CN115769696A

CN115769696A - 有机电场发光元件

Info

Publication number: CN115769696A
Application number: CN202180045408.9A
Authority: CN
Inventors: 甲斐孝弘; 林健太郎; 小川淳也; 池永裕士; 寺田绚香; 吉田和成; 北原行久美; 泉遥; 野口胜秀; 川田敦志
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2023-03-07
Also published as: EP4174062A1; TW202202481A; KR20230030592A; US20230284526A1; JPWO2022004709A1; WO2022004709A1

Abstract

本发明提供一种为低驱动电压、高电力效率且具有长寿命特性的有机EL元件。所述有机EL元件在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料。第一主体材料的LUMO能量为‑1.95eV以下，在将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的LUMO能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。作为第一主体材料，适合的是通式(1)所表示的吲哚并咔唑化合物，作为第二主体材料，适合的是通式(2)所表示的双咔唑化合物等，作为第三主体材料，适合的是通式(5)所表示的吲哚并咔唑化合物。

Description

有机电场发光元件

技术领域

本发明涉及一种有机电场发光元件(称为有机EL元件)。

背景技术

通过对有机EL元件施加电压，而分别从阳极将空穴注入至发光层，从阴极将电子注入至发光层。而且，在发光层中，所注入的空穴与电子再结合而生成激子。此时，根据电子自旋(electron spin)的统计法则，以1：3的比例生成单重态激子及三重态激子。关于利用由单重态激子产生的发光的荧光发光型有机EL元件，认为内部量子效率的极限为25％。另一方面，已知使用由三重态激子产生的发光的磷光发光型有机EL元件在从单重态激子有效率地进行系间跨越(intersystem crossing)的情况下，内部量子效率提高至100％。

最近，正开发利用延迟荧光的高效率的有机EL元件。例如，已知有一种利用作为延迟荧光的机制之一的三重态-三重态融合(Triplet-Triplet Fusion，TTF)机构的有机EL元件。TTF机构为利用通过两个三重态激子的碰撞而生成单重态激子的现象的TTF机构，认为理论上将内部量子效率提高至40％。但是，与磷光发光型有机EL元件相比较，效率低，因此要求效率的进一步改良。

在专利文献1中公开有一种利用热活化延迟荧光(Thermally Activated DelayedFluorescence，TADF)机构的有机EL元件。TADF机构为利用如下现象的TADF机构：在单重态能级与三重态能级的能量差小的材料中，产生从三重态激子向单重态激子的逆系间跨越(inverse intersystem crossing)，认为理论上将内部量子效率提高至100％。目前，对于实用化的利用荧光材料、磷光材料的元件，要求进一步的效率特性、电压特性及驱动寿命的提高，另外，对于利用TADF机构的元件，要求实现实用水平的特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2011/070963号公报

专利文献2：WO2013/062075号公报

专利文献3：US公开2014/0374728号公报

专利文献4：WO2011/136755号公报

专利文献5：WO2016/194604号公报

专利文献6：WO2018/0198844号公报

专利文献7：US公开2017/098778号公报

专利文献8：KR公开2020-017727号公报

非专利文献

非专利文献1：《先进材料(Advanced Materials，Adv.Mater)》(2011,23,3590-3596)

在专利文献2、专利文献3中，公开将双咔唑化合物用作混合主体材料。

在专利文献4中，公开主体材料的用途，所述主体材料预先混合有包含吲哚并咔唑化合物的多种主体材料。

在专利文献5、专利文献6中，公开混合主体材料的用途，所述混合主体材料包含吲哚并咔唑化合物与双咔唑化合物。

在专利文献7、专利文献8及非专利文献1中，公开混合主体材料的用途，所述混合主体材料包含三种主体材料。

但是，均不可谓充分，期望进一步的改良。

发明内容

为了将有机EL元件应用于平板显示器(flat panel display)等显示元件、或光源中，需要在改善元件的驱动电压及发光效率的同时充分确保驱动时的稳定性。本发明的目的在于提供一种为低驱动电压、高效率且显示出长驱动寿命特性的有机EL元件以及适合于其的有机EL元件用材料。

为了提高有机EL元件的寿命特性，有效的是：比所使用的材料的荷电状态或激发状态等基底状态而言提高活性状态下的稳定性，并且降低每一分子的成为活性状态的频率、即、使活性状态分散于大量的分子中。尤其是，为了使激发状态分散，重要的是：适当地调整电子与空穴向发光层内的注入性及传输性、即、调整电荷平衡。进而，通过调整电荷平衡，可抑制电子、空穴及激子向周边层的泄漏，所述情况也与寿命提高有关，进而也可获得效率提高的效果。

为了实现所述点，目前采用如下方法：以磷光系的发光层为中心，将包含电子注入传输性主体与空穴注入传输性主体的组合的两种主体材料混合，并调整混合比率，由此使电荷平衡最优选化。另一方面，通过混合两种主体材料，寿命特性虽提高，但电荷的注入传输性恶化，由此存在驱动电压上升的问题。

本发明人等人进行了努力研究，结果发现，通过使用特定的第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料，而成为显示出优异的特性的有机EL元件，从而完成了本发明。

本发明为一种有机电场发光元件，其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件的特征在于：至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料，第一主体材料的最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)能量为-1.95eV以下，在将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的LUMO能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。

优选的形态是：所述第二主体材料的LUMO能量为-1.54eV以上，所述第三主体材料的LUMO能量为-1.94eV～-1.77eV，或者第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量为2.55eV以上。

