TW201321352A - 有機電場發光元件、該元件用材料、以及使用該元件之發光裝置、顯示裝置及照明裝置 - Google Patents

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Abstract

使用下述通式所示化合物的有機電場發光元件，呈深藍色發光，依廣範圍發光材料濃度呈現良好色度[R1~R37係表示氫原子或取代基；X1~X32係表示CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基；A1~A38係表示CR66或N；R61~R66係表示氫原子或取代基。]。□　

Description

有機電場發光元件、該元件用材料、以及使用該元件之發光裝置、顯示裝置及照明裝置 發明領域
本發明係關於有機電場發光元件。又，本發明亦關於前述有機電場發光元件用材料、或使用前述有機電場發光元件的發光裝置、顯示裝置或照明裝置。
發明背景
因為有機電場發光元件(以下亦稱「元件」、「有機EL元件」)能依低電壓驅動獲得高輝度的發光，因而正活躍地研究開發。有機電場發光元件係在一對電極間具有有機層，從陰極注入的電子與從陽極注入的電洞在有機層中會再結合，再將所生成激子的能量利用於發光者。有機電場發光元件係可提供作為具有各種發光波長的元件，因為響應速度較快速、較薄且輕量，因而期待應用於廣範圍用途。其中，藍色純度高、發光效率高的有機電場發光元件之開發，對全彩顯示器的應用等係屬重要，截至目前為止已有各種開發研究成果的報告。
專利文獻1有記載著：藉由螢光材料係由對諸如芘等縮環結構，利用單鍵與亞甲基鏈等形成環的材料，俾可達元件在藍色區域的發光與長壽命化。該文獻的實施例中，將3種化合物使用為藍色摻質，根據表6有記載色度(0.14、0.16)程度、最大效率7.8cd/A程度。
再者，公知文獻2中有記載：藉由苯并茀經縮環放大的 分子使用為發光材料，便可獲得高效率、能階較寬(即亦可認為能藍色發光)的元件得。該文獻的實施例有揭示所製作元件的頻譜，波長較長且屬於寬峰波形，極大發光波長係平均為462nm左右。
再者，專利文獻3、4有揭示：在芘環的1,2位、6,7位對稱地縮環著2個吲哚環的材料，但根據本發明者等的檢討，得知該等材料的藍色純度嫌不足，且會有因發光強度降低的驅動劣化而衍生色度變化(以下亦稱「驅動色度變化」)、隨驅動而衍生電壓上升(以下亦稱「驅動電壓上升」)等問題。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：WO2010/012328號公報
專利文獻2：特表2006-512395號公報
專利文獻3：KR20110006915號公報
專利文獻4：KR20110041726號公報
發明概要
然而，經本發明者等進行檢討，結果得知上述專利文獻1與專利文獻2所記載的有機電場發光元件之色度，就作為顯示器用途等的深藍色而言，尚難謂充足，需要實現更深藍色的發光。又，得知該等有機電場發光元件係若長時間驅動，便會有因引發色度變化而導致驅動電壓提高情形。
本發明目的在於解決上述問題。即，本發明所欲解決的課題在於提供：深藍色發光，且經長時間驅動後，色度變化與驅動電壓變化均較小的有機電場發光元件。
緣是，本發明者等便以提供深藍色發光，且依廣範發光材料濃度呈現良好色度的有機電場發光元件為目的，進行深入鑽研。
此處，相關在芘骨架的哪一位置進行非芳香族環縮環，在專利文獻1中有言及，但該文獻內記載最好在芘的長軸(1,2,3,6,7,8位)方向進行縮環，但就其理由與詳細機制並無特別說明。另一方面，專利文獻2的[0119]中得知，使用依2分子芘的長軸方向與短軸(4,5,9,10位)方向相連結方式，進行非芳香族環縮環的構造例示化合物，但相關對芘骨架的縮環位置係哪一位置屬較佳則未有記載。
所以，相關使芘系化合物的構造變化而發出深藍色發光，是否能獲得對發光材料濃度的色度變化較小之有機電場發光元件用材料，事實上從習知的發現中完全無法預測。
相對於此，本發明者等發現藉由將在特定方向縮環的特定結構芘系化合物使用為元件用發光摻質，便可發出習知無法獲得的深藍色發光，能獲得有機電場發光元件。又，得知此種構造的化合物骨架係骨架自體便屬於短波長發光，並無需要如習知公知的螢光發光材料般，在骨架上導入特定結構取代基才達短波長化。
即，發現若使用具有特定結構的芘衍生物，便可解決 上述課題，遂提供以下所記載的本發明。
[1]一種有機電場發光元件，係包括有：基板；配置於該基板上且含有陽極與陰極的一對電極；以及配置於該電極間且含有發光層的至少一層有機層；其中，前述至少一層有機層中之任一層，係含有依下述通式(I)~(IV)中任一者所示的至少一種化合物。
[上述通式(I)~(IV)中，R1~R37係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R1~R37中之相鄰2個係不會相互連結形成環。X1~X32係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。A1~A38係表示各自獨立的CR66或N。R66係表示氫原子或取代基，當A1~A38中之相鄰2個係CR66時，亦可該2個R66彼此間相互鍵結形成環結構。]
[2]如[1]所記載的有機電場發光元件，其中前述至少一層有機層中之任一層，係含有前述通式(I)或(II)所示之至少一種化合物。
[3]如[1]或[2]所記載的有機電場發光元件，其中前述至少一層有機層中之任一層，係含有前述通式(II)所示之至少一種化合物。
[4]如[3]所記載的有機電場發光元件，其中，前述通式(II)所示化合物係下述通式(V)所示化合物；
[上述通式(V)中，R41~R47係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R41~R47中之相鄰2個係不會相互連結形成環。R48~R55係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R48~R55中之相鄰2個相互連結形成環。X41與X42係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。]
[5]如[4]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(V)中，X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任 一者所示連接基。
[6]如[4]或[5]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(V)中，X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X51與X52係表示互異的連接基。
[7]如[4]~[6]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(V)中，R41~R55與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基。
[8]如[1]或[2]所記載的有機電場發光元件，其中前述至少一層有機層中之任一層係含有前述通式(I)所示之至少一種化合物。
[9]如[8]所記載的有機電場發光元件，其中，前述通式(I)所示化合物係下述通式(VI)所示：
[上述通式(VI)中，R71~R77係表示各自獨立的氫原子或 取代基，但R71~R77中之相鄰2個係不會相互連結形成環。R78~R85係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R78~R85中之相鄰2個相互連結形成環。X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。]
[10]如[9]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，X61與X62係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基。
[11]如[9]或[10]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，X61與X62係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X61與X62係互異的連接基。
[12]如[9]~[11]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，R71~R85與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基。
[13]如[1]~[12]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物的分子量係800以下。
[14]如[1]~[13]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物係含於前述發光層中。
[15]如[14]所記載的有機電場發光元件，其中前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物係含於前述發光層中的發光材料。
[16]如[15]所記載的有機電場發光元件，其中前述發光 層中更進一步含有主體材料。
[17]如[16]所記載的有機電場發光元件，其中前述主體材料係具有碳數10~50之烴縮合環結構。
[18]如[16]所記載的有機電場發光元件，其中前述主體材料係具有蒽骨架。
[19]如[1]~[18]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中含有前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物的有機層，係以真空蒸鍍製程形成而成。
[20]如[1]~[18]中之任一項所記載的有機電場發光元件，其中發光層係以濕式製程形成而成。
[21]一種發光裝置，係使用[1]~[20]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
[22]一種顯示裝置，係使用[1]~[20]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
[23]一種照明裝置，係使用[1]~[20]中之任一項所記載的有機電場發光元件。
[24]一種有機電場發光元件用材料，係下述通式(V')所示化合物：通式(V') [上述通式(V')中，R41~R47係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R41~R47中之相鄰2個係不會相互連結形成環。R48~R55係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R48~R55中之相鄰2個相互連結形成環。X41與X42係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。]
