重激发能都高效地用于发光。
如上所述，作为可用于本发明的一个方式的发光元件的客体材料的发光体，除了上述蒽骨架以外，还可以适用喹吖啶酮骨架。
[实施例9]
在本实施例中，说明不同于上述实施例的本发明的一个方式的发光元件及对比发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表12示出元件结构的详细内容。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[表12]
Figure GDA0002706496330001851
Figure GDA0002706496330001861
<发光元件45制造>
发光元件45的与上述发光元件30不同之处只是发光层130的客体材料，其他工序与发光元件30的制造方法相同。
作为发光层130，在发光元件45的空穴传输层112上将mPCCzPTzn-02、PCCP、GD270(吉林奥来德光电材料股份有限公司制造)及Oct-tBuDPQd以重量比(mPCCzPTzn-02:PCCP:GD270:Oct-tBuDPQd)为0.5:0.5:0.1:0.05且厚度为40nm的方式共蒸镀。
《对比发光元件46的制造》
对比发光元件46的与上述发光元件45不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件45的制造方法相同。元件结构的详细记载于表12，因此省略制造方法的详细内容。
用于发光元件45的客体材料在发光体的周边具有保护基，但是用于对比发光元件46的客体材料不具有保护基。此外，在本实施例中，mPCCzPTzn-02和PCCP是形成激基复合物的组合，GD270是包含Ir的磷光材料。因此，在发光元件45、对比发光元件46中，激基复合物或磷光材料被用作能量供体，因此这些发光元件是可以将三重激发能转换为荧光发光的发光元件。此外，可以说，各发光元件的发光层是对可以利用ExTET的发光层添加荧光材料而成的发光层。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件45、对比发光元件46的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图66示出发光元件45、对比发光元件46的外部量子效率-亮度特性。此外，图67示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件45、对比发光元件46时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表13示出1000cd/m2附近的发光元件45、对比发光元件46的元件特性。
[表13]
Figure GDA0002706496330001881
如图67所示，发光元件45的发射光谱的峰值波长是525nm，半宽是30nm，而呈现来源于Oct-tBuDPQd的绿色发光。此外，对比发光元件46的发射光谱的峰值波长是525nm，半宽是75nm，而呈现来源于DPQd的绿色发光。如上所述，从发光元件45、对比发光元件46获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着：在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物或磷光材料转移到荧光材料。
虽然发光元件45呈现来源于荧光材料的发光，但是如图66及表13所示，具有高发光效率，即具有超过10％的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件103的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的GD270的能量基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
此外，根据图66及图67可知，即使能量供体和客体材料所呈现的发光颜色是同类颜色，通过本发明的一个方式，也可以得到发光效率高的发光元件。
如上所述，本发明的一个方式的发光元件作为主体材料可以适用激基复合物或磷光材料。此外，也可以适当地利用对可以利用ExTET的发光层添加荧光材料而成的结构。
[实施例10]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(229)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2-三甲基硅基-N,N,N’,N’-四(3,5-二-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2TMS-mmtBuDPhA2Anth)的合成方法。
<步骤1：9,10-二溴-2-三甲基硅基蒽的合成>
将2.7g(11mmol)的2-三甲基硅基蒽放在500mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对此加入110mL的N,N-二甲亚砜，在室温下进行搅拌。对此加入4.0g(23mmol)的N-溴代丁二酰亚胺，在室温下进行搅拌15小时。搅拌后，对该反应混合物加入水，得到水层和有机层。利用甲苯对水层进行萃取，将所得到的萃取液和有机层合并。使用水、饱和硫代硫酸钠水溶液对萃取液和有机层的混合溶液进行洗涤，然后用硫酸镁进行干燥。通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液而得到黄褐色固体。在对所得到的黄褐色固体加入己烷450mL和甲苯50mL之后，通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到黄褐色固体。利用乙酸乙酯/乙醇使所得到的固体重结晶，以54％的收率得到2.4g的黄色固体。以下示出步骤1的合成方案(F-1)。
[化学式58]
(F-1)
Figure GDA0002706496330001901
此外，以下示出通过上述步骤1得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图70A和图70B、图71示出1H NMR谱。图70B是图70A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图71是图70A的0.0ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到9,10-二溴-2-三甲基硅基蒽。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.74(s,1H)、8.63-8.56(m,2H)、8.55(d,J＝8.8Hz,1H)、7.75(d,J＝8.3Hz,1H)、7.68-7.61(m,2H)、0.42(s,9H)。
<步骤2：2TMS-mmtBuDPhA2Anth的合成>
将1.4g(3.3mmol)的9,10-二溴-2-三甲基硅基蒽、2.6g(6.6mmol)的双(3,5-叔丁基苯基)胺、1.3g(14mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入33mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物6小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到黄色固体。使用乙酸乙酯和乙醇使所得到的黄色固体重结晶，以12％的收率得到0.40g的目的物的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(F-2)。
[化学式59]
(F-2)
Figure GDA0002706496330001911
通过梯度升华法，使0.40g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.5Pa的条件下，以260℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以87％的回收率得到0.35g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图72A和图72B、图73示出1H NMR谱。图72B是图72A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图73是图72A的0.0ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2TMS-mmtBuDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.25(s,1H)、8.24-8.21(m,1H)、8.15-8.11(m,2H)、7.40-7.37(m,1H)、7.30-7.27(m,2H)、6.97-6.94(m,8H)、6.92-6.91(m,4H)、1.14(s,36H)、1.12(m,36H)、0.09(s,9H)。
[实施例11]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(250)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即N,N’-(2-苯基蒽-9,10-二基)-N,N’-双(3,5-二环己基苯基)-N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)二胺(简称：2Ph-mmchtBuDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：3,5-二环己基苯基三氟甲烷磺酸的合成>
将8.2g(32mmol)的3,5-二环己基酚放在1L茄形烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对此加入130mL的二氯甲烷、12mL(86mmol)的三乙基胺，在0℃下进行搅拌。对此滴加8mL(48mmol)的三氟甲烷磺酸無水物的50mL二氯甲烷溶液，在将温度回升至室温的同时进行3小时的搅拌。搅拌后，对该混合物加入1N盐酸，使用二氯甲烷对水层进行萃取。将所得到的萃取液和有机层合并，利用水及饱和食盐水进行洗涤，然后用硫酸镁进行干燥。通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液而得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷)对该固体进行纯化，以84％的收率得到11g的目的物的无色油状物。以下示出步骤1的合成方案(G-1)。
[化学式60]
Figure GDA0002706496330001921
此外，以下示出通过上述步骤1得到的无色油状物的利用1H NMR的测量结果。另外，图74A和图74B、图75示出1H NMR谱。图74B是图74A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图75是图74A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到目的物的3,5-二环己基苯基三氟甲烷磺酸。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.06-7.05(m,1H)、6.90-6.89(m,2H)、2.56-2.46(m,2H)、1.88-1.73(m,10H)、1.45-1.19(m,10H)。
<步骤2：3,5-二-环己-3’,5’-二-叔丁基二苯基胺的合成>
将3.9g(10mmol)的3,5-二环己基苯基三氟甲烷磺酸放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对此加入20mL的四氢呋喃(简称：THF)、2.5g(12mmol)的3,5-二-叔丁基苯胺、4.6g(14mmol)的碳酸铯以及0.6g(0.96mmol)的(±)-2,2’-双(二苯基膦基)-1,1’-联萘基(简称：(±)-BINAP)，对该混合物进行减压脱气，然后对混合物加入0.14g(0.62mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下以70℃搅拌该混合物14小时。搅拌后，对所得到的混合物加入甲苯300mL，然后通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到红褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝17：3)对该固体进行纯化，以72％的收率得到3.2g的目的物的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(G-2)。
[化学式61]
(G-2)
Figure GDA0002706496330001931
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图76A和图76B、图77示出1H NMR谱。图76B是图76A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图76是图77A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-二-环己-3’,5’-二-叔丁基二苯基胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝6.99-6.98(m,1H)、6.96-6.95(m,2H)、6.77(m,2H)、6.60-6.59(m,1H)、5.67(bs,1H)、2.45-2.37(m,2H)、1.89-1.70(m,10H)、1.42-1.17(m,28H)。
<步骤3：2Ph-mmchtBuDPhA2Anth的合成>
将1.4g(3.4mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、3.2g(7.2mmol)的3,5-二-环己-3’,5’-二-叔丁基二苯基胺、1.3g(14mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物7小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入300mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到黄色固体。使用乙酸乙酯和乙醇使所得到的黄色固体重结晶，得到目的物的黄色固体。通过高速液体层析法(简称：HPLC)(展开溶剂：氯仿)使所得到的黄色固体纯化，以20％的收率得到0.79g的目的物的黄色固体。以下示出步骤3的合成方案(G-3)。
[化学式62]
(G-3)
Figure GDA0002706496330001951