优选的形态是：第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料、以及发光性掺杂剂材料的至少三种材料是由一个蒸镀源蒸镀，或者第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料是由一个蒸镀源蒸镀。

作为发光性掺杂剂材料，可列举包含热活化延迟荧光的荧光发光材料或磷光发光材料。

第一主体材料可为下述通式(1)所表示的化合物。

[化1]

此处，环A为式(1a)所表示的杂环，环A与所邻接的环在任意位置缩合，

R¹独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

a、c及d各自独立地表示0～4的整数，b表示0～2的整数，

L¹及L¹¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基。

Ar¹及Ar¹¹分别独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

此处，优选为L¹及L¹¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环基、或者包含含氮六元环的经取代或未经取代的缩环芳香族杂环基。

作为通式(1)所表示的化合物，有下述式(11)、式(12)或式(13)所表示的化合物。

[化2]

[化3]

此处，R¹、环A、Ar¹、a及b与通式(1)为相同含义，

Y表示O、S、NAr¹⁴、或CAr¹⁵Ar¹⁶，

Ar¹³、Ar¹⁴、Ar¹⁵、及Ar¹⁶分别独立地表示碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

m表示0～4的整数，n表示0～3的整数，l表示0～4的整数。

L¹²表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基，

L¹³表示含氮六元环基，

Ar¹²独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

第二主体材料可为下述通式(2)、通式(3)、或通式(4)所表示的化合物。

[化4]

此处，Ar²¹及Ar²²独立地表示氢、重氢、经取代或未经取代的碳数6～14的芳香族烃基、3～17的芳香族杂环基、或者这些芳香族环的2个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。L²¹及L²²独立地表示直接键结、或亚苯基。

[化5]

此处，环B为式(3a)所表示的杂环，环B与所邻接的环在任意位置缩合，

R³独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

L³¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，

L³²独立地为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基，

Ar³¹为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的咔唑基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

Ar³²为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

i表示0～4的整数，j表示0～2的整数，

f为重复数，表示1～3的整数，g为重复数，独立地表示0～3的整数，h为取代数，表示0～7的整数。

[化6]

此处，Ar⁴¹为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的连结芳香族基。在Ar⁴¹具有氢原子的情况下，所述氢原子也可经重氢取代。

R⁴¹分别独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，其中并非为咔唑基。

x为重复数，独立地表示1～4的整数，至少一个x为2～4的整数。y为取代数，表示1～4的整数。在x及y为2以上的情况下，式中的多个咔唑基可相同也可不同。z为0～3的整数。

第三主体材料可为下述通式(5)所表示的化合物。

[化7]

此处，环D为式(5a)所表示的杂环，环D与所邻接的环在任意位置缩合，

R⁵独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，

p、r及s独立地表示0～4的整数，q表示0～2的整数，

L⁵及L⁵¹为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基。

Ar⁵及Ar⁵¹分别独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

优选的形态是：L⁵及L⁵¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环、或者包含含氮六元环的缩环芳香族杂环基。

第三主体材料可为下述式(51)所表示的化合物。

[化8]

此处，R⁵、D、Ar⁵、p、及q与通式(5)为相同含义。

相对于第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的合计，第一主体材料的比例可超过1.0wt％且小于30wt％，第三主体材料的比例可超过5.0wt％且小于80wt％。

另外，本发明为一种有机电场发光元件的制造方法，其特征在于：在制造在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层且至少一个发光层包含主体材料、以及发光性掺杂剂材料的有机电场发光元件时，蒸镀主体材料组合物、与发光性掺杂剂材料而形成发光层，所述主体材料组合物中，所述主体材料包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料、且第一主体材料的LUMO能量为-1.95eV以下。进而，本发明为一种主体材料组合物，其用于所述有机电场发光元件的制造方法中。

目前，在以磷光发光元件为中心而实用的两种主体材料的混合使用中，寿命特性虽提高，但电荷的注入传输性恶化，由此存在驱动电压上升的问题。即，寿命特性与驱动电压大多情况下为取舍关系。

相对于此，在本发明中，通过使用包含具有小的LUMO能量的主体材料的三种混合主体材料，可维持良好的效率、寿命特性，同时可改善驱动电压。

在为了对于提高寿命特性而言有效的电荷平衡的最优选化而将电子传输性主体与空穴传输性主体两种混合的现有方法中，尤其是电子、空穴的传输速度降低，结果，驱动电压上升，但认为通过在其中适量混合LUMO能量小的主体材料，而可在电荷平衡经最优选化的状态下，维持良好的效率特性及寿命特性，同时改善电子的注入性，减低驱动电压。

附图说明

图1是表示有机EL元件的一例的示意剖面图。

具体实施方式

本发明的有机EL元件在相向的阳极与阴极之间具有包含多个层的有机层，多个层的至少一层为发光层，发光层也可存在多个。而且，发光层的至少一个含有第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料、以及发光性掺杂剂材料。发光层可包含蒸镀层。

在本说明书中，将包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的材料统称为主体材料。另外，将用于利用蒸镀法形成发光层的包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的材料称为主体材料组合物。

在将所述第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的LUMO能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。优选为满足LM2＞LM3＞LM1。

第一主体材料的LUMO能量LM1为-1.95eV以下。优选为-1.97eV以下，进而优选为-2.00eV以下。

第二主体材料的LUMO能量LM2可为-1.54eV以上，优选为-1.30eV以上，进而优选为-1.07eV以上。

第三主体材料的LUMO能量LM3可为-1.94eV～-1.77eV，优选为-1.94eV～-1.83eV，进而优选为-1.94eV～-1.87eV。

第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量优选为2.55eV以上，更优选为2.60eV以上，进而优选为2.65eV以上。