[25]一種有機電場發光元件用材料，係下述通式(VI')所示： [上述通式(VI')中，R71~R77係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R71~R77中之相鄰2個係不會相互連結形成環。R78~R85係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R78~R85中之相鄰2個相互連結形成環。X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。]
本發明的有機電場發光元件係深藍色發光，並具有依廣範圍發光材料濃度呈現良好色度的有利效果。又，若使用本發明的有機電場發光元件用材料，便可輕易地製造此種優異的有機電場發光元件。又，本發明的發光裝置、顯示裝置及照明裝置係消耗功率小、色度優異，具有即便發光材料濃度高，仍呈現良好色度的有利效果，特別適用 於顯示器用途。
2‧‧‧基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入層
5‧‧‧電洞輸送層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電洞阻擋層
8‧‧‧電子輸送層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電場發光元件
11‧‧‧有機層
12‧‧‧保護層
14‧‧‧接着層
16‧‧‧密封容器
20‧‧‧發光裝置
30‧‧‧光散射構件
31‧‧‧透明基板
30A‧‧‧光入射面
30B‧‧‧光出射面
32‧‧‧微粒子
40‧‧‧照明裝置
圖1係本發明的有機電場發光元件之構造一例概略圖。
圖2係本發明的發光裝置一例概略圖。
圖3係本發明的照明裝置一例概略圖。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明內容進行詳細說明。以下所記載構成要件的說明，係根據本發明的代表性實施態樣與具體例，惟本發明並不僅侷限於此種實施態樣與具體例。另外，本說明書中，使用「~」表示的數值範圍係指包括以「~」前後所記載數值為下限值及上限值在內的範圍。
[通式(I)~(IV)所示有機電場發光元件用之發光材料]
本發明的有機電場發光元件係至少具備有：基板、配置於該基板上且含有陽極與陰極的一對電極、以及配置於該電極間且含有發光層的至少一層有機層。本發明的有機電場發光元件特徵在於：其中任一有機層係含有至少一種下述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物：
上述通式(I)~(IV)中，R1~R37係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R1~R37中之相鄰2個係不會相互連結形成環。X1~X32係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。A1~A38係表示各自獨立的CR66或N。R66係表示氫原子或取代基，當A1~A38中之相鄰2個係CR66時，亦可該2個R66彼此間相互鍵結形成環結構。
本發明的有機電場發光元件係將前述通式(I)~(IV)所示有機電場發光元件用的化合物(以下亦稱「通式(I)~(IV)所示發光材料」、「本發明發光材料」、「本發明化合物」)，使用為發光材料。
本發明者等發現藉使用在如通式(I)~(IV)所示位置處接上芳香環的縮環芘，便可發出充分的深藍色發光，並可抑制驅動後的色度變化與分解劣化時的電壓上升。此現象可認為係如通式(I)~(IV)所示，藉由相對於芘中心呈非對稱地捲繞環，而降低分子的對稱性，俾抑制分子彼此間的結合。
另一方面，依如上述，若使用習知芘系化合物製作有機電場發光元件，當持續長時間使用時，會因發光強度降低的驅動劣化而導致色度變化。此種因驅動劣化而造成的色度變化原因，可認為：因元件電荷均衡的變化而導致發光位置變化與因此情形造成的光學干涉、因驅動所造成發熱等而導致芘環彼此間形成結合、因元件驅動而造成發光材料與主體材料之化學反應劣化導致生成發光成分等。所以，為防止因驅動劣化而造成的色度變化，必需提供該等因素均不易發生的材料。本發明的通式(I)~(IV)所示化合物，係對電洞(氧化)與電子(還原)呈安定，電荷的注入/輸送性高，且芘環彼此間不易發生形成結合，亦不易因元件驅動而引發化學反應劣化。因而，亦不易發生因驅動劣化而衍生的色度變化。又，本發明的通式(I)~(IV)所示化合物係芘環彼此間不易發生結合，因而在未使用主體材料之情況下，亦可單獨形成發光層。
通式(I)~(IV)所示化合物係形成分子彼此間不易靠近的構造，因而不僅呈現良好的藍色發光，亦能改善廣範圍濃度區域中的色度。
即，前述通式(I)~(IV)所示有機電場發光元件用的發光材料，其母骨架自體對短波長化、與廣範圍濃度區域中的色度改善具有貢獻。所以，前述通式(I)~(IV)所示發光材料的母骨架之取代基幾乎沒有限定，均可獲得上述效果。但是，本發明較佳態樣亦可使用特定取代基，更進一步改善短波長化、與廣範圍濃度區域中的色度改善。
以下，針對通式(I)~(IV)所示發光材料進行詳細說明。
通式(I)~(IV)的X1~X32係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。連接基係就從更較佳的發光色觀點，較佳為CR61R62或NR63。
通式(I)的X1與X2係相互可為相同亦可為不同。當相同的情況，較佳係均為CR61R62、或均為NR63。當不同的情況，較佳組合係可例如：其中一者為CR61R62、而另一者為NR63的情況；其中一者為CR61R62、而另一者為O的情況；其中一者為CR61R62、而另一者為S的情況；其中一者為CR61R62、而另一者為SiR64R65的情況；其中一者為NR63、而另一者為O的情況；其中一者為NR63、而另一者為S的情況；其中一者為O而另一者為S的情況。此種通式(I)中的X1與X2之關係亦適用於通式(II)的X11與X12、通式(III)的X21與X22、通式(IV)的X31與X32。
R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。R61、R62、R64及R65係可例如下述取代基組A，而R63係可例如下述取代基組B。
《取代基組A(碳原子上的取代基、及矽原子上的取代基組)》
可舉例如：烷基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~10，例如：甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳 數2~10，例如：乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、炔基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯基、對甲基苯基、萘基、蒽基等)、胺基(較佳係碳數0~30、更佳係碳數0~20、特佳係碳數0~10，例如：胺基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、二苄胺基、二苯基胺基、二甲苯胺基等)、烷氧基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~10，例如：甲氧基、乙氧基、丁氧基、2-乙基己氧基等)、芳氧基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基等)、雜環氧基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：吡啶氧基、吡氧基、嘧啶氧基、喹啉氧基等)、醯基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~12，例如：乙醯基、苯甲醯基、甲醯基、新戊醯基等)、烷氧羰基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~12，例如：甲氧羰基、乙氧羰基等)、芳氧羰基(較佳係碳數7~30、更佳係碳數7~20、特佳係碳數7~12，例如苯氧羰基等)、醯氧基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、醯胺基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙醯胺基、苯甲醯胺基(benzoylamino)等)、烷氧羰胺基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~12，例如：甲氧羰胺基等)、芳氧羰胺基(較佳係碳數7~30、更佳係碳數7~20、特佳係碳 數7~12，例如苯氧羰胺基等)、磺醯胺基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如甲烷磺醯胺基、苯磺醯胺基等)、胺磺醯基(較佳係碳數0~30、更佳係碳數0~20、特佳係碳數0~12，例如：胺磺醯基、甲基胺磺醯基、二甲基胺磺醯基、苯基胺磺醯基等)、胺甲醯基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：胺甲醯基、甲基胺甲醯基、二乙基胺甲醯基、苯基胺甲醯基等)、烷硫基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：甲硫基、乙硫基等)、芳硫基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如苯硫基等)、雜環硫基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：吡啶硫基、2-苯并咪唑硫基、2-苯并唑硫基、2-苯并噻唑硫基等)、磺醯基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如甲磺基、對甲苯磺醯等)、亞磺醯基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如甲烷亞磺醯基、苯亞磺醯基等)、脲基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如：脲、甲基脲、苯基脲等)、磷酸醯胺基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~12，例如二乙基磷酸醯胺、苯基磷酸醯胺等)、羥基、硫醇基、鹵原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、磺基、羧基、硝基、羥肟酸基、亞磺酸基、肼基、亞胺基、雜環基(亦涵蓋芳香族雜環基在內，較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~12，雜原子係例如：氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、矽原子、硒原子、碲 原子，具體係可例如：吡啶基、吡基、嘧啶基、噠基、吡咯基、吡唑基、三唑基、咪唑基、唑基、噻唑基、異唑基、異噻唑基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、硒吩基(selenophenyl)、碲苯基、哌啶基(piperidyl)、哌啶-1-基(piperidino)、啉基、吡咯啶基、吡咯啶-1-基(pyrrolidino)、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并恋唑基、咔唑基、吖庚因基(azepinyl)、噻咯基(silolyl)等)、矽烷基(較佳係碳數3~40、更佳係碳數3~30、特佳係碳數3~24，例如三甲基矽烷基、三苯基矽烷基等)、矽烷氧基(較佳係碳數3~40、更佳係碳數3~30、特佳係碳數3~24，例如三甲基矽烷氧基、三苯基矽烷氧基等)、磷酸基(例如二苯磷酸基、二甲基磷酸基等)。該等取代基亦可更進一步被取代，能成為更進一步取代的取代基係可例如從以上所說明的取代基組A中選擇之基。又，取代基上所取代的取代基亦可更進一步被取代，能成為更進一步取代的取代基係可例如從以上所說明的取代基組A中選擇之基。又，取代基上所取代的取代基，被更進一步取代之取代基，亦可再更進一步被取代，該再更進一步的取代基係可例如從以上所說明的取代基組A中選擇之基。
