CN117529978A - 有机发光元件及其制造方法 - Google Patents

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Kyushu University NUC
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Abstract

本发明提供一种具有取向性优异的发光层的有机发光元件。本发明的有机发光元件，其在包括下述通式的化合物的基底层的表面上形成包括主体材料和延迟荧光材料的发光层。X为O、S、N(R9)；R1～R8为氢原子、氘原子或取代基；R9为取代基；在下述通式的苯环稠合有苯并呋喃结构、苯并噻吩结构或吲哚结构，或者R6为咔唑基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基。

Description

有机发光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种使用了延迟荧光材料的有机发光元件及其制造方法。
背景技术
正在积极进行提高有机电致发光元件(有机EL元件)等有机发光元件的发光效率的研究。尤其，正在进行各种通过新开发并组合构成有机电致发光元件的电子传输材料、空穴传输材料、主体材料、发光材料等来提高发光效率的研究。其中，也发现了提及利用延迟荧光材料的有机发光元件的研究。
延迟荧光材料为在激发态下产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越后，在从其激发单重态返回至基态时辐射荧光的化合物。因为由这种途径产生的荧光比来自从基态直接产生的激发单重态的荧光(通常的荧光)更迟被观测到，所以被称为延迟荧光。在此，例如当通过载体的注入而激发发光性化合物时，因为激发单重态与激发三重态的产生概率统计为25％:75％，所以若仅通过来自直接产生的激发单重态的荧光，则发光效率的提高存在极限。另一方面，因为延迟荧光材料除了激发单重态以外，激发三重态也能够通过所述经由反向系间窜越的途径而用于荧光发光，所以与通常的延迟荧光材料相比可以获得高发光效率。
作为这种延迟荧光材料，提出有具有咔唑基等杂芳基或二苯基氨基和至少2个氰基的苯衍生物，确认到用将其苯衍生物用于发光层的有机EL元件获得了高发光效率(参考专利文献1)。
并且，在非专利文献1中，报告有咔唑二苯甲腈衍生物(4CzTPN)为热活性型延迟荧光材料的内容，并且报告有通过使用了该咔唑二苯甲腈衍生物的有机电致发光元件而实现了高的内部EL量子效率的内容。
另一方面，还提出有不是将延迟荧光材料用作发光材料，而是在发光层中用作辅助掺杂剂(参考专利文献2)。在此，描述有通过除了主体材料和荧光发光材料以外还将具有主体材料和荧光发光材料的中间的最低激发单重态能量的延迟荧光材料添加到发光层中来改善发光效率。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-43541号公报
专利文献2：日本特开2015-179809号公报
非专利文献
非专利文献1：H.Uoyama,et al.,Nature 492,234(2012)
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，正在积极进行使用延迟荧光材料在有机电致发光元件的发光层改善发光效率的研究。为了进一步提高有机电致发光元件的发光效率，期望提高发光层中的发光材料的取向性。因此，期望在使用了延迟荧光材料的发光层中提高取向性，但以往对用于提高取向性的方案没有进行深入的研究。
在这种情况下，本发明人等在具有包含延迟荧光材料的发光层的有机发光元件中，以提高发光层的取向性为目的，进行了深入的研究。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的而进行了深入的研究的结果，本发明人等发现了通过在包含具有特定的结构的化合物的基底层的表面上形成包含延迟荧光材料的发光层，能够使发光层的发光材料的取向性提高。本发明是基于这种见解而提出的，具体具有以下结构。
[1]一种有机发光元件，其具有：基底层、在所述基底层的表面上层叠的发光层，其中，
所述发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物，
所述第2有机化合物为具有比所述第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料，
所述基底层包含下述通式(1)所表示的化合物。
通式(1)
[化学式1]
[在通式(1)中，X表示O、S或N(R9)。
R1～R8分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。
R9表示取代基。
R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7、R7和R8可以彼此键合而形成烃环，所述烃环的氢原子可以被取代。
其中，
R1及R2、R2及R3或R3及R4通过彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构、被取代或未被取代的苯并噻吩结构、或者被取代或未被取代的吲哚结构，
R6为被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的二苯并呋喃基、或者被取代或未被取代的二苯并噻吩基。]
[2]根据[1]所述的有机发光元件，其中，
所述化合物中所包含的稠环结构均为5环以下。
[3]根据[1]或[2]所述的有机发光元件，其中，
所述化合物中所包含的稠环结构均为3环以下。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的有机发光元件，其中，
X为N(R9)，R9为被取代或未被取代的芳基。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的有机发光元件，其中，
R1及R2、R2及R3、或R3及R4通过彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的有机发光元件，其中，
当X为N(R9)且R6为被取代或未被取代的咔唑基时，其咔唑基为被取代或未被取代的咔唑-9-基。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第1有机化合物包括咔唑结构、二苯并呋喃结构或二苯并噻吩结构。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第1有机化合物为通式(1)所表示的化合物，并且与所述基底层中所包含的化合物可以相同，也可以不同。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物包括咔唑结构、二苯并呋喃结构或二苯并噻吩结构。
[10]根据[1]至[9]中任一个所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物的最低激发单重态与77K的最低激发三重态的能量之差ΔEST为0.3eV以下。
[11]根据[1]至[10]中任一个所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物为由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述发光层中的所述第2有机化合物的浓度为5～50重量％。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述发光层还包含具有比所述第1有机化合物及所述第2有机化合物低的最低激发单重态能量的第3有机化合物。
[14]根据[13]所述的有机发光元件，其中，
所述发光层中的所述第3有机化合物的浓度为3重量％以下。
[15]根据[13]或[14]记载的有机发光元件，其中，所述第3有机化合物为由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氟原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。
[16]根据[1]至[15]中任一项所述的有机发光元件，其为有机电致发光元件。
[17]根据[16]所述的有机发光元件，其中，
所述基底层为电子阻挡层。
[18]一种有机发光元件的制造方法，其包括在基底层的表面上形成发光层的工序，其中，
所述发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物，
所述第2有机化合物为具有比所述第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料，
所述基底层包含下述通式(1)所表示的化合物。
发明效果
本发明的有机发光元件中，包含延迟荧光材料的发光层的发光材料的取向性高。因此，本发明的有机发光元件的发光效率高。并且，根据本发明的制造方法，能够简单地制造发光层的发光材料的取向性高的有机发光元件。
附图说明
图1是表示有机电致发光元件的层结构例的概略剖视图。
具体实施方式
在以下中，对本发明的内容进行详细说明。关于以下所描述的构成要件的说明有时是根据本发明的代表性实施方式或具体例而进行的，但本发明并不限定于此类实施方式或具体例。另外，在本文中，使用“～”所表示的数值范围意味着包含“～”的前后所描述的数值作为下限值及上限值的范围。并且，在本文中，“由～组成”意味着仅由“组成”的前面所描述的组成，不包含除此以外的内容。并且，在本发明中所使用的化合物的分子内存在的氢原子的一部分或全部能够取代为氘原子(2H、氘D)。在本文的化学结构式中，氢原子表示为H或者省略其表示。举例来说，当省略表示与苯环的环骨架构成碳原子键合的原子时，设为在省略表示的部位H与环骨架构成碳原子键合。在本文中，术语“取代基”意味着除了氢原子及氘原子以外的原子或原子团。另一方面，术语“被取代或未被取代的”意味着氢原子可以被氘原子或取代基取代。
(有机发光元件的特征)
本发明的有机发光元件具有包含通式(1)所表示的化合物的基底层和在其基底层的表面上层叠的发光层。发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物。并且，第2有机化合物为具有比第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料。
发光层可以以直接覆盖基底层的一面(基底层的一个表面)上的全部的方式层叠，也可以以直接覆盖其一部分的方式层叠。发光层在其至少一部在基底层的表面上直接层叠，优选发光层整体在基底层的表面上直接层叠。
根据本发明，通过在包含通式(1)所表示的化合物的基底层的表面上形成包含作为延迟荧光材料的第2有机化合物的发光层，能够使发光层的第2有机化合物的取向性提高。举例来说，与未形成基底层的情况、用发光层的第1有机化合物(此时的第1有机化合物不是通式(1)所表示的化合物)构成基底层的情况相比，当使用本发明的基底层时，能够使在其表面上形成的发光层的取向性提高。通过采用通式(1)所表示的化合物作为第1有机化合物，能够进一步提高发光层的取向性。
除了第1有机化合物、第2有机化合物以外，发光层可以包含具有比这些化合物低的最低激发单重态能量的第3有机化合物。此时，根据本发明，作为发光材料的第3有机化合物与第2有机化合物一起也显示出高的取向性。因此，本发明不仅可以有效地适用于具有包含第1有机化合物和第2有机化合物的2成分系的发光层的有机电致发光元件，还可以有效地适用于具有包含第1有机化合物、第2有机化合物和第3有机化合物的3成分系的发光层的有机电致发光元件。此外，也可以适用于具有包含多个第3有机化合物的4成分系以上的发光层的有机电致发光元件等。
在本文中，取向性能够由作为取向参数的S值来评价。S值也称为取向值，并且为表示发光层内的发光材料的取向程度的指标。负的值越大(数值越小)，表示取向性越高。关于S值，能够通过Scientific Reports 2017,7,8405中所记载的方法来确定。
(基底层)
基底层包含下述通式(1)所表示的化合物。
通式(1)
[化学式2]
在通式(1)中，X表示O、S或N(R9)。X可以为O。X可以为S。S可以为N(R9)，R9表示取代基。R9优选为被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、或者被取代或未被取代的烷基，更优选为被取代或未被取代的芳基、或者被取代或未被取代的杂芳基，进一步优选为由苯环键合的基团。作为芳基、杂芳基、烷基被取代时的取代基，可以举出下述取代基组D。作为优选的R9，例如可以举出被取代基组D取代的苯基、被取代基组D取代的萘基，并且可以举出未被取代的苯基、未被取代的萘基。
在通式(1)中，R1～R8分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7、R7和R8可以彼此键合而形成烃环，其烃环的氢原子可以被取代。在此所述的烃环可以为脂肪族烃环，也可以为芳香族烃环。在这些脂肪族烃环和芳香族烃环中，可以还稠合有其他环，也可以不稠合。脂肪族烃环优选为5～7元环，更优选为5或6元环。芳香族烃环为苯环。作为烃环的优选的取代基，可以举出下述取代基组D。也可以优选地采用R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7、R7和R8均彼此不键合的化合物。
在通式(1)中，通过R1及R2、R2及R3、或R3及R4彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构、被取代或未被取代的苯并噻吩结构、或者被取代或未被取代的吲哚结构(第1条件)、或者、R6为被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的二苯并呋喃基、或者被取代或未被取代的二苯并噻吩基(第2条件)。可以同时满足第1条件和第2条件。
当满足第1条件时，X可以为O，也可以为S，但优选为N(R9)。
