TW201213497A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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TW201213497A
TW201213497A TW100118131A TW100118131A TW201213497A TW 201213497 A TW201213497 A TW 201213497A TW 100118131 A TW100118131 A TW 100118131A TW 100118131 A TW100118131 A TW 100118131A TW 201213497 A TW201213497 A TW 201213497A
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substituent
carbon atoms
ring
formula
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TW100118131A
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Kazuki Nishimura
Toshinari Ogiwara
Hitoshi Kuma
Kenichi Fukuoka
Chishio Hosokawa
Yukitoshi Jinde
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Idemitsu Kosan Co
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201213497 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機電激發光元件（以下、簡稱r有·；^ EL元件」。）。 【先前技術】 有機EL元件爲藉由外加電場，利用因由陽極注入的 電洞與由陰極注入的電子之再結合能量，發光材料發光之 原理的自發光元件。
Eastman Kodak Company之 C.W.Tang們發表以低電壓 驅動之層合型之有機EL元件以來、以有機物質爲構成材 料之硏究盛行。 又，亦提案作爲發光材料利用磷光發光材料之磷光型 有機EL元件。磷光型有機EL元件藉由利用磷光發光材料 之激發狀態的一重態狀態與三重態狀態，可達成高發光效 率。此推測係因發光層內電洞與電子再結合時，自旋多重 度不同，而一重態激發子與三重態激發子以1 : 3之比例生 成，故與僅使用螢光發光材料之場合相比較，可達成3〜4 倍之發光效率。
接著，提案設置二層以上之發光層、企圖使發光效率 提升的有機EL元件（例如文獻1 :特開200 1 -3 19779號公報 、文獻 2 : Gregor Schwartz ' 另外 3 名、「Reduced efficiency roll-off in high-efficiency hybrid white organic light-emitting diodes j ' APPLIED PHYSICS 201213497 LETTERS 2008 年 92 卷、p · 0 5 3 3 1 1 - 1 〜0 5 3 3 1 1 · 3 作爲參考 )° 文獻1及文獻2中揭示具備連續的第一發光層及第二發 光層的有機EL元件。 在文獻1之有機EL元件，作爲第二發光層之主體材料 採用較第一發光層之主體材料高電子輸送性之單嗪衍生物 。又，在第一發光層及第二發光層之發光材料皆採用相同 鄰位金屬化錯合物。 另一方面，在文獻2之有機EL元件，作爲第一發光層 及第二發光層之發光材料採用相異鄰位金屬化錯合物（圖 1、device A作爲參考）。 然而，在文獻1記載之有機EL元件，因第一發光層及 第二發光層之發光材料爲相同鄰位金屬化錯合物，考量實 用化之場合，有發光效率、電流效率、耐久性低之問題。 另一方面，在文獻2記載之有機EL元件，作爲第一發 光層及第二發光層之發光材料，使用相異鄰位金屬化錯合 物，但如文獻2之圖3所示，只得到約600ηιη之強發光波峰 。亦即，在文獻2記載之有機EL元件，實質上僅能得到紅 色發光，故發光平衡差。 【發明內容】 發明槪要 本發明之目的在於提供適用作爲照明用途或背光等面 光源、在低電壓發光效率及電流效率高、耐久性優異之有 ⑧ -6- 201213497 機EL元件。又，本發明之目的爲提供輝度上昇時產生色 偏極小的有機EL元件。進而本發明之目的爲提供可由複 數發光層分別平衡地發光之有機EL元件。 (1)本發明之有機電激發光元件爲具備陽極、與陰 極、與於前述陽極及前述陰極間至少有電洞輸送層、第一 發光層、第二發光層、及電子輸送層的有機電激發光元件 其特徵係前述第一發光層含有第一主體材料與第一發光
的金屬錯合物。
以前述第一主體材料爲胺衍生物爲 體材料互爲相異爲佳。 (3 )在本發明， (4 )在本發明， 以前述胺衍生物爲下述 7 )所示之化合物爲佳。 式（1 ) 201213497
(式（1 )中，ΑΓι〜Ar4分別爲可具有取代基之碳數6〜30 之芳基、或、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族雜環基 式（2 )〜（7 )中，Ar5〜Ar16分別爲可具有取代基 之碳數6〜40之芳基、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族 雜環基、鍵結有芳香族胺基的芳基且可具有取代基之碳數 8〜40之芳基、及鍵結有芳香族雜環基的芳基且司·具有取 代基之碳數8〜40之芳基中之任一。 式（1)〜（7)中，Ari〜Ari6可爲梯型肤喃基。 式（1)〜（7)中，An 與 Ar2、Ar3 與 Ar4、Ar5 與 Ar6 -8 - ⑧ 201213497 、Ar8 與 Ar9、Ari〇 與 Αγη、Ari2 與 Ar13、八1：15與八1'16可相互 鍵結、形成環。 式（2) ，( 4 ) ，（6) ，（7)中，Li〜L7爲直接鍵 結或碳數1〜30之鍵結基。 式（1)〜（7)中’ Ri〜Κ·23分別爲氫原子、鹵素原 子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取代基之 碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之非縮合 芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基、可具有取 代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基、可具有取代基 之碳數7〜20之芳院基、可具有取代基之碳數2〜40之嫌基 、可具有取代基之1〜40之烷基胺基、可具有取代基之碳 數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜20之烷基 矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基、可具 有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有取代基 之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一。 式（4) 、（6) 、（7)中，Χ6分別爲硫原子、 氧原子、及經單芳基取代的氮原子中之任一。） (5) 在本發明，以前述第二主體材料具有咔唑骨架 爲佳。 (6) 在本發明，以前述第二主體材料爲下述式（8) 〜（12Α)所示之化合物爲佳。 201213497
Rm
Ri i:i
Ri 11
Ri i 1
(12A) (式（8 )〜（1 1 )中，An。,〜Ar1()4分別爲可具有取代基 之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之碳數3〜60之雜環 基中之任一。 式（8)〜（11)中，Rii〇及Riii與上述Ri相同。 式（8)〜（11)中，η爲1〜4整數中之任一，m爲1 〜4整數中之任一。11與111之和（n+m)爲(n+m) 之關係。 -10- 201213497 式（12) 、（12A)中，X爲N或CH，N之數爲1〜4。 式（12)中，R121〜R128分別爲氫原子、芳基、烷基 、及連結有式（12A)骨架之構造之任一。 於Rm-Rm鍵結有式（12A)骨架之構造爲R121與 Rl22、Rl22 與艮123、Rl23 與 Rl24、Rl25 與 Rl26、Rl26 與 Rl27、 及Rl27與Rl28中之至少一者鍵結於式（12A)骨架之構造 〇 式（12A)中，Rl29爲氫原子、芳基、及烷基中之任 —。） (7)在本發明’以前述第二主體材料爲下述式（8A )〜（1 1 A )所示之化合物爲佳。
Rut R”i
(9A) (8A)
(10A) (11A) (式（8Α ) (11A)中，Ar1()1〜Ar1()4分別爲氫原子 -11 - 201213497 可具有取代基之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之碳 數3〜60之雜環基中之任一。但’在式（8A) 、（9A)、 (1 1 A )，無Arioi〜Ari〇3全部爲氫原子之情形’在式（ 1 〇A )，無Arioi〜ArIG4全部爲氫原子之情形。 式（8A)〜（11A)中，Riio〜Rii2分別爲氫原子、 鹵素原子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取 代基之碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之 非縮合芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基、可 具有取代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基' 可具有 取代基之碳數7〜20之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜40 之烯基、可具有取代基之1〜40之烷基胺基 '可具有取代 基之碳數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜20 之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基 、可具有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有 取代基之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一。 式（8A)〜（11A)中，η爲1〜4整數中之任一，m爲 1〜4整數中之任一》η與m之和（n+m)爲2S (n+m)各 5之關係。） (8)在本發明，以前述第二主體材料爲下述式（13 )所示之化合物爲佳。 ⑧ -12- 201213497 A1
I X1