《取代基組B(氮原子上的取代基組)》
可舉例如：烷基(較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~20、特佳係碳數1~10，例如：甲基、乙基、異丙基、第三丁基、正辛基、正癸基、正十六烷基、環丙基、環戊基、環己基等)、烯基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-戊烯基等)、 炔基(較佳係碳數2~30、更佳係碳數2~20、特佳係碳數2~10，例如：炔丙基、3-戊炔基等)、芳基(較佳係碳數6~30、更佳係碳數6~20、特佳係碳數6~12，例如：苯基、對甲基苯基、萘基、蒽基等)、氰基、雜環基(亦涵蓋芳香族雜環基在內，較佳係碳數1~30、更佳係碳數1~12，雜原子係例如：氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、矽原子、硒原子、碲原子，具體係可例如：吡啶基、吡基、嘧啶基、噠基、吡咯基、吡唑基、三唑基、咪唑基、唑基、噻唑基、異唑基、異噻唑基、喹啉基、呋喃基、噻吩基、硒吩基(selenophenyl)、碲苯基、哌啶基(piperidyl)、哌啶-1-基(piperidino)、啉基、吡咯啶基、吡咯啶-1-基(pyrrolidino)、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并恋唑基、咔唑基、吖庚因基(azepinyl)、噻咯基(silolyl)等。該等取代基亦可更進一步被取代，能成為更進一步取代的取代基係可例如從以上所說明的取代基組B中選擇之基。又，取代基上所取代的取代基亦可更進一步被取代，能成為更進一步取代的取代基係可例如從以上所說明的取代基組B中選擇之基。又，取代基上所取代的取代基，被更進一步取代之取代基，亦可再更進一步被取代，該再更進一步的取代基係可例如從以上所說明的取代基組B中選擇之基。
R61、R62、R64及R65較佳係表示烷基(更佳係碳數1~10的直鏈、分支或環狀烷基)、芳基(更佳係碳數6~14的芳基)、雜芳基(較佳係碳數5~20、且含有雜原子為N、O及S中之任一者的雜芳基)。該等之中，更佳係碳數1~6的直鏈 或分支烷基、碳數6~10的芳基。又，就從合成容易性的觀點，R61與R62較佳係相同。
R63較佳係碳數1~10的直鏈、分支或環狀烷基、碳數6~50的芳基，更佳係碳數5~20、且至少含有1個雜原子為N、O及S中任一者的雜芳基等中之任一者。特佳係碳數6~14的芳基、以及碳數5~20、且至少含有1個雜原子為N、O及S中任一者的雜芳基等中之任一者。
通式(I)~(IV)中，A1~A38係表示各自獨立的CR66或N。R66係表示氫原子或取代基。R66的取代基係可例如上述取代基組A。R66的較佳取代基係可例如：烷基(更佳係碳數1~10的直鏈、分支或環狀烷基)、芳基(更佳係碳數6~14的芳基)、雜芳基(較佳係碳數5~20、且含有雜原子為N、O及S中之任一者的雜芳基)、二取代胺基(更佳係二烷胺基、二芳胺基，此情況的烷基、芳基之較佳範圍係與上述烷基、芳基的較佳範圍相同)、鹵基(較佳係氟基)、氰基、硝基等，更佳的取代基係可例如碳數1~6的烷基。又，該等取代基亦可更進一步利用取代基進行取代。A1~A38中相鄰2個係CR66時，亦可該2個R66彼此間相互鍵結形成環結構。所形成的環結構係可為芳香環或雜環，亦可為非芳香族環。
通式(I)的A1~A4中，N的個數較佳係0~2個、更佳係0或1個、特佳係0個。即，較佳例係可例如A1~A4全部均為CR66的情況。通式(I)的A5~A8、通式(II)的A11~A14、通式(II)的A15~A18、通式(III)的A21~A24、通式(III)的A25~A28、通式(IV)的A31~A34、通式(IV)的A35~A38之較佳範圍，亦是與上述通 式(I)的A1~A4之較佳範圍相同。
通式(I)~(IV)中，R1~R37係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R1~R37中之相鄰2個係不會相互連結形成環。此處所謂「取代基」係可例如前述取代基組A。R1~R37較佳係係表示烷基(更佳係碳數1~10的直鏈、分支或環狀烷基)、芳基(更佳係碳數6~14的芳基)、雜芳基(較佳係碳數5~20、且含有雜原子為N、O及S中之任一者的雜芳基)、二取代胺基(更佳係二烷胺基、二芳胺基，此情況的烷基、芳基之較佳範圍係與R1~R8的烷基、芳基之較佳範圍相同)、鹵基(halogeno)(較佳係氟基)、氰基、硝基。又，該等取代基亦可利用任意的1以上取代基進行取代，此情況的取代基較佳範圍係與R1~R37的取代基較佳範圍相同。
前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物，就從抑制結合發光的觀點，較佳係分子內具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基、及具有該等的苯基或含氮芳香族六元環中之任一者。前述分子內具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基、及具有該等的苯基或含氮芳香族六元環之特佳具體例，係如下示，惟本發明並不僅侷限於該等。
通式(I)的R1~R7之1以上，較佳係下述通式中之任一者所示取代基。
Ar1與Ar2係表示各自獨立的芳基，Ar3係表示2價伸芳基。Ar1、Ar2較佳係取代或無取代的苯基、萘基，更較佳係取代或無取代的苯基。Ar3較佳係取代或無取代的伸苯基、伸萘基，更佳係取代或無取代的伸苯基，特佳係取代或無取代的對伸苯基。又，R1~R7較佳亦可為除上述以外的結構所示取代或無取代芳基。例如經烷基取代的芳基、亦可含有雜原子的多環芳基等。R1~R7亦可全部均為氫原子。較佳係R1~R7中之0~4個為取代基、更佳係0~2個為取代基、特佳係0或1個為取代基。
通式(I)的R1~R7、通式(II)的R11~R17、通式(III)的R21~R27之較佳取代基，亦是與上述通式(I)的R1~R7之較佳取代基相同。
通式(I)~(IV)中，較佳係通式(I)或通式(II)所示化合物、更佳係通式(I)所示化合物。
首先，前述通式(I)所示化合物，較佳係下述通式(VI)所示化合物：通式(VI)
上述通式(VI)中，R71~R77係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R71~R77中之相鄰2個係不會相互連結形成環。R78~R85係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R78~R85中之相鄰2個相互連結形成環。X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。
通式(VI)的R71~R77、X51、X52及R61~R65之較佳範圍，係與上述通式(I)~(IV)的R1~R37、X1~X32及R61~R65之較佳範圍相同。通式(VI)的R78~R85之較佳範圍係與通式(I)~(IV)的R66之較佳範圍相同。
再者，前述通式(VI)較佳係前述通式(VI')所示，通式(VI')中的各基說明係與通式(VI)中的各基說明相同，更佳係以下的態樣。
前述通式(VI)中，X61與X62更佳係表示各自獨立的 CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基，特佳前述通式(VI)中，X61與X62係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X61與X62係互異的連接基。
前述通式(VI)中，更佳R71~R85與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基，該具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基例，係與前述分子內具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基、及具有該等的苯基或含氮芳香族六元環之特佳具體例相同。
又，通式(II)所示化合物較佳係下述通式(V)所示化合物：
上述通式(V)中，R41~R47係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R41~R47中之相鄰2個係不會相互連結形成 環。R48~R55係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R48~R55中之相鄰2個相互連結形成環。X41與X42係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基。R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基。
通式(V)的R41~R47、X41、X42及R61~R65之較佳範圍係與上述通式(I)~(IV)的R1~R37、X1~X32及R61~R65之較佳範圍相同。通式(V)的R48~R55之較佳範圍係與通式(I)~(IV)的R66之較佳範圍相同。
再者，前述通式(V)較佳係前述通式(V')所示，通式(V')中的各基說明係與通式(V)中的各基說明相同，更佳係以下的態樣。
前述通式(V)中，更佳X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基，特佳X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X51與X52係表示互異的連接基。
前述通式(V)中，更佳R41~R55與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基，該具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基例，係與前述分子內具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基、及具有該等的苯基或含氮芳香族六元環之特佳具體例相同。
通式(I)~(IV)中之任一者所示發光材料的具體例係如下示，惟本發明能使用的通式(I)~(IV)所示發光材料，不應解釋為因該等具體例而有所受限定。
上述通式(I)~(IV)所示化合物係可組合公知反應而合成。通式(I)~(IV)所示化合物例如可利用以下的機制而合成。
經合成的化合物在經利用管柱色層分析儀、再結晶等施行精製後，最好再利用昇華精製進行精製。利用昇華精製，不僅可分離有機雜質，亦可有效地去除諸如無機鹽、殘留溶劑等。