若通过R1及R2、R2及R3、或R3及R4彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构，则形成下述骨架。
[化学式3]
在本发明的优选一方面中，选择具有下述中的任一个骨架的化合物。
[化学式4]
若通过R1及R2、R2及R3、或R3及R4彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并噻吩结构，则形成下述骨架。
[化学式5]
在本发明的优选一方面中，选择具有下述中的任一个骨架的化合物。
[化学式6]
若通过R1及R2、R2及R3、或R3及R4彼此键合而形成被取代或未被取代的吲哚结构，则形成下述骨架。关于R表示取代基且其说明和优选范围，能够参考上述R9的说明和优选范围。
[化学式7]
在本发明的优选一方面中，选择具有下述中的任一个骨架的化合物。
[化学式8]
在上述各骨架键合的氢原子可以被取代，作为取代基，优选可以举出下述取代基组D。
当满足第2条件时，R6可以为被取代或未被取代的咔唑基，也可以为被取代或未被取代的二苯并呋喃基，也可以为被取代或未被取代的二苯并噻吩基。
当R6为被取代或未被取代的咔唑基时，优选为被取代或未被取代的咔唑-9-基。可以为被取代或未被取代的咔唑-1-基，也可以为被取代或未被取代的咔唑-2-基，也可以为被取代或未被取代的咔唑-3-基，也可以为被取代或未被取代的咔唑-4-基，也可以为被取代或未被取代的咔唑-9-基。在本发明的优选一方面中，为被取代或未被取代的咔唑-9-基。尤其，当X为N(R9)时，优选为被取代或未被取代的咔唑-9-基。
当R6为被取代或未被取代的二苯并呋喃基时，可以为二苯并呋喃-1-基，也可以为二苯并呋喃-2-基，也可以为二苯并呋喃-3-基，也可以为二苯并呋喃-4-基。在本发明的优选一方面中，为被取代或未被取代的二苯并呋喃-3-基。
当R6为被取代或未被取代的二苯并噻吩基时，可以为二苯并噻吩-1-基，也可以为二苯并噻吩-2-基，也可以为二苯并噻吩-3-基，也可以为二苯并噻吩-4-基。在本发明的优选一方面中，为被取代或未被取代的二苯并噻吩-3-基。
作为咔唑基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基的优选的取代基，可以举出下述取代基组D。
在本发明的优选一方面中，满足第2条件的通式(1)的化合物由下述通式(2)所表示。
通式(2)
[化学式9]
在通式(2)中，X表示O，S或N(R9)。关于X的说明和优选范围，能够参考通式(1)的相对应的记载。
通过(2)的R1～R8及R10～R16分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R1和R2、R2和R3、R3和R4、R7和R8、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R14和R15、R15和R16、R16和R17可以彼此键合而形成烃环，所述烃环的氢原子可以被取代。关于烃环的说明和优选范围，能够参考上述通式(1)的相对应的记载。还可以优选地采用R1和R2、R2和R3、R3和R4、R7和R8、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R14和R15、R15和R16、R16和R17均彼此不键合的化合物。R1～R8及R10～R16可以采用的取代基优选为下述取代基组D。举例来说，可以例示被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的芳基。作为取代基，可以举出下述取代基组D。在通式(2)中，优选选自由R3、R12及R15组成的组中的1～3个为取代基。在本发明的优选一方面中，R1～R8及R10～R16中，仅选自由R3、R12及R15组成的组中的1～3个被取代。
在本发明的优选一方面中，满足第2条件的通式(1)的化合物由下述通式(3)所表示。
通式(3)
[化学式10]
在通式(3)中，X及X’分别独立地表示O，S或N(R9)。关于X及X’的说明和优选范围，能够参考通式(1)的X的记载。当X为N(R9)时，X’优选为O或S。
通式(3)的R1～R8及R21～R27分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R1和R2、R2和R3、R3和R4、R7和R8、R21和R22、R23和R24、R24和R25、R25和R26可以彼此键合而形成烃环，所述烃环的氢原子可以被取代。关于烃环的说明和优选范围，能够参考上述通式(1)的相对应的记载。还可以优选地采用R1和R2、R2和R3、R3和R4、R7和R8、R21和R22、R23和R24、R24和R25、R25和R26均彼此不键合的化合物。R1～R8及R21～R27可以采用的取代基优选为下述取代基组D。举例来说，可以例示被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的芳基。作为取代基，可以举出下述取代基组D。在通式(3)中，优选选自由R3及R25组成的组中的1～2个为取代基。在本发明的优选一方面中，R1～R8及R21～R27中，仅选自由R3及R25组成的组中的1～2个被取代。
通式(1)所表示的化合物中所包括的稠环结构优选均为5环以下。也就是说，优选通式(1)所表示的化合物中不包括6环以上的稠环结构。通式(1)所表示的化合物中所包括的稠环结构可以均为3环以下。并且，通式(1)所表示的化合物中，可以包括至少一个5环的稠环结构。并且，通式(1)所表示的化合物中，包括至少1个5环的稠环结构和至少1个3环的稠环结构，不包括其他环数的稠环结构。在本发明的优选一方面中，通式(1)所表示的化合物包括1个5环的稠环结构和1个3环的稠环结构，不包括其以外的稠环结构。在本发明的优选一方面中，通式(1)所表示的化合物包括2个5环的稠环结构和1个3环的稠环结构，不包括其以外的稠环结构。在本发明的优选一方面中，通式(1)所表示的化合物包括3个3环的稠环结构，不包括其以外的稠环结构。
以下，举出通式(1)所表示的化合物的具体例。
[化学式11]
基底层优选仅由通式(1)所表示的化合物构成，但可以为主要包含通式(1)所表示的化合物的层。基底层中的通式(1)所表示的化合物的浓度优选为90重量％以上，更优选为99重量％以上，例如可以为99.9重量％以上、99.99重量％以上。作为基底层中所包含的通式(1)所表示的化合物以外的化合物，可以举出最低激发单重态能量(ES1)和最低激发三重态能量(ET1)与通式(1)所表示的化合物接近的化合物。在此所述的能量接近意味着能量差小于0.1eV，优选小于0.05eV，更优选小于0.03eV，进一步优选小于0.01eV。
基底层的厚度优选为1nm以上，更优选为3nm以上，例如能够设为5nm以上或者设为10nm以上。基底层的厚度优选为小于30nm，更优选为小于20nm，例如能够设为10nm以下。
基底层的厚度优选比发光层的厚度小。基底层的厚度优选为发光层的厚度的2分之1以下，更优选为3分之1以下，例如能够设为4分之1以下。并且，优选为20分之1以上，例如能够设为10分之1以上。
(发光层的构成材料)
发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物。第2有机化合物为具有比第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料。除此之外，发光层中可以包含具有比第1有机化合物、第2有机化合物低的最低激发单重态能量的第3有机化合物。
第1有机化合物和第2有机化合物的最低激发单重态能量之差ES1(1)-ES1(2)能够设在0.3eV以上的范围内、0.5eV以上的范围内或者0.7eV以上的范围内，并且能够设在1.6eV以下的范围内、1.3eV以下的范围内或者0.9eV以下的范围内。
当使用第3有机化合物时，第2有机化合物和第3有机化合物的最低激发单重态能量之差ES1(2)-ES1(3)能够设在0.03eV以上的范围内或者0.06eV以上的范围内，并且能够设在0.6eV以下的范围内、0.3eV以下的范围内或者0.1eV以下的范围内。
第1有机化合物优选77K(绝对温标)的最低激发三重态能量比第2有机化合物、第3有机化合物大。优选77K(绝对温标)的最低激发三重态能量比第2有机化合物、第3有机化合物大，但也可以小。
发光层中所包含的第1有机化合物的浓度优选为第2有机化合物的浓度以上。第2有机化合物的发光层中的含有浓度优选为5～50重量％。
当发光层中包含第3有机化合物时，发光层中的第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物的浓度优选满足下述式的关系。
Conc(1)＞Conc(2)＞Conc(3)
Conc(1)表示发光层中的第1有机化合物的浓度，Conc(2)表示发光层中的第2有机化合物的浓度，Conc(3)表示发光层中的第3有机化合物的浓度。在本发明中，采用重量％作为单位。
在本发明的有机发光元件中，Conc(1)优选为30重量％以上，能够设在50重量％以上的范围内或者65重量％以上的范围内，并且能够设在99重量％以下的范围内、85重量％以下的范围内或者75重量％以下的范围内。
在本发明的有机发光元件中，Conc(2)优选为5重量％以上，能够设在20重量％以上的范围内或者30重量％以上的范围内，并且能够设在50重量％以下的范围内、40重量％以下的范围内或者35重量％以下的范围内。
在本发明的有机发光元件中，Conc(3)优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下。Conc(3)能够设在1重量％以下的范围内或者0.5重量％以下的范围内，并且能够设在0.01重量％以上的范围内、设在0.1重量％以上的范围内或者设在0.3重量％以上的范围内。优选为还满足下述条件(d)。
条件(d)Conc(2)/Conc(3)＞5
Conc(2)/Conc(3)能够设在10以上的范围内、30以上的范围内或者设在50以上的范围内，并且能够设在500以下的范围内、300以下的范围内或者100以下的范围内。
(第1有机化合物)
用于本发明的有机发光元件的发光层的第1有机化合物从具有比第2有机化合物大的最低激发单重态能量的化合物中进行选择。当发光层还包含第3有机化合物时，第1有机化合物从具有比第2有机化合物和第3有机化合物大的最低激发单重态能量的化合物中进行选择。第1有机化合物优选具有呈负责传输载体的主体材料形式的功能。并且，第1有机化合物优选具有在发光层内将主要发光的化合物的能量约束于该化合物中的功能。由此，发光的化合物能够将通过在分子内空穴与电子再键合而产生的能量及从第1有机化合物接收的能量效率良好地转换成发光。
作为第1有机化合物，优选为具有空穴传输能力和电子传输能力，并且防止发光的长波长化，而且具有高的玻璃转移温度的有机化合物。并且，在本发明的优选一方面中，第1有机化合物从不辐射延迟荧光的化合物中进行选择。来自第1有机化合物的发光优选为小于来自本发明的有机发光元件的发光的1％，更优选为小于0.1％，例如可以为小于0.01％及检测极限以下。
第1有机化合物优选不包含金属原子。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第1有机化合物，能够选择由碳原子、氢原子及氮原子组成的化合物。
作为第1有机化合物，可以优选地选择包括咔唑结构的化合物。并且，作为第1有机化合物，还可以优选地选择包括二苯并呋喃结构的化合物。此外，作为第1有机化合物，还可以优选地选择包括二苯并噻吩结构的化合物。在本发明的优选一方面中，作为第1有机化合物，包括咔唑结构、二苯并呋喃结构及二苯并噻吩结构组成的组中的2个以上的结构，例如能够选择包括2个结构的化合物、具有3个结构的化合物。在本发明的优选一方面中，作为第1有机化合物，能够选择包括1,3-亚苯基结构的化合物。在本发明的优选一方面中，作为第1有机化合物，能够选择包括亚联苯基结构的化合物。在本发明的优选一方面中，能够选择分子内所包含的苯环为5～8个的化合物，例如可以选择苯环为5个的化合物、选择苯环为6个的化合物、选择苯环为7个的化合物。
第1有机化合物可以为通式(1)所表示的化合物，也可以为不由通式(1)表示的化合物。作为第1有机化合物，只要采用通式(1)所表示的化合物，则能够使发光层的发光材料的取向性进一步提高。在本发明的一方面中，第1有机化合物和基底层中所包含的化合物具有相同的结构。在本发明的一方面中，第1有机化合物为通式(1)所表示的化合物，但具有与基底层中所包含的化合物不同的结构。此时，在本发明的一方面中，第1有机化合物的分子量比基底层中所包含的通式(1)所表示的化合物小，例如小于50以上。或者，在本发明的一方面中，第1有机化合物中所包含的二苯并呋喃结构的数量比基底层中所包含的通式(1)所表示的化合物多。或者，在本发明的一方面中，第1有机化合物中所包含的咔唑结构的数量比基底层中所包含的通式(1)所表示的化合物少。
在以下，举出能够用作第1有机化合物的优选的化合物。
[化学式12-1]
[化学式12-2]
[化学式12-3]
(第2有机化合物)
用于本发明的有机发光元件的发光层的第2有机化合物为具有比第1有机化合物小的最低激发单重态能量的延迟荧光材料。当发光层含有第3有机化合物时，第2有机化合物为具有比第3有机化合物大的最低激发单重态能量的延迟荧光材料。本发明中的“延迟荧光材料”为在激发态下产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越，并从其激发单重态返回至基态时辐射荧光(延迟荧光)的有机化合物。在本发明中，当通过荧光寿命测量系统(Hamamatsu Photonics K.K.制条纹照相机系统等)来测量了发光寿命时，将观测到发光寿命为100ns(纳秒)以上的荧光的材料称为延迟荧光材料。第2有机化合物为能够辐射延迟荧光的材料，但是当用于本发明的有机发光元件中时，辐射来自第2有机化合物的延迟荧光不是必需的。来自第2有机化合物的发光优选为小于来自本发明的有机发光元件的发光的10％，例如可以为小于1％、小于0.1％、小于0.01％及检测极限以下。