A2 (式（13)中’ A1爲可具有取代基之環形成碳數i〜30之 含氮雜環基（但’可具有取代基之咔唑基及可具有取代基 之吲哚基除外）。A2爲可具有取代基之環形成碳數6〜30之 芳香族烴基、或可具有取代基之環形成碳數1〜30之含氮 雜環基。 X1，X2各自獨立’爲單鍵、可具有取代基之環形成碳 數6〜30之芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數6〜30 之縮合芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數2〜30之 芳香族雜環基、及可具有取代基之環形成碳數2〜30之縮 合芳香族雜環基中之任一》 Y1〜Y4各自相互獨立，爲氫原子、氟原子、氰基、可 具有取代基之碳數1〜20之烷基、可具有取代基之碳數1〜 20之烷氧基、可具有取代基之碳數1〜20之鹵烷基、可具 有取代基之碳數1〜20之鹵烷氧基、可具有取代基之碳數1 〜10之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數6〜30之芳基矽 -13- 201213497 烷基、可具有取代基之環形成碳數6〜30之芳香族烴基、 可具有取代基之環形成碳數6〜30之縮合芳香族烴基、可 具有取代基之環形成碳數2〜30之芳香族雜環基、及可具 有取代基之環形成碳數2〜30之縮合芳香族雜環基中之任 —。又，相鄰接之Y1〜Y4彼此可相互形成鍵結、形成環構 造。 p，q各自爲1〜4整數中之任一，r，s各自爲1〜3整數 中之任一。 又’ P’ q各自爲2〜4整數中之任一、r，s爲2或3整數 之任一之場合’複數之Y1〜Y4可各自相同或相異。
Ai ’ A2，X1 ’ X2，及Υι〜Y4中之至少—者爲單嗪衍 生物、二嗪衍生物、及三嗪衍生物中之任一所衍生之基。 ) (9)在本發明’以前述第二主體材料爲下述式（14 )或式（1 5 )所示之化合物爲佳。 ⑧ -14 - 201213497
(式（14) ' (15)中，X爲CH或N，X中至少一個爲N。
Ar21〜Ar23各自相互獨立爲可具有非縮合環構造的取代基 之芳香族烴基或芳香族雜環基。Ar22或Ar23可與含X之環 形成縮合環。） (10)在本發明，以前述第二主體材料爲下述式（16 )或式（17 )所示之化合物爲佳。 -15- «； 201213497
(式（16 )中，Ar23爲可具有非縮合環構造的取代基之芳 香族烴基或芳香族雜環基所構成之2價鍵結基，、r22〇 爲氫原子、可具有非縮合環構造的取代基之芳香族烴基或 芳香族雜環基，R2 2 2、R2 2 3各自爲可具有非縮合環構造的 取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基，R216、R218、R2 19 、R221分別爲氫原子、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基 、二烷基胺基、二芳基胺基、二芳烷基胺基、胺基、硝基 、醯基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、烷基磺醯基、鹵烷 基 '羥基、醯胺基、可具有取代基之芳香族烴基' 及可具 有取代基之芳香族雜環基中之任一。式（16)中，Ar23、 及R21 6〜R22 3中之任一爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及三 嗪衍生物中之任一所衍生之基。） -16- 201213497 R227 R225
R228 R226 (17)
Qn- r232 (17A) (式（17) ’ （17A)中’環F、環F’爲與鄰接環縮合之 式（17A )所表示之雜環，Ar24與上述Ar23同義。R230〜 R2 3 2各自獨立，與上述R2 2 2同義。R2 24〜R229各自獨立，與 上述R216同義。式（17)中，Ar24、R2 2 4〜R23i、及式（ 17A )之R2 3 2中之任一爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及三 嗪衍生物中之任一所衍生之基。） (11) 在本發明，以前述第二主體材料較前述第一主 體材料之親和準位大爲佳。 (12) 在本發明，以前述第二主體材料較前述第一主 體材料離子化電位大爲佳。 (13) 本發明中，前述第一發光材料及前述第二發光 材料爲金屬錯合物。該金屬錯合物以含銥（lr)、鈀（Pd )、及白金（Pt)中之至少一者的金屬爲佳。 (14) 在本發明，前述金屬錯合物以下述式（2〇)所 表示之鄰位金屬化錯合物爲佳。 -17- 201213497
(20) (式（20)中，A31爲與A32及Q鍵結之環，爲可具有取代 基之芳香族烴環基或可具有取代基之芳香族雜環基。A32 爲鍵結於A31之芳香族雜環基，作爲形成芳香族雜環之原 子，含氮且可具有取代基。含A31之環與含A32之環進而可 在環的其他部位彼此鍵結使環構造結合，形成一個縮合環 或具有不飽和構造之環。 Q爲鈀（Pd)、銥（Ir)、及白金（Pt)中之任一。 L爲2基座之配位基。 m及η爲整數，Q爲2價金屬之場合，n=2且m=〇，q 爲3價金屬之場合，n=3且m=0、或n=2且m=l。） (15)在本發明，以前述第一發光材料顯示5 7 〇nm以 上之發光波峰，前述第二發光材料顯示565 nm以下之發光 波峰爲佳。 根據本發明之有機EL元件，因作爲第二主體材料使 用特定的嗪衍生物，且作爲第一發光材料及第二發光材料 -18- 201213497 使用互爲相異的鄰位金屬化錯合物，故發光效率、電流效 率、耐久性皆優。 因此，本發明之有機EL元件宜使用於照明用途或作 爲背光等面光源。又，本發明之有機EL元件在提高輝度 時產生之色偏變得極小。 進而在本發明之有機EL元件，可使由第一發光層及 第二發光層各自平衡地發光。 實施發明之最佳形態 [第一實施形態] (有機EL元件之構成） 以下、說明有關本發明之有機EL元件之元件構成。 本發明之有機EL元件具備陽極、陰極、與配置於陽 極及陰極間的發光單元。 發光單元具有至少1個發光層，爲單層或層合物。發 光單元係具有在陽極側，從陽極側向陰極側注入電洞而輸 送該電洞，且在陰極側從陰極側向陽極側注入電子而輸送 該電子之機能。接著，藉由在前述至少1個發光層內電洞 與電子再結合而發光者。 發光單元之代表構成可舉例如： (1 )發光層 (2) 電洞注入層/發光層 (3) 電子注入·輸送層/發光層 (4) 電洞注入層/發光層/電子注入·輸送層 -19- 201213497 (5) 有機半導體層/發光層 (6) 有機半導體層/電子障壁層/發光層 (7) 有機半導體層/發光層/附著改善層 (8) 電洞注入·輸送層/發光層/電子注入·輸送 層 (9) 絕緣層/發光層/絕.緣層 (10) 無機半導體層/絕緣層/發光層/絕緣層 (11) 有機半導體層/絕緣層/發光層/絕緣層 (12) 絕緣層/電洞注入·輸送層/發光層/絕緣層 (13) 絕緣層/電洞注入·輸送層/發光層/電子注 入·輸送層 等構成。 又，上述「電洞注入•輸送層」爲「電洞注入層及電 洞輸送層之至少任1個」，「電子注入·輸送層」爲「電 子注入層及電子輸送層之至少任1個」。 上述中以（8)之元件構成較宜使用但並不限於此等 〇 又，本實施形態中的上述「發光層」係由本發明中第 一發光層與連續形成於第一發光層之陰極側的第二發光層 所構成。 圖1所示般，有機EL元件1具備透明基板2、陽極3、 陰極4、與陽極3及陰極4間形成的發光單元5，發光單元5 具備從陽極3側依序之電洞輸送層6、第一發光層51、第二 發光層52、及電子輸送層7。 -20- 201213497 (陽極及陰極） 有機EL元件1之陽極3具有將電洞注入電洞輸送層6之 功能。且具有4.5 eV以上之功函數較具效果。 陽極3材料的具體例，可舉例如氧化銦錫合金（ITO ) 、氧化錫（NESA )、氧化銦鋅氧化物、金、銀' 白金、 銅等。 陽極3可藉由將此等電極物質以蒸鍍法或濺鍍法等方 法形成薄膜而製作。 如本實施形態般，將來自發光單元5的發光由陽極3取 出時、以陽極3之可見領域的光透過率比10%大爲佳。又 ，陽極3的薄膜電阻以數百Ω/ □以下爲佳。陽極3的膜厚 雖因材料而異，通常在10nm〜Ιμιη、較佳爲10nm〜200nm 之範圍中選擇。 陰極4以具有將電子注入電子輸送層7之功能，且功函 數小之材料爲佳。 陰極4之材料雖未特別限定，具體上可使用銦、鋁、 鎂、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、鋁·鋰合金、鋁·銃-鋰合金、 鎂-銀合金等。 陰極4亦與陽極3相同，可藉由以蒸鍍法或濺鍍法等方 法形成薄膜而製作。又，亦可採用由陰極4側將發光取出 之態樣。 (發光層） -21 - 201213497 第一發光層51含有第一主體材料及第〜發光材料、第 二發光層52含有第二主體材料及第二發光材料。 (主體材料） 第一主體材料，以單胺化合物、二胺化合物、三胺化 合物、四胺化合物、經咔唑基取代的胺化合物等胺衍生物 爲佳。又’第一主體材料可使用與下述第二主體材料相同 材料。 胺衍生物以下述式（1 )〜（7 )所示之化合物爲佳。
201213497 式（1 )中，An〜Ar4分別爲可具有取代基之碳數6〜 30之芳基、或、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族雜環 基。 該芳基可舉例如苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基、 9,9’ -二甲基芴基、菲基等》 作爲芳香族雜環基，可舉例如噻吩之一價殘基、苯並 噻吩之一價殘基、二苯並噻吩之一價殘基、呋喃之一價殘 基、苯並呋喃之一價殘基、二苯並呋喃之一價殘基等。 式（2 )〜（7 )中，Ar5〜Ar16分別爲可具有取代基 之碳數6〜40之芳基、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族 雜環基、鍵結有芳香族胺基的芳基且可具有取代基之碳數 8〜40之芳基、及鍵結有芳香族雜環基的芳基且可具有取 代基之碳數8〜40之芳基中之任一》 接著，式（1)〜（7)中’ An〜Ar16可爲梯型呋喃 基。 又，式（1)〜（7)中，Ar3與A“、Ar5與 Ar6、Arg 與 Ar9、Ari〇 與 Ani、Ari2 與 Ari3、Ar15 與 Ari6 可 相互鍵結、形成環。 式（2) 、（4) 、（6) 、（7)中，Im〜L7爲直接鍵 結或碳數1〜30之鍵結基。 在此，例如L i爲直接鍵結之場合係指N與伸苯基環直 接鍵結的構造。 式（1)〜（7)中，Ri〜R23分別爲氫原子、鹵素原 子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取代基之 -23- 201213497 碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之非縮合 芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基、可具有取 代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基、可具有取代基 之碳數7〜20之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜40之嫌基 、可具有取代基之1〜40之烷基胺基、可具有取代基之碳 數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜20之烷基 矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基、可具 有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有取代基 之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一。 式（4) 、 （6) 、 （7)中，Χι〜X6分別爲硫原子、 氧原子、及經單芳基取代的氮原子中之任一。 式（1)中，直接鍵結於Ari&Ar2所直接鍵結的N原子 之伸苯基可與AriSAr2直接鍵結。又，式（1)中，直接 鍵結於Ar3及Ar4所直接鍵結的N原子之伸苯基可與Ar3或 Ar4直接鍵結。 接著，式（1)中，Ar2及Ar3以碳數6〜30之縮合芳香 族烴爲佳。Ar2及Ar3進而以萘基爲佳。 式（2)中，Ar5及Ar6所直接鍵結的N原子上透過Li而 鍵結之伸苯基可與Ar5或Ar6直接鍵結。 式（1 )之胺衍生物，可舉例如以下之化合物。 ⑧ -24- 201213497