通过梯度升华法，使0.79g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.5Pa的条件下，以275℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以91％的回收率得到0.72g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤3得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图78A和图78B、图79示出1H NMR谱。图78B是图78A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图79是图78A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmchtBuDPhA2Anth(结构式(250))。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.38-8.36(m,1H)、8.26-8.13(m,3H)、7.63-7.59(m,1H)、7.46-7.43(m,2H)、7.34-7.29(m,5H)、7.01-6.93(m,6H)、6.82-6.78(m,4H)、6.61-6.59(m,2H)、2.28-2.21(m,4H)、1.74-1.63(m,20H)、1.35-1.14(m,56H)。
接着，图80示出2Ph-mmchtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图80可知，甲苯溶液中的2Ph-mmchtBuDPhA2Anth在486nm、390nm、367nm附近具有吸收峰值，在534nm(激发波长为465nm)具有发光波长的峰值。
[实施例12]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(222)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2-苯基-N,N,N’,N’-四(3,5-二环己基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2Ph-mmchDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：双(3,5-环己基苯基)胺的合成>
将1.4g(3.5mmol)的3,5-二环己基苯基三氟甲烷磺酸放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对此加入10mL的THF、0.91g(3.5mmol)的3,5-二-环己基苯胺、1.6g(4.9mmol)的碳酸铯以及0.40g(0.64mmol)的(±)-BINAP，对该混合物进行减压脱气，然后对混合物加入0.10g(0.45mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下以70℃搅拌该混合物24小时。搅拌后，对所得到的混合物加入甲苯500mL，然后通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝4：1)对该油状物进行纯化，以52％的收率得到0.90g的目的物的白色固体。以下示出步骤1的合成方案(H-1)。
[化学式63]
(H-1)
Figure GDA0002706496330001971
此外，以下示出通过上述步骤1得到的白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图81A和图81B、图82示出1H NMR谱。图81B是图81A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图82是图81A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到双(3,5-环己基苯基)胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝6.77(d,J＝1.5Hz,4H)、6.62-6.60(m,2H)、5.62(bs,1H)、2.46-2.36(m,4H)、1.90-1.71(m,20H)、1.47-1.19(m,20H)。
<步骤2：2Ph-mmchDPhA2Anth的合成>
将0.35g(0.85mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、0.85g(1.7mmol)的双(3,5-环己基苯基)胺、0.34g(3.5mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入10mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物7小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入500mL的甲苯，然后利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝4:1)使硅酸镁和硅藻土的固体纯化，得到目的物的黄色固体。通过HPLC(展开溶剂：氯仿)使所得到的黄色固体纯化，以18％的收率得到0.19g的目的物的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(H-2)。
[化学式64]
(H-2)
Figure GDA0002706496330001981
通过梯度升华法，使0.19g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.4Pa的条件下，以320℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以82％的回收率得到0.16g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图83A和图83B、图84示出1H NMR谱。图83B是图83A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图84是图83A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmchDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.40(d,J＝1.5Hz,1H)、8.27(d,J＝8.8Hz,1H)、8.20-8.16(m,2H)、7.60(dd,J＝1.5Hz,8.8Hz,1H)、7.49-7.46(m,2H)、7.35-7.28(m,5H)、6.78-6.77(m,8H)、6.61(bs,4H)、2.32-2.20(m,8H)、1.74-1.63(m,40H)、1.36-1.12(m,40H)。
接着，图85示出2Ph-mmchDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图85可知，甲苯溶液中的2Ph-mmchDPhA2Anth在483nm、393nm、365nm附近具有吸收峰值，在542nm(激发波长为475nm)具有发光波长的峰值。
[实施例13]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(221)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2-苯基-N,N,N’,N’-四(3,5-二-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2Ph-mmtBuDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
将1.4g(3.3mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、2.6g(6.7mmol)的双(3,5-叔丁基苯基)胺、1.3g(14mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入33mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，然后对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，在氮气流下以150℃搅拌该混合物5小时。搅拌后，对所得到的混合物加入甲苯400mL，然后通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝9：1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。利用乙酸乙酯/乙醇使所得到的黄色固体重结晶，以15％的收率得到目的物的0.51g的黄色固体。以下示出本合成方案(I-1)。
[化学式65]
Figure GDA0002706496330002001
通过梯度升华法，使0.50g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.6Pa的条件下，以270℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以77％的回收率得到0.38g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤1得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图86A和图86B、图87示出1H NMR谱。图86B是图86A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图87是图86A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmtBuDPhA2Anth(结构式(221))。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.37(d,J＝1.5Hz,1H)、8.26(d,J＝8.8Hz,1H)、8.18-8.14(m,2H)、7.62(dd,J＝1.5Hz,8.8Hz,1H)、7.44-7.41(m,2H)、7.35-7.28(m,5H)、7.00-6.98(m,8H)、6.95-6.93(m,4H)、1.15(s,36H)、1.14(s,36H)。
接着，图88示出2Ph-mmtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图88可知，甲苯溶液中的2Ph-mmtBuDPhA2Anth在486nm、387nm、366nm附近具有吸收峰值，在534nm(激发波长为470nm)具有发光波长的峰值。
[实施例14]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(254)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即N,N’-(2-苯基蒽-9,10-二基)-N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)-N,N’-双[3,5-双(3,5-二-叔丁基苯基)苯基]二胺(简称：2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：3,5-双(3,5-二-叔丁基苯基)苯胺的合成>
将2.5g(10mmol)的3,5-二溴苯胺、4.9g(21mmol)的3,5-二-叔丁基苯基硼酸以及0.27g(0.89mmol)的三(邻甲苯基)膦放在500mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入75mL的甲苯、25mL的乙醇、20mL的2M碳酸钾水溶液，对该混合物进行减压脱气，然后对混合物加入40mg(0.18mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下以90℃搅拌该混合物7小时。搅拌后，对该混合物加入水，使用甲苯对水层进行萃取。将所得到的萃取液和有机层合并，利用水及饱和食盐水进行洗涤，然后用硫酸镁进行干燥。通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液而得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：甲苯)对该固体进行纯化，以37％的收率得到1.8g的目的物的棕白色固体。以下示出步骤1的合成方案(J-1)。
[化学式66]
Figure GDA0002706496330002021
此外，以下示出通过上述步骤1得到的棕白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图89A和图89B、图90示出1H NMR谱。图89B是图89A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图90是图89A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-双(3,5-二-叔丁基苯基)苯胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.44-7.33(m,6H)、7.19-7.18(m,1H)、6.88(d,J＝1.5Hz,2H)、3.85(bs,2H)、1.37(s,36H)。
<步骤2：3,5-二-叔丁基-3’,5’-双(3,5-二-叔丁基苯基)二苯基胺的合成>
0.72g(2.7mmol)的1-溴-3,5-二-叔丁基苯、1.3g(2.7mmol)的3,5-双(3,5-二-叔丁基苯基)苯胺、0.50g(5.2mmol)的叔丁醇钠放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入30mL的甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入0.30mL(97μmol)三(叔丁基)膦(10w％己烷溶液)以及40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以90℃搅拌该混合物3小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入300mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝17:3)对该固体进行纯化，以71％的收率得到1.3g的目的物的棕白色固体。以下示出步骤2的合成方案(J-2)。
[化学式67]
(J-2)
Figure GDA0002706496330002031
此外，以下示出通过上述步骤2得到的棕白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图91A和图91B、图92示出1H NMR谱。图91B是图92A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图91是图92A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-二-叔丁基-3’,5’-双(3,5-二-叔丁基苯基)二苯基胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.44(s,6H)、7.28-7.27(m,1H)、7.22-7.21(m,2H)、7.10-7.09(m,2H)、7.06-7.05(m,1H)、5.92(bs,1H)、1.37(s,36H)、1.34(s,18H)。