作为第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料，只要为满足所述特性者即可，优选为以下所示那样的化合物。

作为第一主体材料而适合的化合物有所述通式(1)所表示的化合物。

在通式(1)中，

Ar¹及Ar¹¹分别独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为Ar¹及Ar¹¹为未经取代的芳香族烃基、未经取代的芳香族杂环基、或者未经取代的连结芳香族基的具体例，可列举：从苯、并环戊二烯、茚、萘、薁、并环庚二烯、并环辛二烯、苯并二茚、苊、非那烯、菲、蒽、三茚(trindene)、荧蒽、醋菲烯、醋蒽烯、三亚苯、芘、1,2-苯并菲、苯并蒽(tetraphene)、并四苯、七曜烯(pleiadene)、苉、苝、戊芬、并五苯、四亚苯、胆蒽、螺烯、己芬、玉红省(rubicene)、六苯并苯基、三亚萘、庚芬、皮蒽、呋喃、苯并呋喃、异苯并呋喃、氧杂蒽(xanthene)、二苯并对二恶英(oxanthrene)、二苯并呋喃、迫-氧杂蒽并氧杂蒽(peri-xanthenoxanthene)、噻吩、硫杂蒽(thioxanthene)、噻蒽(thianthrene)、吩恶噻(phenoxathiin)、噻茚(thionaphthene)、异噻茚(isothianaphthene)、并噻吩(thiophthene)、萘并噻吩(thiophanthrene)、二苯并噻吩、吡咯、吡唑、碲唑、硒唑、噻唑、异噻唑、恶唑、呋呫、吲哚嗪(indolizine)、吲哚、异吲哚、吲唑、嘌呤(purine)、喹嗪、异喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、咔唑、苯二氮卓类(benzodiazepine)、喹喔啉、噌啉(cinnoline)、喹啉、蝶啶(pteridine)、菲啶(phenanthridine)、吖啶(acridine)、呸啶(perimidine)、菲咯啉(phenanthroline)、吩嗪(phenazine)、咔啉(carboline)、啡碲嗪(phenotellurazine)、吩硒嗪(phenoselenazine)、吩噻嗪(phenothiazine)、吩恶嗪(phenoxazine)、1,8,9-三氮杂蒽(anthyridine)、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并恶唑、苯并异恶唑、苯并异噻唑、或这些的2个～7个连结而构成的化合物中除去1个氢而生成的基。优选为由吡啶、嘧啶、三嗪、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、苯、萘、或这些的2个～7个连结而构成的化合物生成的基。

R¹独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为碳数1～6的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基或者经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基。

在R¹为脂肪族烃基的情况下，可为直链状、分支状、或环状，优选为碳数1～8的脂肪族烃基，进而优选为碳数1～6的烷基。

作为脂肪族烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、或癸基。优选为甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、或辛基，进而优选为甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、及环己基。

作为R¹为未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者未经取代的连结芳香族基时的具体例，除了连结芳香族基的芳香族环的2个～5个连结的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。

a、b、c及d表示取代数，a、c及d各自独立地表示0～4的整数，优选为0～3的整数，进而优选为0～1。b表示0～2的整数，优选为0～1。

在本说明书中，连结芳香族基是指芳香族基的芳香族环的碳彼此通过单键而键结并连结而成的芳香族基。为芳香族基的两个以上连结而成的芳香族基，这些可为直链状，也可分支。芳香族基可为芳香族烃基，也可为芳香族杂环基，多个芳香族基可相同，也可不同。

在本说明书中，所述那样的未经取代的芳香族烃基、芳香族杂环基、含氮六元环基、缩合芳香族杂环基、咔唑基、或连结芳香族基可分别具有取代基。具有取代基时的取代基为碳数1～10的脂肪族烃基、碳数1～5的烷氧基、碳数2～5的烯基、碳数12～44的二芳基氨基、重氢、卤素、或氰基。

再者，取代基的数量可为0～5、优选为0～3。在芳香族烃基及芳香族杂环基具有取代基时的碳数的计算时，不包含取代基的碳数。然而，优选为包含取代基的碳数在内的合计碳数满足所述范围。

作为所述取代基的具体例，可列举：氰基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、二苯基氨基、萘基苯基氨基、二萘基氨基、二蒽基氨基、二菲基氨基、二芘基氨基等。优选为可列举：氰基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、二苯基氨基、萘基苯基氨基、或二萘基氨基。

在本说明书中，可理解为氢可为重氢。因此，在通式(1)～通式(5)等中，吲哚并咔唑环或咔唑环等骨架、R¹、L¹¹、Ar¹¹等基具有氢的情况下，其一部分或全部可为重氢。

L¹及L¹¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为芳香族杂环基。优选为L¹及L¹¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环、或者包含含氮六元环的经取代或未经取代的缩环芳香族杂环基。

作为L¹及L¹¹为未经取代的芳香族基、或未经取代的芳香族杂环基的具体例，除了为c+1价或d+1价的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。优选为由吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、萘啶、吩嗪、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、苯、或萘生成的基。

作为未经取代的含氮六元环基、或者包含含氮六元环的未经取代的缩环芳香族杂环基的具体例，可列举吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、萘啶、或吩嗪。