-25- 201213497
-26- ⑧ 201213497
式（2)之胺衍生物，可舉例如以下之化合物。 -27- 201213497
⑧ -28- 201213497
-29- 201213497
⑧ -30- 201213497
式（5 )之胺衍生物，可舉例如以下之化合物
-31 - 201213497
式（6 )之胺衍生物，可舉例如以下之化合物。
式（7 )之胺衍生物，可舉例如以下之化合物。 -32- ⑧ 201213497
又’第一主體材料的三重態能量隙（Eg ( Τ ))以 2 _4eV以上爲佳、2.5 eV以上更佳。藉由使第一主體材料的 三重態能量隙在2.4eV以上，可使第—主體材料的三重態 能量成爲比第一發光材料的三重態能量大的値。藉此，可 抑制第一發光材料的三重態能量擴散至第一主體材料等、 提升發光效率等。 另一方面’第一主體材料的三重態能量隙（Eg ( T ) )以較第一發光層51鄰接的電洞輸送層6之電洞輸送材料 的三重態能量隙（Eg ( T ))小爲佳。藉此，可避免三重 態能量擴散至第〜發光層51鄰接的電洞輸送層6、提升發 光效率等。 -33- 201213497 第二主體材料爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及三嗪衍 生物中之任一的嗪衍生物。又，嗪衍生物係指作爲形成環 的原子含1個以上之氮原子的六員環化合物。 因第二主體材料爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及三嗪 衍生物中之任一，由電子輸送層7至第一發光層51之電子 輸送性優。在此，第二主體材料以較第一主體材料電子輸 送性高爲佳。此時，可抑制激發子生成領域由第一發光層 51與第二發光層52之界面偏至第二發光層5 2側、可抑制色 偏。 又，因第二主體材料爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及 三嗪衍生物中之任一，與文獻2記載般有機EL元件相異， 亦可由第二發光層得到良好發光、可使第一發光層及第二 發光層各自平衡地發光。 進而第一主體材料的Ip (離子化電位）、與第一發光 層51鄰接的電洞輸送層6之材料的Ip差以〇.2eV以下爲佳、 0.15eV以下更佳、O.lOeV以下又更佳。藉由第一主體材料 與電洞輸送層6之材料之Ip差在0.2eV以下，來自電洞輸送 層6之流動在第一發光層51的電洞輸送性變得良好，故流 入第一發光層51及第二發光層52的電洞變多。因此，可使 第一發光層51及第二發光層52更加平衡地發光》 又’第二主體材料以與第一主體材料互爲相異爲佳。 使輝度上昇時，電子比電洞之移動速度變得更快，但藉由 組合互爲相異的第二主體材料與第一主體材料，可抑制激 發子生成領域偏移至第一發光層5 1側、可抑制色偏。 ⑧ -34- 201213497 又，在本發明之有機EL元件，以第一主體材料的電 洞移動度比第二主體材料大爲佳。例如在104〜106V/ cm 之電場外加時，第一主體材料的電洞移動度在1(T5 cm2/ Vs以上、且第二主體材料的電洞移動度以l(T7Cm2/Vs以 上爲佳。 如此，藉由使第一主體材料的電洞移動度比第二主體 材料大，在第一發光層51與第二發光層52之界面可使電洞 集中。 又，在本發明之有機EL元件，以第一主體材料的電 子移動度比第二主體材料小爲佳。例如在1〇4〜106V/ cm 之電場外加時’第一主體材料的電子移動度在l〇-8cm2/ Vs以上、且第二主體材料的電子移動度在i〇-5cm2/Vsw 上爲佳。 如此’藉由使第一主體材料的電子移動度比第二主體 材料小，在第一發光層51與第二發光層52之界面可使電子 集中。 因此’在第一發光層51與第二發光層52之界面附近可 使激發子良好地生成。 又’第一主體材料的三重態能量隙（Eg (T))與構 成第二發光層52的第二主體材料的三重態能量隙（Eg (T ))之差以較0.1 eV小爲佳。藉此，可避免由第一發光層 51二重態能量擴散至第—發光層51鄰接的電洞輸送層6、 可提升發光效率等。 又’在避免三重態能量擴散至第一發光層51鄰接的電
S -35 - 201213497 洞輸送層6及第二發光層52中之至少一者之場合，第一主 體材料的三重態能量隙（Eg ( T))以2.5eV以下爲佳。藉 此，可使發光效率等提升。 又’第二主體材料以較第一主體材料之親和準位與離 子化電位大爲佳。第二主體材料比第一主體材料親和準位 大時，藉由該親和準位之差部分，可使第二發光層52用作 電子障壁層。第二主體材料比第一主體材料離子化電位大 時，藉由該離子化電位之差部分，可使第二發光層52用作 爲電洞障壁層》 結果、在第一發光層51與第二發光層52之界面附近可 使激發子良好地生成、即使輝度上昇仍可抑制色偏。 又’親和準位（Af、電子親和力）係指給予主體材料 的分子一個電子時放出或吸收的能量，定義放出之場合爲 正、吸收之場合爲負》 親和準位以離子化電位（Ip )與光學能量隙（Eg ( S ))作如下規定。
Af = Ip-Eg ( S) 在此，離子化電位（ip)係由主體材料的化合物將電 子除去進行離子化所需能量，例如以紫外線光電子分光分 析裝置（AC-3、理硏（股）計器）測定的値。 光學能量隙（Eg ( S ))係指傳導水平與價電子水平 的差，例如將各主體材料的甲苯稀薄溶液的吸收圖譜的長 ⑧ -36- 201213497 波長側切線與基準線（零吸收）之交點的波長値換算爲能 量求出。 第二主體材料以例如式（21)〜（26)所示之化合物
式（21)〜（26)中，R1()1〜R1()5爲可具有取代基之 芳基、可具有取代基之雜環基、及烷基中之任一。 取代於芳基的取代基以碳數6〜30之芳基、碳數5〜30 之雜環基、碳數1〜20之烷基爲佳。 取代於雜環基的取代基以碳數6〜30之芳基、碳數5〜 30之雜環基、碳數1〜20之烷基爲佳。 又，第二主體材料以各自具有咔唑骨架的化合物爲佳 。因具有咔唑骨架之第二主體材料，進而可成爲不生色偏 、且耐久性亦優異的有機EL元件1。 另一方面，在第二主體材料使用例如式（40)所示不 具味唑基的TPB IP時，有機EL元件之耐久性降低。 -37- 201213497
(40) 又，第二主體材料爲 CBP ( 4,4，-bis[9-dicarbazolyl]-2,2\biphenyl)時，因對第二發光層52之電子注入性不足 ’有若不在第二發光層52與電子輸送層7間設置電子注入 層則無法確保發光效率之虞。 具有咔唑骨架的第二主體材料可舉例如下述一般式（ BL-9)或（BL-10)所表示之化合物（咔唑嗪系化合物） (BL-9) 式（BL-9)中，Cz爲可具有取代基之咔嗖基、或可 具有取代基之氮雜咔唑基。A爲單嗪衍生物、二嗪衍生物 、及三嗪衍生物中之任一的基。m爲1〜3整數。 (BL-1 0) C Z — An 式（BL-10)中，Cz爲可具有取代基之咔唑基、或可 -38· 201213497 具有取代基之氮雜咔唑基。A爲單嗪衍生物、二嗪衍生物 、及三嗪衍生物中之任一的基。η爲1〜3整數》 具有咔唑骨架的第二主體材料以例如下述式（27)所 示之化合物爲佳。
ΗΑ^ι K31 (國 式（27 )中，：》人]：31爲可具有取代基之含氮6員環雜環 基。m爲1〜4整數中之任一，較佳爲1〜3整數中之任一， 更較佳爲1或2。R31爲可具有取代基之烷基或芳基等，可 爲R31彼此鍵結而苯環縮合的環構造。 具有味唑骨架的第二主體材料，具體上以下述式（8 )〜（1 2 A )所示之化合物爲佳。 -39- 201213497
(Rn.〇)n 101
^ N^N (Rn〇)n ΑΓ101 • ATi〇2..
(12) (12A) 式（8 )〜（1 1 )中，An 〇,〜An 〇4分別爲可具有取代 基之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之碳數3〜60之雜 環基中之任一。Ruo及Rin與上述R,相同》 η爲1〜4整數中之任一，m爲1〜4整數中之任一。m較 佳爲1〜3整數中之任一，進而較佳爲1或2。又，η與m之 和（n+m)爲2S (n+m) S5之關係。 式（12) 、（12A)中，X爲N或CH，N之數爲1〜4。 式（12)中，R12|〜R128分別爲氫原子、芳基、烷基 -40- ⑧ 201213497 、及連結式（12A)骨架之構造之任一。 於Ri2i〜Ri28連結式（12A)骨架之構造爲11121與11122 、Rl22 與 Rl23、Rl23 與 Rl24、Rl25 與 Rl26、Rl26 與 Rl27、及 Rl27與Rl28中之至少一者鍵結於式（〗2A)骨架之構造。 式（1：2A)中，Ri29爲氫原子、芳基、及院基中之任 —·. 〇 上述式（8)〜（12A)之第二主體材料以例如以下 之化合物爲佳。
又’具有咔唑骨架的第二主體材料可爲下述式（28) 所示之化合物。 -41 - 201213497
式（28 )中，HAr32爲可具有取代基之含氮6員環雜環 基。m爲1〜4整數中之任一，較佳爲1〜3整數中之任一， 更較佳爲1或2。R32爲可具有取代基之烷基或芳基等，R32 可爲彼此鍵結而苯環縮合的環構造。 具有咔唑骨架的第二主體材料可爲例如式（29)〜（ 3 2 )所示之化合物。 201213497
Rt n
τι
R111 (29) 只”1 (30)
Ri 11 Rrii
(32) 式（29)〜（32)中，Ari〇i 〜Ari〇3，Rii〇，Riii 與式 (8 )〜（1 1 )中者相同。 式（29 )〜（32 )之第二主體材料以例如以下之化合 物爲佳。 -43 - 201213497
ΛΓι〇ι (χΡ
~103~^ ,/Ν Ar103ΑΓ101 Αγ102 /=ν Αγ102
Α「102—/)-Α「101 Ν
第二主體材料的具體例可舉例如以下之化合物 -44- ⑧ 201213497
式 述 下 爲 可 料 材 體 主 二 第。 ’ 物 又合 化 之 A 8
示 所 \ly A -45- 201213497
Rt 1 1 Rill
(8A)
(9A)