當將前述通式(I)~(IV)所示化合物使用為發光材料時，其極大發光波長較佳係未滿455nm、更佳係400nm以上且未滿460nm、特佳係420nm以上且未滿460nm、最佳係430nm以上且未滿460nm、最最佳係440nm以上且未滿460nm。
[有機電場發光元件]
本發明的有機電場發光元件特徵在於具備有：基板、配置於該基板上且含有陽極與陰極的一對電極、以及配置於該電極間且含有發光層的至少一層有機層；其中前述有機層中之任一層係含有前述通式(I)~(IV)所示化合物。
本發明的有機電場發光元件之構造並無特別的限制。圖1所示係本發明的有機電場發光元件之構造一例。圖1的有機電場發光元件10係在基板2上，於一對電極(陽極3與陰極9)之間設有有機層。
相關有機電場發光元件的元件構造、基板、陰極及陽極，在例如日本專利特開2008-270736號公報中已有詳述，該公報所記載的事項均可適用於本發明。
以下，針對本發明的有機電場發光元件之較佳態樣，依照基板、電極、有機層、保護層、密封容器、驅動方法、發光波長、用途的順序進行詳細說明。
<基板>
本發明的有機電場發光元件係具有基板。
本發明所使用的基板，較佳係不會使從有機層所發出的光出現散射或衰減之基板。有機材料的情況，諸如耐熱性、尺寸安定性、耐溶劑性、電絕緣性、及加工性均優異，故屬較佳。
<電極>
本發明的有機電場發光元件係具備有配置於前述基板上，且含有陽極與陰極的一對電極。
就發光元件的性質而言，屬於一對電極的陽極與陰極中至少其中一電極，較佳係透明或半透明。
(陽極)
陽極通常係只要具備有能將電洞供應給有機層的電極功能便可，相關其形狀、構造、大小等並無特別的限制，可配合發光元件的用途、目的，從公知電極材料中適當選擇。如前述，陽極通常係設計為透明陽極。
(陰極)
陰極通常係只要具備有能將電子注入於有機層中的電極功能便可，相關其形狀、構造、大小等並無特別的限制，可配合發光元件的用途、目的，從公知電極材料中適當選擇。
<有機層>
本發明的有機電場發光元件特徵在於具備有配置於前述電極間，並含有發光層的至少一層有機層，其中前述有 機層係含有前述通式(1)所示化合物。本發明的有機電場發光元件係含有前述通式(1)所示化合物的至少一層有機層，較佳為前述發光層。
本發明的有機電場發光元件特徵在於具備有配置於前述電極間的1或複數有機層，且前述有機層係含有發光層，該發光層係含有主體材料、與至少1者前述通式(I)~(IV)所示發光材料。
前述有機層並無特別的限制，可配合有機電場發光元件的用途、目的再適當選擇，較佳係形成於前述透明電極上或前述半透明電極上。此情況，有機層係形成於前述透明電極或前述半透明電極上的全面或一面上。
相關有機層的形狀、大小、及厚度等並無特別的限制，可配合目的再行適當選擇。
以下，針對本發明有機電場發光元件的有機層構造、有機層形成方法、構成有機層的各層較佳態樣及各層所使用的材料，依序進行說明。
(有機層構造)
本發明的有機電場發光元件，前述有機層係含有發光層。前述有機層較佳係含有電荷輸送層。所謂「前述電荷輸送層」係指當對有機電場發光元件施加電壓時會引發電荷移動的層。具體而言，可例如：電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層、發光層、電洞阻擋層、電子輸送層或電子注入層。若前述電荷輸送層係電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層或發光層，便可製造低成本且高效率的有機電 場發光元件。
前述通式(I)~(IV)所示化合物係含於在有機電場發光元件的前述電極間所配置1或複數有機層中之至少一層。特別較佳前述通式(I)~(IV)所示化合物係含於發光層中。但，在不違反本發明主旨之前提下，前述通式(I)~(IV)所示化合物亦可含於本發明有機電場發光元件的發光層以外之有機層。亦可含有前述通式(I)~(IV)所示化合物之發光層以外的有機層，可例如：電洞注入層、電洞輸送層、電子輸送層、電子注入層、激子阻擋層、電荷阻擋層(電洞阻擋層、電子阻擋層等)等，較佳係激子阻擋層、電荷阻擋層、電子輸送層、電子注入層中之任一者，更佳係激子阻擋層、電荷阻擋層、或電子輸送層。
當前述通式(I)~(IV)所示化合物係含於發光層時，相對於發光層總質量，通式(I)~(IV)所示化合物較佳係含有0.1~100質量%、更佳係含有1~50質量%、特佳係含有2~20質量%。
前述通式(I)~(IV)所示化合物含於發光層以外的有機層時，相對於其有機層總質量，通式(I)~(IV)所示化合物較佳係含有70~100質量%、更佳係含有80~100質量%、特佳係含有90~100質量%。
(有機層之形成方法)
本發明的有機電場發光元件，各有機層係可利用諸如：蒸鍍法、濺鍍法等乾式製膜法、或諸如：轉印法、印刷法、旋塗法、棒塗法等濕式製膜法(溶液塗佈法)等等任一 方法適當地形成。
本發明的有機電場發光元件，在前述一對電極間所配置的發光層，較佳係至少一層含有前述通式(I)~(IV)所示化合物的組成物，利用蒸鍍而形成。
(發光層)
發光層係具有施加電場時，會從陽極、電洞注入層或電洞輸送層收取電洞，並從陰極、電子注入層或電子輸送層收取電子，提供電洞與電子進行再結合場所，俾使發光之功能的層。但，本發明的前述發光層，未必僅侷限於依此種機制進行發光者。
本發明有機電場發光元件中的前述發光層，亦可僅由前述發光材料構成，亦可構成主體材料與前述發光材料的混合層。前述發光材料的種類係可為1種、亦可為2種以上。前述主體材料較佳係屬於電荷輸送材料。前述主體材料係可為1種、亦可為2種以上，例如由電子輸送性主體材料、與電洞輸送性主體材料進行混合的構成。更，前述發光層亦可未含有電荷輸送性，而是含有不會發光的材料。
再者，發光層係可為一層、亦可為二層以上的多層，各層係可含有相同的發光材料或主體材料，亦可每層含有不同的材料。當發光層為複數時，各發光層亦可依不同發光色進行發光。
發光層的厚度並無特別的限定，通常較佳係2nm~500nm，其中就從外部量子效率的觀點，更佳係3nm~200nm、特佳係5nm~100nm。
本發明有機電場發光元件的更佳態樣係前述發光層含有前述通式(I)~(IV)所示化合物，且前述發光層的發光材料係使用前述通式(I)~(IV)所示化合物。此處，本說明書中所謂「主體材料」係指發光層中主要負責電荷之注入/輸送的化合物，且自體係實質不會發光的化合物。此處所謂「實質不會發光」係指來自該實質不會發光的化合物之發光量，較佳為元件全體的總發光量之5%以下、更佳係3%以下、特佳係1%以下。前述通式(I)~(IV)所示化合物亦可使用為發光層的主體材料。
(發光材料)
本發明的有機電場發光元件，較佳係將前述通式(I)~(IV)所示化合物使用為發光材料，此情況亦是可與前述通式(I)~(IV)所示化合物之外的其他發光材料組合使用。又，本發明的有機電場發光元件，將前述通式(I)~(IV)所示化合物使用為發光層主體材料時、或使用於發光層以外的有機層時，前述通式(I)~(IV)所示化合物以外的其他發光材料均使用於發光層。
本發明可使用的發光材料係螢光發光材料。又，本發明的發光層係為能提升色純度、或擴展發光波長區域，可含有2種以上的發光材料。
相關本發明有機電場發光元件可使用的螢光發光材料，例如日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0100]~[0164]、日本專利特開2007-266458號公報的段落編號[0088]~[0090]中有詳述，該等公報的記載事項均可適用 於本發明。
本發明可使用的螢光發光材料種類並無特別的限定，除前述通式(1-1)所示化合物之他，尚可例如：苯并唑、苯并咪唑、苯并恋唑、苯乙烯基苯、聚苯基、二苯基丁二烯、四苯基丁二烯(tetraphenyl butadiene)、萘二甲醯亞胺、香豆素、吡喃、培利酮、二唑、吖啶(acridine)、吡啶、環戊二烯、雙苯乙烯基蒽、喹骄酮、吡咯并吡啶、噻二唑吡啶、環戊二烯、苯乙烯胺、縮合多環芳香族化合物(諸如：蒽、菲咯啉、芘、苝、紅熒烯、或稠五苯等)；諸如8-喹啉酚的金屬錯合物、亞甲基吡咯錯合物及稀土族錯合物所代表的各種金屬錯合物；聚噻吩、聚伸苯基、聚伸苯亞乙烯等高分子化合物；有機矽烷、及該等的衍生物等等。
其他，日本專利特開2010-111620號公報的段落編號[0082]所記載化合物，亦可使用為發光材料。
本發明有機電場發光元件中的前述發光層，亦可僅由發光材料構成，亦可構成主體材料與發光材料的混合層。發光材料的種類係可為1種、亦可為2種以上。主體材料較佳係屬於電荷輸送材料。主體材料係可為1種、亦可為2種以上，例如由電子輸送性主體材料、與電洞輸送性主體材料進行混合的構成。更，發光層亦可未含有電荷輸送性，而是含有不會發光的材料。
再者，發光層係可為一層、亦可為二層以上的多層，各層係可含有相同的發光材料或主體材料，亦可每層含有 不同的材料。當發光層為複數時，各發光層亦可依不同發光色進行發光。
(主體材料)
所謂「主體材料」係指發光層中主要負責電荷之注入/輸送的化合物，且自體係實質不會發光的化合物。此處所謂「實質不會發光」係指來自該實質不會發光的化合物之發光量，較佳為元件全體的總發光量之5%以下、更佳係3%以下、特佳係1%以下。
本發明的有機電場發光元件可使用的主體材料，係除前述通式(1)所示化合物之外，尚可例如以下化合物。
本發明的有機電場發光元件可使用的主體材料，係可例如以下化合物。
可例如：吡咯、吲哚、咔唑、氮雜吲哚(azaindole)、氮雜咔唑、三唑、唑、二唑、吡唑、咪唑、噻吩、苯并恋吩、二苯并噻吩、呋喃、苯并呋喃、二苯并呋喃、多芳烷烴、吡唑啉、吡唑啉-5-酮、伸苯二胺、芳胺、胺基取代查酮、苯乙烯基蒽、茀酮、亏、茋、矽氮烷、芳香族三級胺化合物、苯乙烯胺化合物、卟啉系化合物、縮環芳香族烴化合物(諸如：茀、萘、菲、聯伸三苯等)、聚矽烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)、苯胺系共聚物、噻吩寡聚物、聚噻吩等導電性高分子寡聚物；有機矽烷、碳膜、吡啶、嘧啶、三、咪唑、吡唑、三唑、唑、二唑、茀酮、蒽醌二甲烷、蒽酮、二苯基醌、硫二氧化吡喃、碳二醯亞胺、 亞茀基甲烷、二苯乙烯基吡(distyrylpyrazine)、氟取代芳香族化合物、萘苝等雜環四羧酸酐；酞菁、8-喹啉酚衍生物的金屬錯合物或金屬酞菁；以諸如苯并唑、苯并恋唑為配位基的金屬錯合物所代表之各種金屬錯合物及該等的衍生物(亦可具有取代基或縮環)等。其他，尚可使用日本專利特開2010-111620的段落編號[0081]、[0083]所記載化合物。
該等之中，較佳係咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、芳胺、縮環芳香族烴化合物、金屬錯合物，因為縮環芳香族烴化合物較為安定，故屬特佳。縮環芳香族烴化合物較佳係萘系化合物、蒽系化合物、菲系化合物、聯伸三苯系化合物、芘系化合物，更佳係蒽系化合物、芘系化合物，特佳係蒽系化合物。蒽系化合物較佳係WO2010/134350號公報的段落編號[0033]~[0064]所記載者，可例如後述化合物H-1、H-2。
本發明的有機電場發光元件，在前述發光層中所含有的前述主體材料，較佳係具有碳數10~50的烴縮合環結構。
前述碳數10~50的烴縮合環結構較佳係萘、菲、苯并[c]菲、蒽、芘、聯伸三苯及，更佳係萘、菲、苯并[c]菲及蒽，特佳係蒽。即，前述主體材料的前述碳數10~50之烴縮合環結構，較佳係蒽骨架。又，前述碳數10~50的烴縮合環結構特佳係僅由碳、與氫或重氫構成的化合物。
本發明的有機電場發光元件中，發光層可使用的 主體材料係可為電洞輸送性主體材料、亦可為電子輸送性主體材料。