<步骤3：2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02的合成>
将0.80g(1.9mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、1.3g(1.9mmol)的3,5-二-叔丁基-3’,5’-双(3,5-二-叔丁基苯基)二苯基胺、0.36g(3.7mmol)的叔丁醇钠以及0.18g(0.44mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入10mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入0.12g(0.21mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物20小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用己烷和甲醇使所得到的黄色固体重结晶，以20％的收率得到0.30g的目的物的黄色固体。以下示出步骤3的合成方案(J-3)。
[化学式68]
(J-3)
Figure GDA0002706496330002051
通过梯度升华法，使0.30g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.8Pa的条件下，以295℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以83％的回收率得到0.25g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤3得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图93A和图93B、图94示出1H NMR谱。图93B是图93A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图94是图93A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝8.56-8.52(m,1H)、8.40-8.27(m,3H)、7.76-7.69(m,1H)、7.53-7.36(m,7H)、7.33-7.11(m,19H)、7.09-7.08(m,3H)、7.00-6.91(m,2H)、1.28-0.98(m,108H)。
接着，图95示出2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图95可知，甲苯溶液中的2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02在484nm、392nm、343nm附近具有吸收峰值，在529nm(激发波长为465nm)具有发光波长的峰值。
[实施例15]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(225)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2,6-二苯基-N,N,N’,N’-四(3,5-二-叔丁基苯基)-9,10-蒽二胺(简称：2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的合成>
将1.8g(3.6mmol)的9,10-二溴-2,6-二苯基蒽、2.8g(7.2mmol)的双(3,5-叔丁基苯基)胺、1.4g(15mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入36mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，然后对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，在氮气流下以150℃搅拌该混合物3小时。搅拌后，对所得到的混合物加入甲苯400mL，然后通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝9：1)对该固体进行纯化，得到黄色固体。利用乙酸乙酯和乙醇使所得到的黄色固体重结晶，以15％的收率得到目的物的0.61g的黄色固体。以下示出步骤1的合成方案(K-1)。
[化学式69]
(K-1)
Figure GDA0002706496330002071
通过梯度升华法，使0.61g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.8Pa的条件下，以280℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以91％的回收率得到0.56g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤1得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图96A和图96B、图97示出1H NMR谱。图96B是图96A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图97是图96A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝8.35(d,J＝1.5Hz,2H)、8.24(d,J＝8.8Hz,2H)、7.60(dd,J＝1.5Hz,8.8Hz,2H)、7.43-7.40(m,4H)、7.35-7.24(m,6H)、7.03-7.02(m,8H)、6.97-6.96(m,4H)、1.16(s,72H)。
接着，图98示出2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图98可知，甲苯溶液中的2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth在498nm、373nm、330nm附近具有吸收峰值，在546nm(激发波长为480nm)具有发光波长的峰值。
[实施例16]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(264)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即2-苯基-N,N,N’,N’-四[3,5-双(4-环己苯基)苯基]-9,10-蒽二胺(简称：2Ph-mmchPDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：3,5-双(4-环己苯基)苯胺的合成>
将0.87g(3.5mmol)的3,5-二溴苯胺、2.0g(7.0mmol)的4-环己苯基硼酸片呐醇酯以及0.28g(0.92mmol)的三(邻甲苯基)膦放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入20mL的甲苯、5mL的乙醇、7mL的2M碳酸钾水溶液，对该混合物进行减压脱气，然后对混合物加入40mg(0.18mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下以90℃搅拌该混合物9小时。搅拌后，对该混合物加入水，使用甲苯对水层进行萃取。将所得到的萃取液和有机层合并，利用水及饱和食盐水进行洗涤，然后用硫酸镁进行干燥。通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液而得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：甲苯)对该固体进行纯化，以67％的收率得到0.95g的目的物的棕白色固体。以下示出步骤1的合成方案(L-1)。
[化学式70]
Figure GDA0002706496330002091
此外，以下示出通过上述步骤1得到的棕白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图99A和图99B、图100示出1H NMR谱。图99B是图99A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图100是图99A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-双(4-环己苯基)苯胺。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝7.56-7.53(m,4H)、7.30-7.27(m,4H)、7.17-7.16(m,1H)、6.86(d,J＝1.5Hz,2H)、3.87(bs,2H)、2.59-2.51(m,2H)、1.92-1.74(m,10H)、1.50-1.23(m,10H)。
<步骤2：1-氯-3,5-双(4-环己苯基)苯的合成>
将1.4g(5.2mmol)的1,3-二溴-5-氯苯、3.0g(10mmol)的4-环己苯基硼酸片呐醇酯、0.28g(0.92mmol)的三(邻甲苯基)膦放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入30mL的甲苯、10mL的乙醇、10mL的2M碳酸钾水溶液，对该混合物进行减压脱气，然后对混合物加入60mg(0.27mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下以90℃搅拌该混合物13小时。搅拌后，对该混合物加入水，使用甲苯对水层进行萃取。将所得到的萃取液和有机层合并，利用水及饱和食盐水进行洗涤，然后用硫酸镁进行干燥。通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液而得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷)对该油状物进行纯化，以43％的收率得到0.95g的目的物的白色固体。以下示出步骤2的合成方案(L-2)。
[化学式71]
Figure GDA0002706496330002101
此外，以下示出通过上述步骤2得到的白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图101A和图101B、图102示出1H NMR谱。图101B是图101A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图102是图101A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到1-氯-3,5-双(4-环己苯基)苯。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.65-7.64(m,1H)、7.55-7.50(m,6H)、7.31-7.29(m,4H)、2.60-2.51(m,2H)、1.94-1.73(m,10H)、1.49-1.38(m,10H)。
<步骤3：双[3,5-双(4-环己苯基)苯基]胺的合成>
0.95g(2.2mmol)的1-氯-3,5-双(4-环己苯基)苯、0.95g(2.3mmol)的3,5-双(4-环己苯基)苯胺、0.44g(4.6mmol)的叔丁醇钠以及50mg(0.14mmol)的正丁基二金刚烷膦放在100mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入15mL的甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入30mg(52μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以120℃搅拌该混合物4小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入500mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝3:2)对该固体进行纯化，以79％的收率得到1.4g的目的物的白色固体。以下示出步骤3的合成方案(L-3)。
[化学式72]
(L-3)
Figure GDA0002706496330002111
此外，以下示出通过上述步骤3得到的棕白色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图103A和图103B、图104示出1H NMR谱。图103B是图103A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图104是图103A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到双[3,5-双(4-环己苯基)苯基]胺。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝7.59-7.56(m,8H)、7.39-7.38(m,2H)、7.35-7.34(m,4H)、7.32-7.28(m,8H)、6.11(bs,1H)、2.60-2.51(m,4H)、1.93-1.73(m,20H)、1.50-1.24(m,20H)。
<步骤4：2Ph-mmchPDPhA2Anth的合成>
将0.35g(0.85mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、1.4g(1.8mmol)的双[3,5-双(4-环己苯基)苯基]胺、0.34g(3.5mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入10mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物6小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入500mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝4:1)对该固体进行纯化，得到黄色固体-1。使用甲苯和乙酸乙酯使所得到的黄色固体-1重结晶，得到黄色固体-2。通过HPLC(展开溶剂：氯仿)使所得到的黄色固体-2纯化，以43％的收率得到0.68g的目的物的黄色固体。以下示出步骤3的合成方案(L-4)。
[化学式73]
Figure GDA0002706496330002131
此外，以下示出通过上述步骤4得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图105A和图105B、图106示出1H NMR谱。图105B是图105A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图106是图105A的0.5ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmchPDPhA2Anth。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝8.67(m,1H)、8.48-8.40(m,3H)、7.68-7.65(m,1H)、7.48-7.36(m,33H)、7.21-7.19(m,2H)、7.13-7.09(m,16H)、2.49-2.42(m,8H)、1.83-1.71(m,40H)、1.45-1.20(m,40H)。