(10A) (11A) 式（8A)〜（HA)中’ Ar1()1〜Ar1()4分別爲氫原子 、可具有取代基之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之 碳數3〜60之雜環基中之任一。但’在式（8A) 、( 9A ) 、（11A)中，Ari〇i〜Ari〇3無全部爲氣原子之情形’式（ 10A)中，無Ari〇i〜Ari〇4全部爲氫原子之情形。 式（8Α)〜（11Α)中，Rii〇〜R112分別爲氫原子、 鹵素原子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取 代基之碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之 非縮合芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基 '可 具有取代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基、可具有 取代基之碳數7〜20之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜4〇 之烯基、可具有取代基之1〜40之烷基胺基、可具有取代 基之碳數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜2q -46 - 201213497 之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基 、可具有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有 取代基之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一。 式（8A)〜（11A)中，η爲1〜4整數中之任一，m爲 1〜4整數中之任一。11與111之和（n+m)爲2S (n+m) S 5之關係。 又，第二主體材料可爲下述式（13)所示之化合物。
•"(13) 式（13)中，A1爲可具有取代基之環形成碳數1〜30 之含氮雜環基（但，可具有取代基之咔唑基及可具有取代 基之吲哚基除外）。 A2爲可具有取代基之環形成碳數6〜30之芳香族烴基 、或可具有取代基之環形成碳數1〜30之含氮雜環基。 X1，X2各自獨立，爲單鍵、可具有取代基之環形成碳 數6〜30之芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數6〜30 之縮合芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數2〜30之 芳香族雜環基、及可具有取代基之環形成碳數2〜30之縮 -47- 201213497 合芳香族雜環基中之任一。 又’ X1爲單鍵之場合係指鄰接X1的「A1」與「N」直 接鍵結的場合，X2爲單鍵之場合係指鄰接X2的「A2」與「 N」直接鍵結的場合》 Y1〜Y4各自相互獨立，爲氫原子、重氫原子、氟原子 、氰基、可具有取代基之碳數1〜20之烷基、可具有取代 基之碳數1〜20之烷氧基、可具有取代基之碳數1〜20之鹵 烷基、可具有取代基之碳數1〜20之鹵烷氧基、可具有取 代基之碳數1〜10之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數6〜 30之芳基矽烷基、可具有取代基之環形成碳數6〜30之芳. 香族烴基、可具有取代基之環形成碳數6〜30之縮合芳香 族烴基、可具有取代基之環形成碳數2〜30之芳香族雜環 基、及可具有取代基之環形成碳數2〜30之縮合芳香族雜 環基中之任一。又，相鄰接之Y1〜Y4彼此可相互形成鍵結 、形成環構造。 p，q各自爲1〜4整數中之任一，r，s各自爲1〜3整數 中之任一。 又，p，q各自爲2〜4整數中之任一、r，s爲2或3整數 之任一之場合，複數之Y1〜Y4可各自相同或相異。 A1，A2，X1，X2，及Y1〜Y4中之至少一者爲單嗪衍 生物、二嗪衍生物、及三嗪衍生物中之任一所衍生之基。 在此，上述式（1 3 )以下述式（1 3 A )爲佳。 -48- ⑧ 201213497
式（13A)中，A1， A2、 X1， X2， Y1〜Y4’ p， q， r ，3與前述式（13)同義。 進一步式（13A)所示之化合物以下述式（13B)爲 佳。
式（13B)中，A2、X1，Y1〜Y4，p，q，r，s與前述 式（13)同義。Y5與前述式（13)之Y1〜Y4同義，t爲1〜 3之任一整數。又，t爲2或3時，複數之Y5各自可相同或相 異〇 又，上述式（13)以下述式（13C)爲佳。 -49- 201213497
…（13C〉 式（13C)中，A1， A2、 X1， X2， Y1〜Y4， p， q， r ，3與前述式（13)同義。 又，上述式（13)以下述式（13D)爲佳。
式（13D)中，A1，A2、X1，X2，Y1 〜Y4，p，q，r ，5與前述式（13)同義。 式（13A)之第二主體材料，可舉例如以下之化合物 。又，式（13A)之第二主體材料的化合物中，亦包含下 述式（13B)之第二主體材料的例示化合物。 ⑧ -50- 201213497
-51 - 201213497
⑧ 52- 201213497 201213497
-54- ⑧ 201213497
-55- 201213497
-56- ⑧ 201213497
-57 201213497
-58- ⑧ 201213497
-59- 201213497
⑧ -60- 201213497
-61 - 201213497
201213497
-63- 201213497
-64- ⑧ 201213497
-65- 201213497
(S) 201213497
-67- 201213497
201213497
-69- 201213497
又，第二主體材料可爲下述式（14)或式（15)所示 之化合物。 ⑧ 201213497
式（14) 、 （15)中，X爲CH或N，X中至少一個爲N 。Ar21〜Ar23各自獨立爲可具有非縮合環構造的取代基之 芳香族烴基或芳香族雜環基。
Ar22或Ar23可與含X之環形成縮合環。 上述式（14)或式（15)所表示之第二主體材料，可 舉例如以下之化合物。 -71 - 201213497
接著，第二主體材料可爲下述式（16)或式（17)所 示之化合物®
式（16 )中，Ar23爲由可具有非縮合環構造之取代基 之芳香族烴基或芳香族雜環基所構成的2價鍵結基。 R217、R22G爲氫原子、可具有非縮合環構造之取代基 之芳香族烴基或芳香族雜環基。 R2 2 2、R2 2 3各自爲可具有非縮合環構造的取代基之芳 香族烴基或芳香族雜環基’ r216、r218、r219、R221分別爲 -72- 201213497 氫原子、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基、二烷基胺基 、二芳基胺基、二芳烷基胺基、胺基、硝基、醯基、烷氧 基羰基、羧基、烷氧基、烷基磺醯基、鹵烷基、羥基、醯 胺基、可具有取代基之芳香族烴基、及可具有取代基之芳 香族雜環基中之任一。 但，式（16 )中，Ar23、及R216〜R2 2 3中之任一爲單 嗪衍生物、二嗪衍生物 '及三嗪衍生物中之任一所衍生之 基。 R225
R228 Qn- R232 (17A) 式（17) ’ （17A)中’環F、環F’爲與鄰接環縮合 之式（17A)所表示之雜環，Ar24與上述Ar23同義， r23〇〜r23 2各自獨立，與上述尺2 2 2同義。 R22 4〜R22 9各自獨立，與上述R216同義。 式（17)中，Ar24、R224 〜R231 ' 及式（17A)之！^2中 之任一爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及三嗪衍生物中之任 一所衍生之基。 上述式（16) 、（17)所表示之第二主體材料，可舉 例如以下之化合物。 -73- !； 201213497
(發光材料） 第一發光材料及第二發光材料係互爲相異金屬錯合物 ，該金屬錯合物以含銥（Ir )、细（Pd )、及白金（Pt ) 中之至少一者的金屬爲佳。該金屬錯合物更較佳爲式（20 )所示之鄰位金屬化錯合物。
(20) 式（20)中，A31爲與A32及Q鍵結的環，爲可具有取 代基之芳香族烴環基或可具有取代基之芳香族雜環基。 在此，芳香族烴環基以苯基、聯苯基、萘基、蒽基等 爲佳。 芳香族雜環基以噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基 ⑧ -74- 201213497 等爲佳。 取代於芳香族烴環基或芳香族雜環基的取代基以圍素 原子、碳數1〜30之烷基、烯基、碳數1〜30之烷氧基羰基 、碳數1〜30之烷氧基、芳基氧基、二烷基胺基、齒烷基 、氰基等爲佳。 鹵素原子以氟原子等爲佳。 碳數1〜30之烷基以甲基、乙基等爲佳。 烯基以乙烯基等爲佳。 碳數1〜30之烷氧基羰基以甲氧基羰基、乙氧基羰基 等爲佳。 碳數1〜30之烷氧基以甲氧基、乙氧基等爲佳。 芳基氧基以苯氧基、苄基氧基等爲佳。 二烷基胺基以二甲基胺基、二乙基胺基等爲佳。 醯基以乙醯基等爲佳。 鹵烷基以三氟甲基等爲佳。 A32爲鍵結於A31的芳香族雜環基，作爲形成芳香族雜 環的原子含氮且可具有取代基。 芳香族雜環基以吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、 苯並噻唑基、苯並噁唑基、苯並咪唑基、喹啉基、異喹啉 基、喹喔啉基、菲啶基等爲佳。 取代於A32的取代基與取代於A31的取代基相同。 含A31的環與含A32的環可進一步在環的其他部位彼此 鍵結使環構造鍵結’形成一個縮合環或具有不飽和構造的 環。此般縮合環，可舉例如7,8-苯並喹啉基等。 -75- 201213497 Q爲鈀（Pd)、銥（Ir)、及白金（Pt)中之任一·。 L爲2基座之配位基。2基座之配位基以乙醯基丙酮酸 酯等yS-二酮型之配位基或均苯四甲酸等爲佳 式（2〇)中，m及η爲整數，Q爲2價金屬之場合，n = 2且m=〇、Q爲3價金屬之場合，n=3且m=0、或n=2且m 式（20 )所表示之鄰位金屬化錯合物可舉例如以下之 化合物。
⑧ 201213497 (K-7j (K,8)
(K-10) (Κ-11) (Κ-12)
-77- 201213497 wi3) m^i
-78- ⑧ 201213497
(Κ-20)
ch3 2 (Κ·21) (Κ-22)
PQIr(acac) lr(pq)2(acac) lr(tpiq)2(acac)
-79- 201213497 又，第一發光材料以具5 70nm以上之發光波峰爲佳。 接著，第二發光材料以具5 69nm以下之發光波峰爲佳、以 具565nm以下之發光波峰更佳。 在此，具有570nm以上之發光波峰的發光色，例如紅 色。具有569nm以下之發光波峰之發光色，例如綠色。 (電洞輸送層） 電洞輸送層6爲幫助電洞輸送至第一發光層51的層。 電洞輸送層6之材料，可舉例如以下者。 亦即，例如三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物 、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、 伸苯基二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代査耳酮衍生 物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍 生物、底衍生物、矽氮烷衍生物、聚矽烷系、苯胺系共聚 物、導電性高分子寡聚物等。 電洞輸送層6之材料以前述一般式（1)〜（7)所表 示之化合物爲佳。 (電子輸送層） 電子輸送層7爲幫助電子輸送至第二發光層52之層。 電子輸送層7之材料在1〇4〜l〇6V/cm2電場外加時， 電子移動度以l(T7cm2/Vs以上爲佳、更較佳爲1(r6cm2/ Vs以上、進一步更較佳爲l(T5cm2/ Vs以上。藉由使電子 移動度在l〇-7cm2/Vs以上，提升至第二發光層52之電子 -80- ⑧ 201213497 輸送性，可提升發光效率等。 電子輸送層7之材料，具體上如以下之一般式之化合 物。