作为所述通式(1)的优选形态，有式(11)，作为式(11)的优选形态，有式(12)、或式(13)。

此处，在式(11)～式(13)中，与通式(1)共通的记号具有相同的含义。

即，R¹、环A、Ar¹、a、及b与通式(1)为相同含义。

式(12)中，Y表示O、S、NAr¹⁴、CAr¹⁵、Ar¹⁶，优选为O、S、或NAr¹⁴，进而优选为O或S。

Ar¹³、Ar¹⁴、Ar¹⁵、及Ar¹⁶分别独立地表示碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～24的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，更优选为经取代或未经取代的碳数6～18的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为Ar¹³、Ar¹⁴、Ar¹⁵、及Ar¹⁶为未经取代的芳香族烃基、未经取代的芳香族杂环基、或者未经取代的连结芳香族基时的具体例，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。其中，在连结芳香族基的情况下，芳香族环的2个～5个连结。作为是脂肪族烃基时的具体例，与R¹为脂肪族烃基的情况相同。

m表示0～4的整数，n表示0～3的整数，m、n优选为0～2，进而优选为0～1。

式(13)中，L¹²表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基，优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基，进而优选为式(1b)或式(1c)的任一者所表示的亚苯基。

[化9]

L¹³表示含氮六元环基，优选为吡啶基或三嗪基，进而优选为三嗪基。

Ar¹²独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为Ar¹²为未经取代的芳香族烃基、未经取代的芳香族杂环基、或者未经取代的连结芳香族基时的具体例，除了连结芳香族基的芳香族环的2个～5个连结的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。

l表示0～4的整数，优选为0～2。

以下示出通式(1)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

[化20]

[化21]

[化22]

[化23]

[化24]

[化25]

[化26]

[化27]

[化28]

[化29]

[化30]

[化31]

[化32]

[化33]

[化34]

[化35]

作为第二主体材料，优选为通式(2)、通式(3)或通式(4)所表示的化合物。

通式(2)中，Ar²¹、及Ar²²独立地表示氢、重氢、经取代或未经取代的碳数6～14的芳香族烃基、经取代或未经取代的3～17的芳香族杂环基、或者这些芳香族环的2个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为氢、碳数6～12的芳香族烃基、3～17的芳香族杂环基、或者这些芳香族环的2个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基，更优选为氢、碳数6～10的芳香族烃基、或者这些的2个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

Ar²¹、及Ar²²为未经取代的芳香族烃基、未经取代的芳香族杂环基、或未经取代的连结芳香族基时的具体例可列举自苯、萘、蒽、菲、芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、吡啶、或这些芳香族环的2个连结而成的化合物中除去1个H而生成的连结芳香族基。优选为可列举由苯、萘、吡啶、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑生成的芳香族基或这些的芳香族环的2个连结而成的连结芳香族基，更优选为由苯、或萘生成的芳香族基。Ar²¹、或Ar²²可为氢，所述情况下，另一者可为所述芳香族基(是指芳香族烃基或芳香族杂环基)或者连结芳香族基。

L²¹及L²²为直接键结、或亚苯基，亚苯基可为邻亚苯基、间亚苯基及对亚苯基的任一者。优选为对亚苯基或间亚苯基。另外，在L²¹及L²²为直接键结时，优选为Ar²¹及Ar²²并非氢或重氢。

以下示出通式(2)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化36]

[化37]

[化38]

所述通式(3)中，环B为式(3a)所表示的杂环，环B与所邻接的环在任意位置缩合。

R³独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2～5连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为碳数1～8的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基。更优选为碳数1～6的脂肪族烃基、经取代或未经取代的苯基、或者经取代或未经取代的碳数3～6的芳香族杂环基。

作为R³为脂肪族烃基、芳香族烃基、芳香族杂环基、或连结芳香族基时的具体例，与所述R¹的情况相同。

L³¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基。

L³²独立地为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基，优选为由苯生成的基。

Ar³¹为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的咔唑基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。此处，所述芳香族环是选自芳香族烃环与咔唑环中。

优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、咔唑基、或者这些的芳香族环的2个～3个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为未经取代的芳香族烃基的具体例，可列举苯基或萘基。

Ar³²为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为R³、L³¹、及Ar³²为未经取代的芳香族烃基或芳香族杂环基时的具体例，除了L³¹为二价或h+1价的基的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。另外，作为Ar³²及R³为未经取代的连结芳香族基时的具体例，除了2个～5个芳香族环进行连结的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。

f为重复数，表示1～3的整数，g为重复数，表示0～3的整数，h表示取代数，各自独立地表示0～7的整数。优选为f为1，g为0～1，h为0～2。i表示0～4的整数，j表示0～2的整数，优选为i为0或1，j为0或1。

作为通式(3)所表示的化合物，可优选地列举下述式(31)或式(32)所表示的化合物。

[化39]

式(31)或式(32)中，环B、R³、L³²、Ar³¹、g、h、i及j与通式(3)为相同含义。

以下示出通式(3)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化40]

[化41]

[化42]

[化43]

[化44]

[化45]

接着，对所述通式(4)进行说明。

通式(4)中，Ar⁴¹为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为Ar⁴¹为未经取代的芳香族烃基、未经取代的芳香族杂环基、或者未经取代的连结芳香族基时的具体例，除了为y价的情况、以及连结芳香族基时2个～5个芳香族环进行连结的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹相同。优选为由吡啶、嘧啶、三嗪、二苯并呋喃、二苯并噻吩、苯、萘、或这些的2个～5个连结而构成的化合物生成的基。

R⁴¹分别独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，其中并非为咔唑基。有利的是并非包含咔唑环的基。优选为碳数1～6的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～12的芳香族烃基或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基。