接着，图107示出2Ph-mmchPDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图107可知，甲苯溶液中的2Ph-mmchPDPhA2Anth在467nm、393nm、351nm附近具有吸收峰值，在526nm(激发波长为455nm)具有发光波长的峰值。
[实施例17]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(257)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即N,N’-(2-苯基蒽-9,10-二基)-N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)-N,N’-双(3,5-二-三甲基硅基苯基)二胺(简称：2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth)的合成方法。可以将该有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
<步骤1：3,5-二-叔丁基-3’,5’-二-三甲基硅基二苯基胺的合成>
2.0g(6.6mmol)的3,5-双(三甲基硅基)溴苯、1.6g(7.8mmol)的3,5-二-叔丁基苯胺、1.5g(16mmol)的叔丁醇钠放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入0.40mL(0.13mmol)的三(叔丁基)膦(10w％己烷溶液)以及60mg(0.10mol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以90℃搅拌该混合物1小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入500mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该褐色油状物进行纯化，以99％的收率得到2.8g的目的物的无色油状物。以下示出步骤1的合成方案(M-1)。
[化学式74]
(M-1)
Figure GDA0002706496330002151
此外，以下示出通过上述步骤1得到的无色油状物的利用1H NMR的测量结果。另外，图108A和图108B、图109示出1H NMR谱。图108B是图108A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图109是图108A的0.0ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-二-叔丁基-3’,5’-二-三甲基硅基二苯基胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.24-7.23(m,2H)、7.19-7.18(m,1H)、7.00-6.99(m,1H)、6.97(m,2H)、5.75(bs,1H)、1.31(s,18H)、0.26(s,18H)。
<步骤2：2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth的合成>
将1.3g(3.1mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、2.8g(6.5mmol)的3,5-二-叔丁基-3’,5’-二-三甲基硅基二苯基胺、1.2g(12mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物7小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入500mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用乙酸乙酯和乙醇使所得到的黄色固体重结晶，以9％的收率得到0.31g的目的物的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(M-2)。
[化学式75]
Figure GDA0002706496330002161
通过梯度升华法，使0.31g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为3.6Pa的条件下，以220℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以87％的回收率得到0.27g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图110A和图110B、图111示出1H NMR谱。图110B是图110A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图111是图110的0.0ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝8.43(d,J＝1.5Hz,1H)、8.27(d,J＝8.8Hz,1H)、8.23-8.20(m,2H)、7.67(dd,J＝1.5Hz,8.8Hz,1H)、7.49-7.46(m,2H)、7.41-7.26(m,9H)、7.22-7.20(m,2H)、7.00-6.97(m,6H)、1.18-1.14(m,36H)、0.12-0.10(m,36H)。
接着，图112示出2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图112可知，甲苯溶液中的2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth在480nm、389nm、367nm附近具有吸收峰值，在532nm(激发波长为470nm)具有发光波长的峰值。
[实施例18]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件及对比发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表14至表17示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的具有保护基的荧光材料的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式76]
Figure GDA0002706496330002181
[表14]
Figure GDA0002706496330002182
Figure GDA0002706496330002191
Figure GDA0002706496330002201
[表15]
Figure GDA0002706496330002202
Figure GDA0002706496330002211
Figure GDA0002706496330002221
[表16]
Figure GDA0002706496330002222
[表17]
Figure GDA0002706496330002223
《发光元件75至发光元件98、对比发光元件99至对比发光元件103的制造》
发光元件75至发光元件98、对比发光元件99至对比发光元件103的与上述发光元件30不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件30的制造方法相同。元件结构的详细记载于表14至表17，因此省略制造方法的详细内容。
在各发光元件及对比发光元件的发光层130中，GD270是包含Ir的磷光材料。此外，在发光元件75至发光元件78中，2Ph-mmtBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并具有苯基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。同样地，在发光元件79至发光元件82中，2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并具有两个苯基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。同样地，在发光元件83至发光元件86中，2TMS-mmtBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并具有三甲基硅基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。同样地，在发光元件87至发光元件90中，2Ph-mmchtBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并作为保护基具有环己基及叔丁基。此外，具有苯基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。同样地，在发光元件91至发光元件94中，2Ph-mmchDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并作为保护基具有环己基。此外，具有苯基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。同样地，在发光元件95至发光元件98中，2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02是具有保护基的荧光材料，并具有氨基键合有具有叔丁基的联苯基的结构。此外，具有苯基键合到作为发光体的蒽骨架的结构。此外，在对比发光元件99至发光元件102中，TTPA是具有蒽骨架的荧光材料，不具有庞大的取代基。此外，对比发光元件103是GD270发光的磷光发光元件。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件76至发光元件98、对比发光元件99至对比发光元件103的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图113至图124示出发光元件75至发光元件98、对比发光元件103的外部量子效率-亮度特性以及以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件75至发光元件98、对比发光元件103时的电致发射光谱。此外，图125示以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过对比发光元件99至对比发光元件103时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。各附图还示出对比发光元件103的测量结果。对比发光元件103是不包含荧光材料的发光元件，并是观察到来源于GD270的发光的磷光发光元件。可以将发光元件76至发光元件98视为对对比发光元件103分别添加具有保护基的荧光材料而成的元件。
表18及表19示出1000cd/m2附近的发光元件75至发光元件98、对比发光元件99至对比发光元件103的元件特性。
[表18]
Figure GDA0002706496330002241
Figure GDA0002706496330002251
[表19]
Figure GDA0002706496330002252
Figure GDA0002706496330002261
如图114所示，发光元件75至发光元件78的发射光谱的峰值波长是540nm左右，半宽是69nm左右，而呈现来源于2Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图116所示，发光元件79至发光元件82的发射光谱的峰值波长是548nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图118所示，发光元件83至发光元件86的发射光谱的峰值波长是532nm左右，半宽是70nm左右，而呈现来源于2TMS-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图120所示，发光元件87至发光元件90的发射光谱的峰值波长是540nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于2Ph-mmchtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图122所示，发光元件91至发光元件94的发射光谱的峰值波长是543nm左右，半宽是65nm左右，而呈现来源于2Ph-mmchDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图124所示，发光元件95至发光元件98的发射光谱的峰值波长是530nm左右，半宽是65nm左右，而呈现来源于2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02的绿色发光。此外，如图125所示，对比发光元件99至发光元件102的发射光谱的峰值波长是541nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于TTPA的绿色发光。从所有发光元件观察到不同于对比发光元件103的发光。
如上所述，从发光元件75至发光元件98获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物或磷光材料转移到荧光材料。
虽然发光元件75至发光元件98呈现来源于荧光材料的发光，但是如图113至图124、表18及表19所示，具有高发光效率，即具有超过10％的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
图163示出对比发光元件103的EL(发射)光谱、以及用于发光元件33的2tBu-mmtBuDPhA2Anth、用于发光元件75至发光元件78的2Ph-mmtBuDPhA2Anth及用于发光元件79至发光元件82的2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的甲苯溶液中的吸收光谱。在2tBu-mmtBuDPhA2Anth中，作为发光体的蒽骨架具有叔丁基，在2Ph-mmtBuDPhA2Anth中，作为发光体的蒽骨架具有一个苯基，在2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth中，作为发光体的蒽骨架具有两个苯基。根据图163可知，键合到发光体的苯基的个数越多，吸收光谱的上升越漂移到长波长一侧。由此可知，键合到发光体的苯基的个数更多的能量受体的吸收光谱的与作为能量供体的GD270的发射光谱的重叠更大。因此，根据算式(1)可以说，其发光体具有苯基的能量受体的基于福斯特机理的能量转移速度更快，所以是优选的。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件103的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的GD270的能量基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