在本发明的有机发光元件中，第2有机化合物从激发单重态的第1有机化合物接收能量并过度到激发单重态。并且，第2有机化合物可以从激发三重态的第1有机化合物接收能量并过度到激发三重态。第2有机化合物的激发单重态能量与激发三重态能量的差(ΔEST)小，因此激发三重态的第2有机化合物容易反向系间窜越至激发单重态的第2有机化合物。由这些路径产生的激发单重态的第2有机化合物在返回基态时辐射荧光。并且，当发光层内存在第3有机化合物时，激发单重态的第2有机化合物向第3有机化合物赋予能量以使第3有机化合物过度到激发单重态。
第2有机化合物的最低激发单重态能量与77K的最低激发三重态能量之差ΔEST优选为0.3eV以下，更优选为0.25eV以下，更优选为0.2eV以下，更优选为0.15eV以下，进一步优选为0.1eV以下，更进一步优选为0.07eV以下，再进一步优选为0.05eV以下，又进一步优选为0.03eV以下，尤其优选为0.01eV以下。
若ΔEST小，则因为热能量的吸收而容易从激发单重态反向系间窜越至激发三重态，所以第2有机化合物作为热活化型延迟荧光材料而发挥作用。热活化型延迟荧光材料吸收装置所发出的热并相对容易从激发三重态反向系间窜越至激发单重态，由此能够使其激发三重态能量效率良好地有助于发光。
本发明中的化合物的最低激发单重态能量(ES1)和最低激发三重态能量(ET1)为通过下述步骤求出的值。ΔEST为通过计算ES1-ET1而求出的值。
(1)最低激发单重态能量(ES1)
制备测量对象化合物的薄膜或者甲苯溶液(浓度10-5mol/L)作为试样。在常温(300K)下测量该试样的荧光光谱。在荧光光谱中，将纵轴设为发光，将横轴设为波长。相对于其发光光谱的短波长侧的上升划出切线，求出其切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将通过以下所示的换算式将该波长值换算成能量值而获得的值设为ES1。
换算式：ES1[eV]＝1239.85/λedge
关于后述实施例中的发光光谱的测量，使用LED光源(Thorlabs,Inc.制、M300L4)作为激发光源，并通过检测器(Hamamatsu Photonics K.K.制、PMA-12多通道光谱仪C10027-01)来进行。
(2)最低激发三重态能量(ET1)
通过液态氮将与在最低激发单重态能量(ES1)的测量中所使用的相同的试样冷却至77[K]，将激发光(300nm)照射到磷光测量用试样上，并使用检测器来测量磷光。将照射激发光之后100毫秒以后的发光设为磷光光谱。相对于其磷光光谱的短波长侧的上升划出切线，求出其切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将通过以下所示的换算式将该波长值换算成能量值而获得的值设为ET1。
换算式：ET1[eV]＝1239.85/λedge
对于磷光光谱的短波长侧的上升的切线以如下方式划出。考虑从磷光光谱的短波长侧，在光谱曲线上移动至光谱的极大值中最短波长侧的极大值时，朝向长波长侧的曲线上各点上的切线。该切线随着曲线上升(即，随着纵轴增加)而斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
另外，具有光谱的最大峰强度的10％以下的峰强度的极大点不包括在上述最短波长侧的极大值，将在最接近于最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点上所划出的切线设为对于该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
第2有机化合物优选不包含金属原子。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由碳原子、氢原子、氘原子及氮原子组成的化合物。举例来说，作为第2有机化合物，能够选择由碳原子、氢原子及氮原子组成的化合物。
作为第2有机化合物，可以优选地选择包括咔唑结构的化合物。并且，作为第2有机化合物，还可以优选地选择包括二苯并呋喃结构的化合物。此外，作为第2有机化合物，还可以优选地选择包括二苯并噻吩结构的化合物。
作为典型的第2有机化合物，可以举出具有1～2个受体基团和至少一个供体基团与苯环键合的结构的化合物。作为受体基团，可以优选地例示出包含氰基、包含三嗪基环等氮原子作为环骨架构成原子的杂芳环的基团。作为供体基团，例如可以优选地例示出被取代或未被取代的咔唑-9-基。举例来说，可以例示被取代或未被取代的咔唑-9-基与所述苯环键合三个以上的化合物或者被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环、被取代或未被取代的硅茚环的各5元环部分与构成咔唑-9-基的两个苯环中的至少一者稠合的化合物等。
在本文中，受体基团为相对于与受体基团键合的环具有吸引电子的性质的基团，例如能够从哈米特的σp值为正的基团中进行选择。在本文中，供体基团相对于与供体基团键合的环具有供给电子的性质的基团，例如能够从哈米特的σp值为负的基团中进行选择。
在此，“哈米特的σp值”为由L.P.Hammett所提出，其为使取代基对对位取代苯衍生物的反应速度或平衡带来的影响定量化的值。具体而言，为对位取代苯衍生物中的取代基与反应速度常数或平衡常数之间成立的下述式：
log(k/k0)＝ρσp
或
log(K/K0)＝ρσp
中的取代基所特有的常数(σp)。在上式中，k0表示不具有取代基的苯衍生物的速度常数，k表示被取代基取代的苯衍生物的速度常数，K0表示不具有取代基的苯衍生物的平衡常数，K表示被取代基取代的苯衍生物的平衡常数，ρ表示由反应的种类及条件所决定的反应常数。关于与本发明中的“哈米特的σp值”相关的说明及各取代基的数值，能够参考与Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165–195(1991)的σp值相关的记载。
作为受体基团的具体例，除了氰基以外，可以举出以下的基团。*表示键合位置，“D”表示氘原子。在以下具体例中，氢原子例如可以被烷基取代。并且，被取代或未被取代的苯环可以进一步稠合。并且，氢原子的一部分或全部可以被氘原子取代。
[化学式13-1]
[化学式13-2]
作为供体基团的具体例，可以举出以下的基团。*表示键合位置，“D”表示氘原子。在以下具体例中，氢原子例如可以被烷基取代。并且，被取代或未被取代的苯环可以进一步稠合。并且，氢原子的一部分或全部可以被氘原子取代。
[化学式14-1]
[化学式14-2]
作为第2有机化合物，能够尤其优选地使用由下述通式(4)表示且辐射延迟荧光的化合物。
通式(4)
[化学式15]
在通式(4)中，X1～X5表示N或C-R。R表示氢原子、氘原子或取代基。当X1～X5中的两个以上表示C-R时，这些C-R可以彼此相同也可以不同。其中，X1～X5中的至少一个为C-D(在此所述的D表示供体基团)。当X1～X5均为C-R时，Z表示受体基团。
在通式(4)所表示的化合物中尤其优选的化合物为下述通式(5)所表示的化合物。
通式(5)
[化学式16]
在通式(5)中，X1～X5表示N或C-R。R表示氢原子、氘原子或取代基。当X1～X5中的两个以上表示C-R时，这些C-R可以彼此相同也可以不同。其中，X1～X5中的至少一个为C-D(在此所述的D表示供体基团)。
在本发明的优选一方面中，X1～X5均不是C-CN。也就是说，为具有1个氰基和至少一个供体基团与苯环键合的结构的化合物。在本发明的优选的另一方面中，仅X2表示C-CN，X1、X3～X5不是C-CN。也就是说，为具有至少一个供体基团与间苯二甲腈的苯环键合的结构的化合物。在本发明的另一方面中，仅X3表示C-CN，X1、X2、X4、X5不是C-CN。也就是说，为具有至少一个供体基团与对苯二甲腈的苯环键合的结构的化合物。
在通式(4)及通式(5)中，X1～X5表示N或C-R，但是至少一个为C-D。X1～X5中的N的数量为0～4个，例如可以例示出X1和X3和X5、X1和X3、X1和X4、X2和X3、X1和X5、X2和X4、仅X1、仅X2、仅X3为N的情况。X1～X5中的C-D的数量为1～5个，优选为2～5个。举例来说，可以例示出X1和X2和X3和X4和X5、X1和X2和X4和X5、X1和X2和X3和X4、X1和X3和X4和X5、X1和X3和X5、X1和X2和X5、X1和X2和X4、X1和X3和X4、X1和X3、X1和X4、X2和X3、X1和X5、X2和X4、仅X1、仅X2、仅X3为C-D的情况。X1～X5中的至少一个可以为C-A。在此所述的A表示受体基团。X1～X5中的C-A的数量优选为0～2，更优选为0或1。作为C-A的A，优选可以举出具有氰基及不饱和的氮原子的杂环式芳香族基。并且，X1～X5可以分别独立地为C-D或C-A。
当X1～X5中的相邻的两个表示C-R时，两个R可以彼此键合而形成环状结构。彼此键合而形成的环状结构可以为芳香环，也可以为脂肪环，并且也可以包含杂原子，环状结构还可以为2环以上的稠环。作为在此所述的杂原子，优选为选自由氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子。作为所形成的环状结构的例，可以举出苯环、萘环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、咪唑啉环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、环己二烯环、环己烯环、环戊二烯环、环庚三烯环、环庚二烯环、环庚烯环、呋喃环、噻吩环、萘啶环、喹喔啉环、喹啉环等。举例来说，可以形成如菲环或联三亚苯环那样多个环稠合而成的环。
通式(4)及通式(5)中的供体基团D优选例如为下述通式(6)所表示的基团。
通式(6)
[化学式17]
在通式(6)中，R31和R32分别独立地表示被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的烯基、被取代或未被取代的芳基或者被取代或未被取代的杂芳基。R31和R32可以彼此键合而形成环状结构。L表示单键、被取代或未被取代的亚芳基或者被取代或未被取代的杂亚芳基。能够导入到L的亚芳基或杂亚芳基的取代基可以为包括通式(4)或通式(5)所表示的结构的基团，也可以为后述通式(7)～(9)所表示的基团。这些基团可以导入至能够导入到L的取代基的最大数。并且，当导入有多个时，这些取代基可以彼此相同也可以不同。*表示通式(4)或通式(5)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。
取代基是指可以取代为氢原子的1价的基团，例如可以选自后述取代基组A、选自后述取代基组B、选自后述取代基组C或者选自后述取代基组D。
通式(6)所表示的化合物优选为下述通式(7)～(9)中的任一个所表示的化合物。
通式(7)
[化学式18]
通式(8)
[化学式19]
通式(9)
[化学式20]
在通式(7)～(9)中，R51～R60、R61～R68、R71～R78分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。关于在此所述的取代基的说明和优选范围，能够参考后述通式(10)中的取代基的说明和优选范围。R51～R60、R61～R68、R71～R78也优选分别独立地为上述通式(7)～(9)中的任一个所表示的基团。通式(7)～(9)中的取代基的数量并无特别限制。也优选全部为未被取代(即，氢原子或氘原子)的情况。并且，当通式(7)～(9)的各自中取代基有两个以上时，这些取代基可以相同也可以不同。当通式(7)～(9)中存在取代基时，若为通式(7)，则其取代基优选为R52～R59中的任一个，若为通式(8)，则其取代基优选为R62～R67中的任一个，若为通式(9)，则其取代基优选为R72～R77中的任一个。
在通式(9)中，X表示连接链长为1原子的2价的氧原子、硫原子、被取代或未被取代的氮原子、被取代或未被取代的碳原子、被取代或未被取代的硅原子、羰基或键合链长为2原子的2价的被取代或未被取代的亚乙基、被取代或未被取代的亚乙烯基、被取代或未被取代的邻亚芳基或者被取代或未被取代的邻杂亚芳基。关于取代基，例如能够选自后述取代基组A、选自后述取代基组B、选自后述取代基组C或者选自后述取代基组D。
在通式(7)～(9)中，L12～L14表示单键、被取代或未被取代的亚芳基或者被取代或未被取代的杂亚芳基。关于L12～L14所表示的亚芳基或杂亚芳基的说明和优选范围，能够参考L所表示的亚芳基或杂亚芳基的说明和优选范围。L12～L14优选为单键、被取代或未被取代的亚芳基。在此所述的亚芳基或杂亚芳基的取代基可以为通式(7)～(9)所表示的基团。通式(7)～(9)所表示的基团可以导入至能够导入到L11～L14的取代基的最大数。并且，当导入有多个通式(7)～(9)所表示的基团时，这些取代基可以彼此相同也可以不同。*表示通式(4)或通式(5)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。
在通式(7)～(9)中，R51和R52、R52和R53、R53和R54、R54和R55、R55和R56、R56和R57、R57和R58、R58和R59、R59和R60、R61和R62、R62和R63、R63和R64、R65和R66、R66和R67、R67和R68、R71和R72、R72和R73、R73和R74、R75和R76、R76和R77、R77和R78可以彼此键合而形成环状结构。关于环状结构的说明和优选例，能够参考上述通式(4)及通式(5)的X1～X5中的环状结构的说明和优选例。
在环状结构中，优选为被取代或未被取代的苯并呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩环、被取代或未被取代的吲哚环、被取代或未被取代的茚环、被取代或未被取代的硅烷茚环与通式(7)～(9)中的至少一者苯环稠合的结构。更优选为与通式(8)稠合的下述通式(8a)～(8f)所表示的基团。
[化学式21]
在通式(8a)～(8f)中，L11及L21～L26表示单键或2价的连接基团。关于L11及L21～L26的说明和优选范围，能够参考上述L2的说明和优选范围。