R⁴¹为脂肪族烃基时的具体例与R¹的情况相同。

关于R⁴¹为未经取代的芳香族烃基或芳香族杂环基时的具体例，除了不含咔唑的方面以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。

y为取代数，表示1～4的整数。优选为1或2，更优选为1。

x为重复数，分别独立地表示1～4的整数。优选为1～3。然而，至少一个x为2～4的整数。z为0～3的整数，优选为0或1。

x的总和(咔唑基的总数)可为2～12的整数，优选为2～9，更优选为2～6。

通式(4)中，优选为式中具有至少一个下述式(4a)或式(4b)所表示的键结结构。更优选为咔唑基间的所有键结结构均为式(4a)、或式(4b)所表示的键结结构。

[化46]

(此处，R⁴¹及z与通式(4)为相同含义)

以下示出通式(4)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化47]

[化48]

[化49]

[化50]

[化52]

[化53]

关于第二主体材料，优选为通式(2)或通式(3)所表示的化合物。

作为第三主体材料，适合的是所述通式(5)所表示的化合物。优选为所述式(51)所表示的化合物。

在通式(5)与式(51)中，共通的记号具有相同的含义。

环D为式(5a)所表示的杂环，环D与所邻接的环在任意位置缩合。

R⁵独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基。优选为氢、碳数1～6的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基或者经取代或未经取代的碳数3～10的芳香族杂环基。

作为R⁵为脂肪族烃基时的具体例，与R¹相同。

作为R⁵为未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～5个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基时的具体例，除了2个～5个芳香族环进行连结的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。

p、r及s表示取代数，各自独立地表示0～4的整数。优选为0～3的整数，进而优选为0～2。q表示0～2的整数，优选为0～1的整数。

Ar⁵、Ar⁵¹独立地表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。优选为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～12的芳香族杂环基或者这些的芳香族环的2个～7个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基。

作为Ar⁵及Ar⁵¹为未经取代的芳香族烃基、未经取代的连结芳香族基、及未经取代的连结芳香族基时的具体例，与Ar¹及Ar¹¹的情况相同。优选为由吡啶、嘧啶、三嗪、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、苯、萘、或这些的2个～7个连结而构成的化合物生成的基。

L⁵及L⁵¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为芳香族杂环基。优选为L⁵及L⁵¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环或者含氮六元环缩聚而成的经取代或未经取代的缩环芳香族杂环基。

作为未经取代的含氮六元环、或者包含含氮六元环的未经取代的缩环芳香族杂环基的具体例，可列举：吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、萘啶、或吩嗪。

作为未经取代的芳香族烃基、或芳香族杂环基的具体例，除了为r+1价或s+1价的情况以外，与Ar¹及Ar¹¹为这些的情况相同。优选为由吡啶、嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、萘啶、吩嗪、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑、苯、或萘生成的基。

以下示出通式(5)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化54]

[化55]

[化56]

[化57]

[化58]

[化59]

[化60]

[化61]

[化62]

[化63]

[化64]

[化65]

[化66]

[化67]

[化68]

[化69]

[化70]

[化71]

[化72]

[化73]

[化74]

本发明的有机电场发光元件的制造方法是蒸镀包含所述第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的主体材料组合物、以及发光性掺杂剂材料而形成发光层的方法。

本发明的主体材料组合物为用于所述有机电场发光元件的制造方法中的主体材料组合物。主体材料组合物只要包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料即可，视需要也可包含掺杂剂材料等其他材料。

第一主体材料、第二主体材料、第三主体材料、及发光性掺杂剂材料也可分别从不同的蒸镀源进行蒸镀等来使用，优选为在蒸镀前进行预混合而制成主体材料组合物(也称为预混合物)，并对所述预混合物从一个蒸镀源同时进行蒸镀而形成发光层。在所述情况下，优选为将主体材料彼此制成预混合物，也可使发光性掺杂剂材料与主体材料混合，在成为所期望的蒸气压的温度存在大的差的情况下，也可从其他蒸镀源进行蒸镀。

作为预混合的方法，理想的是可尽可能地均匀地混合的方法，可列举粉碎混合、或者在减压下或氮气那样的惰性气体环境下进行加热熔融的方法、或升华等，但并不限定于这些方法。

此处，关于第一主体材料，LUMO能量为-1.95eV以下，是第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料中的LUMO能量最小的主体材料。关于第三主体材料，LUMO能量为-1.94eV～-1.77eV，是继第一主体材料之后LUMO能量第二小的材料。关于第二主体材料，LUMO能量为-1.54eV以上，是第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料中的LUMO能量最大的主体材料。

另外，关于第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的混合比(重量比)，相对于第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料的合计，第一主体材料的比例超过1.0wt％且小于30wt％，第三主体材料的比例超过5.0wt％且小于80wt％。优选为第一主体材料的比例为2wt％～20wt％，第三主体材料的比例为10wt％～70wt％，更优选为第一主体材料的比例为5wt％～20wt％，第三主体材料的比例为10wt％～60wt％。第二主体材料的比例是从100wt％减去第一主体材料及第三主体材料的比例而得的值，优选为19wt％～80wt％。

另外，优选为第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量均为2.55eV以上。

所述LUMO能量及T1能量可通过量子化学计算而获得。本说明书中规定的LUMO能量是设为使用分子轨道法程序高斯(Gaussian)03，并利用密度泛函理论(DensityFunctional Theory，DFT)进行B3LYP/6-31G*水平的结构最优选化计算而算出的值。