此外，根据图113至图124可知，本发明的一个方式的发光元件从客体材料高效地得到与能量供体同类颜色的发光颜色。
此外，可知，作为保护基可以使用叔丁基或环己基等各种庞大的烷基。此外，作为键合到发光体的二芳基氨基的芳基，除了苯基以外还可以适用二苯基。除了叔丁基等支链烷基以外，苯基或三甲基硅基等各种取代基也可以键合到发光体。还可知，多个取代基也可以键合到发光体。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图126示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图126可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件75至发光元件98中，与对比发光元件99至对比发光元件102相比，浓度的增加所导致的效率降低得到抑制。因此，如上所述，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件76至发光元件98、对比发光元件103的恒流为2.0mA时的驱动测试。图127至图132示出其结果。由图127至图132可知，通过增高客体材料的浓度，可靠性得到提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。此外，图133示出对比发光元件99至对比发光元件102的恒流为2.0mA时的驱动测试的结果。
<发光元件的荧光寿命的测试>
接着，为了调查发光元件79至发光元件82、发光元件87至发光元件90、对比发光元件99至对比发光元件103中的基于浓度的发光速度的差异，进行各发光元件的荧光寿命的测试。与上述实施例同样地进行测试。图134至图136示出其结果。
根据图134至图136可知：不论客体材料种类，都在作为客体材料添加荧光材料时，荧光材料的浓度越高，瞬时荧光成分的比率越增加，延迟荧光成分的比率越减少。此外，可知对比发光元件103呈现来源于磷光材料的GD270的长寿命磷光发光。由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比率增加。在此，在本发明的一个方式的使用具有保护基的客体材料的发光元件79至发光元件82、发光元件87至发光元件90中，如上所述，客体材料的浓度更高的发光元件具有更高的可靠性。就是说，在发光寿命与激发寿命之间有相关关系。这意味着：通过增高客体材料的浓度，能量供体-受体间的基于福斯特机理的能量转移被促进。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制能量供体-受体间的基于德克斯特机理的能量转移，因此可以以高浓度将荧光材料掺杂到发光层中，由此可以实现具有高发光效率的发光元件，并且，还可以提高基于福斯特机理的能量转移速度，所以可以提高可靠性。注意，对比发光元件99至对比发光元件102的可靠性及发光寿命的结果有相同的倾向，但是外部量子效率显著地降低。就是说，在使用作为对比材料的TTPA的发光元件中，难以同时实现高发光效率和高可靠性。
[实施例19]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表20至表23示出元件结构的详细内容。关于所使用的有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[表20]
Figure GDA0002706496330002301
Figure GDA0002706496330002311
[表21]
Figure GDA0002706496330002321
Figure GDA0002706496330002331
[表22]
Figure GDA0002706496330002332
[表23]
Figure GDA0002706496330002333
《发光元件104至发光元件127的制造》
发光元件104至发光元件127的与上述发光元件1不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与发光元件1的制造方法相同。元件结构的详细记载于表20至表23，因此省略制造方法的详细内容。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件104至发光元件127的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图137至图148示出发光元件104至发光元件127、对比发光元件29的外部量子效率-亮度特性、以及以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件104至发光元件127时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表24及表25示出1000cd/m2附近的发光元件104至发光元件127、对比发光元件29的元件特性。
[表24]
Figure GDA0002706496330002341
[表25]
Figure GDA0002706496330002351
Figure GDA0002706496330002361
如图138所示，发光元件104至发光元件107的发射光谱的峰值波长是539nm左右，半宽是62nm左右，而呈现来源于2Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图140所示，发光元件108至发光元件111的发射光谱的峰值波长是548nm左右，半宽是64nm左右，而呈现来源于2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图142所示，发光元件112至发光元件115的发射光谱的峰值波长是533nm左右，半宽是67nm左右，而呈现来源于2TMS-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图144所示，发光元件116至发光元件119的发射光谱的峰值波长是539nm左右，半宽是64nm左右，而呈现来源于2Ph-mmchtBuDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图146所示，发光元件120至发光元件123的发射光谱的峰值波长是542nm左右，半宽是62nm左右，而呈现来源于2Ph-mmchDPhA2Anth的绿色发光。此外，如图148所示，发光元件124至发光元件127的发射光谱的峰值波长是530nm左右，半宽是65nm左右，而呈现来源于2Ph-mmtBuDPhA2Anth-02的绿色发光。从所有发光元件得到不同于对比发光元件29的发光。对比发光元件29呈现来源于4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3所形成的激基复合物的光。
如上所述，从发光元件104至发光元件127获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物或磷光材料转移到荧光材料。
虽然发光元件104至发光元件127呈现来源于荧光材料的发光，但是如图137至图148、表24及表25所示，具有极高的发光效率，即具有超过18％的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件29的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3所形成的激基复合物的激发能基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
此外，可知，作为保护基可以使用叔丁基或环己基等各种庞大的烷基。此外，作为键合到发光体的二芳基氨基的芳基，除了苯基以外还可以适用二苯基。除了叔丁基等支链烷基以外，苯基或三甲基硅基等各种取代基也可以键合到发光体。还可知，多个取代基也可以键合到发光体。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图149示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图149可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件104至发光元件127中，浓度的增加所导致的效率降低得到抑制。此外，可知，在某一浓度下，通过添加客体材料，发光效率得到提高。因此，如上所述，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件104至发光元件127的恒流为2.0mA时的驱动测试。图150至图155示出其结果。由图150至图155可知，通过增高客体材料的浓度，可靠性得到提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。
<发光元件的荧光寿命的测试>
接着，为了调查发光元件104至发光元件119、发光元件124至发光元件127中的基于浓度的发光速度的差异，进行各发光元件的荧光寿命的测试。与上述实施例同样地进行测试。图156至图160示出其结果。
根据图156至图160可知：不论客体材料种类，都在作为客体材料添加荧光材料时，荧光材料的浓度越高，瞬时荧光成分的比率越增加，延迟荧光成分的比率越减少。此外，可知对比发光元件29呈现主体材料的4,6mCzP2Pm和Ir(ppz)3的激基复合物的发光，并呈现包含1μs以下的瞬时荧光成分和3μs左右的延迟荧光成分的发光。由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比率增加。在此，如上所述，在本发明的一个方式的使用具有保护基的客体材料的发光元件104至发光元件119、发光元件124至发光元件127中，即使是荧光材料的浓度高的发光元件也呈现高外部量子效率。就是说，可知在本发明的一个方式的发光元件中，即使来源于荧光材料的发光的比率增加，也呈现高发光效率。这意味着：在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活，而可以增高客体材料的浓度，因此可以提高基于福斯特机理的激发能的能量转移效率。
[实施例20]
在本实施例中，说明由实施方式1的结构式(261)表示的本发明的一个方式的有机化合物，即N,N’-(2-苯基蒽-9,10-二基)-N,N’-双(3,5-二-叔丁基苯基)-N,N’-双(3,5-二己基苯基)二胺(简称：2Ph-mmnhtBuDPhA2Anth)的合成方法。本化合物是可以适用于本发明的一个方式的发光元件的具有保护基的客体材料。
〈步骤1：3,5-二-叔丁基-3’,5’-二己基苯基胺的合成>
将2.0g(6.1mmol)的1-溴-3,5-二己基苯、1.3g(6.3mmol)的3,5-二-叔丁基苯胺、1.2g(12mmol)的叔丁醇钠放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入0.40mL(0.13mmol)的三(叔丁基)膦(10w％己烷溶液)以及60mg(0.10mol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以80℃搅拌该混合物6小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入300mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷:甲苯＝9:1)对该褐色油状物进行纯化，以94％的收率得到2.6g的目的物的无色油状物。以下示出步骤1的合成方案(N-1)。
[化学式77]
Figure GDA0002706496330002391
此外，以下示出通过上述步骤1得到的无色油状物的利用1H NMR的测量结果。另外，图163A和图163B、图164示出1H NMR谱。图163B是图163A的5.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图164是图163A的0.0ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到3,5-二-叔丁基-3’,5’-二己基苯基胺。
1H NMR(CDCl3,300MHz)：σ＝7.00-6.99(m,1H)、6.95(m,2H)、6.73-6.72(m,2H)、6.55-6.54(m,1H)、5.64(bs,1H)、2.53-2.48(m,4H)、1.64-1.57(m,4H)、1.38-1.26(m,30H)、0.90-0.88(m,6H)。
〈步骤2：2Ph-mmnhtBuDPhA2Anth的合成>
将1.2g(2.9mmol)的9,10-二溴-2-苯基蒽、2.6g(5.8mmol)的3,5-二-叔丁基-3’,5’-二己基二苯基胺、1.1g(11mmol)的叔丁醇钠、60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入30mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，然后对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，在氮气流下以150℃搅拌该混合物7小时。搅拌后，对所得到的混合物加入甲苯300mL，然后通过硅酸镁、硅藻土和矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液，得到褐色油状物。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝10：1)对该油状物进行纯化，得到目的物的黄色油状物。通过超临界流体色谱法(简称：SFC)及高速液体层析法(简称：HPLC)(展开溶剂：氯仿)使所得到的黄色油状物纯化，以1.5％的收率得到50mg的目的黄色固体。以下示出步骤2的合成方案(N-2)。
[化学式78]
Figure GDA0002706496330002411
此外，以下示出通过上述步骤2得到的黄色固体的利用1H NMR的测量结果。另外，图166A和图166B、图167示出1H NMR谱。图166B是图166A的6.0ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图167是图166A的0.0ppm至3.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2Ph-mmnhtBuDPhA2Anth。
1H NMR(CD2Cl2,300MHz)：σ＝8.40-8.38(m,1H)、8.24-8.14(m,3H)、7.68-7.64(m,1H)、7.49-7.45(m,2H)、7.38-7.28(m,5H)、7.09-7.07(m,4H)、7.02-7.00(m,2H)、6.70-6.69(m,4H)、6.54-6.53(m,2H)、2.41-2.33(m,8H)、1.53-1.43(m,16H)、1.21-1.16(m,52H)、0.84-0.79(m,12H)。
接着，图168示出2Ph-mmnhtBuDPhA2Anth的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的测量结果。测量方法与在实施例1中示出的方法相同。