發光層中，就從色純度、發光效率、驅動耐久性的觀點，前述主體材料在膜狀態下的單態最低激發能量(S1能量)，較佳係高於前述發光材料的S1能量。主體材料的S1較佳係較發光材料的S1高出0.1eV以上，更佳係高出0.2eV以上、特佳係高出0.3eV以上。
若主體材料在膜狀態下的S1較小於發光材料的S1，則發光會消光，因而對主體材料要求較大於發光材料的S1。又，即便主體材料的S1較大於發光材料之情況，當二者的S1差較小時，因為其中一部分會發生從發光材料朝主體材料的逆向能量移動，因而成為效率降低、色純度降低、耐久性降低的原因。所以，要求S1充分大、化學安定性與載子注入/輸送性高的主體材料。
再者，本發明有機電場發光元件中，發光層的主體化合物含量並無特別的限定，就從發光效率、驅動電壓的觀點，相對於形成發光層的總化合物質量，較佳係含有15~95質量%。當在發光層中具有含複數種通式(I)~(IV)所示化合物的主體化合物時，通式(I)~(IV)所示化合物較佳係在總主體化合物中佔50~99質量%以下。
(其他的層)
本發明的有機電場發光元件亦可具有除前述發光層以外的其他層。
前述有機層亦可具有前述發光層以外的其他有機層， 可例如：電洞注入層、電洞輸送層、阻擋層(電洞阻擋層、激子阻擋層等)、電子輸送層等。具體的層構造係可例如下述，惟本發明並不僅侷限於該等構造。
‧陽極/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/電子注入層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/阻擋層/電子輸送層/電子注入層/陰極；‧陽極/電洞注入層/電洞輸送層/阻擋層/發光層/阻擋層/電子輸送層/電子注入層/陰極。
本發明的有機電場發光元件較佳係含有至少一層(A)在前述陽極與前述發光層之間較佳配置的有機層。前述(A)在前述陽極與前述發光層之間較佳配置的有機層，係可例如從陽極側的電洞注入層、電洞輸送層、電子阻擋層。
本發明的有機電場發光元件較佳係含有至少一層(B)在前述陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層。前述(B)在前述陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層，係可例如從陰極側的電子注入層、電子輸送層、電洞阻擋層。
具體而言，本發明的有機電場發光元件較佳態樣一 例，係圖1所記載的態樣，前述有機層係從陽極3側起依照電洞注入層4、電洞輸送層5、發光層6、電洞阻擋層7及電子輸送層8的順序進行積層之態樣。
以下，針對該等本發明的有機電場發光元件亦可具有，除前述發光層以外的其他層進行說明。
(A)在陽極與前述發光層之間較佳配置的有機層
首先，針對(A)在前述陽極與前述發光層之間較佳配置的有機層進行說明。
(A-1)電洞注入層、電洞輸送層
電洞注入層、電洞輸送層係屬於具有從陽極或陽極側收取電洞，並輸送給陰極側之功能的層。
本發明的發光元件較佳係在發光層與陽極之間含有至少一層有機層，在該有機層中較佳係含有下述通式(Sa-1)、通式(Sb-1)、通式(Sc-1)所示化合物中之至少1種化合物。
(式中，X係表示取代或無取代的碳數1~30之伸烷基、取代或無取代的碳數2~30之伸烯基、取代或無取代的碳數6~30之伸芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜伸芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜環。RS1、RS2、RS3係表示各獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS1、RS2、RS3彼此間相互鍵結，形成飽和碳環或不飽和碳環。ArS1、ArS2係表示各自獨立的取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。)
(式中，RS4、RS5、RS6及RS7係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之 雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS4、RS5、RS6及RS7彼此間相互鍵結，形成飽和碳環或不飽和碳環。ArS3係表示取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。)
(式中，RS8與RS9係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。
RS10係表示取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。RS11與RS12係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳 數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS11與RS12彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。ArS4係表示取代或無取代的碳數6~30之芳基或取代、或無取代的碳數2~30之雜芳基。YS1、YS2係表示各自獨立的取代或無取代的碳數1~30之伸烷基、或者取代或無取代的碳數6~30之伸芳基。n與m係表示各自獨立的0~5整數。)
針對前述通式(Sa-1)進行說明。
前述通式(Sa-1)中，X係表示取代或無取代的碳數1~30之伸烷基、取代或無取代的碳數2~30之伸烯基、取代或無取代的碳數6~30之伸芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜伸芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜環。X較佳係取代或無取代的碳數6~30之伸芳基，更佳係取代或無取代的伸苯基、取代或無取代的聯伸苯基、及取代或無取代的伸萘基，特佳係取代或無取代的聯伸苯基。
RS1、RS2、RS3係表示各獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS1、RS2、RS3彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。前述飽和碳環或該不飽和碳環的例子係有如：萘、薁、蒽、茀、萉等。RS1、RS2、RS3較佳係氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、 取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、及氰基，更佳係氫原子。
ArS1、ArS2係表示各自獨立的取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。ArS1、ArS2較佳係取代或無取代的苯基。
其次，針對前述通式(Sb-1)進行說明。
前述通式(Sb-1)中、RS4、RS5、RS6及RS7係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS4、RS5、RS6及RS7彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。前述飽和碳環或該不飽和碳環的例子，係有如：萘、薁、蒽、茀、萉等。RS4、RS5、RS6及RS7較佳係氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、及氰基，更佳係氫原子。
ArS3係表示取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。ArS3較佳係取代或無取代的苯基。
ArS3係表示取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。ArS3較佳係取代或無取代的苯基。
其次，針對前述通式(Sc-1)進行說明。
前述通式(Sc-1)中，RS8及RS9係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。RS8與RS9較佳係取代或無取代的碳數1~30之烷基、及取代或無取代的碳數6~30之芳基，更佳係甲基及苯基。RS10係表示取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。RS10較佳係取代或無取代的碳數6~30之芳基，更佳係苯基。RS11與RS12係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS11與RS12彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。前述飽和碳環或該不飽和碳環的例子，係有如萘、薁、蒽、茀、萉等。RS11與RS12較佳係氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、及氰基，更佳係氫原子。ArS4係表示取代或無取代的碳數6~30之芳基、或者取代或無取代的碳數2~30之雜芳基。YS1、YS2係表示取代或無取代的碳數1~30之伸烷基、或者取代或無取代的碳數6~30之 伸芳基。YS1、YS2較佳係取代或無取代的碳數6~30之伸芳基，更佳係取代或無取代的伸苯基。n係0~5的整數、較佳係0~3、更佳係0~2、特佳係0。m係0~5的整數、較佳係0~3、更佳係0~2、特佳係1。
前述通式(Sa-1)較佳係下述通式(Sa-2)所示化合物：
(式中，RS1、RS2、RS3係表示各獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS1、RS2、RS3彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。QSa係表示各自獨立的、氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之 雜環、或者取代或非取代的胺基。)
針對前述通式(Sa-2)進行說明。RS1、RS2、RS3係與通式(Sa-1)中的該等同義，又較佳範圍亦同。QSa係表示各自獨立的、氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之雜環、或者取代或非取代的胺基。QSa較佳係氫原子、氰基、氟原子、取代或非取代的碳數1~30之烷基、及取代或非取代的碳數6~30之芳基，更佳係氫原子、及取代或非取代的碳數1~30之烷基，特佳係氫原子。
前述通式(Sb-1)較佳係下述通式(Sb-2)所示化合物：
(式中，RS4、RS5、RS6及RS7係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數 1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS4、RS5、RS6及RS7彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。QSb係表示氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之雜環、或者取代或非取代的胺基。)