在通式(8a)～(8f)中，R41～R110分别独立地表示氢原子或取代基。R41和R42、R42和R43、R43和R44、R44和R45、R45和R46、R46和R47、R47和R48、R51和R52、R52和R53、R53和R54、R54和R55、R55和R56、R56和R57、R57和R58、R58和R59、R59和R60、R61和R62、R62和R63、R63和R64、R65和R66、R66和R67、R67和R68、R68和R69、R69和R70、R72和R73、R73和R74、R74和R75、R75和R76、R76和R77、R77和R78、R78和R79、R79和R80、R81和R82、R82和R83、R83和R84、R84和R85、R86和R87、R87和R88、R88和R89、R89和R90、R91和R92、R93和R94、R94和R95、R95和R96、R96和R97、R97和R98、R99和R100、R101和R102、R102和R103、R103和R104、R104和R105、R105和R106、R107和R108、R108和R109、R109和R110可以彼此键合而形成环状结构。彼此键合而形成的环状结构可以为芳香环，也可以为脂肪环，并且也可以包含杂原子，环状结构还可以为2环以上的稠环。作为在此所述的杂原子，优选为选自由氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子。作为所形成的环状结构的例，可以举出苯环、萘环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、吡咯环、咪唑环、吡唑环、咪唑啉环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、环己二烯环、环己烯环、环戊二烯环、环庚三烯环、环庚二烯环、环庚烯环、呋喃环、噻吩环、萘啶环、喹喔啉环、喹啉环等。举例来说，可以形成如菲环或联三亚苯环那样多个环稠合而成的环。通式(9)所表示的基团中所包含的环的数量可以在3～5个的范围内进行选择，也可以在5～7个的范围内进行选择。通式(8a)～(8f)所表示的基团中所包含的环的数量可以在5～7个的范围内进行选择，也可以为五个。
作为R41～R110可以采用的取代基，能够选择下述取代基组B的基团、选择下述取代基组C的基团或者选择下述取代基组D的基团。优选为可以经碳原子数1～10的未被取代的烷基或碳原子数1～10的未被取代的烷基取代的碳原子数6～10的芳基。在本发明的优选一方面中，R41～R110为氢原子或碳原子数1～10的未被取代的烷基。在本发明的优选一方面中，R41～R110为氢原子或碳原子数6～10的未被取代的芳基。在本发明的优选一方面中，R41～R110均为氢原子。
与通式(8a)～(8f)中的R41～R110键合的碳原子(环骨架构成碳原子)可以分别独立地取代为氮原子。也就是说，通式(8a)～(8f)中的C-R41～C-R110可以分别独立地取代为N。取代为氮原子的数量在通式(8a)～(8f)所表示的基团中优选为0～4个，更优选为1～2个。在本发明的一方面中，取代为氮原子的数量为0。并且，当两个以上取代为氮原子时，优选为在一个环中被取代的氮原子的数量为一个。
在通式(8a)～(8f)中，X1～X6表示氧原子、硫原子或N-R。在本发明的一方面中，X1～X6为氧原子。在本发明的一方面中，X1～X6为硫原子。在本发明的一方面中，X1～X6为N-R。R表示氢原子或取代基，优选为取代基。作为取代基，能够选择下述取代基组A的基团、选择下述取代基组B的基团、选择下述取代基组C的基团或者选择下述取代基组D的基团。举例来说，可以优选采用未被取代的苯基和被选自由烷基和芳基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代的苯基。
在通式(8a)～(8f)中，*表示键合位置。
在本发明中，能够尤其优选地使用由下述通式(10)表示且辐射延迟荧光的化合物作为延迟荧光材料。在本发明的优选实施方式中，作为第2有机化合物，可以采用通式(10)所表示的化合物。
通式(10)
[化学式22]
在通式(10)中，R1～R5中的0～4个表示氰基，R1～R5中的至少一个表示取代氨基，剩余的R1～R5表示氢原子、氘原子或除了氰基和取代氨基以外的取代基。
在此所述的取代氨基优选为被取代或未被取代的二芳氨基，构成被取代或未被取代的二芳氨基的两个芳基可以彼此连接。连接可以通过单键进行(此时，形成咔唑环)，也可以通过-O-、-S-、-N(R6)-、-C(R7)(R8)-、-Si(R9)(R10)-等连接基团进行。其中，R6～R10表示氢原子、氘原子或取代基，R7和R8、R9和R10可以分别彼此连接而形成环状结构。
取代氨基可以为R1～R5中的任一个，例如能够将R1和R2、R1和R3、R1和R4、R1和R5、R2和R3、R2和R4、R1和R2和R3、R1和R2和R4、R1和R2和R5、R1和R3和R4、R1和R3和R5、R2和R3和R4、R1和R2和R3和R4、R1和R2和R3和R5、R1和R2和R4和R5、R1和R2和R3和R4和R5设为取代氨基等。氰基也可以为R1～R5中的任一个，例如能够将R1、R2、R3、R1和R2、R1和R3、R1和R4、R1和R5、R2和R3、R2和R4、R1和R2和R3、R1和R2和R4、R1和R2和R5、R1和R3和R4、R1和R3和R5、R2和R3和R4设为氰基等。
既不是氰基也不是取代氨基的R1～R5表示氢原子、氘原子或取代基。作为在此所述的取代基的例，可以举出下述取代基组A。作为上述二芳氨基的芳基被取代时的取代基的优选例，也可以举出下述取代基组A的取代基，可以进一步举出氰基和取代氨基。也可以选自取代基组B、选自取代基组C或者选自取代基组D来代替取代基组A。
关于通式(10)中所包含的化合物组和化合物的具体例，能够参考作为本文的一部分而引用于此的WO2013/154064号公报的0008～0048段、WO2015/080183号公报的0009～0030段、WO2015/129715号公报的0006～0019段、日本特开2017-119663号公报的0013～0025段、日本特开2017-119664号公报的0013～0026段。
并且，也能够尤其优选地使用由下述通式(11)表示且辐射延迟荧光的化合物作为本发明的延迟荧光材料。在本发明的优选实施方式中，作为第2有机化合物，可以采用通式(11)所表示的化合物。
通式(11)
[化学式23]
在通式(11)中，Y1、Y2及Y3中的任意两个表示氮原子而剩余的一个表示次甲基或者Y1、Y2及Y3的全部表示氮原子。Z1及Z2分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R11～R18优选为分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，R11～R18中的至少一个为被取代或未被取代的芳氨基或者被取代或未被取代的咔唑基。构成所述芳氨基的苯环、构成所述咔唑基的苯环可以分别与R11～R18一起形成单键或连接基团。并且，通式(11)所表示的化合物在分子中包含至少两个咔唑结构。Z1、Z2可以采用的取代基，例如能够选自下述取代基组A、选自下述取代基组B、选自下述取代基组C或者选自下述取代基组D。并且，关于R11～R18、上述芳氨基、咔唑基可以采用的取代基的具体例，可以举出下述取代基组A的取代基、氰基、取代芳氨基、取代烷氨基。另外，R11和R12、R12和R13、R13和R14、R15和R16、R16和R17、R17和R18可以彼此键合而形成环状结构。
在通式(11)所表示的化合物中，通式(12)所表示的化合物尤其有用。
通式(12)
[化学式24]
在通式(12)中，Y1、Y2及Y3中的任意两个表示氮原子而剩余的一个表示次甲基或者Y1、Y2及Y3的全部表示氮原子。Z2表示氢原子、氘原子或取代基。R11～R18及R21～R28分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R11～R18中的至少一个和/或R21～R28中的至少一个优选为表示被取代或未被取代的芳氨基或者被取代或未被取代的咔唑基。构成所述芳氨基的苯环、构成所述咔唑基的苯环可以分别与R11～R18或R21～R28一起形成单键或连接基团。作为Z2可以采用的取代基的例，可以举出下述取代基组A的取代基、下述取代基组B的取代基、下述取代基组C的取代基、下述取代基组D的取代基。并且，关于R11～R18、R21～R28、上述芳氨基、咔唑基可以采用的取代基的具体例，可以举出下述取代基组A的取代基、氰基、取代芳氨基、取代烷氨基。另外，R11和R12、R12和R13、R13和R14、R15和R16、R16和R17、R17和R18、R21和R22、R22和R23、R23和R24、R25和R26、R26和R27、R27和R28可以彼此键合而形成环状结构。
关于通式(12)中所包含的化合物组和化合物的具体例，能够参考作为本文的一部分而引用于此的WO2013/081088号公报的0020～0062段或Appl.Phys.Let，98，083302(2011)中所记载的化合物。
并且，也能够尤其优选地使用由下述通式(13)表示且辐射延迟荧光的化合物作为本发明的延迟荧光材料。
通式(13)
[化学式25]
在通式(13)中，R91～R96分别独立地表示氢原子、氘原子、供体基团或受体基团，其中的至少一个为所述供体基团，至少两个为所述受体基团。至少两个受体基团的取代位置并无特别限制，但是优选为包含彼此具有间位的关系的两个受体基团。举例来说，当R91为供体基团时，可以优选地例示至少R92和R94为受体基团的结构和至少R92和R96为受体基团的结构。在分子内存在的受体基团可以全部相同也可以彼此不同，但例如能够选择全部相同的结构。受体基团的数量优选为2～3个，例如能够选择2个。并且，供体基团可以存在两个以上，此时的供体基团也可以全部相同也可以彼此不同。供体基团的数量优选为1～3个，例如可以仅为一个，也可以为两个。另外，关于供体基团和受体基团的说明和优选范围，能够参考通式(4)的相对应的说明和优选范围。尤其，在通式(13)中，供体基团优选由通式(6)表示，受体基团优选由氰基或下述通式(14)表示。
通式(14)
[化学式26]
在通式(14)中，Y4～Y6表示氮原子或者表示次甲基，但至少一个为氮原子，优选均表示氮原子。R101～R110分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，但至少一个优选为烷基。关于在此所述的取代基的说明和优选范围，能够参考所述通式(10)中的取代基的说明和优选范围。L15表示单键或连接基团，能够参考所述通式(6)中的L的说明和优选范围。在本发明的优选的一方面中，通式(14)中的L15为单键。*表示通式(13)中的与构成环的环骨架的碳原子(C)的键合位置。
在以下，举出能够用作第2有机化合物的优选的化合物。在以下的示例性化合物的结构式中，t-Bu表示叔丁基。
[化学式27-1]
[化学式27-2]
[化学式27-3]
[化学式27-4]
[化学式27-5]
[化学式27-6]
[化学式27-7]
[化学式27-8]
[化学式27-9]
[化学式27-10]
[化学式27-11]
在第2有机化合物中，除了上述以外，也能够适当组合使用公知的延迟荧光材料。并且，即使为未知的延迟荧光材料，也能够使用。
作为优选的延迟荧光材料，可以举出WO2013/154064号公报的0008～0048段及0095～0133段、WO2013/011954号公报的0007～0047段及0073～0085段、WO2013/011955号公报的0007～0033段及0059～0066段、WO2013/081088号公报的0008～0071段及0118～0133段、日本特开2013-256490号公报的0009～0046段及0093～0134段、日本特开2013-116975号公报的0008～0020段及0038～0040段、WO2013/133359号公报的0007～0032段及0079～0084段、WO2013/161437号公报的0008～0054段及0101～0121段、日本特开2014-9352号公报的0007～0041段及0060～0069段、日本特开2014-9224号公报的0008～0048段及0067～0076段、日本特开2017-119663号公报的0013～0025段、日本特开2017-119664号公报的0013～0026段、日本特开2017-222623号公报的0012～0025段、日本特开2017-226838号公报的0010～0050段、日本特开2018-100411号公报的0012～0043段、WO2018/047853号公报的0016～0044段中所描述的通式中所包含的化合物、尤其为例示化合物且能够辐射延迟荧光的化合物。并且，可以优选采用日本特开2013-253121号公报、WO2013/133359号公报、WO2014/034535号公报、WO2014/115743号公报、WO2014/122895号公报、WO2014/126200号公报、WO2014/136758号公报、WO2014/133121号公报、WO2014/136860号公报、WO2014/196585号公报、WO2014/189122号公报、WO2014/168101号公报、WO2015/008580号公报、WO2014/203840号公报、WO2015/002213号公报、WO2015/016200号公报、WO2015/019725号公报、WO2015/072470号公报、WO2015/108049号公报、WO2015/080182号公报、WO2015/072537号公报、WO2015/080183号公报、日本特开2015-129240号公报、WO2015/129714号公报、WO2015/129715号公报、WO2015/133501号公报、WO2015/136880号公报、WO2015/137244号公报、WO2015/137202号公报、WO2015/137136号公报、WO2015/146541号公报、WO2015/159541号公报中所描述的发光材料且能够辐射延迟荧光的材料。另外，在该段中所描述的上述公报作为本文的一部分而引用于此。
(第3有机化合物)