式（50 ) 、（ 51 )中，A21〜A23爲氮原子或碳原子， R61、R62各自爲可具有取代基之碳數6〜60之芳基、可具 有取代基之碳數3〜60之雜芳基、碳數1〜20之烷基、碳數 1〜2〇之鹵烷基、及碳數1〜20之烷氧基中之任一。 η爲0〜5整數，η爲2個以上整數時，複數的R61可互爲 相同或相異。 又，鄰接的複數R61基彼此相互鍵結，可形成可具有 取代基之碳環式脂肪族環、或、可具有取代基之碳環式芳 香族環。
Ar51爲可具有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取 代基之碳數3〜60之雜芳基。
Ar51’爲可具有取代基之碳數6〜60之伸芳基、或可 具有取代基之碳數3〜60之雜伸芳基。 -81 - £： 201213497
Ar5 2爲氫原子、碳數1〜20之烷基、碳數1〜20之鹵院 基、碳數1〜20之烷氧基、可具有取代基的碳數6〜60之芳 基、及、可具有取代基的碳數3〜60之雜芳基中之任一。 L11〜L13各自爲單鍵、可具有取代基之碳數6〜60之 縮合環、可具有取代基之碳數3〜60之雜縮合環、及可具 有取代基之伸芴基中之任一。 又，電子輸送層可由複數層構成，例如可由第一電子 輸送層與第二電子輸送層之二層所構成。 [第二實施形態] 接著，說明有關第二實施形態中的有機EL元件。 圖2所示般，第二實施形態的有機EL元件1 A在發光單 元5A中，在第二發光層52與電子輸送層7間，進一步具備 電荷障壁層8及第三發光層53點上與第一實施形態相異。 電荷障壁層8連續形成於第二發光層52之陰極4側。第 三發光層53連續形成於電荷障壁層8及電子輸送層7間。 電荷障壁層8係指藉由鄰接第二發光層52及第三發光 層53間設置HOMO水平、LUMO水平之能量障壁，調整對 第二發光層52及第三發光層53之電荷（電洞或電子）注入 ，用以調整注入第二發光層5 2及第三發光層53電荷之平衡 之層。 第三發光層53,例如爲顯示藍色螢光發光之層，波峰 波長爲450〜500nm。第三發光層53含有第三主體材料與 第三發光材料。 ⑧ 201213497 第三主體材料，可舉例如具有具蒽中心骨架之下述式 (41)所示構造的化合物。 R4e
式（41 )中，八41及A42分別爲可具有取代基之核碳數 6〜20之芳香族環所衍生之基。 R41〜R48各自爲氫原子、可具有取代基之核碳數6〜 50之芳基、可具有取代基之核原子數5〜50之雜芳基 '可 具有取代基之碳數1〜50之烷基、可具有取代基之碳數3〜 50之環烷基、可具有取代基之碳數1〜50之烷氧基、可具 有取代基之碳數6〜50之芳烷基 '可具有取代基之核原子 數5〜50之芳基氧基、可具有取代基之核原子數5〜50之芳 基硫代基、可具有取代基之碳數1〜50之烷氧基羰基、可 具有取代基之矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基、及 羥基中之任一。 八41及八42之於芳香族環上取代的取代基’可舉例如可 具有取代基之核碳數6〜50之芳基、可具有取代基之碳數1 〜50之烷基、可具有取代基之碳數3〜50之環烷基、可具 有取代基之碳數1〜50之烷氧基' 可具有取代基之碳數6〜 -83- 201213497 50之芳烷基、可具有取代基之核原子數5〜50之芳基氧基 、可具有取代基之核原子數5〜50之芳基硫代基、可具有 取代基之碳數1〜50之烷氧基羰基、可具有取代基之矽烷 基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基、及羥基中之任一。 第三發光材料，可舉例如芳基胺化合物、苯乙烯基胺 化合物、蒽、萘、菲、芘、四並苯、六苯並苯、蔚、螢光 素、菲、phthaloperylene、naphthaloperylene、菲酮、 phthaloperinone、naphthaloperinone、二苯基丁 二嫌、四 苯基丁二烯、香豆素、噁二唑、aldazine、雙苯並噁唑琳 、雙苯乙烯基、吡嗪、環戊二烯、唾啉金屬錯合物、胺基 喹啉金屬錯合物、苯並喹啉金屬錯合物、亞胺、二苯基乙 烯、乙烯基蒽、二胺基咔唑、吡喃、硫代吡喃、多次甲基 、份菁、咪唑螯合化8-羥基喹啉酮化合物、喹吖酮、紅熒 烯及螢光色素等。 在有機EL元件1A，除發紅色光的第一發光層51、發 綠色光的第二發光層52外，因具備發藍色光的第三發光層 53，元件全體可發白色光。 因此，有機EL元件1 A可利用作爲照明或背光等面光 源0 [第三實施形態] 本發明之有機EL元件可爲具有至少2個發光單元的串 聯元件構成。在此般串聯元件構成，於2個發光單元間可 存在中間層。 ⑧ 201213497 中間層係成爲對發光單元注入電子或電洞的供給源之 層.、由中間導電層或電荷產生層所構成。除由一對電極注 入的電荷外’因從中間層供給之電荷注入至發光單元內， 藉由設置中間層，對注入電流的發光效率（電流效率）提 升》 在本發明’ 2個以上之發光單元中至少1個具備至少電 洞輸送層、本發明中的第一發光層及第二發光層、與電子 輸送層。又，2個以上之發光單元中，含本發明中的第一 發光層與第二發光層之發光單元以外的發光單元具有至少 1個發光層即可，可爲任意者。 本發明之有機EL元件之具體例如下。 (14) 陽極/第一發光單元/中間層/第二發光單元 /陰極 (15) 陽極/第一發光單元/中間層/第二發光單元 /中間層/第三發光單元/陰極 圖3爲第三實施形態的有機EL元件之一例。 有機EL元件1B依序具備陽極3、第一發光單元5B1、 中間層9、第二發光單元5 B2、與陰極4。 第一發光單元5B1由陽極3依序具備電洞輸送區域6、 第三發光層53、與電子輸送區域7。 電洞輸送區域6具備第一電洞注入層61、與第一電洞 輸送層62。 第三發光層53包含主體材料、與主波峰波長5 5 Onm以 下之螢光發光的發光材料。 -85- 201213497 電子輸送區域7具有與第三發光層53鄰接的障壁層71 、與第一電子輸送層72。 第二發光單元5B2同第一實施形態的發光單元，由陽 極2側依序具備第二電洞輸送層63、與第一發光層51、與 第二發光層52、與第二電子輸送層73。 第三發光層53的發光材料的三重態能量（ETd)以比 主體材料的三重態能量（ETh )大、障壁層7 1之三重態能 量（ETb )以比ETh大爲佳。三重態激發子被封入第三發 光層53內、有效率地產生TTF現象（因二個三重態激發子 之衝突融合生成一重態激發子的現象）而變得可達到螢光 元件之高效率。 在此，障壁層71係對三重態能量具有障壁機能力的層 。因此，與電洞障壁層或電荷障壁層爲其機能相異者。 又，三重態能量可使用市售裝置F-45 00 (日立公司製 )來測定。三重態能量Ετ之換算式如下。 換算式 ET(eV) = 1 23 9.85 / 又 e<jge ^ λ edge」係指縱軸爲磷光強度、橫軸爲波長，表示 磷光圖譜時，對磷光圖譜之短波長側開始處拉切線，該切 線與橫軸交點的波長値（單位：nm )。 中間層9，可舉例如金屬、金屬氧化物、金屬氧化物 的混合物、複合氧化物、電子接受性有機化合物。金屬以 Mg、Al、Mg或Ag之共蒸鍍膜等爲佳。金屬氧化物，可舉 -86- 201213497 例如ZnO、W03、Mo03、Mo02。金屬氧化物的混合物’ 可舉例如ITO或IZO、ZnO : A1等。電子接受性有機化合物 ，可舉例如取代基具有CN基的有機化合物。含CN基的有 機化合物以三伸苯基衍生物或四氰基苯醌二甲烷衍生物、 茚並芴衍生物等爲佳。三伸苯基衍生物以六氰六氮雜三伸 苯基（HAT )爲佳。四氰基苯醌二甲烷衍生物以四氟苯醌 二甲烷、二氰基苯醌二甲烷爲佳》茚並芴衍生物以國際公 開第2009/ 0 1 1 327號、國際公開第2〇09/ 0697 1 7號或國際 公開第20 1 0/ 064655號所示般化合物爲佳。又，電子接受 性物質可爲單獨物質、或與其他有機化合物混合者。 本發明之串聯元件構成中，可用於電子輸送區域、主 體材料、發光材料、障壁層之化合物的具體例，可舉例如 專利申請編號PCT / JP20 10 / 00343 1之公報記載之化合物 。可用於電洞輸送區域之化合物，可舉例如與第一實施形 態的電洞輸送層之材料相同者。 又，中間層9爲電荷產生層之場合，爲使第三發光層 53易由電荷產生層接受電子，以在電子輸送區域7中電荷 產生層界面附近摻雜鹼金屬爲代表的供體爲佳。供體可選 自供體性金屬、供體性金屬化合物及供體性金屬錯合物中 至少一種。可用作此般供體性金屬、供體性金屬化合物及 供體性金屬錯合物的化合物的具體例，可舉例如專利申請 編號PCT/JP2010/00343 4公報記載之化合物。 (變化例） -87- 201213497 在第一實施形態、第二實施形態，顯示接續陽極形成 電洞輸送層的構成，但於陽極及電洞輸送層間可再形成電 洞注入層。 此般電洞注入層之材料，以使用卟啉化合物、芳香族 第三級胺化合物或苯乙烯基胺化合物爲佳、尤以使用六氰 六氮雜三伸苯基（HAT )等芳香族第三級胺化合物爲佳。 使用六氰六氮雜三伸苯基之場合，可使陽極與電洞輸送層 的密著性提升，可提升耐久性。 進而藉由在陽極與第一發光層間，設置電洞注入層與 電洞輸送層，與從陽極直接將電洞輸送至第一發光層的場 合比較，可使電洞輸送性提升》 亦即，藉由設置電洞注入層與電洞輸送層，可各自使 陽極與電洞注入層的離子化電位之能量差、電洞注入層與 電洞輸送層的離子化電位之能量差、電洞輸送層與第一發 光層的離子化電位之能量差變小。藉此，電洞在各層移動 時之能量障壁可變小，故電洞輸送性提升，進一步可使發 光效率等提升。 又，在第一實施形態〜第三實施形態，顯示接連陰極 形成電子輸送層的構成，但在陰極及電子輸送層間可再形 成電子注入層。 接著，在第三實施形態，顯示形成2個發光單元的構 成，但亦可形成3個以上發光單元。此時，在各發光單元 間可設置電荷產生層。 又，第一實施形態〜第三實施形態的有機EL元件， ⑧ -88- 201213497 除照明或背光等面光源外，可利用作爲顯示器。 【實施方式】 [實施例] 以下、說明本發明之實施例’但本發明不限於此等實 施例。 (實施例1 ) 實施例1之有機EL元件如以下般製作。 將25mmx75mmxl.lmm厚的附ITO透明電極（陽極）玻 璃基板（及歐提克（股）公司製）在異丙基醇中進行超音 波洗淨5分鐘後、進行UV臭氧洗淨30分鐘。將洗淨後的附 透明電極線玻璃基板裝設在真空蒸鍍裝置的基板支持器， 首先在欲形成透明電極線側之面上以被覆前述透明電極之 方式將化合物HIOOl層合。藉此，形成厚度40nm之電洞輸 送層。 在該電洞輸送層上，將第一主體材料PR0 01、與第一 發光材料Ir(tpiq) 2(acac)共蒸鍍。藉此，形成顯示紅 色發光之厚度20nm的第一發光層。又，第一發光材料的 濃度爲10質量％。 接著，第一發光層上，將第二主體材料PGH 001、與 第二發光材料Ir(Ph-ppy) 3共蒸鍍。藉此，形成顯示綠色 發光的厚度40nm的第二發光層。