TW201400487A - 有機電致發光元件 - Google Patents

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Takayuki Fukumatsu
Katsuhide Noguchi
Masashi Tada
Mitsuru Sakai
Tohru Asari
Kazuto Shiraishi
Takahiro Kai
Yasuhiro Takahashi
Yuhki Terao
Taishi Tsuji
Yusuke Nakajima
Toshinao Yuki
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Nippon Steel & Sumikin Chem Co
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Abstract

本發明係提供一種低電壓，但是為高效率，且具有高驅動安定性之實用上有用的有機電致發光元件(有機EL元件)。此有機電致發光元件係在對向之陽極與陰極之間含有發光層，發光層含有2的主體材料與至少1個發光性摻雜劑，該2個主體材料之中，其中1個為由吲哚咔唑(indolocarbazole)化合物所選出之主體材料，另一個為由咔唑化合物所選出之主體材料。

Description

有機電致發光元件
本發明係有關有機電致發光元件(以下也稱為有機EL元件)者，更詳細係有關藉由將具有特定結構之化合物混合使用，即使低電壓也為高效率，且可達成長壽命的有機EL元件。
一般而言，有機EL元件(Organic electroluminescence element)之最簡單的構造係由發光層及夾著該層之一對的對向電極(opposed electrode)所構成。亦即，有機EL元件係利用對兩電極間施加電場時，從陰極注入電子、從陽極注入電洞(hole)，而此等於發光層中再結合，而以能量的形態發射光的現象。
近年來，經採用有機薄膜之有機EL元件之開發很盛行。特別是，為了提高發光效率，以提升從電極之載體注入(carrier injection)之效率為目的，而進行電極種類的最佳化，並由於開發一種將由芳香族二胺所成之電洞傳輸層(hole transfer layer)與8-羥基喹啉鋁錯合物(以下稱為Alq3)所成之發光層兼電子輸送層，以薄膜設 置於電極間之元件，而相較於採用以往之蒽等的單結晶之元件，有大幅度的發光效率改善，因此，一直以來以具有自發光(autoluminescence)‧高速回應性(high speed responsibility)等特徵之高性能平面面板(flat panel)的實用化為目標。
又，嘗試提高元件的發光效率，而檢討採用磷光(phosphorescence)發光材料，而不採用螢光發光材料。以設置有由上述芳香族二胺所成之電洞傳輸層與由Alq3所成之發光層之元件為首之多數元件係利用螢光發光者，惟如採用磷光發光，亦即，利用來自三重激發狀態(triplet excitation state)之發光時，則可期待相較於採用以往之螢光(單重態)之元件，提高3~4倍程度之效率。為此目的，而檢討以香豆素(cumarin)衍生物或二苯甲酮(benzophenone)衍生物作為發光層，惟僅獲得極低的亮度。其後，嘗試利用三重態(triplet state)，而研究採用銪(Eu)錯合物，惟仍未能獲得高效率之發光。利用磷光發光之研究，其中磷光發光摻雜劑係如專利文獻1所列舉，以銥(Ir)錯合物等的有機金屬錯合物為中心，有多數研究，發現高效率發光者。
[先行技術文獻]
[專利文獻1]WO01/041512A
[專利文獻2]日本特開2001-313178號公報
[專利文獻3]日本特開2002-352957號公報
[專利文獻4]日本特開平11-162650號公報
[專利文獻5]日本特開平11-176578號公報
[專利文獻6]WO2008-056746號公報
[專利文獻7]WO2009-136596號公報
[專利文獻8]WO2010-098246號公報
[專利文獻9]WO2011-132683號公報
[專利文獻10]WO2011-132684號公報
[專利文獻11]特開2012-028634號公報
有機EL元件之發光層用的主體(host)材料，例如有在專利文獻1及2所介紹之咔唑系化合物或專利文獻3所介紹之噁唑系化合物、三唑系化合物等，此等在效率、壽命均非可實用者。
又，專利文獻4及5揭示吲哚咔唑化合物，但是推薦為作為電洞輸送材料使用，未揭示作為混合主體材料使用，也未揭示作為吲哚咔唑化合物之混合主體材料的有用性。
又，專利文獻6揭示吲哚咔唑化合物作為主體材料使用，但是未揭示吲哚咔唑化合物作為混合主體材料之有用性。
又，專利文獻7、8雖揭示吲哚咔唑化合物作為混合主體使用，但是未揭示藉由與特定咔唑化合物之組合，展現有用的效果。
又，專利文獻9、10、11雖揭示吲哚咔唑化 合物與咔唑化合物作為混合主體使用，但是未揭示如本發明，組合特定吲哚咔唑化合物與特定咔唑化合物之有用的效果。
[發明揭示]
為了將有機EL元件應用於平面面板顯示器等之顯示元件，因此應改善元件之發光效率，同時必須充分確保驅動時之安定性。本發明有鑑於上述現狀，以提供一種低電壓，但是高效率，且具有高的驅動安定性之實用上有用的有機EL元件為目的。