本发明的有机发光元件的发光层中可以包含第3有机化合物。第3有机化合物为具有比第1有机化合物、第2有机化合物小的最低激发单重态能量的荧光材料。在本发明的优选一方面中，第3有机化合物为具有比第1有机化合物、第2有机化合物小的最低激发三重态能量的荧光材料。第3有机化合物可以为延迟荧光材料，也可以为不辐射延迟荧光的材料。当为延迟荧光材料时，第3有机化合物的最低激发三重态能量可以比第2有机化合物的最低激发三重态能量高。第3有机化合物可以使用比第2有机化合物的HOMO的能量高的化合物、或低的化合物。并且，第3有机化合物可以使用比第2有机化合物的LUMO的能量高的化合物、或低的化合物。在本发明的优选一方面中，第3有机化合物具有比第2有机化合物低的HOMO的能量和LUMO的能量。
在使用第3有机化合物的有机发光元件中，辐射源自第3有机化合物的荧光。来自第3有机化合物的发光通常包含延迟荧光。来自本发明的有机发光元件的发光的最大成分为来自第3有机化合物的发光。也就是说，来自本发明的有机发光元件的发光中来自第3有机化合物的发光量最大。来自有机发光元件的发光的70％以上可以为来自第3有机化合物的发光，90％以上可以为来自第3有机化合物的发光，99％以上可以为来自第3有机化合物的发光。第3有机化合物从激发单重态的第1有机化合物、激发单重态的第2有机化合物和从激发三重态进行反向系间窜越而成为激发单重态的第2有机化合物接收能量并过度到激发单重态。并且，在本发明的优选方面中，第3有机化合物从激发单重态的第2有机化合物和从激发三重态进行反向系间窜越而成为激发单重态的第2有机化合物接收能量并过度到激发单重态。所产生的第3有机化合物的激发单重态在之后返回至基底状态时辐射荧光。
作为用作第3有机化合物的荧光材料，若为如此从第1有机化合物、第2有机化合物接收能量而能够发光即可，则并无特别限定，发光中可以包含荧光、延迟荧光、磷光中的任一个。优选为在发光中包含荧光或延迟荧光的情况，更优选为来自第3有机化合物的发光的最大成分为荧光的情况。在本发明的一方面中，有机发光元件不辐射磷光或者磷光的辐射量为荧光的1％以下。
若满足本发明的条件，则可以使用两种以上的第3有机化合物。举例来说，能够通过同时使用发光颜色不同的两种以上的第3有机化合物来使所需的颜色发光。并且，可以使用一种第3有机化合物从第3有机化合物进行单色发光。
在本发明中，能够用作第3有机化合物的化合物的最大发光波长并无特别限制。因此，能够适当选择使用在可见区域(380～780nm)中具有最大发光波长的发光材料、在红外区域(780nm～1mm)中具有最大发光波长的发光材料或在紫外区域(例如，280～380nm)中具有最大发光波长的化合物等。优选为在可见区域中具有最大发光波长的荧光材料。举例来说，可以选择使用380～780nm的区域内的最大发光波长在380～570nm的范围内的发光材料，选择使用最大发光波长在570～650nm的范围内的发光材料，选择使用最大发光波长在650～700nm的范围内的发光材料或者选择使用最大发光波长在700～780nm的范围内的发光材料。
在本发明的优选方面中，选择并组合各化合物以在第2有机化合物的发光波长区域与第3有机化合物的吸收波长区域之间存在重叠。尤其，优选为第2有机化合物的发光光谱的短波长侧的边缘与第3有机化合物的吸收光谱的长波长侧的边缘重叠。
第3有机化合物优选不包含除了硼原子以外的金属原子。举例来说，第3有机化合物可以为同时包含硼原子和氟原子的化合物。并且，也可以为包含硼原子但不包含氟原子的化合物。并且，也可以完全不包含金属原子。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子、硫原子、氟原子及硼原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子、氟原子及硼原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子、硫原子及硼原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及硼原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子组成的化合物。举例来说，作为第3有机化合物，能够选择由碳原子及氢原子组成的化合物。
作为第3有机化合物，可以例示出具有硼原子和氮原子的多重共振效果的化合物或包含蒽、芘、苝等稠合芳香族环结构的化合物。
在本发明的优选一方面中，使用下述通式(15)所表示的化合物作为第3有机化合物。
通式(15)
[化学式28]
在上述通式(15)中，Ar1～Ar3分别独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少一个氢原子可以被取代，并且环可以稠合。当氢原子被取代时，优选被选自由氘原子、芳基、杂芳基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。并且，当环稠合时，优选为苯环或杂芳香环(例如，呋喃环、噻吩环、吡咯环等)稠合。Ra及Ra’分别独立地表示取代基，优选为选自由氘原子、芳基、杂芳基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。Ra和Ar1、Ar1和Ar2、Ar2和Ra’、Ra’和Ar3、Ar3和Ra可以彼此键合而形成环状结构。
通式(15)所表示的化合物优选为包含至少一个咔唑结构。举例来说，构成咔唑结构的一个苯环可以为Ar1所表示的环，构成咔唑结构的一个苯环也可以为Ar2所表示的环，构成咔唑结构的一个苯环也可以为Ar3所表示的环。并且，咔唑基可以与Ar1～Ar3中的任意一个以上键合。举例来说，被取代或未被取代的咔唑-9-基可以与Ar3所表示的环键合。
蒽、芘、苝等稠合芳香族环结构可以与Ar1～Ar3键合。并且，Ar1～Ar3所表示的环可以为构成稠合芳香族环结构的一个环。此外，Ra及Ra’中的至少一者可以为具有稠合芳香族环结构的基团。
通式(15)所表示的骨架可以在化合物中存在多个。举例来说，可以具有通式(15)所表示的骨架彼此经由单键或连接基团彼此键合的结构。并且，在通式(15)所表示的骨架中，可以进一步附加显示通过硼原子、氮原子、氧原子、硫原子使苯环彼此连接的多重共振效果的结构。
在本发明的优选一方面中，使用包含BODIPY(4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene：4,4-二氟-4-硼-3a,4a-双氮杂-s-茚)结构的化合物作为第3有机化合物。举例来说，使用下述通式(16)所表示的化合物。
通式(16)
[化学式29]
在通式(16)中，R1～R7分别独立地为氢原子、氘原子或取代基。R1～R7中的至少一个优选为下述通式(17)所表示的基团。
通式(17)
[化学式30]
在通式(17)中，R11～R15分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，*表示键合位置。
通式(17)所表示的基团可以为通式(16)的R1～R7中的一个，也可以为两个，也可以为三个。并且，可以设为至少四个，例如能够设为四个或五个。在本发明的优选一方面中，R1～R7中的一个为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选一方面中，至少R1、R3、R5、R7为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选一方面中，仅R1、R3、R4、R5、R7为通式(17)所表示的基团。在本发明的优选一方面中，R1、R3、R4、R5、R7为通式(17)所表示的基团，R2及R4为氢原子、氘原子、未被取代的烷基(例如，碳原子数1～10)或未被取代的芳基(例如，碳原子数6～14)。在本发明的一方面中，R1～R7均为通式(17)所表示的基团。
在本发明的优选一方面中，R1和R7相同。在本发明的优选一方面中，R3和R5相同。在本发明的优选一方面中，R2和R6相同。在本发明的优选一方面中，R1和R7相同，R3和R5相同，而且R1和R3彼此不同。在本发明的优选一方面中，R1、R3、R5、R7相同。在本发明的优选一方面中，R1和R4和R7相同，R3和R5不同。在本发明的优选一方面中，R3和R4和R5相同，R1和R7不同。在本发明的优选一方面中，R1、R3、R5、R7均与R4不同。
作为通式(17)的R11～R15可以采用的取代基，例如能够选自下述取代基组A、选自下述取代基组B、选自下述取代基组C或者下述取代基组D。当作为取代基选择取代氨基时，优选为二取代氨基，作为相对于氨基的两个取代基，优选分别独立地为被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基或者被取代或未被取代的烷基，尤其优选为被取代或未被取代的芳基(二芳基氨基)。作为二芳基氨基的两个芳基可以采用的取代基，例如能够选自下述取代基组A，选自下述取代基组B，选自下述取代基组C或者选自下述取代基组D。二芳基氨基的两个芳基可以经由单键或连接基团彼此键合，关于在此所述的连接基团，能够参考R33和R34中的连接基团的说明。作为二芳基氨基的具体例，例如可以采用被取代或未被取代的咔唑-9-基。作为被取代或未被取代的咔唑-9-基，例如可以举出上述通式(9)的L11为单键的基团。
在本发明的优选一方面中，通式(17)的仅R13为取代基，R11、R12、R14、R15为氢原子。在本发明的优选一方面中，通式(17)的仅R11为取代基，R12、R13、R14、R15为氢原子。在本发明的优选一方面中，通式(17)的仅R11和R13为取代基，R12、R14、R15为氢原子。
在通式(16)的R1～R7中，可以包含通式(17)的R11～R15均为氢原子的基团(也就是说，苯基)。举例来说，R2、R4、R6可以为苯基。
在通式(16)中，R8及R9优选分别独立地为选自由氢原子、氘原子、卤原子、烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。在本发明的优选实施方式中，R8和R9相同。在本发明的优选实施方式中，R8和R9为卤素原子，尤其优选为氟原子。
在本发明的一方面中，通式(16)的R1～R9中存在的被取代或未被取代的烷氧基、被取代或未被取代的芳氧基、被取代或未被取代的氨基的数量合计优选为三个以上，例如能够采用为三个的化合物，或者能够采用为四个的化合物。更优选为，处于通式(16)的R1～R7中的被取代或未被取代的烷氧基、被取代或未被取代的芳氧基、被取代或未被取代的氨基的数量合计优选为三个以上，例如能够采用为三个的化合物或者能够采用为四个的化合物。此时，在R8和R9中可以不存在烷氧基、芳氧基、氨基。进一步优选为，处于通式(16)的R1、R3、R4、R5、R7中的被取代或未被取代的烷氧基、被取代或未被取代的芳氧基、被取代或未被取代的氨基的数量合计优选为三个以上，例如能够采用为三个的化合物或者能够采用为四个的化合物。此时，在R2、R6、R8、R9中可以不存在烷氧基、芳氧基、氨基。在本发明的优选一方面中，被取代或未被取代的烷氧基处于三个以上。在本发明的优选一方面中，被取代或未被取代的烷氧基处于四个以上。在本发明的优选一方面中，被取代或未被取代的烷氧基存在一个以上且被取代或未被取代的芳氧基存在两个以上。在本发明的优选一方面中，被取代或未被取代的烷氧基存在两个以上且被取代或未被取代的氨基存在一个以上。在本发明的优选一方面中，在R1、R4、R7中分别存在被取代或未被取代的烷氧基或者被取代或未被取代的芳氧基。在本发明的优选一方面中，在R1、R4、R7中分别存在被取代或未被取代的烷氧基。
在本发明的一方面中，处于通式(16)的R1～R9中的哈米特的σp值小于-0.2的取代基的合计为三个以上。作为哈米特的σp值小于-0.2的取代基，例如可以举出甲氧基(-0.27)、乙氧基(-0.24)、正丙氧基(-0.25)、异丙氧基(-0.45)、正丁氧基(-0.32)。另一方面，氟原子(0.06)、甲基(-0.17)、乙基(-0.15)、叔丁基(-0.20)、正己基(-0.15)、环己基(-0.15)等不是哈米特的σp值小于-0.2的取代基。
在本发明的一方面中，处于能够采用通式(16)的R1～R9中的哈米特的σp值小于-0.2的取代基的数量为三个的化合物，或者能够采用为四个的化合物。更优选为，处于通式(16)的R1～R7中的哈米特的σp值小于-0.2的取代基的数目优选为3个以上，例如可以采用数目为3个的化合物或者采用数目为4个的化合物。此时，在R8和R9中可以不存在哈米特的σp值小于-0.2的取代基。进一步优选为，处于通式(16)的R1、R3、R4、R5、R7中的哈米特的σp值小于-0.2的取代基的数目优选为3个以上，例如可以采用数目为3个的化合物或者采用数目为4个的化合物。此时，在R2、R6、R8、R9中可以不存在哈米特的σp值小于-0.2的取代基。在本发明的优选一方面中，在R1、R4、R7中分别存在哈米特的σp值小于-0.2的取代基。
在本发明中，作为第3有机化合物，可以选择包括咔唑结构的化合物。并且，作为第3有机化合物，可以选择不包括咔唑结构、二苯并呋喃结构、二苯并噻吩结构中的任一个的化合物。
在以下，举出能够用作第3有机化合物的优选化合物。在以下的示例性化合物的结构式中，t-Bu表示叔丁基。
[化学式31-1]
[化学式31-2]
[化学式31-3]
作为上述例示化合物的衍生物，可以举出至少一个氢原子被氘原子、烷基、芳基、杂芳基、二芳氨基取代的化合物。
并且，也可以尤其优选使用WO2015/022974号公报的0220～0239段中所描述的化合物作为本发明的第3有机化合物。
在此所述的“烷基”可以为直链状、支链状、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及支链状部分中的2种以上。烷基的碳原子数例如能够设为1个以上、2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。作为烷基的具体例，可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、2-乙基己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基、环戊基、环己基、环庚基。作为取代基的烷基可以进一步被芳基取代。