又，第二發光材料的濃 度爲20質量％。 -89- 201213497 接著，在第二發光層上層合化合物ΕΤΟ 01，形成厚度 30nm之電子輸送層。 進而在電子輸送層上將LiF以速度lA / min蒸鍍，形 成厚度lnm之電子注入性陰極。進而在電子注入性陰極上 ，使金屬A1進行蒸鍍，形成厚度8 Onm的陰極。 (實施例2〜9，1 1〜1 3及比較例1〜3 ) 除將實施例1之各材料、各層之厚度、及各發光材料 的濃度如表1所示變更以外，與實施例1同樣地製作有機 EL元件。 又，在實施例8，除以化合物HI001形成電洞注入層， 以化合物PR003形成電洞輸送層以外以與實施例2等同樣 地製作有機EL元件。 又，表1中括號（ ）內的數字爲各層之厚度（單位 (實施例1 4，1 5 ) 實施例14之有機EL元件如以下般製作。 在與實施例1同樣的附ITO透明電極（陽極）玻璃基板 上，以化合物HI001層合厚度50nm的第一電洞注入層。 在該第一電洞注入層上，以化合物HT001層合厚度 45nm的第一電洞輸送層。 在該第一電洞輸送層上，將作爲主體材料之BH0 01與 作爲發光材料之BD001共蒸鍍，形成厚度25ηιη的顯示藍色 -90- 201213497 發光之第三發光層。又，發光材料的濃度爲5質量％。 在該第三發光層上，以化合物TB001層合厚度20nm的 障壁層。 在該障壁層上，將化合物ET003及LiF共蒸鍍，層合厚 度10nm的第一電子輸送層。 在該第一電子輸送層上，以HAT (六氰六氮雜三伸苯 基）層合厚度20nm的中間層。 在該中間層上，以化合物HI001形成厚度30nm的第二 電洞輸送層。 在該第二電洞輸送層上，將作爲第一主體材料的 PR004、與作爲第一發光材料的ir(pjq) 2(acac)共蒸鏟 ’形成顯不紅色發光之厚度10nm的第一發光層。又，第 一發光材料的濃度爲2質量％。 在該第一發光層上，將作爲第二主體材料的PGH00 2 、與作爲第二發光材料的Ir ( ppy) 3共蒸鍍，形成顯示綠 色發光的厚度3 Onm的第二發光層。又，第二發光材料的 濃度爲1 0質量％。 在該第二發光層上層合化合物ET0 01，形成厚度35 nm 的第二電子輸送層。 在該第二電子輸送層上，使LiF以速度1 A / min進行 蒸鍍，形成厚度Inm之電子注入性陰極。進而在電子注入 性陰極上，使金屬A1進行蒸鍍，形成厚度80nm的陰極。 在實施例15，除將實施例14的第二發光層之材料如表 1所示般變更以外，與實施例1 4同樣地製作有機E L元件。 -91 - 201213497 (實施例16〜20 ) 實施例16之有機EL元件如以下般製作。 將與實施例1同樣大小、厚度爲130nm的附ITO透明電 極（陽極）玻璃基板（及歐提克（股）公司製）在異丙基 醇中進行超音波洗淨5分鐘後，進行UV臭氧洗淨30分鐘。 將洗淨後的附透明電極線玻璃基板裝設在真空蒸鍍裝置的 基板支持器，首先以在欲形成透明電極線側之面上被覆前 述透明電極之方式，層合化合物HAT (六氤六氮雜三伸苯 基）。藉此，形成厚度5 nm之電洞注入層。在該電洞注入 層上層合化合物HI001。藉此，形成厚度35nm之電洞輸送 層。 在該電洞輸送層上，將作爲第一主體材料的PRO〇4與 作爲第一發光材料的Ir(pq) 2(acac)共蒸鍍。藉此，形 成顯不紅色發光之厚度10nm的第一發光層。又，第一發 光材料的濃度爲6質量％。 接著’在第一發光層上，將作爲第二主體材料的 PGH007與作爲第二發光材料的ir ( ppy) 3共蒸鍍。藉此， 形成顯示綠色發光的厚度3 Onm的第二發光層。又，第二 發光材料的濃度爲1 5質量％。 接著，在第二發光層上層合化合物ET004，形成厚度 2 Onm的第一電子輸送層。接著在第—電子輸送層上層合 化合物ET002’形成厚度i〇nm的第二電子輸送層。 進而在第二電子輸送層上，使LiF以速度1 A / min進 ⑧ -92- 201213497 行蒸鍍，形成厚度lnm之電子注入性陰極。進而在電子注 入性陰極上，使金屬A1進行蒸鍍，形成厚度8〇nm的陰極 〇 在實施例17〜20，除將實施例16的第二發光層之材料 如表1所示般變更以外，與實施例1 6同樣地製作有機EL元 件。 在實施例1〜9，1 1〜20及比較例1〜3使用的第一主體 材料、第二主體材料、電洞輸送層之材料、及電子輸送層 之材料的化學式如以下所示。 (第一主體材料）
(第二主體材料） -93 201213497
PGH006 -94- ⑧ 201213497
PGH009 PGH010
PGH011 (第三發光層之主體材料及發光材料、障壁層之材料 -95- 201213497
BD001 TB001
BH001 (電洞輸送層及電子輸送層之材料） -96- ⑧ 201213497
HI001 ΕΓ001
t -97- 201213497 〔THt!〕 有機EL元件的構成 ^O/HI00i(40)/PR0010KlpiQ)1(aca〇K20：l0S)/PGH001Jf<Ph-ppy)a(4CW05i)/ET00t(3Q)/UF(l)/Ai(80) rr〇/Hl00l(40)/PR002lKt〇iq)j(acacX20;10%)/PGH00t;IKPh-ppyV4a20S)/ET0QK30)AiF(0/AK80) rr〇/Hi001<40)/PR003JKtpiq),(acacX20：10S)/PGH001:IKRi-ppyy4Ch20S)/ET001(30)/URl)/AI(80) nO/HK}01<40)/PR004lKtptq>2(acecX20:10!i)/PGH001UKPh-ppy)^4ft2(»i)/ET00l(30)/UF(1)/AI(e0) lTO/HI001{40)/PR00eaf<tpiq),<acacX20:)(W>/PGH00lJKPh-ppyW40i05i)/ET00l(30)/LiF{1)/AI(80) 1ΤΟ/ΗΙ001(50)/ΡΗ006^Κΐρΐ〇),(8〇8ϋΧ20:10Χ)/ΡαΗ002Μρρν)3(50:ΙΟίί)/ΕΤ002(30)/ϋΓ(ί)/ΑΚ80) ITO/HI00l(30)/PR005dr<tpiq)j(acacX20:105i)/PGH002Jr(ppy),(50:t0S)/ET002(30)/UF(1)/AI(e0) ITO/HIOOlOO/PROOaCaOVPROtaiiKtpiqyacacXlOrlOSj/PGHOOliWpp/^OiOSJ/ETOOiOOVUHD/AKeO) rr〇/HI00l(40)/PR004aKtpiq)j(8cacX20;10S)/PGH003.MPh-ppy)a(4ft20S)/ET001(30)/UF(1)/AK80) !TO/HI001<50)/PRQ04Ji<piq}2(eca〇Xl0^%)/PGH002JKppy>}(30:10X)/ET001(35)/UF(1)/AlC80) rTO/HIOOKSOVPROO^Kpi^oacXlO^/PGHOOSdKppyVaOMOSi/ETOOlOSD/UFiO/MSO) ^O/HI001(50)/PR004Mpiq)2(aeaeXlCm)/PGH008aKppy)3(30:l0!i)/ET00lC35)/UF(1)/Al(80) ^〇(130*im)/Hi0Ot(50)/HT00t(45)/BH00l;BO00t(2S;5S)/TB00l(2Q)/ET(m31i(l0:4«/HAT(20)AU00tC30)/PR(KRtKpk1)^aca〇X1M«/PGH002ii<ppy)3C30;IOS)/CT00lC35)/UF(l)/Al(e0) nO〇30nm)/HIO〇U50)/HT001<45)/BH001:BD001(25:5W/TB〇01(20)/ET003；UlO:4S)/HAT(2〇)/HI001(30)/PR004aKpiqyacacXl〇5!i)/PGHO〇5;Wppy)i(3a；1CW)/ETO〇T(35)/UF(l)/AI(80) ITO(130)/HAT(5)/Hl00U35>/PIW)04JKpq)2CGcacKl0:6S)/PGH007dKppy),(30：155)/ET004(20VET002〇0)/UF(1)/AK80) | ^O(130)/HAT(5)/H100JC35yPR004aKpq),(ocecXi0:6«/PGH00eJKppy)a(3ai5S)/ET0(M(20)/ET002(l0)/UF(I)/AI(80) ITOOaOi/HAKSVHIOOlOSj/PROCWJKpqJjiacecXlCWSj/PGHOOSJKppyyaOrtSSVETOiMtaOVETOOZdW/UFCD/AiCeO) rr〇〇30)/HAT(5)/HI00l(35)/PR004JKpq)2(acacXl0：6SVPGH0l0ai<ppy)l(30:l5S)/£T004(20)/ET002(10)/liFCl)/AI(80) iTOOaoVHAnsJ/HIOOlOSj/PROCWdKpqVflcacXlOieSj/PGHOltaKppyJaaDilSXVETOO^ZOVETOOiOW/UFdVAiCeO) ITO/NPD(40)/TPDaKphQ)i(20:10%)/TPBIP：Kphq)3(40：103；)/rPaiP{30>/UF(1)/Al(80) | aO/NPOi^/TPDMtpi^ecacXaftlO^/TPBIPiKiipyy^lOSJ/TPBlWaoyUFCiyAlCeO) lTO/NPD(40)/CBP;PQlKacacXl8:4S)/CBP;lKppy)a(12;5%)/BW40)/UF(〇/AKl50) 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 _1 實施例11 1實施例12丨 實施例13 實施例Μ 實施例15 [實施例16 I實施例π| 實施例18 實施例19 |實施例20 I比較例1 1比較例2丨 比較例3 -98- ⑧ 201213497 對在實施例1〜9，11〜20及比較例1〜3所使用的第一 主體材料、第二主體材料、第三發光層之主體材料、發光 材料、障壁層之材料’測定親和準位及離子化電位。結果 如袠2所示。又’第三發光層之第二主體材料的三重態能 羹（ETh)爲l.HeV、第三發光層之發光材料的三重態能 籩（ETd)爲2」3eV、障壁層之材料的三重態能量（ET) 爲2.27eV。此等測定方法如同上述說明書中記載者。 -99- 201213497 [表2] 親和準位(Af) 離子化電位(Ip) (ev) (ev) PR001 2.43 5.51 PR002 2.47 5.60 PR003 2.43 5.60 第一主體材料 PR004 2.28 5.50 PR005 2.35 5.54 PR006 2.50 5.50 TPD 2.4 5.4 CBP 2.4 6,0 PGH001 2.50 6.05 PGH002 2.62 6.13 PGH003 2.52 6.01 PGH005 2.70 5.68 PGH006 2.72 5.89 第一主體材料 PGH007 2.17 5.58 PGH008 2.07 5.48 PGH009 2.51 5.81 PGH010 2.56 5.70 PGH011 2.18 5.55 TPBIP 2.5 6.0 CBP 2.4 6.0 第三發光層 之主體材料 BH001 3.0 6Ό 第三發光層 之發光材料 BD001 3.1 6.0 障壁層之材料 TB001 3.0 6.1 電洞輸送 HI001 - 5.5 層之材料 NPD - 5.49 接著，對實施例1〜9，11〜20'比較例1〜3的有機 E L元件，測定表3記載之電流密度値中的電壓、色度、色 偏、電流效率、發光效率、發光波長、耐久性（壽命）’ 並進行評估。