接着，一边参照附图一边对本发明的有机EL元件的结构进行说明，但本发明的有机EL元件的结构并不限定于此。

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

也能够为与图1相反的结构，即在基板1上依序层叠阴极7、电子传输层6、发光层5、空穴传输层4、阳极2，在所述情况下，也能够视需要对层进行追加、省略。

-基板-

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

-阳极-

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

-阴极-

另一方面，作为阴极材料，可使用包含功函数小(4eV以下)的金属(电子注入性金属)、合金、导电性化合物或这些的混合物的材料。作为此种电极材料的具体例，可列举：钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al₂O₃)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土金属等。这些中，就电子注入性及对于氧化等的耐久性的方面而言，适宜的是电子注入性金属与作为功函数的值大于其且稳定的金属的第二金属的混合物，例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物、铝等。阴极可通过如下方式而制作：通过蒸镀或溅射等方法而使这些阴极材料形成薄膜。另外，作为阴极，片电阻优选为数百Ω/Υ以下，膜厚通常以10nm～5μm、优选为50nm～200nm的范围来选择。再者，为了使所发出的光透过，若有机EL元件的阳极或阴极的任一者为透明或半透明，则发光亮度提高，从而有利。

另外，于在阴极以1nm～20nm的膜厚形成所述金属后，在其上形成在阳极的说明中所列举的导电性透明材料，由此可制作透明或半透明的阴极，通过应用所述方法，可制作阳极与阴极两者具有透过性的元件。

-发光层-

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

主体材料中使用所述第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料。

作为第一主体材料的通式(1)所表示的化合物可使用一种，也可使用两种以上。同样地，作为第二主体材料的通式(2)～通式(4)所表示的咔唑化合物或吲哚并咔唑化合物可使用一种，也可使用两种以上。作为第三主体材料的通式(5)所表示的化合物可使用一种，也可使用两种以上。

视需要，也可追加第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料以外的材料。

在将多种主体材料或主体材料与掺杂剂预混合而使用的情况下，为了再现性良好地制作具有良好的特性的有机EL元件，理想的是这些的50％重量减少温度(T₅₀)的差小。50％重量减少温度是指在氮气流减压(1Pa)下的热重-示差热分析(Thermogravimetric-Differential Thermal Analysis，TG-DTA)测定中，以每分钟10℃的速度从室温升温至550℃时，重量减少50％时的温度。认为在所述温度附近，最强烈地产生由蒸发或升华所引起的气化。

预混合物中使用的材料优选为所述50％重量减少温度的差为15℃以内，更优选为12℃以内。

主体、及其预混合物的形态可为粉体、棒状、或颗粒状。

在使用磷光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，磷光发光掺杂剂可含有有机金属络合物，所述有机金属络合物包含选自钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂及金中的至少一种金属。具体而言，可适宜地使用在《美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)》(2001，123，4304)或日本专利特表2013-530515号公报中所记载的铱络合物，但并不限定于这些。

磷光发光掺杂剂材料可在发光层中含有仅一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，磷光发光掺杂剂材料的含量优选为0.10wt％～30wt％，更优选为1.0wt％～20wt％。

磷光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体可列举以下那样的例子

[化75]

[化76]

在使用荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为荧光发光掺杂剂，并无特别限定，例如可列举：苯并恶唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯乙烯基苯衍生物、聚苯基衍生物、二苯基丁二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、香豆素衍生物、缩合芳香族化合物、紫环酮衍生物、恶二唑衍生物、恶嗪衍生物、醛连氮衍生物、吡咯烷衍生物、环戊二烯衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物、喹吖烷酮衍生物、吡咯并吡啶衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、苯乙烯基胺衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、芳香族二次甲基化合物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物或吡咯亚甲基衍生物的金属络合物、稀土络合物、过渡金属络合物所代表的各种金属络合物等，聚噻吩、聚苯、聚苯亚乙烯等聚合物化合物，有机硅烷衍生物等。优选为可列举缩合芳香族衍生物、苯乙烯基衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、恶嗪衍生物、吡咯亚甲基金属络合物、过渡金属络合物、或镧系络合物，更优选为可列举萘、芘、1,2-苯并菲、三亚苯、苯并[c]菲、苯并[a]蒽、并五苯、苝、荧蒽、苊并荧蒽(acenaphthofluoranthene)、二苯并[a,j]蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[a]萘、并六苯、萘并[2,1-f]异喹啉、α-萘并菲啶、菲并恶唑(phenanthrooxazole)、喹啉并[6,5-f]喹啉、苯并萘并噻吩(benzothiophanthrene)等。这些也可具有烷基、芳基、芳香族杂环基或二芳基氨基作为取代基。

荧光发光掺杂剂材料可在发光层中含有仅一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1％～20％，更优选为1％～10％。

在使用热活化延迟荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为热活化延迟荧光发光掺杂剂，并无特别限定，可列举锡络合物或铜络合物等金属络合物、或在WO2011/070963号公报中记载的吲哚并咔唑衍生物、在《自然(Nature)》(2012，492，234)中记载的氰基苯衍生物、咔唑衍生物、在《自然光子学(Nature Photonics)》(2014，8，326)中记载的吩嗪衍生物、恶二唑衍生物、三唑衍生物、砜衍生物、吩恶嗪衍生物、吖啶衍生物等。

热活化延迟荧光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体可列举以下那样的例子。

[化77]

热活化延迟荧光发光掺杂剂材料可在发光层中含有仅一种，也可含有两种以上。另外，热活化延迟荧光发光掺杂剂也可与磷光发光掺杂剂或荧光发光掺杂剂混合而使用。相对于主体材料，热活化延迟荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.10％～50％，更优选为1.0％～30％。