“烯基”可以为直链状、支链状、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及支链状部分中的2种以上。烯基的碳原子数例如能够设为2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。作为烯基的具体例，可以举出乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、正己烯基、异己烯基、2-乙基己烯基。作为取代基的烯基可以进一步被取代基取代。
“芳基”及“杂芳基”可以为单环，也可以为2个以上的环稠合而成的稠环。当为稠环时，所稠合的环的数量优选为2～6个，例如能够从2～4个中进行选择。作为环的具体例，可以举出苯环、吡啶环、嘧啶环、三嗪环、萘环、蒽环、菲环、三亚苯环、喹啉环、吡嗪环、喹喔啉环、萘啶环。作为芳基或杂芳基的具体例，可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基。“亚芳基”及“杂芳基”能够设为将芳基及杂芳基的说明中的价数从1替换为2的基团。
在本文中，“取代基组A”意味着选自由羟基、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、烷硫基(例如碳原子数1～40个)、芳基(例如碳原子数6～30个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)、芳基硫基(例如碳原子数6～30个)、杂芳基(例如环骨架构成原子数5～30个)、杂芳氧基(例如环骨架构成原子数5～30个)、杂芳基硫基(例如环骨架构成原子数5～30个)、酰基(例如碳原子数1～40个)、烯基(例如碳原子数1～40个)、炔基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、杂芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、甲硅烷基(例如碳原子数1～40个三烷基甲硅烷基)及硝基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组B”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、芳基(例如碳原子数6～30个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)、杂芳基(例如环骨架构成原子数5～30个)、杂芳氧基(例如环骨架构成原子数5～30个)、二芳基氨基(例如碳原子数0～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组C”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～20个)、芳基(例如碳原子数6～22个)、杂芳基(例如环骨架构成原子数5～20个)、二芳基氨基(例如碳原子数12～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组D”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～20个)、芳基(例如碳原子数6～22个)及杂芳基(例如环骨架构成原子数5～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
(发光层)
本发明的有机发光元件的发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物。除了第1有机化合物和第2有机化合物以外，发光层可以包含第3有机化合物。发光层能够设为如下结构：除了这些化合物以外，不包含进行电荷或能量的授受的化合物或除了硼以外的金属元素。并且，发光层也能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氟原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氟原子及氧原子组成的组中的原子组成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氟原子及硫原子组成的组中的原子组成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及硼原子组成的组中的原子组成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成。举例来说，发光层能够仅由化合物构成，该化合物由选自由碳原子、氢原子、氘原子及氮原子组成的组中的原子组成。发光层可以包含由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的第1有机化合物、由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的第2有机化合物及由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的第3有机化合物。并且，发光层可以包含由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的第1有机化合物、由选自由碳原子、氢原子、氘原子及氮原子组成的组中的原子构成的第2有机化合物及由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及硼原子组成的组中的原子构成的第3有机化合物。
发光层可以通过将第1有机化合物、第2有机化合物及任意第3有机化合物进行共蒸镀而形成，还可以使用使第1有机化合物、第2有机化合物及任意第3有机化合物溶解而获得的溶液并通过涂布法而形成。当通过第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物的共蒸镀来形成发光层时，可以预先混合第1有机化合物、第2有机化合物及第3有机化合物中的两个以上并加入到坩埚等中以作为蒸镀源，使用其蒸镀源进行共蒸镀，从而形成发光层。举例来说，可以预先混合第1有机化合物及第2有机化合物以制作一个蒸镀源，使用其蒸镀源和第3有机化合物的蒸镀源进行共蒸镀，从而形成发光层。
(有机发光元件的层结构)
本发明的有机发光元件具有基底层、在其基底层的表面上层叠的发光层。
发光层的厚度例如能够设为5nm以上、10nm以上、20nm以上或者40nm以上，并且能够设为80nm以下或者60nm以下。
举例来说，作为本发明的有机发光元件，可以例示有机光致发光元件(有机PL元件)、有机电致发光元件(有机EL元件)等。有机光致发光元件具有在衬底上至少包括基底层和其基底层的表面上层叠的发光层的结构。并且，有机电致发光元件至少具有阳极、阴极及在阳极与阴极之间形成有有机层的结构。有机层至少包括基底层和在其基底层的表面上层叠的发光层，也可以仅由基底层和与其相邻的发光层组成，也可以具有除了基底层和与其相邻的发光层以外，具有1层以上的有机层。作为除了发光层以外的有机层，可以举出空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层可以为具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层可以为具有电子注入功能的电子注入传输层。在本发明中，具有在基底层的阴极侧表面上层叠有发光层的结构。基底层可以兼具电子阻挡层。将具体的有机电致发光元件的结构例示于图1中。在图1中，1表示玻璃基板，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴传输层，5表示基底层，6表示发光层，7表示空穴阻挡层，8表示电子传输层，9表示电子注入层，10表示阴极。
当本发明的有机发光元件为多波长发光型有机发光元件时，能够设为最短波长的发光包含延迟荧光。并且，最短波长的发光也能够设为不包含延迟荧光的发光。
(有机发光元件的制造方法)
本发明的有机发光元件能够通过在基底层的表面上层叠发光层来制造。举例来说，在通过在阳极上层叠有机层来制造有机电致发光元件的情况下，在阳极上或在阳极上形成的有机层上形成包含通式(1)所表示的化合物的基底层，并且以在其基底层上层叠的方形成包含第1有机化合物和第2有机化合物的发光层。
基底层和发光层的形成方法并无特别限制。作为优选的形成方法，可以举出蒸镀法。并且，可以通过涂布法来形成。彼此相邻的基底层和发光层可以连续地形成，也可以间歇地形成。优选为连续地形成的情况。
本发明的有机发光元件能够利用通常的有机发光元件的生产线(制造设备)来容易地制造。也就是说，在通常的生产线中，只要将用于基底层形成的材料设为通式(1)所表示的化合物、将用于发光层的形成的材料变更为包含第1有机化合物和第2有机化合物，则能够简单地制造本发明的有机发光元件。因此，本发明的有机发光元件具有不进行生产线本身的变更或重新设置便能够制造等优点。并且，在制造本发明的有机发光元件之后，也能够通过变更所使用的材料而再度返回至本发明以外的有机发光元件的生产线上。因此，可以在短时间内经济地实施或转用，从而本发明有机发光元件在产业上的利用性高。
在本发明的有机发光元件的制造中，只要以满足本发明的条件的方式形成基底层和发光层，则其他层和结构的形成方法并无特别限制。举例来说，可以进一步包括形成阳极或阴极等电极的工序，也可以进一步包括形成除了基底层和发光层以外的层的工序。当将本发明的制造方法例如用于有机电致发光元件的制造中时，能够实施如下各工序：在阳极上依序形成1层以上的有机层，在其上形成基底层，在其上形成发光层，在其上形成1层以上的有机层，在其上形成阴极。此外，还可以由本领域技术人员进行自明的改变或添加。
以下对有机电致发光元件的各部件及除了发光层以外的各层进行说明。
衬底：
在一些实施方式中，本发明的有机电致发光元件由衬底支撑，其中该衬底不受特别限制并且可以为已经常用于有机电致发光元件中的那些衬底中的任一种，例如由玻璃、透明塑料、石英和硅形成的那些衬底。
阳极：
在一些实施方式中，有机电致发光装置的阳极由金属、合金、导电化合物或其组合制成。在一些实施方式中，所述金属、合金或导电化合物具有较大功函数(4eV以上)。在一些实施方式中，所述金属为Au。在一些实施方式中，导电性的透明材料可以从CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2及ZnO中进行选择。在一些实施方式中，使用能够形成透明导电膜的非晶形材料如IDIXO(In2O3-ZnO)等。在一些实施方式中，所述阳极为薄膜。在一些实施方式中，所述薄膜通过蒸镀或溅镀来制作。在一些实施方式中，所述膜通过光刻法进行图案化。在一些实施方式中，当图案可能不需要高精确度(例如，约100μm以上)时，所述图案可以用具有所需形状的掩模在电极材料的蒸镀或溅镀时形成。在一些实施方式中，当可以涂层涂布材料(如有机导电化合物)时，使用湿膜形成法，如印刷法和涂布法。在一些实施方式中，当所辐射的光经过阳极时，所述阳极的透射率大于10％，并且所述阳极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施方式中，阳极的厚度为10～1,000nm。在一些实施方式中，阳极的厚度为10～200nm。在一些实施方式中，阳极的厚度根据所用材料而变化。
阴极：
在一些实施方式中，所述阴极由电极材料具有较小功函数的金属(4eV以下)(称为电子注入金属)、合金、导电化合物或其组合制作。在一些实施方式中，所述电极材料从钠、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-铝混合物和稀土金属中进行选择。在一些实施方式中，使用电子注入金属与第2金属的混合物，所述第2金属为功函数比所述电子注入金属更大的稳定金属。在一些实施方式中，所述混合物从镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝(Al2O3)混合物、锂-铝混合物和铝中进行选择。在一些实施方式中，所述混合物增加电子注入特性和针对氧化的耐久性。在一些实施方式中，阴极通过用蒸镀或溅镀使电极材料形成为薄膜来制造。在一些实施方式中，所述阴极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施方式中，所述阴极的厚度在10nm～5μm范围内。在一些实施方式中，所述阴极的厚度在50～200nm范围内。在一些实施方式中，为了透射所辐射的光，有机电致发光元件的阳极和阴极中的任一个为透明或半透明。在一些实施方式中，透明或半透明的电致发光元件增强发光亮度。
在一些实施方式中，用如对于所述阳极所描述的导电透明材料形成所述阴极以形成透明或半透明的阴极。在一些实施方式中，元件包含均透明或半透明的阳极和阴极。
注入层：
注入层为处于电极与有机层之间的层。在一些实施方式中，所述注入层降低驱动电压并且增强发光亮度。在一些实施方式中，所述注入层包括空穴注入层和电子注入层。所述注入层可以配置于阳极与发光层或空穴传输层之间，以及配置于阴极与发光层或电子传输层之间。在一些实施方式中，存在注入层。在一些实施方式中，不存在注入层。
在以下，举出能够用作空穴注入材料的优选的化合物例。
[化学式32]
接着，举出能够用作电子注入材料的优选的化合物例。
[化学式33]
阻挡层：
阻挡层为能够抑制处于发光层中的电荷(电子或空穴)和/或激子扩散到发光层外侧的层。在一些实施方式中，电子阻挡层处于发光层与空穴传输层之间，并且抑制电子朝向空穴传输层穿过发光层。在一些实施方式中，空穴阻挡层处于发光层与电子传输层之间，并且抑制空穴朝向电子传输层穿过发光层。在一些实施方式中，阻挡层抑制激子扩散到发光层外侧。在一些实施方式中，电子阻挡层和空穴阻挡层构成激子阻挡层。在本文中所使用的术语“电子阻挡层”或“激子阻挡层”包括具有电子阻挡层和激子阻挡层两者的功能的层。
空穴阻挡层：