由图168可知，甲苯溶液中的2Ph-mmtBuTMSDPhA2Anth在485nm、388nm、365nm附近具有吸收峰值，在533nm(激发波长为475nm)具有发光波长的峰值。
[实施例21]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表26至表27示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的有机化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式79]
Figure GDA0002706496330002421
[表26]
Figure GDA0002706496330002431
[表27]
Figure GDA0002706496330002432
《发光元件128至发光元件130、对比发光元件131的制造》
发光元件128至发光元件130、对比发光元件131的与上述发光元件79不同之处只是发光层130的主体材料、客体材料的浓度以及电子传输层118(1)的材料，其他工序与发光元件79的制造方法相同。
<发光元件128至发光元件130的制造>
作为发光层130，在发光元件128至发光元件130的空穴传输层112上将4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称：4,8mDBTP2Bfpm)、PCCP、GD270、2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth以重量比(4,8mDBTP2Bfpm：PCCP：GD270：2,6Ph-mmtBuDPhA2Anthh)为0.5：0.5：0.1：z1且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，GD270是包含Ir的磷光材料。此外，2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料。注意，z1的值根据各发光元件而不同，表27示出各发光元件中的z1的值。
此外，作为电子传输层118(1)，在发光层130上以厚度为20nm的方式蒸镀4,8mDBTP2Bfpm。
〈对比发光元件131的制造>
作为发光层130，在对比发光元件131的空穴传输层112上将4,8mDBTP2Bfpm、PCCP、GD270以重量比(4,8mDBTP2Bfpm：PCCP：GD270)为0.5：0.5：0.1且厚度为40nm的方式共蒸镀。对比发光元件131是GD270呈现磷光的磷光发光元件。可以将发光元件128至发光元件130视为对对比发光元件131的发光层130添加具有保护基的荧光材料而成的元件。注意4,8mDBTP2Bfpm和PCCP是形成激基复合物的组合。
此外，作为电子传输层118(1)，在发光层130上以厚度为20nm的方式蒸镀4,8mDBTP2Bfpm。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件128至发光元件130、对比发光元件131的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图169示出发光元件128至发光元件130、对比发光元件131的外部量子效率-亮度特性。此外，图170示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件128至发光元件130、对比发光元件131时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。各附图还示出对比发光元件131的测量结果。
表28示出1000cd/m2附近的发光元件128至发光元件130、对比发光元件131的元件特性。
[表28]
Figure GDA0002706496330002451
如图170所示，发光元件128至发光元件130的发射光谱的峰值波长是548nm左右，半宽是68nm左右，而呈现来源于2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，从所有发光元件观察到不同于对比发光元件131的发光。如图170所示，对比发光元件131的发射光谱的峰值波长是523nm左右，半宽是75nm左右，而呈现来源于GD270的绿色发光。
如上所述，从发光元件128至发光元件130获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物或磷光材料转移到荧光材料。
虽然发光元件128至发光元件130呈现来源于荧光材料的发光，但是如图169及表28所示，具有高发光效率，即具有超过18％的外部量子效率。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件103的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的GD270的能量基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图171示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图171可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件128至发光元件130中，浓度的增加所导致的效率降低极小。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。此外，可知，可以将4,8mDBTP2Bfpm等具有苯并呋喃并嘧啶骨架及/或二苯并噻吩骨架的有机化合物适合于本发明的一个方式的发光元件。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件128至发光元件130的恒流为2.0mA时的驱动测试。图172示出其结果。由图172可知，通过增高客体材料的浓度，可靠性得到提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。
在此，发光元件82与发光元件130的不同之处只是发光层的具有电子传输性的主体材料及用于电子传输层118(1)的材料。发光元件82和发光元件130的亮度减少10％的时间(LT90)分别是330小时左右及190小时左右，发光元件82和发光元件130都具有极高的可靠性，但是发光元件130的可靠性更好。因此，可以将用于发光元件130的具有苯并呋喃并嘧啶骨架及/或二苯并噻吩骨架的有机化合物适用于本发明的一个方式的发光元件。
[实施例22]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表29至表30示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的有机化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式80]
Figure GDA0002706496330002481
[表29]
Figure GDA0002706496330002491
[表30]
Figure GDA0002706496330002492
《发光元件132至发光元件135、对比发光元件136的制造》
发光元件132至发光元件135、对比发光元件136的与上述发光元件79不同之处只是发光层130的材料以及空穴传输层112的材料，其他工序与发光元件79的制造方法相同。
<发光元件132至发光元件135的制造>
作为空穴传输层112，在发光元件132至发光元件135的空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀9-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-9H-咔唑(简称：mCzFLP)。
作为发光层130，在空穴传输层112上将mPCCzPTzn-02、PCBBiF、2tBu-ptBuDPhA2Anth以重量比(mPCCzPTzn-02：PCBBiF：2tBu-ptBuDPhA2Anth)为0.8：0.2：w1且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，mPCCzPTzn-02和PCBBiF是形成激基复合物的组合。如上所述，激基复合物可以将三重激发能转换为单重激发能。因此，在发光层130中，激基复合物被用作能量供体。此外，2tBu-ptBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料，并被用作能量供体。注意，w1的值根据各发光元件而不同，表30示出各发光元件中的w1的值。
<对比发光元件136的制造>
作为空穴传输层112，在发光元件136的空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀mCzFLP。
作为发光层130，在空穴传输层112上将mPCCzPTzn-02、PCBBiF以重量比(mPCCzPTzn-02：PCBBiF)为0.8：0.2且厚度为40nm的方式共蒸镀。如上所述，从对比发光元件131观察到来自mPCCzPTzn-02和PCBBiF所形成的激基复合物的光。可以将发光元件132至发光元件135视为对对比发光元件136的发光层作为客体材料添加2tBu-ptBuDPhA2Anth而成的元件。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件132至发光元件135、对比发光元件136的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图173示出发光元件132至发光元件135、对比发光元件136的外部量子效率-亮度特性。此外，图174示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件128至发光元件130、对比发光元件136时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。各附图还示出对比发光元件136的测量结果。
表31示出1000cd/m2附近的发光元件132至发光元件135、对比发光元件136的元件特性。
[表31]
Figure GDA0002706496330002521
如图174所示，发光元件132至发光元件135的发射光谱的峰值波长是534nm左右，半宽是67nm左右，而呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，从所有发光元件观察到不同于对比发光元件136的发光。如图174所示，对比发光元件136的发射光谱的峰值波长是537nm左右，半宽是83nm左右，而呈现来源于mPCCzPTzn-02和PCBBiF所形成的激基复合物的绿色发光。
如上所述，从发光元件132至发光元件135获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物转移到荧光材料。
虽然发光元件132至发光元件135呈现来源于荧光材料的发光，但是如图173及表31所示，即使是荧光材料的浓度高的发光元件也具有高发光效率，即具有超过9％的外部量子效率。该值是超过荧光发光元件的外部量子效率的最大值的值。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。此外，可知，作为该主体材料，可以适当地使用激基复合物。
图175示出对比发光元件136的EL(发射)光谱、用于发光元件132至对比发光元件135的2tBu-ptBuDPhA2Anth的甲苯溶液中的吸收光谱以及发射光谱的关系。根据图175可知，在比较各客体材料的吸收光谱时，该吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与该发射光谱重叠。由此可知，产生从GD270到2tBu-ptBuDPhA2Anth的基于福斯特机理的能量转移。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图176示出客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图176可知，在本发明的一个方式的发光元件中，浓度的增加所导致的效率降低极小。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。此外，可知，可以将激基复合物适合于本发明的一个方式的发光元件。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件132至发光元件135的恒流为2.0mA时的驱动测试。图177示出其结果。由图177可知，通过增高客体材料的浓度，可靠性得到提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光元件。
[实施例23]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表32至表33示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的有机化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式81]
Figure GDA0002706496330002541
[表32]
Figure GDA0002706496330002551
[表33]
Figure GDA0002706496330002561
《发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的制造》
发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的与上述发光元件132不同之处只是发光层130的材料以及电子传输层118(1)的材料，其他工序与发光元件132的制造方法相同。
<发光元件137至发光元件141的制造>
接着，作为发光层130，在空穴传输层112上将4-{3-[3’-(9H-咔唑-9-基)]联苯-3-基}苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称：4mCzBPBfpm)、PCBBiF、客体材料以重量比(4mCzBPBfpm：PCBBiF：客体材料)为0.8：0.2：0.05且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，4mCzBPBfpm和PCBBiF是形成激基复合物的组合。在发光层130中，激基复合物被用作能量供体。客体材料根据各发光元件而不同，作为各发光元件的客体材料使用表33中示出的材料。表33中示出的客体材料都是具有保护基的荧光材料。
作为电子传输层118(1)，在发光层130上以厚度为20nm的方式蒸镀4mCzBPBfpm。
<对比发光元件142的制造>
作为发光层130，在空穴传输层112上将4mCzBPBfpm、PCBBiF以重量比(4mCzBPBfpm：PCBBiF)为0.8：0.2且厚度为40nm的方式共蒸镀。如上所述，从对比发光元件131观察到来自4mCzBPBfpm和PCBBiF所形成的激基复合物的光。可以将发光元件137至发光元件141视为对对比发光元件142的发光层添加各客体材料而成的元件。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