針對前述通式(Sb-2)進行說明。RS4、RS5、RS6及RS7係與通式(Sb-1)中的該等同義，又較佳範圍亦同。QSa係表示氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之雜環、或者取代或非取代的胺基。QSa較佳係氫原子、氰基、氟原子、取代或非取代的碳數1~30之烷基、及取代或非取代的碳數6~30之芳基，更佳係氫原子、及取代或非取代的碳數1~30之烷基，特佳係氫原子。
前述通式(Sc-1)較佳係下述通式(Sc-2)所示化合物：
(式中，RS8及RS9係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。RS10係表示取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數2~30之雜環基、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基。RS11及RS12係表示各自獨立的氫原子、取代或無取代的碳數1~30之烷基、取代或無取代的碳數1~30之烷氧基、取代或無取代的碳數6~30之芳基、取代或無取代的碳數6~30之芳氧基、取代或無取代的碳數2~30之雜環、或者取代或無取代的碳數5~30之縮合多環基、羥基、氰基、或者取代或無取代的胺基。亦可相鄰接的RS11與RS12彼此間相互鍵結，而形成飽和碳環或不飽和碳環。QSc係表示氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非 取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之雜環、或者取代或非取代的胺基。)
針對前述通式(Sc-2)進行說明。RS8、RS9、RS10、RS11及RS12係與通式(Sc-1)中的該等同義，又較佳範圍亦同。QSc係表示氫原子、氰基、氟原子、碳數1~30之烷氧基、取代或非取代的碳數1~30之烷基、碳數6~30之芳氧基、取代或非取代的碳數6~30之芳基、取代或非取代的碳數2~30之雜環、或取代或非取代的胺基。QSc較佳係氫原子、氰基、氟原子、取代或非取代的碳數1~30之烷基、取代或非取代的碳數6~30之芳基，更佳係氫原子、取代或非取代的碳數6~30之芳基，特佳係苯基。
前述通式(Sa-1)、(Sb-1)及(Sc-1)所示化合物的具體例係可例如以下物。惟，本發明並不僅侷限於以下的具體例。
前述通式(Sa-1)、(Sb-1)或(Sc-1)所示化合物，係可依照日本專利特開2007-318101號公報所記載的方法進 行合成。經合成後，最好利用諸如管柱色層分析儀、再結晶、再沉澱等施行精製後，再利用昇華精製進行精製。利用昇華精製不僅可分離出有機雜質，亦可有效地去除無機鹽、殘留溶劑、水分等。
本發明的發光元件中，前述通式(Sa-1)、(Sb-1)或(Sc-1)所示化合物，較佳係含於前述發光層與前述陽極之間的有機層中，其中更佳係含於鄰接發光層靠陽極側的層中，特佳係含於電洞輸送層中的電洞輸送材料。
相對於所添加的有機層總質量，前述通式(Sa-1)、(Sb-1)或(Sc-1)所示化合物較佳係含有70~100質量%、更佳係含有85~100質量%。
其他，相關電洞注入層及電洞輸送層，日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0165]~[0167]所記載事項，亦可適用於本發明。
在前述電洞注入層中較佳係含有電子受體性摻質。藉由在電洞注入層中含有電子受體性摻質，便具有提升電洞注入性、降低驅動電壓、提升效率等效果。所謂「電子受體性摻質」係在能從所摻雜材料中拉出電子，而生成自由基陽離子之材料的前提下，可使用有機材料、無機材料中任一者，可例如：四氰基醌二甲烷(TCNQ)、四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、氧化鉬等。
相對於形成電洞注入層的總化合物質量，前述電洞注入層中的電子受體性摻質較佳係含有0.01~50質量%、更佳係含有0.1~40質量%、特佳係含有0.2~30質量%。
(A-2)電子阻擋層
電子阻擋層係具有防止從陰極側輸送給發光層的電子，穿透過陽極側之功能的層。本發明中，在發光層鄰接陽極側的有機層係可設計為電子阻擋層。
構成電子阻擋層的有機化合物例，係可適用例如前述就電洞輸送材料所舉例者。
電子阻擋層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係3nm~100nm、特佳係5nm~50nm。
電子阻擋層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
電子阻擋層所使用的材料，就從色純度、發光效率、驅動耐久性的觀點，最好較高於前述發光材料的S1能量。電子阻擋層所使用材料在膜狀態下的S1，較佳係較發光材料的S1高出0.1eV以上、更佳係高出0.2eV以上、特佳係高出0.3eV以上。
(B)在陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層
其次，針對前述(B)在陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層進行說明。
(B-1)電子注入層、電子輸送層
電子注入層、電子輸送層係屬於從陰極或陰極側收取電子，並輸送給陽極側之功能的層。該等層所使用的電子注入材料、電子輸送材料，係可為低分子化合物、亦可為高分子化合物。
電子輸送材料係可使用例如前述通式(I)~(IV)所示化合物。其他的電子輸送材料較佳係選自：吡啶衍生物、喹啉衍生物、嘧啶衍生物、吡衍生物、酞衍生物、菲咯啉衍生物、三衍生物、三唑衍生物、唑衍生物、二唑衍生物、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、咪唑并吡啶衍生物、茀酮衍生物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯基醌衍生物、硫二氧化吡喃衍生物、碳二醯亞胺衍生物、亞茀基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡衍生物、諸如萘、苝等芳香環四羧酸酐、諸如酞菁衍生物、8-喹啉酚衍生物的金屬錯合物或金屬酞菁、以諸如苯并唑或苯并恋唑為配位基的金屬錯合物等所代表之各種金屬錯合物、以諸如矽諾魯(silole)所代表之有機矽烷衍生物、以及諸如萘、蒽、菲、聯伸三苯、芘等縮環烴化合物等等之中；更佳係吡啶衍生物、苯并咪唑衍生物、咪唑并吡啶衍生物、金屬錯合物、縮環烴化合物中之任一者。
電子注入層、電子輸送層的厚度，就從降低驅動電壓的觀點，分別較佳係500nm以下。
電子輸送層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係5nm~200nm、特佳係10nm~100nm。又，電子注入層的厚度較佳係0.1nm~200nm、更佳係0.2nm~100nm、特佳係0.5nm~50nm。
電子注入層、電子輸送層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
在電子注入層中較佳係含有電子授與性摻質。藉由使電子注入層含有電子授與性摻質，便具有提升電子注入性、降低驅動電壓、提升效率等效果。所謂「電子電子授與性摻質」係在能從對摻雜材料提供電子，而生成自由基陰離子之材料的前提下，可使用有機材料、無機材料中任一者，可例如：四硫富瓦烯(TTF，tetrathiafulvalene)、四硫稠四苯(TTT，tetrathianaphthacene)、雙-[1,3-二乙基-2-甲基-1,2-二氫苯并咪唑基]等二氫咪唑化合物、以及鋰、銫等等。
相對於形成電子注入層的總化合物質量，電子注入層中的電子授與性摻質較佳係含有0.01質量%~50質量%、更佳係含有0.1質量%~40質量%、特佳係含有0.5質量%~30質量%。
(B-2)電洞阻擋層
電洞阻擋層係具有防止從陽極側輸送給發光層的電洞，穿透過陰極側之功能的層。本發明中，在發光層鄰接陰極側的有機層係可設計為電洞阻擋層。
構成電洞阻擋層的有機化合物在膜狀態下的S1能量，為防止在發光層中所生成激子的能量移動，俾不致使發光效率降低，較佳係較高於發光材料的S1能量。
構成電洞阻擋層的有機化合物例，係可使用例如前述通式(I)~(IV)所示化合物。
前述通式(I)~(IV)所示化合物之外，構成電洞阻擋層的其他有機化合物例，尚可例如：雙(2-甲基-8-羥基喹啉)4-苯基酚鹽鋁 (III)(Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato)4-phenylphenolate(簡稱「Balq」))等鋁錯合物；三唑衍生物、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(簡稱「BCP」))等菲咯啉衍生物等等。
電洞阻擋層的厚度較佳係1nm~500nm、更佳係3nm~100nm、特佳係5nm~50nm。
電洞阻擋層係可為由上述材料中之1種或2種以上構成的單層構造，亦可為由同一組成或異種組成的複數層構成之多層構造。
電洞阻擋層所使用的材料，就從色純度、發光效率、驅動耐久性的觀點，最好較高於前述發光材料的S1能量。電洞阻擋層所使用材料在膜狀態下的S1，較佳係較發光材料的S1高出0.1eV以上、更佳係高出0.2eV以上、特佳係高出0.3eV以上。
(B-3)在陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層特別適用之材料
本發明的有機電場發光元件，就前述(B)在陰極與前述發光層之間較佳配置的有機層材料特別適用材料，係可例如前述通式(I)~(IV)所示化合物、下述通式(P-1)所示化合物及下述通式(O-1)所示化合物。
以下，針對前述通式(O-1)所示化合物、與前述通式(P-1)所示化合物進行說明。
本發明的有機電場發光元件，較佳係在發光層與陰極之間含有至少一層的有機層，就從元件效率與驅動電 壓的觀點，在該有機層中較佳係含有至少1種下述通式(O-1)所示化合物。以下，針對通式(O-1)進行說明。
(通式(O-1)中，RO1係表示烷基、芳基、或雜芳基。AO1~AO4係表示各自獨立的C-RA或氮原子。RA係表示氫原子、烷基、芳基、或雜芳基，複數RA係可為相同、亦可為不同。LO1係表示由芳環或雜芳環構成的二價~六價連接基。nO1係表示2~6的整數。)
RO1係表示烷基(較佳係碳數1~8)、芳基(較佳係碳數6~30)、或雜芳基(較佳係碳數4~12)，該等亦可具有從前述取代基組A中所選擇的取代基。RO1較佳係芳基、或雜芳基，更佳係芳基。當RO1的芳基係具有取代基時，較佳的取代基係可例如烷基、芳基或氰基，更佳係烷基或芳基，特佳係芳基。當RO1的芳基係具有複數取代基時，該複數取代基亦可相互鍵結形成五或六元環。RO1的芳基較佳係亦可具有從取代基組A中選擇之取代基的苯基，更佳係亦可由烷基或芳基取代的苯基，特佳係無取代的苯基或2-苯基苯基。
AO1~AO4係表示各自獨立的C-RA或氮原子。AO1~AO4中，較佳係有0~2個為氮原子、更佳係有0或1個為氮原子。較佳係AO1~AO4全部為C-RA、或AO1為氮原子而 AO2~AO4則為C-RA，更佳係AO1為氮原子而AO2~AO4為C-RA，特佳係AO1為氮原子而AO2~AO4為C-RA，且RA全部為氫原子。