空穴阻挡层作为电子传输层而发挥作用。在一些实施方式中，空穴阻挡层在传输电子的同时抑制空穴到达电子传输层。在一些实施方式中，空穴阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于空穴阻挡层的材料可以为与对电子传输层所描述的材料相同的材料。
在以下，举出能够用于空穴阻挡层的优选的化合物例。
[化学式34]
电子阻挡层：
由电子阻挡层传输空穴。在一些实施方式中，电子阻挡层在传输空穴的同时抑制电子到达空穴传输层。在一些实施方式中，电子阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于电子阻挡层的材料可以为与对空穴传输层所描述的材料相同的材料。
在以下，举出能够用作电子阻挡材料的优选化合物的具体例。
[化学式35-1]
[化学式35-2]
激子阻挡层：
激子阻挡层抑制经由发光层中空穴和电子的再键合而产生的激子扩散到电子传输层。在一些实施方式中，激子阻挡层使得能够将激子有效约束(confinement)在发光层中。在一些实施方式中，增强装置的发光效率。在一些实施方式中，激子阻挡层在阳极侧面和阴极侧面中的任一个上和在两个侧面上与发光层相邻。在一些实施方式中，当激子阻挡层处于阳极侧面上时，所述层可以处于空穴传输层与发光层之间并且与所述发光层相邻。在一些实施方式中，当激子阻挡层处于阴极侧面上时，所述层可以处于发光层与阴极之间并且与所述发光层相邻。在一些实施方式中，空穴注入层、电子阻挡层或相同的层处于阳极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阳极侧面上与发光层相邻。在一些实施方式中，空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层或相同的层处于阴极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阴极侧面上与发光层相邻。在一些实施方式中，激子阻挡层包含激发单重态能量和激发三重态能量，其中的至少一个分别高于发光材料的激发单重态能量和激发三重态能量。
空穴传输层：
空穴传输层包含空穴传输材料。在一些实施方式中，空穴传输层为单层。在一些实施方式中，空穴传输层具有多个层。
在一些实施方式中，空穴传输材料具有空穴的注入或传输特性和电子的阻挡特性中的一种。在一些实施方式中，空穴传输材料为有机材料。在一些实施方式中，空穴传输材料为无机材料。作为可以用于本发明中的已知空穴传输材料的实例，可以举出(但不限于)三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、二氢吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、被氨基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪(stilbene)衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺共聚物和导电聚合物寡聚物(尤其噻吩寡聚物)或其组合。在一些实施方式中，空穴传输材料选自卟啉化合物、芳香族叔胺和苯乙烯胺化合物。在一些实施方式中，空穴传输材料为芳香族叔胺化合物。在以下，举出能够用作空穴传输材料的优选化合物的具体例。
[化学式36]
电子传输层：
电子传输层包含电子传输材料。在一些实施方式中，电子传输层为单层。在一些实施方式中，电子传输层具有多个层。
在一些实施方式中，电子传输材料仅需要具有传输电子的功能，其从阴极注入到发光层中。在一些实施方式中，电子传输材料也作为空穴阻挡材料而发挥作用。作为可以用于本发明中的电子传输层的实例，可以举出(但不限于)被硝基取代的芴衍生物、二苯醌衍生物、硫代哌喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷、蒽酮衍生物、噁二唑衍生物、唑衍生物、嗪衍生物或其组合或其聚合物。在一些实施方式中，电子传输材料为噻二唑衍生物或喹喔啉衍生物。在一些实施方式中，电子传输材料为聚合物材料。在以下，举出能够用作电子传输材料的优选化合物的具体例。
[化学式37]
此外，作为能够添加到各有机层中的材料，举出优选的化合物例。举例来说，可以考虑作为稳定化材料进行添加等。
[化学式38]
具体地例示能够用于有机电致发光元件的优选材料，但在本发明中可以使用的材料并不被以下例示化合物做限定性地解释。并且，即使是作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也能够作为具有其他功能的材料而转用。
装置：
在一些实施方式中，将发光层并入到装置中。举例来说，装置包括OLED灯泡、OLED灯、电视机屏幕、计算机监视器、移动电话和平板计算机，但并不限定于这些。
在一些实施方式中，电子装置包含OLED，所述OLED具有阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。
在一些实施方式中，本文中所描述的组合物可以并入到各种光敏感或光活化装置，如OLED或光伏打装置中。在一些实施方式中，所述组合物可以适用于促进装置内的电荷转移或能量转移和/或适用作空穴传输材料。作不所述装置，例如可以举出有机发光二极管(OLED)、有机集成电路(OIC)、有机场效应晶体管(O-FET)、有机薄膜晶体管(O-TFT)、有机发光晶体管(O-LET)、有机太阳能电池(O-SC)、有机光检测器、有机感光器、有机场淬灭装置(organic field-quench device；O-FQD)、发光电化学电池(LEC)或有机激光二极管(O-激光)。
灯泡或灯：
在一些实施方式中，电子装置包含OLED，所述OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。
在一些实施方式中，装置包含颜色不同的OLED。在一些实施方式中，装置包括包含OLED组合的阵列。在一些实施方式中，OLED的所述组合为三种颜色的组合(例如RGB)。在一些实施方式中，OLED的所述组合为并非红色、绿色或蓝色的颜色的组合(举例来说，橙色和黄绿色)。在一些实施方式中，OLED的所述组合为两种、四种或四种以上的颜色的组合。
在一些实施方式中，装置为OLED灯，所述OLED灯具备：
电路基板，具备具有安装面的第1面和与此相反的第2面，并且划定至少一个开口部；
至少一个OLED，配置于所述安装面上，并且具有所述至少一个OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层并发光的结构；
壳体，用于电路基板；及
至少一个连接器，配置于所述壳体的端部，并且所述壳体及所述连接器划定适于安装到照明设备上的封装。
在一些实施方式中，OLED灯包含安装在电路板上以使得光沿多个方向发出的多个OLED。在一些实施方式中，使沿第1方向发出的光的一部分偏转以沿第2方向发出。在一些实施方式中，反射器用于使沿第1方向发出的光偏转。
显示器或屏幕：
在一些实施方式中，本发明的发光层可以用于屏幕或显示器中。在一些实施方式中，使用包括(但不限于)真空蒸发、沉积、蒸镀或化学气相沉积(CVD)的方法来将本发明所涉及的化合物沉积到衬底上。在一些实施方式中，衬底为适用于双侧蚀刻的照相底片(photoplate)结构，提供独特纵横比像素。屏幕(其也可以被称作掩模)用于制造OLED显示器中的方法中。相对应的艺术品图案设计在竖直方向上在像素之间促进极陡峭并狭窄的拉杆(tie-bar)，并且在水平方向上促进较大的拂掠斜角开口部。由此，允许对于高清显示器所需的像素紧密图案化，同时优化向TFT底板上的化学气相沉积。
像素的内部图案化允许构筑在水平和竖直方向上纵横比变化的三维像素开口部。此外，在像素区域内使用成像的“条带”或半色调圆形抑制特定区域中的蚀刻，直到这些特定图案被底切并离开衬底为止。此时，使所有像素区域以相同的蚀刻速率进行处理，但深度取决于半色调图案而变化。改变半色调图案的尺寸和间距允许蚀刻在像素内以不同速率得到抑制，允许进行形成陡峭竖直斜角所需的局部更深蚀刻。
用于蒸镀掩模的优选材料为恒范钢(invar)。恒范钢为在钢厂中冷轧成长薄片的金属合金。恒范钢无法作为镍掩模电沉积到自旋芯轴上。用于在蒸镀用掩模内形成开口区域的适当且低成本的方法为基于湿式化学蚀刻的方法。
在一些实施方式中，屏幕或显示器图案为衬底上的像素矩阵。在一些实施方式中，屏幕或显示器图案使用光刻(lithography)(例如光刻法(photolithography)和e束光刻)来制造。在一些实施方式中，屏幕或显示器图案使用湿式化学蚀刻来制造。在另外的实施方式中，屏幕或显示器图案使用等离子蚀刻来制造。
装置的制造方法：
OLED显示器一般通过形成较大母板并且接着将所述母板切割成单元板单位来制造。一般来说，母板上的每一个单元板均通过以下来形成：在基底衬底上形成包括作用层和源电极/漏电极的薄膜晶体管(TFT)，将平坦化膜涂覆到所述TFT上，并且依序形成像素电极、发光层、相对电极和包封层，并且从所述母板切割。
在本发明的另一方面中，提供一种有机发光二极管(OLED)显示器的制造方法，所述方法包括：
在母板的基底衬底上形成阻挡层的工序；
在所述阻挡层上由单元板单位形成多个显示单位的工序；
在所述单元板的显示单位的各自上形成包封层的工序；及
在所述单元板之间的介面部分上涂覆有机膜的工序。
在一些实施方式中，阻挡层为由例如SiNx形成的无机膜，并且阻挡层的边缘部分覆盖有由聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜。在一些实施方式中，有机膜有助于将母板轻轻地切割成单元板单位。
在一些实施方式中，薄膜晶体管(TFT)层具有发光层、闸电极、和源电极/漏电极。所述多个显示单位中的每一个均可以包括薄膜晶体管(TFT)、在所述TFT层上形成的平坦化膜和在平坦化膜上形成的发光单位，其中涂覆于所述介面部分的有机膜由与所述平坦化膜的材料相同的材料形成并且在与形成所述平坦化膜相同的时间形成。在一些实施方式中，所述发光单位连接到TFT层，其间具有钝化层、平坦化膜和包封层，并且包封层覆盖和保护所述发光单位。在所述制造方法的一些实施方式中，所述有机膜既不接触显示单位也不接触包封层。
所述有机膜和平坦化膜中的每一个均可以包括聚酰亚胺和丙烯酰基中的任一种。在一些实施方式中，所述阻挡层可以为无机膜。在一些实施方式中，所述基底衬底可以由聚酰亚胺形成。所述方法可以进一步包括，在于由聚酰亚胺形成的基底衬底的一个表面上形成阻挡层之前，将由玻璃材料形成的载体衬底安装到所述基底衬底的另一个表面上，并且在沿着介面部分切割之前，使所述载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施方式中，所述OLED显示器为柔性显示器。
在一些实施方式中，所述钝化层为配置于TFT层上以覆盖所述TFT层的有机膜。在一些实施方式中，所述平坦化膜为在钝化层上形成的有机膜。在一些实施方式中，所述平坦化膜由聚酰亚胺或丙烯酰基形成，如在阻挡层边缘部分上形成的有机膜一样。在一些实施方式中，当制造OLED显示器时，同时形成所述平坦化膜和有机膜。在一些实施方式中，所述有机膜可以在阻挡层的边缘部分上形成，以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕所述阻挡层的边缘部分的同时接触所述阻挡层。
在一些实施方式中，所述发光层具有像素电极、相对电极和配置于所述像素电极与所述相对电极之间的有机发光层。在一些实施方式中，所述像素电极连接到TFT层的源电极/漏电极。
在一些实施方式中，当经由TFT层向像素电极施加电压时，在像素电极与相对电极之间形成适当的电压，由此有机发光层发光，由此形成图像。以下，将具有TFT层和发光单位的图像形成单位称为显示单位。
在一些实施方式中，覆盖显示单位并且防止外部水分渗透的包封层可以形成为具有其中有机膜和无机膜交替层叠的薄膜包封结构。在一些实施方式中，所述包封层具有其中多个薄膜层叠的薄膜包封结构。在一些实施方式中，涂覆于介面部分的有机膜与多个显示单位中的每一个均间隔开。在一些实施方式中，形成所述有机膜以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕阻挡层边缘部分的同时接触所述阻挡层。
在一个实施方式中，OLED显示器为柔性，并且使用由聚酰亚胺形成的软基底衬底。在一些实施方式中，在由玻璃材料形成的载体衬底上形成所述基底衬底，并且接着分离所述载体衬底。
在一些实施方式中，在基底衬底中与载体衬底相反的一侧的表面上形成阻挡层。在一个实施方式中，根据每一个单元板的尺寸使所述阻挡层图案化。举例来说，在母板整个表面上方形成基底衬底的同时，根据每一个单元板的尺寸形成阻挡层，由此在单元板阻挡层之间的介面部分处形成凹槽。可以沿着所述凹槽切割每一个单元板。
在一些实施方式中，所述制造方法还包含沿着介面部分切割的工序，其中在阻挡层中形成凹槽，其中在所述凹槽中形成有机膜的至少一部分，并且所述凹槽不穿透到基底衬底中。在一些实施方式中，形成每一个单元板的TFT层，并且将钝化层(即，无机膜)和平坦化膜(即，有机膜)配置于TFT层上以覆盖TFT层。在形成由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的平坦化膜的同时，用由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜覆盖介面部分处的凹槽。这是当通过允许有机膜吸收冲击来防止开裂出现时，所述冲击是在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生。也就是说，若整个阻挡层在无有机膜时完全暴露，则在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生的冲击转移到所述阻挡层，由此增加开裂风险。然而，在一个实施方式中，因为阻挡层之间的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，并且所述有机膜吸收否则将转移到所述阻挡层的冲击，所以可以轻轻地切割每一个单元板，并且可以防止开裂在阻挡层中出现。在一个实施方式中，覆盖介面部分处凹槽的有机膜与平坦化膜彼此间隔开。举例来说，若有机膜和平坦化膜彼此连接作为单层，则因为外部水分可能经由所述平坦化膜和残留有有机膜的一部分穿透到显示单位中，所以将所述有机膜与所述平坦化膜彼此间隔开以使得所述有机膜与所述显示单位间隔开。