本發明係有關一種有機電致發光元件，其係在對向之陽極與陰極之間，含有1個以上之發光層之有機電致發光元件，其特徵係至少1個發光層含有2個主體材料與至少1個發光性摻雜劑，該2個主體材料之中，其中1個為由下述一般式(1)~(2)之任一表示之化合物所選出之主體材料，另一個為由下述一般式(3)表示之化合物所選出之主體材料， (其中，環a表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(a1)表示之芳香環或雜環，X1表示C-R或N。環b表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(b1)表示之雜環，Ar1、Ar2表示碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，L1表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等連結2~10而成的基團。Ar1、Ar2及L1中之此等芳香族烴基或芳香族雜環基，可具有取代基。p表示0~7之整數，其中，p為2以上時，L1各自可相同或相異。R、R1~R3係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳 數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~16之芳香族雜環基，各自可具有取代基。)
(其中，環c、環c’表示在鄰接環之任意位置進行縮合之以式(c1)表示之芳香環或雜環，環d、環d’表示在鄰接環之任意位置進行縮合之以式(d1)表示之雜環，可相同或相異。X2表示C-R’或N。Z表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等連結2~10所成之2價連結基，但是與N連結之基團為碳數6~22之芳香族 烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基。Ar3表示碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，L2表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~10連結所成之基團。Z、Ar3及L2中之此等芳香族烴基或芳香族雜環基可具有取代基。q表示0~7之整數。其中q為2以上時，L2各自可相同或相異。R’、R4~R8係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~16之芳香族雜環基，各自可具有取代基。)
(其中，R9~R12係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之烷氧基，l、m表示1或2之整數。n表示1~6之整數，R13、R14係獨立表示氫、碳數 1~20之烷基，X3~X5係獨立表示C-H或N。n為2以上時，R13、R14及X3~X5各自可相同或不同。)
本發明之其他態樣係上述有機電致發光元件中，2個主體材料之中，其中1個為由前述一般式(1)~(2)之任一表示之化合物所選出之主體材料，另一個為由前述一般式(3)表示之化合物所選出之主體材料，2個主體材料之電子親和力(electron affinity)之差(⊿EA)大於0.1eV的有機電致發光元件。
上述一般式(1)中，Ar1或Ar2之至少一個為取代或未取代之碳數3~6之單環之芳香族雜環基，且式(a1)中之X1為C-R較佳。又，上述一般式(2)中，式(c1)中之X2為C-R’較佳。
又，本發明之其他的態樣係發光性摻雜劑為由含有自釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑及金所選出之至少一個金屬之有機金屬錯合物所構成之磷光發光摻雜劑。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞輸送層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電子輸送層
7‧‧‧電子注入層
8‧‧‧陰極
[圖1]表示有機EL元件之一例的模式斷面圖。
[實施發明的形態]
本發明之有機電致發光元件，其係在對向之 陽極與陰極之間，含有1個以上之發光層之有機電致發光元件，而含有1個以上之發光層之有機電致發光元件中，至少1個發光層含有2個主體材料與至少1個發光性摻雜劑者，該2個主體材料之中，其中1個為由下述一般式(1)~(2)之任一表示之化合物所選出之主體材料，另一個為由下述一般式(3)表示之化合物所選出之主體材料，上述一般式(1)或(2)中，環a、環c、環c’表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(a1)、(c1)表示之芳香環或雜環。其中，(a1)中，X1表示C-R或N，但是以C-R為佳。又，(c1)中，X2表示C-R’或N，但是以C-R’為佳。
上述一般式(1)、(2)中，環b、環d、環d’係表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(b1)、(d1)表示之雜環。其中，環c與環c’、環d與環d’可相同或相異。
一般式(1)或(2)表示之化合物中，以式(a1)或(c1)表示之芳香族烴環或雜環，可與2個鄰接環在任意位置進行縮合。但是有結構上無法縮合的位置。以式(a1)或(c1)表示之芳香族烴環或雜環，具有6個邊，在鄰接之2個邊，不會與2個鄰接環進行縮合。又，一般式(1)、(2)中，以式(b1)或(d1)表示之雜環，可與2個鄰接環在任意位置進行縮合，但是有結構上無法縮合的位置。換言之，以式(b1)或(d1)表示之雜 環具有5個邊，在鄰接之2個邊，不會與2個鄰接環進行縮合，又，含有氮原子之邊，不會與鄰接環進行縮合。因此，一般式(1)、(2)表示之化合物之異構物之骨架的種類受限制。
上述一般式(1)、式(b1)及式(d1)中，Ar1~Ar3表示碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，此等之芳香族烴基、或芳香族雜環基各自可具有取代基。