RA係表示氫原子、烷基(較佳係碳數1~8)、芳基(較佳係碳數6~30)、或雜芳基(較佳係碳數4~12)；該等亦可具有從前述取代基組A中選擇的取代基。又，複數RA係可為相同、亦可為不同。RA較佳係氫原子或烷基、更佳係氫原子。
LO1係表示由芳環(較佳係碳數6~30)或雜芳環(較佳係碳數4~12)構成的二價~六價連接基。LO1較佳係伸芳基、雜伸芳基、芳基三苯甲基、或雜芳基三苯甲基，更佳係伸苯基、聯伸苯基、或苯三苯甲基，特佳係聯伸苯基、或苯三苯甲基。LO1亦可具有從前述取代基組A中選擇的取代基；當具有取代基時，取代基較佳係烷基、芳基、或氰基。LO1的具體例係例如以下者。
nO1係表示2~6的整數，較佳係2~4的整數、更佳係2或3。nO1係就從元件效率的觀點，特佳係3，就從元件耐久性的觀點，最佳係2。
前述通式(O-1)所示化合物係就從高溫保存時的安定性、高溫驅動時、驅動時能對發熱呈安定地進行動作之觀點，玻璃轉移溫度(Tg)較佳係100℃~300℃、更佳係120℃~300℃、特佳係140℃~300℃。
通式(O-1)所示化合物的具體例係如下所示，惟本發明可使用的通式(O-1)所示化合物，不應解釋為僅侷限 於該等具體例。
前述通式(O-1)所示化合物係可依照日本專利特開2001-335776號所記載方法進行合成。經合成後，最好利用諸如管柱色層分析儀、再結晶、再沉澱等施行精製後，再利用昇華精製進行精製。利用昇華精製不僅可分離出有機雜質，亦可有效地去除無機鹽、殘留溶劑、水分等。
本發明的有機電場發光元件中，通式(O-1)所示化合物最好含於發光層與陰極間的有機層中，更佳係含於鄰接發光層靠陰極側的層中。
相對於所添加的有機層總質量，前述通式(O-1)所示化合物較佳係含有70~100質量%、更佳係含有85~100質量%。
本發明的有機電場發光元件，較佳係在發光層與陰極之間含有至少一層的有機層，就從元件效率與驅動電壓的觀點，在該有機層中較佳係含有至少1種下述通式(P)所示化合物。以下，針對通式(P)進行說明。
(通式(P)中，RP係表示烷基(較佳係碳數1~8)、芳基(較佳係碳數6~30)、或雜芳基(較佳係碳數4~12)，該等亦可具有從前述取代基組A中選擇的取代基。nP係表示1~10的整數，當RP為複數時，該等係可為相同、亦可為不同。RP中至少一者係下述通式(P-1)~(P-3)所示取代基。)
(通式(P-1)~(P-3)中，RP1~RP3、R'P1~R'P3分別係表示烷基(較佳係碳數1~8)、芳基(較佳係碳數6~30)、或雜芳基(較佳係碳數4~12)，該等亦可具有從前述取代基組A中選擇的取代基。nP1與nP2係表示0~4的整數，當RP1~RP3、R'P1~R'P3為複數時，該等係可為相同、亦可為不同。LP1~LP3係表示單鍵、由芳環或雜芳環所構成二價連接基中任一者。*係表示與通式(P)的蒽環間之鍵結位。)
RP係除(P-1)~(P-3)所示取代基之外，較佳取代基係芳基，更佳係苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基中之任一者，特佳係萘基。
RP1~RP3、R'P1~R'P3較佳係芳基、雜芳基中之任一者，更佳係芳基，特佳係苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基中之任一者，最佳係苯基。
LP1~LP3較佳係單鍵、由芳環所構成二價連接基中之任一者，更佳係單鍵、伸苯基、聯伸苯基、伸聯三苯、伸萘基中之任一者，特佳係單鍵、伸苯基、伸萘基中之任一者。
通式(P)所示化合物的具體例係如下示，惟本發明可使用的通式(P)所示化合物，不應解釋僅侷限於該等具體例。
前述通式(P)所示化合物係可依照WO2003/060956號公報、WO2004/080975號公報等所記載的方法進行合成。經合成後，最好利用諸如管柱色層分析儀、再結晶、再沉澱等施行精製後，再利用昇華精製進行精製。利用昇華精製不僅可分離出有機雜質，亦可有效地去除無機鹽、殘留溶劑、水分等。
本發明的有機電場發光元件中，通式(P)所示化合物，較佳係含於發光層與陰極之間的有機層中，更佳係含於鄰接陰極的層中。
相對於所添加的有機層總質量，通式(P)所示化合物較佳係含有70~100質量%、更佳係含有85~100質量%。
本發明的有機電場發光元件中，就電子注入層、電子輸送層所使用的其他較佳材料，可例如：日本專利特開平9-194487等所記載的矽諾魯(silole)化合物；日本專利特開2006-73581等所記載的氧化膦化合物；日本專利特開2005-276801、特開2006-225320、WO2005/085387等所記載的含氮芳香族雜六元環化合物；WO2003/080760、 WO2005/085387等所記載之具有含氮芳香族雜六元結構與咔唑結構者；US2009/0009065、WO2010/134350、日本專利特表2010-535806等所記載的芳香族烴化合物(諸如：萘化合物、蒽化合物、聯伸三苯化合物、菲化合物、芘化合物、1,2-苯并二氫苊化合物等)等等。
<保護層>
本發明中，有機電場元件全體亦可利用保護層進行保護。
相關保護層，在日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0169]~[0170]中所記載事項均可適用於本發明。另外，保護層的材料係可為無機物、亦可為有機物。
<密封容器>
本發明的有機電場發光元件亦可使用密封容器將元件全體予以密封。
相關密封容器，在日本專利特開2008-270736號公報的段落編號[0171]中所記載事項均可適用於本發明。
<驅動方法>
本發明的有機電場發光元件，係藉由對陽極與陰極之間施加直流(視需要亦可含有交流成分)電壓(通常為2伏特~15伏特)、或直流電流，便可獲得發光。
相關本發明有機電場發光元件的驅動方法，可適用日本專利特開平2-148687號、同6-301355號、同5-29080號、同7-134558號、同8-234685號、同8-241047號等各公報、以及日本專利第2784615號、美國專利5828429號、同6023308 號等各說明書中所記載的驅動方法。
本發明有機電場發光元件的外部量子效率，較佳係達5%以上、更佳係達6%以上、特佳係達7%以上。外部量子效率的數值係可使用在20℃下驅動元件時，外部量子效率的最大值，或者在20℃下驅動元件時於300~400cd/m2附近的外部量子效率值。
本發明有機電場發光元件的內部量子效率，較佳係達30%以上、更佳係達50%以上、特佳係達70%以上。元件的內部量子效率係外部量子效率除以光取出效率而計算出。通常有機EL元件的光取出效率係約20%，但藉由對基板形狀、電極形狀、有機層膜厚、無機層膜厚、有機層折射率、無機層折射率等下工夫，亦會有使光取出效率達20%以上的可能性。
<發光波長>
本發明有機電場發光元件的發光波長係與前述本發明有機電場發光元件用材料的極大發光波長同樣，就光的三原色中使用於藍色發光。本發明的有機電場發光元件係將前述通式(I)~(IV)所示化合物使用為發光材料，而使發出藍色發光。
<本發明有機電場發光元件之用途>
本發明的有機電場發光元件係頗適用於諸如：顯示元件、顯示器、背光源、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標誌、看板、室內裝飾、或光通信等。特別較佳係使用於諸如發光裝置、照明裝置、顯示裝 置等在發光輝度較高區域驅動的裝置。
[發光裝置]
本發明發光裝置的特徵在於含有本發明的有機電場發光元件。
其次，參照圖2，針對本發明的發光裝置進行說明。
本發明的發光裝置係使用前述有機電場發光元件而構成。
圖2所示係本發明發光裝置一例的概略剖視圖。圖2的發光裝置20係由透明基板(支撐基板)2、有機電場發光元件10、密封容器16等構成。
有機電場發光元件10係在基板2上，依序積層著陽極(第一電極)3、有機層11、陰極(第二電極)9而構成。又，在陰極9上積層著保護層12，更在保護層12上隔著接著層14設置密封容器16。另外，省略各電極3、9其中一部分、隔壁、絕緣層等。
此處，接著層14係可使用諸如環氧樹脂等光硬化型接著劑或熱硬化型接著劑，亦可使用例如熱硬化性接著片。
本發明發光裝置的用途並無特別的限制，例如照明裝置之外，尚可形成諸如電視機、個人電腦、行動電話、電子紙張等的顯示裝置。
[照明裝置]
本發明照明裝置的特徵在於含有本發明的有機電場發光元件。
其次，參照圖3，針對本發明的照明裝置進行說明。
圖3所示係本發明照明裝置一例的概略剖視圖。本發明的照明裝置40係如圖3所示，具備有：前述有機EL元件10、及光散射構件30。更具體而言，照明裝置40係構成有機EL元件10的基板2與光散射構件30相接觸狀態。
光散射構件30係在能使光散射之前提下，其餘並無特別的限制，在圖3中係構成於透明基板31中分散著微粒子32的構件。透明基板31係可例如玻璃基板。微粒子32係可例如透明樹脂微粒子。玻璃基板與透明樹脂微粒子均可使用公知物。此種照明裝置40係來自有機電場發光元件10的發光，射入於散射構件30的光入射面30A，便使入射光利用光散射構件30而散射，並使散射光從光出射面30B依照明光形式射出。
[顯示裝置]
本發明顯示裝置的特徵在於含有本發明的有機電場發光元件。
本發明的顯示裝置係可例如電視機、個人電腦、行動電話、電子紙張等的顯示裝置等等。
實施例
以下，舉實施例與比較例，更具體說明本發明的特徵。以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等，在不脫逸本發明主旨之前提下，均可適當變更。所以，本發明的範圍不應解釋為僅侷限於以下所示具體例。
實施例及比較例所使用化合物的結構式，整理如下示。
1.合成例
前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物，係組合本說明書中所記載的方法、其他公知反應而合成。以下，記載前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物中，前述通式(I)所示化合物的具體合成順序代表例。
(合成例1)化合物1之合成
參考公知文獻依照上述合成機制進行合成中間物5的合成。合成中間物3的合成係參考J.Am.Chem.Soc.2006,128,581-590.，合成中間物5的合成係參考日本專利特開2010-111620。接著，依照以下方法合成化合物1。
將合成中間物5[520mg(1.12mmol)]、1-溴-3,5-二甲基苯414mg(2.24mmol)、參(二苄叉丙酮)二鈀51.2mg(0.056mmol)、2-(二第三丁基膦基)聯苯33.4mg(0.112mmol)、第三丁氧基鈉324mg(3.36mmol)、及二甲苯20mL進行混合，在氮環境下進行1小時半的加熱回流。待反應液返回室溫後，餾除溶劑，利用矽膠管柱色層分析儀 (展開溶劑：己烷/甲苯(9：1))進行精製。又，利用甲苯/IPA(1：5)施行再結晶2次而進行精製，便獲得化合物1(600mg)(產率68%)。
1H NMR(400MHz,inDMSO-d6)；δ(ppm)=9.25(s,1H),8.76(d,1H),8.55(s,1H),8.54(s,1H),8.36-8.34(m,1H),8.22(d,1H),7.96(d,1H),7.86-7.84(m,1H),7.67(d,1H),7.65-7.62(m,1H),7.43-7.41(m,2H),7.38(s,1H),7.30(s,2H),7.19(d,1H),2.45(s,6H),1.86(s,6H),1.49(s,9H)ppm.