在一些实施方式中，通过形成发光单位来形成显示单位，并且将包封层配置于所述显示单位上以覆盖所述显示单位。由此，在完全制造母板之后，使支撑基底衬底的载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施方式中，当朝向载体衬底辐射激光束时，载体衬底因所述载体衬底与基底衬底之间的热膨胀系数差而与所述基底衬底分离。
在一些实施方式中，将母板切割成单元板单位。在一些实施方式中，通过使用切割机来沿着单元板之间的介面部分切割母板。在一些实施方式中，因为切割母板所沿的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，所以所述有机膜在切割期间吸收冲击。在一些实施方式中，可以在切割期间防止开裂在阻挡层中出现。
在一些实施方式中，所述方法降低产品的缺陷率，并且使其品质稳定。
另一方面为一种OLED显示器，其具有：在基底衬底上形成的阻挡层；在所述阻挡层上形成的显示单位；在所述显示单位上形成的包封层；和涂覆于所述阻挡层的边缘部分上的有机膜。
实施例
在以下，举出实施例对本发明的特征进一步进行具体说明。以下所示的材料、处理内容、处理工序等只要不脱离本发明的主旨，则能够适当变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的具体例做限定性地解释。另外，关于发光性能的评价，使用源表(TEKTRONIX,INC.制：2400系列)、半导体参数-分析器(Agilent Technologies Japan,Ltd.制：E5273A)、光功率计测量装置(Newport Corporation制：1930C)、光学光谱仪(Ocean Photonics.制：USB2000)、分光辐射计(TOPCON CORPORATION,制：SR-3)及条纹照相机(HamamatsuPhotonics K.K.制C4334型)进行。
(实施例1)
在实施例1中，研究了发光层的S值根据基底层的材料如何变化。
在玻璃基板上蒸镀U1～U5或比较化合物(H1)来形成10nm的厚度的基底层。在其基底层上对H1和T60从不同的蒸镀源以重量比65：35进行共蒸镀，从而形成了40nm的厚度的发光层。测定了所形成的发光层中的T60的S值。将结果示于表1。
表1的结果示出，和使用了与发光层中所包括的65重量％的第1有机化合物相同的材料(H1)的基底层的比较例相比，使用了由通式(1)所表示的化合物组成的基底层的本发明中，发光层的第2有机化合物的S值变小。这表示，通过将通式(1)所表示的化合物用于基底层，在其上形成的发光层的第2有机化合物的取向性大幅度提高。
[表1]
基底层的构成材料 S值
H1(比较例) -0.18
U1(本发明) -0.29
U2(本发明) -0.28
U3(本发明) -0.25
U4(本发明) -0.24
U5(本发明) -0.23
(实施例2)
在实施例2中，研究了通过变更基底层的材料和发光层的第1有机化合物的组合，发光层的S值如何变化。
如表2所示，变更基底层的材料和发光层和第1有机化合物的组合，以与实施例1相同的方式，在玻璃基板上形成了基底层和发光层。测定了所形成的发光层中的T60的S值。将结果示于表2。
表2的结果示出，通过不仅基底层仅由通式(1)所表示的化合物构成，发光层中所包括的第1有机化合物也设为通式(1)所表示的化合物，进一步提高发光层的第2有机化合物的取向性。
[表2]
基底层的构成材料 发光层的第1有机化合物 S值
H1(比较例) H1 -0.18
U4(本发明) U5 -0.33
U4(本发明) U2 -0.25
U5(本发明) U5 -0.28
U2(本发明) U2 -0.22
(实施例3)
实施例3中，研究了变更了发光层的第2有机化合物时的基底层的材料与发光层的S值的关系。
将发光层的第2有机化合物从T60变更为T3，并且如表3及表4所示地变更基底层的材料和发光层的第1有机化合物的组合，以与实施例1相同的方式，在玻璃基板上形成了基底层和发光层。但是，发光层的第1有机化合物与第2有机化合物的重量比设为70：30。测定了所形成的发光层中的T3的S值。将结果示于表3及表4。
表3及表4的结果示出，即使在将发光层的第2有机化合物变更为不同的延迟荧光材料时，通过将通式(1)所表示的化合物用于基底层，能够使在其上形成的发光层的第2有机化合物的取向性大幅度提高。并且，示出通过还将发光层中所包括的第1有机化合物设为通式(1)所表示的化合物，进一步使发光层的第2有机化合物的取向性提高。
[表3]
基底层的构成材料 发光层的第1有机化合物 S值
H1(比较例) H1 -0.26
U4(本发明) H1 -0.34
U5(本发明) H1 -0.30
[表4]
基底层的构成材料 发光层的第1有机化合物 S值
U4(本发明) U5 -0.39
U4(本发明) U2 -0.40
U4(本发明) U3 -0.41
U5(本发明) U5 -0.39
U2(本发明) U2 -0.40
[化学式39]
(实施例4)
实施例4中，制作基底层不同的有机电致发光元件并进行了评价。
通过真空蒸镀法，在形成有由膜厚100nm的氧化铟锡(ITO)组成的阳极的玻璃衬底上，以真空度1×10-6Pa层叠了各薄膜。首先，在ITO上形成厚度为10nm的HATCN，在其上形成厚度为35nm的NPD。接着，在其上形成厚度为10nm的U4作为基底层，进而在其上对H1和T3从分别不同的蒸镀源以重量比70：30进行共蒸镀，从而形成了厚度为40nm的发光层。此外，在其上形成厚度为10nm的HB1，进而在其上对HB1和Liq从不同的蒸镀源以重量比70：30共蒸镀形成20nm的厚度。此外，将Liq形成为2nm的厚度，接着将铝(Al)蒸镀至100nm的厚度，由此形成了阴极。通过以上的步骤，制作了本发明的有机电致发光元件。
为了进行比较，还制作了基底层由H1构成的比较用有机电致发光元件。
使各元件进行驱动，发现了最大发光波长484nm的发光。将测定了各元件的外量子效率(EQE)和初始驱动电压的结果示于表5。表5的结果示出，通过将通式(1)所表示的化合物用于基底层来提高发光层的第2有机化合物的取向性，使素子的发光效率提高，抑制初始驱动电压。
[表5]
基底层的构成材料 S值 EQE(％) 初始驱动电压(V)
H1(比较例) -O.26 17.0 5.01
U4(本发明) -0.34 19.3 5.01
(实施例5)
在实施例5中，制作了与发光层的第1有机化合物不同的有机电致发光元件并进行了评价。
除了变更由U4形成基底层且分别由H1和U5形成发光层的第1有机化合物这一点之外，以与实施例4相同的方法制作了有机电致发光元件。关于所制作的各元件，将与实施例4同样地测定了S值和外量子效率(EQE)和初始驱动电压的结果示于表6。表6的结果示出，通过不仅基底层仅由通式(1)所表示的化合物构成，发光层中所包括的第1有机化合物也设为通式(1)所表示的化合物，进一步提高发光层的第2有机化合物的取向性，使抑制元件的发光效率提高，抑制初始驱动电压。
[表6]
基底层的构成材料 发光层的第1有机化合物 S值 EQE(％) 初始驱动电压(V)
U4(本发明) H1 -0.30 24.1 3.6
U4(本发明) U5 -0.39 25.2 3.5
(实施例6)
在实施例6中，制作了在发光层中还含有最低激发单重态能量比第1有机化合物、第2有机化合物低的第3有机化合物的有机电致发光元件。
除了在发光层中还添加0.5重量％的F1作为第3有机化合物添加并将第1有机化合物的浓度变更为69.5重量％这一点之外，以与实施例4相同的方法制作了有机电致发光元件。
对所制作的各元件，以与实施例4相同的方式测定了S值，结果在基底层使用了H1的元件为-0.293，基底层中使用了U4元件为-0.344。并且，使用了U4作为基底层的元件的初始驱动电压也小。其结果示出，通过由通式(1)所表示的化合物构成基底层，提高发光层的第2有机化合物的取向性，抑制初始驱动电压。
[化学式40]
产业上的可利用性
根据本发明，只要在基底层使用通式(1)所表示的化合物，则能够使在其上形成的发光层的发光材料的取向性提高。因此，能够提供一种发光效率高的有机电致发光元件。并且，根据本发明的制造方法，能够简单地制造发光层的发光材料的取向性高的有机发光元件。因此，本发明的产业上的可利用性高。
符号说明
1-基板，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-基底层，6-发光层，7-空穴阻挡层，8-电子传输层，9-电子注入层，10-阴极。

Claims (18)

1.一种有机发光元件，其具有：基底层、在所述基底层的表面上层叠的发光层，其中，
所述发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物，
所述第2有机化合物为具有比所述第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料，
所述基底层包含下述通式(1)所表示的化合物，
通式(1)
[化学式1]
在通式(1)中，X表示O、S或N(R9)，
R1～R8分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，
R9表示取代基，
R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7、R7和R8可以彼此键合而形成烃环，所述烃环的氢原子可以被取代，
其中，
R1及R2、R2及R3或R3及R4通过彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构、被取代或未被取代的苯并噻吩结构、或者被取代或未被取代的吲哚结构，
R6为被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的二苯并呋喃基、或者被取代或未被取代的二苯并噻吩基。
2.根据权利要求1所述的有机发光元件，其中，
所述化合物中所包含的稠环结构均为5环以下。
3.根据权利要求1或2所述的有机发光元件，其中，
所述化合物中所包含的稠环结构均为3环以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机发光元件，其中，
X为N(R9)，R9为被取代或未被取代的芳基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机发光元件，其中，
R1及R2、R2及R3、或R3及R4通过彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的有机发光元件，其中，
当X为N(R9)且R6为被取代或未被取代的咔唑基时，其咔唑基为被取代或未被取代的咔唑-9-基。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第1有机化合物包括咔唑结构、二苯并呋喃结构或二苯并噻吩结构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第1有机化合物为通式(1)所表示的化合物，并且与所述基底层中所包含的化合物可以相同，也可以不同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物包括咔唑结构、二苯并呋喃结构或二苯并噻吩结构。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物的最低激发单重态与77K的最低激发三重态的能量之差ΔEST为0.3eV以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述第2有机化合物为由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述发光层中的所述第2有机化合物的浓度为5～50重量％。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的有机发光元件，其中，
所述发光层还包含具有比所述第1有机化合物及所述第2有机化合物低的最低激发单重态能量的第3有机化合物。
14.根据权利要求13所述的有机发光元件，其中，
所述发光层中的所述第3有机化合物的浓度为3重量％以下。
15.根据权利要求13或14所述的有机发光元件，其中，
所述第3有机化合物为由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氟原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子组成的化合物。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的有机发光元件，其为有机电致发光元件。
17.根据权利要求16所述的有机发光元件，其中，
所述基底层为电子阻挡层。
18.一种有机发光元件的制造方法，其包括在基底层的表面上形成发光层的工序，其中，
所述发光层包含第1有机化合物和第2有机化合物，
所述第2有机化合物为具有比所述第1有机化合物低的最低激发单重态能量的延迟荧光材料，
所述基底层包含下述通式(1)所表示的化合物，
通式(1)
[化学式2]
在通式(1)中，X表示O、S或N(R9)，
R1～R8分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，
R9表示取代基，
R1和R2、R2和R3、R3和R4、R5和R6、R6和R7、R7和R8可以彼此键合而形成烃环，所述烃环的氢原子可以被取代，
其中，
R1及R2、R2及R3或R3及R4通过彼此键合而形成被取代或未被取代的苯并呋喃结构、被取代或未被取代的苯并噻吩结构、或者被取代或未被取代的吲哚结构，
R6为被取代或未被取代的咔唑基、被取代或未被取代的二苯并呋喃基、或者被取代或未被取代的二苯并噻吩基。
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