-注入层-

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

-空穴阻挡层-

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

在空穴阻挡层中，也可使用公知的空穴阻挡层材料。

-电子阻挡层-

关于电子阻挡层，广义而言，具有空穴传输层的功能，可通过传输空穴且阻挡电子而提高发光层中的电子与空穴再结合的概率。

作为电子阻挡层的材料，可使用公知的电子阻挡层材料，另外，视需要可使用后述的空穴传输层的材料。电子阻挡层的膜厚优选为3nm～100nm，更优选为5nm～30nm。

-激子阻挡层-

激子阻挡层为用于阻挡因在发光层内空穴与电子再结合而生成的激子扩散至电荷传输层的层，通过插入本层而能够将激子有效率地封入发光层内，可使元件的发光效率提高。激子阻挡层可在两个以上的发光层邻接的元件中，插入至邻接的两个发光层之间。

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

-空穴传输层-

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

空穴传输材料为具有空穴的注入或传输、电子的障壁性的任一者的材料，可为有机物、无机物的任一者。在空穴传输层中，可从现有公知的化合物中选择任意的化合物而使用。作为所述空穴传输材料，例如可列举卟啉衍生物、芳基胺衍生物、三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙(hydrazone)衍生物、芪衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子寡聚物、特别是噻吩寡聚物等，优选为使用卟啉衍生物、芳基胺衍生物及苯乙烯基胺衍生物，更优选为使用芳基胺化合物。

-电子传输层-

电子传输层包含具有传输电子的功能的材料，电子传输层可设置单层或多层。

作为电子传输材料(也存在兼作空穴阻挡材料的情况)，只要具有将从阴极注入的电子传达至发光层的功能即可。电子传输层可从现有公知的化合物中选择任意的化合物而使用，例如可列举萘、蒽、菲咯啉等多环芳香族衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)衍生物、氧化膦衍生物、硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳二酰亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、联吡啶衍生物、喹啉衍生物、恶二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噻唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物等。进而，也可使用将这些材料导入至高分子链或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。

实施例

以下，通过实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不限定于这些实施例，只要不超出其主旨，则能够以各种形态来实施。

调配比及浓度中的％为wt％。

实施例1

关于作为第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料而使用的化合物，使用分子轨道法程序高斯(Gaussian)03，并利用密度泛函理论(DFT)，进行B3LYP/6-31G*水平的结构最优选化计算，算出LUMO能量、T1能量。将结果示于表1中。

另外，将比较例中所使用的化合物的LUMO能量、T1能量示于表1中。

[表1]

化合物	LUMO(eV)	T1(eV)
			1-326	-2.01	2.68
1-327	-1.98	2.70
			1-217	-2.00	2.66
1-6	-1.98	2.75
			3-21	-0.94	2.97
3-33	-0.96	2.96
			4-69	-1.32	3.16
2-3	-0.98	3.01
			2-51	-1.26	2.65
2-2	-0.98	3.01
			2-43	-0.99	3.00
5-2	-1.93	2.73
			5-3	-1.88	2.81
5-38	-1.92	2.73
			5-151	-1.93	2.73
5-152	-1.93	2.73
			A	-2.02	2.38
B	-1.20	3.01
			C	-2.15	2.49

实施例2

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，接着，将NPD形成为30nm的厚度作为空穴传输层。接着，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。接着，从分别不同的蒸镀源共蒸镀作为第一主体材料的化合物1-326、作为第二主体材料的化合物3-21、作为第三主体材料的5-2、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)₃，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(ppy)₃的浓度成为10％、主体材料的浓度成为90％(第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料的比率为5％：70％：25％)的蒸镀条件下进行共蒸镀。接着，将ET-1形成为20nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例3～实施例17

除了将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料、以及第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料的比例如表2所示那样进行设置以外，与实施例2同样地制作有机EL元件。

将实施例2～实施例17中所制作的有机EL元件的亮度、驱动电压、发光效率、寿命特性示于表2中。在表中，亮度、驱动电压、发光效率为驱动电流20mA/cm²时的值，为初始特性。LT70为在初始亮度9000cd/m²时亮度衰减至初始亮度的70％所需的时间，表示寿命特性。以下的表也同样如此。

在第一主体、第二主体、及第三主体栏中，括号内的数字为调配比例。

[表2]

实施例18

测定作为第一主体材料、第二主体材料、第三主体材料而使用的化合物的50％重量减少温度(T50)。将结果记载于表3中。

[表3]

化合物	T<sub>50</sub>[℃]
		1-6	312
2-3	315
		5-151	312
2-2	279
		5-38	278
2-43	316
		5-152	311
1-327	273

实施例19

量取第一主体材料1-6(0.10g)、第二主体材料2-3(0.70g)、第三主体材料5-151(0.20g)，利用研钵一边捣碎一边进行混合，由此制备预混合物H1。

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，接着，将NPD形成为30nm的厚度作为空穴传输层。接着，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。接着，从分别不同的蒸镀源共蒸镀预混合物H1与作为发光掺杂剂的Ir(ppy)₃，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(ppy)₃的浓度成为10％、主体材料的浓度成为90％的蒸镀条件下进行共蒸镀。接着，将ET-1形成为20nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例20～实施例23

除了将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的种类、及调配比例如表4所示那样进行设置以外，与实施例19同样地制备预混合物H2～预混合物H5。

除了使用预混合物H2～预混合物H5以外，与实施例19同样地制作有机EL元件。

[表4]

将实施例19～实施例23中所制作的有机EL元件的评价结果示于表5中。

[表5]