實施例所使用的上述化合物2~15，亦是依照化合物1的類似方法進行合成。比較化合物1~5係參考各化合物所記載的公知文獻進行合成。
[實施例1]
<純度確認>
有機電場發光元件之製作時所使用的材料全部均施行昇華精製，並利用高速液相色層分析儀(Tosoh TSKgel ODS-100Z)確認到純度(254nm的吸收強度面積比)達99.9%以上。
(有機電場發光元件利用蒸鍍進行製作與評價)
將厚度0.5mm、2.5cm四方且具有ITO膜的玻璃基板(GEOMATEC公司製、表面電阻10Ω/□)，放入洗淨容器中，於2-丙醇中施行超音波洗淨後，施行30分鐘的UV-臭氧處理。在該透明陽極(ITO膜)上利用真空蒸鍍法依序蒸鍍以下的有機化合物層。
第1層：HAT-CN：膜厚10nm
第2層：HT-1：膜厚30nm
第3層：H-2及表1所記載的發光材料(質量比96：4)：膜厚30nm
第4層：ET-1：膜厚30nm
在其上面依序蒸鍍氟化鋰1nm及金屬鋁100nm而形成陰極。
將所獲得積層體在不致接觸到大氣的情況下，放入經氮氣取代過的套手工作箱內，使用玻璃製密封罐及紫外線硬化型接著劑(XNR5516HV、長瀨汽巴(股)製)施行密封，便獲得發光部分為2mm×2mm正方形的有機電場發光元件1-1~1-10、及比較用有機電場發光元件1-1~1-5。針對該等所獲得的各有機電場發光元件，施行以下的試験。就發光效率、色純度、驅動色度變化的觀點施行評價之結果，如下述表1所示。
(a)色純度
使用東陽科技製Source Measure Unit 2400，對各元件施加直流電壓而使發光，使用輝度計(BM-8、TOPCON(股)公司製)測定其輝度。發光頻譜與發光波長係使用Hamamatsu Photonics製頻譜分析儀PMA-11進行測定。從使各有機電場發光元件發光成為輝度1000cd/m2時的發光頻譜，求取色度(x、y)(CIE1931表色系)。此時的y值依照以下的基準分3等級進行評價。
○：未滿0.12
△：0.12以上、未滿0.18
×：0.18以上
(b)驅動色度變化
對各有機電場發光元件依使輝度成為1000cd/m2方式施加直流電壓而使持續發光，從發光頻譜求取輝度降低至500cd/m2時的色度(x'、y')(CIE1931表色系)。針對驅動劣化前後的y值變化△y(=|y'-△y|)，依照以下的基準分4等級進行評價。
◎：未滿0.01
○：0.01以上、未滿0.02
△：0.02以上、未滿0.03
×：0.03以上
(c)驅動電壓上升
對各有機電場發光元件依使輝度成為1000cd/m2方式施加直流電壓而使持續發光，針對輝度降低至500cd/m2時的電壓上升值，依照以下的基準分2等級進行評價。
○：未滿1.5V
△：1.5V以上、未滿2.5V
×：2.5V以上
[實施例2]
除將層構造變更為以下所示物之外，其餘均與實施例1同樣地製作有機電場發光元件，並施行與實施例1同樣的評價。結果如下述表2所示。另外，下述表2的發光效率係依將比較元件2-1的外部量子效率設為1.0時的相對值表示。
第1層：HI-2：膜厚50nm
第2層：HT-2：膜厚45nm
第3層：H-3及表2所記載的發光材料(質量比96：4)：膜厚25nm
第4層：ET-2：膜厚5nm
第5層：ET-3：膜厚20nm
[實施例3]
除將層構造變更為以下所示物之外，其餘均與實施例1同樣地製作有機電場發光元件，並施行與實施例1同樣的評價。結果如下述表3所示。另外，下述表3的發光效率係依將比較用有機電場發光元件3-1的外部量子效率設為1.0時的相對值表示。
第1層：HI-2：膜厚10nm
第2層：NPD：膜厚30nm
第3層：表3所記載的主體材料及發光材料(96：4)：膜厚30nm
第4層：ET-4：膜厚10nm
第5層：表3所記載的電子輸送材料：膜厚20nm
[實施例4]
-發光層形成用塗佈液之調製-
在發光材料1(0.25質量%)、主體材料ADN(5質量%)中，混合入甲苯(94.75質量%)，獲得發光層形成用塗佈液1。
在發光層形成用塗佈液1中，除將發光材料1變更為發光材料3與14之外，其餘均與發光層形成用塗佈液1同樣，調製得發光層形成用塗佈液2、3。
-有機電場發光元件之製作-
將在25mm×25mm×0.7mm玻璃基板上蒸鍍著厚度150nm的ITO而製膜者設為透明支撐基板。對該透明支撐基板施行蝕刻、洗淨。
將下述結構式所示PTPDES-2(CHEMIPRO化成製、Tg=205℃)2質量份溶解於電子工業用環己酮(關東化學製)98質量份中，並在該ITO玻璃基板上利用旋塗(2,000rpm、20秒鐘)形成厚度約40nm之後，再依120℃施行 30分鐘乾燥、與依160℃施行10分鐘退火處理，便形成電洞注入層。
PTPDES-2係如下述構造所示。
在該電洞注入層上利用旋塗(1,300rpm、30秒鐘)，將前述發光層形成用塗佈液發光層形成用塗佈液1~3形成厚度約40nm狀態，便成為發光層。
其次，在發光層上，將下述結構式所示BAlq利用真空蒸鍍法成為厚度40nm，而形成電子輸送層。
在電子輸送層上，將氟化鋰(LiF)利用真空蒸鍍法成為厚度1nm而形成電子注入層。更蒸鍍金屬鋁70nm而形成陰極。
將依照以上所製作的積層體，放入經氬氣取代過的套手工作箱內，使用不銹鋼製密封罐及紫外線硬化型接著劑(XNR5516HV、長瀨汽巴(股)製)施行密封，便製得有機電場發光元件4-1~4-3、比較元件4-1~4-2。
針對有機電場發光元件4-1~4-3、比較元件4-1~4-2，施行與實施例1同樣的評價。結果如下述表4所示。
2‧‧‧基板
3‧‧‧陽極
4‧‧‧電洞注入層
5‧‧‧電洞輸送層
6‧‧‧發光層
7‧‧‧電洞阻擋層
8‧‧‧電子輸送層
9‧‧‧陰極
10‧‧‧有機電場發光元件

Claims (25)

  1. 一種有機電場發光元件，係包括有：基板；配置於該基板上且含有陽極與陰極的一對電極；以及配置於該電極間且含有發光層的至少一層有機層；前述至少一層有機層中之任一層，係含有依下述通式(I)~(IV)中任一者所示的至少一種化合物： [上述通式(I)~(IV)中，R1~R37係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R1~R37中之相鄰2個係不會相互連結形成環；X1~X32係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基；R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基；A1~A38係表示各自獨立的CR66或N；R66係表示氫原子或取代基，當A1~A38中之相鄰2個係CR66時，亦可該2個R66彼此間相互鍵結形成環結構]。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電場發光元件，其中前述至少一層有機層中之任一層，係含有前述通式(I)或(II)所示之至少一種化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之有機電場發光元件，其中前 述至少一層有機層中之任一層，係含有前述通式(II)所示之至少一種化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之有機電場發光元件，其中前述通式(II)所示化合物係下述通式(V)所示化合物： [上述通式(V)中，R41~R47係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R41~R47中之相鄰2個係不會相互連結形成環；R48~R55係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R48~R55中之相鄰2個相互連結形成環；X41與X42係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基；R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基]。
  5. 如申請專利範圍第4項之有機電場發光元件，其中前述通式(V)中，X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、 O中之任一者所示連接基。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之有機電場發光元件，其中前述通式(V)中，X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X51與X52係表示互異的連接基。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之有機電場發光元件，其中通式(V)中，R41~R55與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之有機電場發光元件，其中前述至少一層有機層中之任一層係含有前述通式(I)所示之至少一種化合物。
  9. 如申請專利範圍第8項之有機電場發光元件，其中前述通式(I)所示化合物係下述通式(VI)所示： [上述通式(VI)中，R71~R77係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R71~R77中之相鄰2個係不會相互連結形成環；R78~R85係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R78~R85中之相鄰2個相互連結形成環；X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O、S、SiR64R65中之任一者所示連接基；R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基]。
  10. 如申請專利範圍第9項之有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，X61與X62係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，X61與X62係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示，且X61與X62係互異的連接基。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之有機電場發光元件，其中前述通式(VI)中，R71~R85與R61~R65中之至少一者係具有氟原子、烷基、矽烷基、胺基中之任一者的取代基。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之有機電場發光元件，其中前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物的分子量係800以下。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之有機電場發光元件，其中前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物係含於前述發光層中。
  15. 如申請專利範圍第14項之有機電場發光元件，其中前述 通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物係含於前述發光層中的發光材料。
  16. 如申請專利範圍第15項之有機電場發光元件，其中前述發光層中更進一步含有主體材料。
  17. 如申請專利範圍第16項之有機電場發光元件，其中前述主體材料係具有碳數10~50之烴縮合環結構。
  18. 如申請專利範圍第16項之有機電場發光元件，其中前述主體材料係具有蒽骨架。
  19. 如申請專利範圍第1至18項中任一項之有機電場發光元件，其中含有前述通式(I)~(IV)中之任一者所示化合物的有機層，係以真空蒸鍍製程形成而成。
  20. 如申請專利範圍第1至18項中任一項之有機電場發光元件，其中發光層係以濕式製程形成而成。
  21. 一種發光裝置，係使用如申請專利範圍第1至20項中任一項之有機電場發光元件。
  22. 一種顯示裝置，係使用如申請專利範圍第1至20項中任一項之有機電場發光元件。
  23. 一種照明裝置，係使用如申請專利範圍第1至20項中任一項之有機電場發光元件。
  24. 一種有機電場發光元件用材料，係下述通式(V')所示化合物：通式(V')[化4] [上述通式(V')中，R41~R47係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R41~R47中之相鄰2個係不會相互連結形成環；R48~R55係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R48~R55中之相鄰2個相互連結形成環；X41與X42係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基；R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基]。
  25. 一種有機電場發光元件用材料，係下述通式(VI')所示：[化5]通式(VI') [上述通式(VI')中，R71~R77係表示各自獨立的氫原子或取代基，但R71~R77中之相鄰2個係不會相互連結形成環；R78~R85係表示各自獨立的氫原子或取代基，亦可R78~R85中之相鄰2個相互連結形成環；X51與X52係表示各自獨立的CR61R62、NR63、O中之任一者所示連接基；R61~R65係表示各自獨立的氫原子或取代基]。
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