結果如表3，4所示。 色偏係各自測定電流密度在1mA/ cm2與10mA/ cm2 ⑧ -100- 201213497 之各驅動時的色度（CIE(x)，（y))，以其差來評估。 [表3 ] 電壓 電流密度 色度(C1E) (V) (mA/cm2) X y 實施例1 4.2 1 0.43 0,55 4.8 10 0.42 0.56 實施例2 4.4 1 0.45 0.52 5.1 10 0.43 0.55 實施例3 4.2 1 0.44 0.54 4.9 10 0.42 0.55 實施例4 4.3 1 0.44 0.54 5.0 10 0,42 0.55 實施例5 4.4 1 0.43 0.54 5.0 10 0.42 0.55 實施例6 3.5 1 0.50 0.48 4.5 10 0.47 0.50 實施例7 3.4 1 0.45 0.52 4.4 10 0.43 0.54 實施例8 3.1 t 0.46 0.51 3.9 10 0.42 0.54 實施例9 4.5 1 0.38 0.54 5.2 10 0.40 0.56 實施例11 273 t 0.55 0.43 3.38 10 0.54 0.44 實施例12 2.71 1 0.50 0,47 3.38 10 0.49 0.48 實施例13 2.61 1 0.45 0.52 3.27 10 0.47 0.50 實施例14 5.63 1 0.33 0.32 6.86 10 0.30 0.29 實施例15 5.61 1 0.30 0.34 6.83 10 0.28 0.31 實施例16 2.94 1 0.49 0.49 3.64 10 0.48 0.49 實施例17 2.82 1 0.36 0.60 3.58 10 0.36 0.59 實施例18 3.24 1 0.47 0.51 3.77 10 0.47 0.51 實施例19 2.68 1 0.50 0.48 3.20 10 0.49 0.49 實施例20 2.83 0.38 0.58 3.46 10 0.39 0.57 比較例1 6.4 1 0.58 0.42 7,5 10 0.58 0.42 比較例2 6.7 1 0.46 0.53 7.9 10 0.44 0.55 比較例3 5.5 1 0.50 0.47 7.0 10 0.58 0.40 -101 - 201213497 [表4] 電流密度 電流效率 (L/J) 發光效率 U) 波長 (Λ。） 耐久性(壽命） (mA/cm2) (cd/A) (Im/W) (nm) @10000nits 實施例1 1 24.0 18.1 526 3000 10 34.4 22.5 526 實施例2 1 21.8 15.4 634 3500 10 32.6 20.2 527 實施例3 1 25.2 18.7 527 5000 10 35.4 22.8 527 實施例4 1 26.5 19.3 527 5000 10 37.1 23.4 527 實施例5 1 27.7 19.9 527 3000 10 37.4 23.4 527 實施例6 1 28.6 25.4 631 3500 10 31.8 22.1 631 實施例7 1 34.5 31.4 631 4500 10 36.1 25.8 525 實施例8 1 34.4 35.4 630 2500 10 38.8 31.0 524 實施例9 1 37.5 26.2 527 4000 10 35.6 21.5 527 實施例11 1 32.6 37.5 614 1300 10 30.4 28.2 613 實施例1 2 1 37.9 43,8 613 2000 10 35.4 32.9 612 實施例13 1 41.8 50.3 611 1800 10 31.8 30.6 611 實施例14 1 53.4 29.8 - 23000 @1000nits 10 48.1 22.0 — 實施例15 1 54.8 30.7 - 32000 @1000nits 10 49.7 22.9 - 實施例16 1 48.7 52.1 598 4000 10 42.8 37.0 598 實施例1 7 1 62.0 68.9 522 2000 10 51.3 44.9 522 實施例18 1 44.8 43.4 597 2000 10 44.3 36.9 596 實施例19 1 42.6 49.9 598 2000 10 39.9 39.2 598 實施例20 1 53.1 58.9 521 1000 10 49.6 45.1 520 比較例1 1 24.4 12.0 592 500 10 23.5 9.8 592 比較例2 1 26.8 12.6 527 650 10 27.1 10.8 527 比較例3 1 35.6 20.4 598 50 10 16.3 13.1 598 接著，測定第一主體材料及第二主體材料的三重態能 ⑧ -102- 201213497 量隙（Eg ( Τ 進行測定。（ 換算式： 「 λ edge 磷光圖譜時， 線與橫軸交點 ))。使用市售裝置F-4500 C日立公司製） Eg ( T))之換算式如下。 (Eg ( T) ) ( eV ) = 1 23 9.8 5 / λ edge 」係指縱軸爲磷光強度、橫軸爲波長，表示 對磷光圖譜之短波長側開始處拉切線，該切 的波長値。單位爲「nm」。 -103 201213497
[表5 ] 三重態能量隙(Eg(T)) PR001 2. 49eV PR002 2. 58eV PR003 2. 60eV 第一主體材料 PR004 2. 60eV PR005 2. 61 eV PR006 2. 46eV TPD 2. 5eV CBP 2. 7eV PGH001 2. 90eV PGH002 2. 65eV PGH003 2. 75eV PGH005 2. 77eV 第二主體材料 PGH006 2. 77eV PGH007 2. 73eV PGH008 2. 74eV PGH009 2. 76eV PGH010 2. 72eV PGH011 2. 70eV 接著，測定電子輸送層之材料的電子移動度。亦即， 使用全電阻分光法進行電子移動度評估。藉由在基板上層 合陽極的A1、於其上的電子輸送層之材料、於其上的LiF 、接著爲陰極的A1，製作單載子電子元件，外加加上 ⑧ -104- 201213497 100mV交流電壓的DC電壓、進行複數模數測定。模數虛部 爲最大的周波數爲fmax ( Hz )時，算出反應時間T (秒） 爲T=l/2/;r / fmax，使用該値決定電子移動度之電場 強度依賴性。 [表6 ] 電子移動度（cm2/Vs) 電子輸送層之材料 ET001 2.0X10'4 ET002 2. ΟΧΙΟ-4 ET004 6. O x 10'® 可知在實施例1〜9，11〜20，於第一發光材料及第二 發光材料使用互爲相異的鄰位金屬化錯合物，且第二主體 材料使用單嗪衍生物、二嗪衍生物、三嗪衍生物，故電流 效率、發光效率、耐久性（壽命）優、且因電流密度不同 造成的色變化少。 又，可知在實施例1〜9，11〜20，第一發光材料因使 用胺衍生物，第一發光層之電子移動度低，在第一發光層 及第二發光層兩者可產生電洞及電子之再結合，可由兩發 光層得到平衡地發光。 又，在實施例14，15，藉由組合第三發光層、第一發 光層、與第二發光層，可得到發白色光的有機EL元件。 接著，可知此般有機EL元件尤其電流效率優。又，在實 施例14，15，因第三發光層之發光材料的三重態能量（ ETd )比主體材料的三重態能量（ETh )大、障壁層之材 料的三重態能量（ETb )比ETh大的關係，在第三發光層 -105- 201213497 53可有效率的發光。 進而可知在實施例1〜9，11〜20，因第二主體材料使 用特定的嗪衍生物，提升輝度時產生的色偏小。 另一方面，可知在比較例1，因第一發光材料與第二 發光材料爲相同鄰位金屬化錯合物，故電流效率、發光效 率、耐久性（壽命）低。 可知即使在比較例2，作爲第二主體材料因使用不具 有咔唑骨架的材料，電流效率、發光效率、耐久性變低。 在比較例3，作爲第二主體材料不使用嗪衍生物，作 爲第一主體材料及第二主體材料使用相同CBP。又，使用 共通CBP，在第一主體材料與第二主體材料，親和準位及 離子化電位變得相同。 結果、可知因電流密度而色偏大、尤其在高電流密度 之電流效率、發光效率、耐久性變低》 可知在比較例1〜3，因第二主體材料非嗪衍生物，難 以由第二發光層得到良好發光。 【圖式簡單說明】 圖1爲本發明之第一實施形態中的有機EL元件一例的 槪略構成圖。 圖2爲第二實施形態中的有機EL元件一例的槪略構成 圖。 圖3爲第三實施形態中的有機EL元件一例的槪略構成 圖。 106- ⑧ 201213497 【主要元件符號說明】 1 :有機EL元件 2 :基板 3 :陽極 4 :陰極 5 :發光單元 6 :電洞輸送層 7 :電子輸送層 5 1 :第一發光層 52 :第二發光層 53 :第三發光層 1A :有機EL元件 5A :發光單元 9 :中間層 6 1 :第一電洞注入層 62 :第一電洞輸送層 63:第二電洞輸送層 7 1 :障壁層 72:第一電子輸送層 73 :第二電子輸送層 1B :有機EL元件 5B2 :第二發光元件 5 B 1 :第一發光元件 -107

Claims (1)

  1. 201213497 七、申請專利範圍： 1·—種有機電激發光元件’其係具備陽極、與陰極， 並且於前述陽極與前述陰極之間至少有電洞輸送層、第^ 發光層、第二發光層、及電子輸送層的有機電激發光元件 ，其特徵係： 前述第一發光層含有第一主體材料與第一發光材料， 前述第二發光層連續形成於前述第一發光層之前述陰 極側、且含有第二主體材料與第二發光材料， 前述第二主體材料爲單嗪衍生物、二嗪衍生物、及^ 嗪衍生物中之任一， 前述第一發光材料及前述第二發光材料係互爲相異的 金屬錯合物》 2. 如請求項1記載之有機電激發光元件，其中，前述 第一主體材料及前述第二主體材料互爲相異。 3. 如請求項1記載之有機電激發光元件，其中，前述 第一主體材料爲胺衍生物。 4. 如請求項3記載之有機電激發光元件，其中，前述 胺衍生物爲下述式（1)〜（7)所示之化合物， ⑧ -108- 201213497