图178示出发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的外部量子效率-亮度特性。此外，图179示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件137至发光元件141、对比发光元件142时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。各附图还示出对比发光元件142的测量结果。
表34示出1000cd/m2附近的发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的元件特性。
[表34]
Figure GDA0002706496330002581
如图179所示，发光元件137的发射光谱的峰值波长是532nm，半宽是64nm，而呈现来源于2TMS-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。发光元件138的发射光谱的峰值波长是538nm，半宽是62nm，而呈现来源于2Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。发光元件139的发射光谱的峰值波长是539nm，半宽是62nm，而呈现来源于2Ph-mmchtBuDPhA2Anth的绿色发光。发光元件140的发射光谱的峰值波长是548nm，半宽是60nm，而呈现来源于2,6Ph-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。发光元件141的发射光谱的峰值波长是532nm，半宽是61nm，而呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，从所有发光元件观察到不同于对比发光元件142的发光。如图179所示，对比发光元件142的发射光谱的峰值波长是534nm，半宽是78nm左右，而呈现来源于4mCzBPBfpm和PCBBiF所形成的激基复合物的绿色发光。
如上所述，从发光元件137至发光元件141获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过激基复合物转移到荧光材料。
虽然发光元件137至发光元件141呈现来源于荧光材料的发光，但是如图178及表34所示，具有高发光效率，即具有超过9％的外部量子效率。该值是超过荧光发光元件的外部量子效率的最大值的值。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料用于发光层，可以抑制从主体材料到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。此外，可知，作为该主体材料，可以适当地使用激基复合物。
注意，虽然未图示，但是在本实施例中使用的客体材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件142的发射光谱重叠。因此，被用作能量供体的激基复合物的能量基于福斯特机理高效地转移到各客体材料。
<发光元件的可靠性测试>
接着，进行发光元件137至发光元件141的恒流为2.0mA时的驱动测试。图180示出其结果。由图180可知，添加有客体材料的本发明的一个方式的发光元件的可靠性比对比发光元件141高。这意味着通过添加具有保护基的荧光材料作为客体材料，可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。
<发光元件的荧光寿命的测试>
接着，进行发光元件137至发光元件141、对比发光元件142的荧光寿命的测试。与上述实施例同样地进行测试。图181示出其结果。
根据图181，从对比发光元件142观察到延迟荧光。对比发光元件142使用激基复合物呈现发光的材料，通过反系间窜跃将三重激发能转换为单重激发能，可以将其转换为发光。通过该反系间窜跃，观察到延迟荧光。在此，根据图181可知，不论客体材料种类，都在作为客体材料添加具有保护基的荧光材料时，延迟荧光成分的比率减少。在此，本发明的一个方式的发光元件具有高外部量子效率。因此，图181所示出的延迟荧光成分的比率的减少不是因发光层中的三重激子的无辐射失活而引起的，而意味着从作为能量供体的激基复合物到作为能量受体的客体材料的基于福斯特机理的能量转移高效地产生。
[实施例24]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造例子以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的结构与图1A同样。表35至表36示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的有机化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式82]
Figure GDA0002706496330002611
[表35]
Figure GDA0002706496330002612
Figure GDA0002706496330002621
[表36]
Figure GDA0002706496330002631
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。
《发光元件143至发光元件145的制造》
作为电极101，在玻璃衬底上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上将DBT3P-II与氧化钼(MoO3)以重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5且厚度为40nm的方式共蒸镀。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀mCzFLP。
接着，作为发光层130，在空穴传输层112上将4,6mCzP2Pm、2,4,6-三(9H-咔唑-9-基)-3,5-双(3,6-二苯基咔唑-9-基)苯甲腈(简称：3C2zDPhCzBN)、Oct-tBuDPQd以重量比(4,6mCzP2Pm：3Cz2DPhCzBN：Oct-tBuDPQd)为1.0：0.1：w2且厚度为40nm的方式共蒸镀。在发光层130中，3Cz2DPhCzBN是一分子的具有TADF特性的材料。此外，Oct-tBuDPQd是具有保护基的荧光材料。此外，w2的值根据各发光元件而不同，表36示出各发光元件中的w2的值。注意，非专利文献1中有3Cz2DPhCzBN是TADF材料的记载。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上依次以厚度为20nm的方式蒸镀35DCzPPy并且以厚度为10nm的方式蒸镀TmPyPB。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
接着，作为电极102，在电子注入层119上形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱中使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，由此密封发光元件143至发光元件145。具体而言，将密封剂涂敷于形成在玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该玻璃衬底和密封用玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序得到发光元件143至发光元件145。
《对比发光元件146至对比发光元件149的制造》
对比发光元件146至对比发光元件149的与上述发光元件143至发光元件145不同之处只是发光层130的结构，其他工序与发光元件1的制造方法相同。元件结构的详细记载于表35至表36，因此省略制造方法的详细内容。
用于对比发光元件146至对比发光元件148的客体材料不具有保护基。此外，对比发光元件149的发光层130由4,6mCzP2Pm及3Cz2DPhCzBN构成。因此，如下所述，从对比发光元件149得到来源于在发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件148中被用作能量供体的3Cz2DPhCzBN的发光。此外，可以将发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件148视为对对比发光元件149添加客体材料而成的发光元件。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件149的特性进行测定。注意，与实施例6同样地进行测定。
图182示出发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件149的外部量子效率-亮度特性。此外，图183及图184示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件149时的电致发射光谱。另外，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表37示出1000cd/m2附近的发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件149的元件特性。
[表37]
Figure GDA0002706496330002661
如图183所示，发光元件143至发光元件145的发射光谱的峰值波长是527nm左右，半宽是31nm左右，而呈现来源于Oct-tBuDPQd的绿色发光。此外，如图184所示，对比发光元件146至发光元件148的发射光谱的峰值波长是527nm左右，半宽是25nm左右，而呈现来源于DPQd的绿色发光。因此，从所有发光元件观察到不同于对比发光元件149的发光。如图183及图184所示，对比发光元件149的发射光谱的峰值波长是501nm，半宽是79nm左右，而呈现来源于3Cz2DPhCzBN的绿色发光。
如上所述，从发光元件143至发光元件145、对比发光元件146至对比发光元件148获得来源于各发光元件中的荧光材料的发光。由此可知，各发光元件的激发能转移到作为各发光元件的客体材料的荧光材料。这意味着在发光层中产生的单重激发能和三重激发能都经过作为TADF材料的3Cz2DPhCzBN转移到荧光材料。
虽然发光元件143至发光元件145呈现来源于荧光材料的发光，但是如图182及表37所示，具有高发光效率，即具有超过10％的外部量子效率。该值是超过荧光发光元件的外部量子效率的最大值的值。根据本结果可以说，在本发明的一个方式的发光元件中，三重激子的无辐射失活被抑制，高效地被转换为发光。由此可知，通过将具有保护基的客体材料(能量受体)用于发光层，可以抑制从能量供体到客体材料的三重激发能的基于德克斯特机理的能量转移及三重激发能的无辐射失活。
图185示出对比发光元件149的EL(发射)光谱、用于发光元件143至对比发光元件145的Oct-tBuDPQd的甲苯溶液中的吸收光谱以及发射光谱的关系。根据图185可知，该吸收光谱的最长波长一侧的吸收带与对比发光元件149的发射光谱重叠。由此可知，产生从3Cz2DPhCzBN到Oct-tBuDPQd的能量转移。对比发光元件149的发射光谱的峰值波长是501nm，Oct-tBuDPQd的甲苯溶液中的发射光谱的峰值波长是527nm。因此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以适当地使用能量供体的发光颜色与能量受体的发光颜色接近的组合。
<基于客体材料的浓度的外部量子效率的变化>
图186示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图186可知，在使用具有保护基的客体材料的本发明的一个方式的发光元件143至发光元件145中，浓度的增加所导致的效率降低得到抑制。另一方面，在使用不具有保护基的客体材料的对比发光元件146至对比发光元件148中，浓度的增加所导致的效率降低很明显。因此，如上所述，在本发明的一个方式的发光元件中，即使增高客体材料的浓度，也可以抑制从能量供体到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活，因此可以得到发光效率高的发光元件。此外，可知，作为能量供体，还可以适用TADF材料。
(参考实例)
在本参考实例中，对将实施例6及实施例7中使用的客体材料分散于不具有将三重激发能转换为发光的功能的主体材料而成的发光元件，即使用该客体材料的一般的荧光发光元件的制造实例以及其发光特性进行说明。在本参考实例中制造的发光元件的结构与图1A相同。表38至表40示出元件结构的详细内容。下面示出所使用的化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式83]
Figure GDA0002706496330002681
[表38]
Figure GDA0002706496330002691
Figure GDA0002706496330002701
[表39]
Figure GDA0002706496330002702
Figure GDA0002706496330002711
[表40]
Figure GDA0002706496330002712
〈参考发光元件的制造>
下面示出在本参考例中制造的参考发光元件的制造方法。
《参考发光元件47至参考发光元件50的制造》
作为电极101，在玻璃衬底上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上将DBT3P-II与氧化钼(MoO3)以重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5且厚度为40nm的方式共蒸镀。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀PCPPn。
接着，作为发光层130，在空穴传输层112上将7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、2tBu-ptBuDPhA2Anth以重量比(cgDBCzPA：2tBu-ptBuDPhA2Anth)为1：x3且厚度为40nm的方式共蒸镀。注意，x3的值根据各发光元件而不同，表39示出各发光元件中的x3的值。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上依次以厚度为20nm的方式蒸镀cgDBCzPA并且以厚度为10nm的方式蒸镀NBPhen。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
接着，作为电极102，在电子注入层119上形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱中使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，由此密封参考发光元件47至参考发光元件50。具体而言，将密封剂涂敷于形成在玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该玻璃衬底和密封用玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序得到参考发光元件47至参考发光元件50。