比较例1～比较例5

除了将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的种类与调配比例如表6所示那样进行设置以外，与实施例2同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表6中。

[表6]

比较例7～比较例8

除了将主体材料的种类、及调配比例如表7所示那样进行设置以外，与实施例19同样地制备预混合物H6～预混合物H7。

[表7]

除了使用所述预混合物H6～预混合物H7以外，与实施例19同样地进行而制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表8中。

[表8]

根据所述内容得知，实施例显示出与比较例为同等程度以上的寿命特性，同时改善了驱动电压、电力效率。即，本发明实现了以良好的水平兼具寿命特性、驱动电压、电力效率的各特性的有机电荷发光元件。

以下示出实施例、及比较例中所使用的化合物。

[化34]

Claims

1.一种有机电场发光元件，其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件的特征在于：至少一个发光层含有包含第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料的主体材料、以及发光性掺杂剂材料，第一主体材料的最低未占分子轨道能量为-1.95eV以下，在将第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的最低未占分子轨道能量分别设为LM1、LM2及LM3时，满足LM2≧LM3≧LM1。

2.根据权利要求1所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第二主体材料的最低未占分子轨道能量为-1.54eV以上。

3.根据权利要求1或2所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第三主体材料的最低未占分子轨道能量为-1.94eV～-1.77eV。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的三重态激发(T1)能量为2.55eV以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于其在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层，所述有机电场发光元件中，至少一个发光层含有第一主体材料、第二主体材料及第三主体材料、以及发光性掺杂剂材料，所述发光层中所含的至少三种材料是由一个蒸镀源蒸镀。

6.根据权利要求5所述的有机电场发光元件，其特征在于所述第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料是由一个蒸镀源蒸镀。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于发光性掺杂剂材料为包含热活化延迟荧光的荧光发光材料。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于发光性掺杂剂材料为磷光发光材料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料为下述通式(1)所表示的化合物，

[化1]

a、c及d各自独立地表示0～4的整数，b表示0～2的整数，

L¹及L¹¹独立地为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基；

10.根据权利要求9所述的有机电场发光元件，其中L¹及L¹¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环基、或者包含含氮六元环的经取代或未经取代的缩环芳香族杂环基。

11.根据权利要求9所述的有机电场发光元件，其特征在于通式(1)为下述式(11)，

[化2]

此处，R¹、环A、Ar¹、a、及b与通式(1)为相同含义。

12.根据权利要求11所述的有机电场发光元件，其特征在于第一主体材料为下述式(12)或式(13)所表示的化合物，

[化3]

此处，R¹、环A、Ar¹、a及b与通式(1)为相同含义，

Y表示O、S、NAr¹⁴、或CAr¹⁵Ar¹⁶，

m表示0～4的整数，n表示0～3的整数，l表示0～4的整数；

L¹²表示经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基，

L¹³表示含氮六元环基，

13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第二主体材料为下述通式(2)、通式(3)、或通式(4)所表示的化合物，

[化4]

此处，Ar²¹及Ar²²独立地表示氢、重氢、经取代或未经取代的碳数6～14的芳香族烃基、3～17的芳香族杂环基、或者这些芳香族环的2个连结而成的经取代或未经取代的连结芳香族基；L²¹及L²²独立地表示直接键结、或亚苯基；

[化5]

L³²独立地为经取代或未经取代的碳数6～10的芳香族烃基，

i表示0～4的整数，j表示0～2的整数，

f为重复数，表示1～3的整数，g为重复数，独立地表示0～3的整数，h为取代数，表示0～7的整数；

[化6]

此处，Ar⁴¹为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基、或者这些的芳香族环的2～5连结而成的连结芳香族基；在Ar⁴¹具有氢原子的情况下，所述氢原子也可经重氢取代；

R⁴¹分别独立地为重氢、碳数1～10的脂肪族烃基、经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，其中并非为咔唑基；

x为重复数，独立地表示1～4的整数，至少一个x为2～4的整数；y为取代数，表示1～4的整数；在x及y为2以上的情况下，式中的多个咔唑基可相同也可不同；z为0～3的整数。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于第三主体材料为通式(5)所表示的化合物，

[化7]

p、r及s独立地表示0～4的整数，q表示0～2的整数，

L⁵及L⁵¹为经取代或未经取代的碳数6～30的芳香族烃基、或者经取代或未经取代的碳数3～17的芳香族杂环基，至少一者为所述芳香族杂环基；

15.根据权利要求14所述的有机电场发光元件，其中L⁵及L⁵¹的至少一者为经取代或未经取代的含氮六元环、或者包含含氮六元环的缩环芳香族杂环基。

16.根据权利要求14所述的有机电场发光元件，其特征在于第三主体材料为下述式(51)所表示的化合物，

[化8]

此处，R⁵、D、Ar⁵、p、及q与通式(5)为相同含义。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的有机电场发光元件，其特征在于相对于第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料的合计，第一主体材料的比例超过1.0wt％且小于30wt％，第三主体材料的比例超过5.0wt％且小于80wt％。

18.一种有机电场发光元件的制造方法，其特征在于：在制造在相向的阳极与阴极之间包含一个以上的发光层且至少一个发光层包含主体材料、以及发光性掺杂剂材料的有机电场发光元件时，蒸镀主体材料组合物、与发光性掺杂剂材料而形成发光层，所述主体材料组合物中，所述主体材料包含第一主体材料、第二主体材料、及第三主体材料，且第一主体材料的最低未占分子轨道能量为-1.95eV以下。

19.一种主体材料组合物，其用于如权利要求18所述的有机电场发光元件的制造方法中。