    (式（1 )中，An〜Ar4分別爲可具有取代基之碳數6〜30 之芳基、或、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族雜環基 式（2 )〜（7 )中，Ar5〜An 6分別爲可具有取代基之 碳數6〜40之芳基、可具有取代基之碳數5〜40之芳香族雜 環基、鍵結有芳香族胺基且可具有取代基之碳數8〜40之 芳基、及鍵結有芳香族雜環基的芳基且可具有取代基之碳 數8〜40之芳基中之任一， 式（1)〜（7)中，An〜Ar16可爲梯型呋喃基， 式（1)〜（7)中，人^與 Ar2、Ar3 與 ΑΓ4、Ar5 與 Ar6 -109- 201213497 、Ar8 與 Ar9、An〇 與 Αγη、Ari2 與 Ari3、Ari5 與 ΑΐΊ6可相互 鍵結而形成環’ 式（2) 、（4) 、（6) 、（7)中，Li〜L7爲直接鍵 結或碳數1〜30之鍵結基’ 式〜（7)中，R!〜R23分別爲氫原子、鹵素原 子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取代基之 碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之非縮合 芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基、可具有取 代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基、可具有取代基 之碳數7〜20之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜40之烯基 、可具有取代基之1〜40之烷基胺基、可具有取代基之碳 數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜20之烷基 矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基、可具 有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有取代基 之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一， 式（4) 、（6) 、（7)中，X,〜X6分別爲硫原子、 氧原子、及經單芳基取代的氮原子中之任一）。 5.如請求項1記載之有機電激發光元件，其中，前述 第二主體材料具有咔唑骨架。 6·如請求項5記載之有機電激發光元件，其中， 前述第二主體材料爲下述式（8)〜（12A)所示之化 合物， -110- ⑧ 201213497 R,11
    (式（8 )〜（l l )中，Ari()l〜Ar1()4分別爲可具有取代基 之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之碳數3〜60之雜環 基中之任一， 式（8)〜（11)中，R11()及Rm分別爲氫原子、齒素 原子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取代基 之碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之非縮 合芳基、可具有取代基之碳數6〜12之縮合芳基、可具有 取代基之碳數12〜40之縮合非縮合混合芳基、可具有取代 -111 - 201213497 基之碳數7〜2〇之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜40之烯 基、可具有取代基之1〜40之烷基胺基、可具有取代基之 碳數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜20之烷 基矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基、可 具有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有取代 基之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一， 式（8)〜（11)中，η爲1〜4整數中之任一，m爲1〜 4整數中之任一，η與m之和（n+m)爲2S (n+m) S5之 關係， 式（12) 、（12A)中，X爲N或CH，N之數爲1〜4， 式（12)中，R12l〜R128分別爲氫原子、芳基、烷基 、及連接有式（12A)骨架之構造之任一， 於尺12>〜R128上連接有式（12A)骨架之構造係Rl21與 Rl22 R122 與 Rl23、Rl23 與 Rl24、Rl25 與 Rl26、Rl26 與 Rl27、 及^27#!^28中之至少—者鍵結於式（12A)骨架之構造， Θ 中，尺129爲氫原子、芳基、及烷基中之任 一）。 項5記載之有機電激發光元件，其中，前述 第—主體材料爲下述式（8Α)〜（11Α)所示之化合物， ⑧ -112- 201213497
    (8A) (9A) Rm
    Rl12 Rl 11
    (11A) (10A) (式（8A)〜（11A)中，Ari〇i〜Ari〇4分別爲氮原子、可 具有取代基之碳數6〜60之芳基、及可具有取代基之碳數3 〜60之雜環基中之任一，但，在式（8Α) 、（9Α)、( 11入）無人1*1()1〜人1：1()3全部爲氫原子之情形，在式（1〇八） 無Αγιοι〜Αγι〇4全部爲氫原子之情形， 式（8A)〜（11A)中，Rll0〜R112分別爲氫原子、 鹵素原子、可具有取代基之碳數1〜40之烷基、可具有取 代基之碳數3〜20之雜環基、可具有取代基之碳數6〜40之 非縮合芳基' 可具有取代基之碳數6〜I2之縮合芳基、可 具有取代基之碳數I2〜4〇之縮合非縮合混合芳基、可具有 取代基之碳數7〜20之芳烷基、可具有取代基之碳數2〜4() 之條基、可具有取代基之1〜40之院基胺基、可具有取代 基之碳數7〜60之芳烷基胺基、可具有取代基之碳數3〜 -113- 201213497 之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數8〜40之芳基矽烷基 、可具有取代基之碳數8〜40之芳烷基矽烷基、及可具有 取代基之碳數1〜40之鹵素化烷基中之任一， 式（8A)〜（11A)中，η爲1〜4整數中之任一，m爲 1〜4整數中之任一，11與„1之和（n+m)爲2S (n+m) S 5之關係）。 8.如請求項5記載之有機電激發光元件，其中， 前述第二主體材料爲下述式（13)所示之化合物，
    (式（13)中，A1爲可具有取代基之環形成碳數1〜30之 含氮雜環基（但，可具有取代基之咔唑基及可具有取代基 之吲哚基除外）， A2爲可具有取代基之環形成碳數6〜30之芳香族烴基 、或可具有取代基之環形成碳數1〜30之含氮雜環基， X1，X2各自獨立，爲單鍵、可具有取代基之環形成碳 數6〜30之芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數6〜30 之縮合芳香族烴基、可具有取代基之環形成碳數2〜30之 ⑧ -114- 201213497 芳香族雜環基、及可具有取代基之環形成碳數2〜30之縮 合芳香族雜環基中之任一， Y1〜Y4各自相互獨立，爲氫原子、氟原子、氰基、可 具有取代基之碳數1〜20之烷基、可具有取代基之碳數1〜 20之烷氧基、可具有取代基之碳數1〜20之鹵烷基、可具 有取代基之碳數1〜20之鹵烷氧基、可具有取代基之碳數1 〜10之烷基矽烷基、可具有取代基之碳數6〜30之芳基矽 烷基、可具有取代基之環形成碳數6〜30之芳香族烴基、 可具有取代基之環形成碳數6〜30之縮合芳香族烴基、可 具有取代基之環形成碳數2〜30之芳香族雜環基、及可具 有取代基之環形成碳數2〜30之縮合芳香族雜環基中之任 ―’又，相鄰接之Y1〜Y4彼此可相互形成鍵結而形成環構 造， P’ q各自爲1〜4整數中之任~，r，s各自爲1〜3整數 中之任一， 又’ p，q各自爲2〜4整數中之任一、r，S爲2或3整數 之任一之場合，複數之γΐ〜Y4可各自相同或相異， A1’ Α2’ χΐ，χ2，及γι〜γ4中之至少—者爲由單嗪衍 生物、二曝衍生物、及三嗪衍生物中之任一所衍生之基） 0 9·如請求項5記載之有機電激發光元件，其中，前述 第二主體材料爲下述式（14)或式（15)所示之化合物， -115- 201213497
    (式（14) 、 （15)中，X爲CH或N，X中至少一ίΕ Ar21〜Ar23各自相互獨立爲可具有非縮合環構造的 之芳香族烴基或芳香族雜環基’ Ar22或Ar23可與含X之環形成縮合環）。 10.如請求項5記載之有機電激發光元件，前述 體材料爲下述式（16)或式（17)所示之化合物， 丨爲N， 取代基 第二主 -116- 201213497
    香族烴基或芳香族雜環基所構成之2價鍵結基，7、R220 爲氫原子、可具有非縮合環構造的取代基之芳香族烴基或 芳香族雜環基，R2 2 2、R2 2 3各自爲可具有非縮合環構造的 取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基，R216、R218、R219 、R221分別爲氫原子、烷基、芳烷基、烯基、炔基、氰基 、二烷基胺基、二芳基胺基、二芳烷基胺基、胺基、硝基 、醯基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、烷基磺醯基、鹵烷 基、羥基、醯胺基、可具有取代基之芳香族烴基、及可具 有取代基之芳香族雜環基中之任一， '式（16)中，Ar23、及R216〜R223中之任一爲單嗪衍 生物、二嗪衍生物、及三嗪衍生物中之任一所衍生之基） 丨E: -117- 201213497
    QN- R232 …（17A) (式（17) . (17A)中，環F、環F’爲與鄰接環縮 式（17A )所表示之雜環，Ar24爲可具有非縮合環構 取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基所構成之2價鍵 ’ R230〜R2 3 2各自獨立，爲可具有非縮合環構造的取 之芳香族烴基或芳香族雜環基，R224〜R229各自獨立 氫原子、烷基 '芳烷基、烯基、炔基、氰基、二烷基 、二芳基胺基 '二芳烷基胺基、胺基、硝基、醯基、 基羰基、羧基、烷氧基、烷基磺醯基、鹵烷基、羥基 胺基、可具有取代基之芳香族烴基、及可具有取代基 香族雜環基中之任一， 式（17)中，Ar24、R224〜r231、及式（17A)之 中之任~爲單曉衍生物、二曉衍生物、及三嗪衍生物 任一所衍生之基）。 11 ·如請求項1〜請求項1 〇中任一項記載之有機電 光元件’其中，前述第二主體材料較前述第一主體材 合之 造的 結基 代基 ，爲 胺基 院氧 、醯 之芳 R232 中之 激發 料之 -118- 201213497 親和準位大。 12. 如請求項丨〜請求項1〇中任〜項記載之有 光元件，其中，前述第二主體材料較前述第一主 子化電位大。 13. 如請求項1〜請求項1〇中任—項記載之有 光兀件’其中’目ij述金屬錯合物爲含銥（Ir)、 、及白金（Pt)中之至少一者的金屬。 14_如請求項13記載之有機電激發光元件， 述金屬錯合物爲下述式（20 )所表示之鄰位金屬 機電激發 體材料離 機電激發 鈀（Pd ) 其中，前 化錯合物
    (式（20)中’ A31爲與A32及Q鍵結之環，爲可 基之芳香族烴環基或可具有取代基之芳香族雜驾 爲鍵結於A31的芳香族雜環基，含有氮作爲形成 環之原子且可具有取代基，含A31之環與含A32之 以環的其他部位彼此鍵結而鍵結環構造，形成一 或具有不飽和構造之環， Q爲鈀（Pd)、銥（1〇 、及白金（Pt)中之 L爲2基座之配位基， 具有取代 I 基，A3 2 芳香族雜 環進而可 個縮合環 任一， -119- 201213497 m及η爲整數，Q爲2價金屬之場合，n=2且m = 3價金屬之場合，n=3且m=0、或n=2且m=l)。 1 5 .如請求項1〜請求項1 0中任一項記載之有機 光元件，其中，前述第一發光材料有5 70nm以上之 峰，前述第二發光材料有5 65nm以下之發光波峰。 0，Q爲 電激發 發光波 -120-
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