《参考发光元件51至参考发光元件74的制造》
参考发光元件51至参考发光元件74的与参考发光元件47至参考发光元件50不同之处只是用于发光层130的荧光材料(客体材料)，其他工序与参考发光元件47至参考发光元件50的制造方法相同。元件结构的详细记载于表14至表16，因此省略制造方法的详细内容。用于参考发光元件47至参考发光元件62的客体材料是用于本发明的一个方式的发光元件的客体材料，用于参考发光元件63至参考发光元件74的客体材料是用于对比发光元件的客体材料。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的参考发光元件47至参考发光元件74的特性进行测定。注意，测定方法与实施例6相同。
表41及表42示出1000cd/m2附近的参考发光元件47至参考发光元件74的元件特性。
[表41]
Figure GDA0002706496330002731
Figure GDA0002706496330002741
[表42]
Figure GDA0002706496330002742
Figure GDA0002706496330002751
在附图中并不示出从参考发光元件47至参考发光元件74得到的发射光谱，但是，根据表41及表42的色度可知，从各发光元件得到来源于各发光元件所包含的客体材料的发光。
此外，图68示出各客体材料中的客体材料的浓度与外部量子效率的关系。根据图68可知，在参考发光元件47至参考发光元件74中，即使改变各客体材料的浓度，外部量子效率也没有变化。就是说，当将本发明的一个方式的发光元件中使用的客体材料添加到不具有将三重激发能转换为发光的功能的主体材料时，在1wt％以上且10wt％以下的浓度范围内，浓度猝灭没有发生。因此，可以说，如图44所示，在将不具有保护基的客体材料添加到具有将三重激发能转换为发光的功能的主体材料的情况下，客体材料的浓度的变化所引起的外部量子效率的变化不是因浓度猝灭而发生的，而是因发光层中的三重激子的能量基于德克斯特机理从主体材料转移到客体材料，导致三重激发能的无辐射失活而发生的。另一方面，如上所述，当将具有保护基的客体材料添加到具有将三重激发能转换为发光的功能的主体材料时，本发明的一个方式的发光元件具有高外部量子效率。因此，本结果也意味着：在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移，可以抑制三重激发能的无辐射失活。由此，在本发明的一个方式的发光元件中，可以抑制基于德克斯特机理的能量转移，通过增高客体材料的浓度可以提高基于福斯特机理的能量转移速度，可以将三重激发能和单重激发能都转换为发光，可以得到具有高发光效率的发光元件。
注意，在参考发光元件中，外部量子效率超过荧光发光元件的理论极限的值，即超过7.5％。这是因发光层中TTA(三重态-三重态湮灭)而引起的。
[符号说明]
100：EL层、101：电极、102：电极、106：发光单元、108：发光单元、111：空穴注入层、112：空穴传输层、113：电子传输层、114：电子注入层、115：电荷产生层、116：空穴注入层、117：空穴传输层、118：电子传输层、119：电子注入层、120：发光层、130：发光层、131：化合物、132：化合物、133：化合物、134：化合物、135：化合物、150：发光元件、170：发光层、250：发光元件、301：客体材料、302：客体材料、310：发光体、320：保护基、330：主体材料、601：源极一侧驱动电路、602：像素部、603：栅极一侧驱动电路、604：密封衬底、605：密封剂、607：空间、608：布线、609：FPC、610：元件衬底、611：开关用TFT、612：电流控制用TFT、613：电极、614：绝缘物、616：EL层、617：电极、618：发光元件、623：n沟道型TFT、624：p沟道型TFT、625：干燥剂、900：便携式信息终端、901：外壳、902：外壳、903：显示部、905：铰链部、910：便携式信息终端、911：外壳、912：显示部、913：操作按钮、914：外部连接端口、915：扬声器、916：麦克风、917：照相机、920：照相机、921：外壳、922：显示部、923：操作按钮、924：快门按钮、926：透镜、1001：衬底、1002：基底绝缘膜、1003：栅极绝缘膜、1006：栅电极、1007：栅电极、1008：栅电极、1020：层间绝缘膜、1021：层间绝缘膜、1022：电极、1024B：电极、1024G：电极、1024R：电极、1024W：电极、1025B：下部电极、1025G：下部电极、1025R：下部电极、1025W：下部电极、1026：分隔壁、1028：EL层、1029：电极、1031：密封衬底、1032：密封剂、1033：基材、1034B：着色层、1034G：着色层、1034R：着色层、1035：黑色层、1036：保护层、1037：层间绝缘膜、1040：像素部、1041：驱动电路部、1042：周边部、1044B：蓝色像素、1044G：绿色像素、1044R：红色像素、1044W：白色像素、2100：机器人、2101：照度传感器、2102：麦克风、2103：上部照相机、2104：扬声器、2105：显示器、2106：下部照相机、2107：障碍物传感器、2108：移动机构、2110：运算装置、5000：外壳、5001：显示部、5002：显示部、5003：扬声器、5004：LED灯、5005：操作键、5006：连接端子、5007：传感器、5008：麦克风、5012：支撑部、5013：耳机、5100：扫地机器人、5101：显示器、5102：照相机、5103：刷子、5104：操作按钮、5120：垃圾、5140：便携式电子设备、5150：便携式信息终端、5151：外壳、5152：显示区域、5153：弯曲部、8501：照明装置、8502：照明装置、8503：照明装置、8504：照明装置。

Claims (28)

1.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
其中，所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及五个以上的保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述五个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，从所述第二材料得到发光。
2.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述五个以上的保护基中的至少四个分别独立为碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
3.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
其中，所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及至少四个保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述四个保护基不与所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环直接键合，
所述四个保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，从所述第二材料得到发光。
4.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
其中，所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及两个以上的二芳基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环与所述两个以上的二芳基氨基键合，
所述两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少一个保护基，
所述保护基具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，从所述第二材料得到发光。
5.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
其中，所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及两个以上的二芳基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环与所述两个以上的二芳基氨基键合，
所述两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少两个保护基，
所述保护基具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，从所述第二材料得到发光。
6.根据权利要求4或5所述的发光元件，
其中所述二芳基氨基为二苯基氨基。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的发光元件，其中所述烷基为支链烷基。
8.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及多个保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
构成所述多个保护基的原子中的至少一个位于所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环的一个面的正上，且构成所述多个保护基的原子中的至少一个位于所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环的另一个面的正上，
并且，从所述第二材料得到发光。
9.一种发光元件，包括：
一对电极之间的发光层，
其中，所述发光层包含具有将三重激发能转换为发光的功能的第一材料以及具有将单重激发能转换为发光的功能的第二材料，
所述第二材料包含发光体及两个以上的二苯基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环与所述两个以上的二苯基氨基键合，
所述两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基，
所述保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，从所述第二材料得到发光。
10.根据权利要求9所述的发光元件，其中所述烷基为支链烷基。
11.根据权利要求7或10所述的发光元件，其中所述支链烷基包含季碳。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光元件，
其中所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环包含萘、蒽、芴、
Figure FDA0002669306600000041
三亚苯、并四苯、芘、苝、香豆素、喹吖啶酮以及萘并双苯并呋喃中的任一个。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光元件，
其中所述第一材料包含第一有机化合物和第二有机化合物，
并且所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物。
14.根据权利要求13所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物是呈现磷光发光的化合物。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的发光元件，
其中所述第一材料是呈现磷光发光的化合物。
16.根据权利要求1至12中任一项所述的发光元件，
其中所述第一材料是呈现热活化延迟荧光的化合物。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的发光元件，
其中所述第一材料的发射光谱与所述第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的发光元件，
其中所述发光层中的所述第二材料的浓度为2wt％以上且30wt％以下。
19.一种发光装置，包括：
权利要求1至18中任一项所述的发光元件；以及
滤色片和晶体管中的至少一个。
20.一种电子设备，包括：
权利要求19所述的发光装置；以及
外壳和显示部中的至少一个。
21.一种照明装置，包括：
权利要求1至18中任一项所述的发光元件；以及
外壳。
22.一种由通式(G1)或(G2)表示的有机化合物：
[化学式1]
Figure FDA0002669306600000051
在通式(G1)及(G2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar6分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R1至R10分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
23.一种由通式(G3)或(G4)表示的有机化合物：
[化学式2]
Figure FDA0002669306600000052
在通式(G3)及(G4)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R1、R3、R6及R8分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
24.一种由通式(G5)表示的有机化合物：
[化学式3]
Figure FDA0002669306600000061
在通式(G5)中，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，R11至R18分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基以及取代或未取代的碳原子数为6以上且25以下的芳基中的任一个。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的有机化合物，
其中所述烷基为支链烷基。
26.根据权利要求25所述的有机化合物，
其中所述支链烷基包含季碳。
27.一种由结构式(102)至(104)、(221)、(222)、(225)、(229)、(250)、(254)、(257)、(261)和(264)中的任一个表示的有机化合物：
[化学式4]
Figure FDA0002669306600000071
[化学式5]
Figure FDA0002669306600000081
[化学式6]
Figure FDA0002669306600000091
28.一种使用权利要求22至27中任一项所述的有机化合物中的一个或多个的发光元件。
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