Ar1~Ar3較佳為碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，更佳為碳數6~18之芳香族烴基或碳數3~5之單環之芳香族雜環基，而單環之芳香族雜環基較佳為6員環。Ar1、Ar2係p+1價的基團，Ar3係q+1價的基團。
此等Ar1~Ar3之具體例，例如有苯、戊搭烯、茚、萘、薁、庚搭烯、辛搭烯、苯並二茚(indacene)、苊烯、非那烯、菲、蒽、三茚、螢蒽、乙烯嵌菲、醋蒽烯、聯三伸苯、芘(pyrene)、苯並菲(chrysene)、四芬、稠四苯、七曜烯、苉、苝、五芬、稠五苯、聯四伸苯、膽蒽、螺烯、六芬、玉紅省、蔻、聯三萘、七芬、皮蒽、呋喃、苯並呋喃、吡咯、吡唑、鍗唑(tellurazole)、硒唑、噻唑、異噻唑、噁唑、呋咱、噻二唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、或三嗪中去除p+1個或q+1個的氫而成的基團。較佳為苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、或三嗪中去除p+1個或q+1個的氫而成 的基團。
一般式(1)、式(b1)、式(d1)中，L1、L2係個自表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~10連結所成之基團，此等基團各自可具有取代基。
L1、L2較佳為碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~10連結所成的基團，更佳為碳數6~18之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~7連結所成的基團。
L1、L2之具體例，例如有苯、戊搭烯、茚、萘、薁、庚搭烯、辛搭烯、苯並二茚(indacene)、苊烯、非那烯、菲、蒽、三茚、螢蒽、乙烯嵌菲、醋蒽烯、聯三伸苯、芘、1,2-苯並菲、四芬、稠四苯、七曜烯、苉、苝、五芬、稠五苯、聯四伸苯、膽蒽、螺烯、六芬、玉紅省、蔻、聯三萘、七芬、皮蒽、呋喃、苯並呋喃、異苯並呋喃、呫噸、噁蒽、二苯並呋喃、迫呫噸並呫噸、噻吩、噻噸、噻蒽、吩噁嗪、苯并噻吩(thionaphthene)、異苯並噻吩(Thianaphthene)、噻吩(Thiophthene)、萘並噻吩、二苯並噻吩、吡咯、吡唑、鍗唑(tellurazole)、硒唑、噻唑、異噻唑、噁唑、呋咱、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、吲哚嗪、吲哚、異吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、異喹啉、咔唑基、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、苯並二氮呯、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、嘧啶、鄰二氮菲、吩嗪、二氮茀、吩碲嗪、 吩硒嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、anthyridine、苯並噻唑、苯並咪唑、苯並噁唑、苯並異噁唑、苯並異噻唑或這些芳香族化合物之芳香環由複數連結之芳香族化合物等除去1個氫所產生的基團。
L1及L2為複數之芳香族化合物之芳香環複數連結所成的基團，例如有如下述所示的連結樣式。
式(4)~(6)中，Ar11~Ar16表示取代或未取代之芳香環。芳香環係指芳香族烴化合物、或芳香族雜環化合物的環，可為1價以上的基團。芳香環連結係指芳香環直接鍵結，進行鍵結而連結。芳香環為取代之芳香環時，取代基不為芳香環。
上述式(4)~(6)之具體例，例如有聯苯、三聯苯、雙吡啶、雙嘧啶、聯三嗪、三聯吡啶、苯基三聯 苯基、雙萘、苯基吡啶、苯基嘧啶、二苯基嘧啶、苯基三嗪、二苯基三嗪、苯基萘、二苯基萘、咔唑基苯、二咔唑基苯、二咔唑基三嗪、二苯並呋喃基苯、雙二苯並呋喃基苯、二苯並硫苯基苯、雙二苯並硫苯基苯等等除去氫所產生的基團。
一般式(2)中，Z表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~10連結所成的2價連結基，但是與N連結之基團為碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基。較佳為碳數6~18之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~7連結所成的2價連結基，與N連結之基團為碳數6~18之芳香族烴基或碳數3~5之單環之芳香族雜環基，而單環之芳香族雜環基較佳為6員環。各自芳香環係獨立可具有取代基。
Z之具體例，例如有以L1、L2之具體例所例示之芳香族化合物、或此等複數連結之芳香族化合物等，除去2個氫而產生之2價基，但是與N連結之基團為碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基。
其中，Z為由複數之芳香族烴基或芳香族雜環基所構成時，例如有下述所示的連結樣式，此時Ar21、Ar23係碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基。又，取代具有化學式中所示之連結鍵的基團，在式(7)中，Ar22可具有連結鍵，式(8)中，Ar22、Ar24可具有連結鍵，式(9)中，Ar24、Ar25、Ar26可具有 連結鍵，此時，具有連結鍵的基團為碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基。
(式(7)~(9)中，Ar21~Ar26表示取代或未取代之芳香環。)
一般式(1)、式(b1)、式(d1)中，p及q表示0~7之整數。較佳為0~5，更佳為0~3。
Ar1~Ar3、Z、及L1、L2表示如上述之芳香族烴基、芳香族雜環基或此等連結所成的基團，此等基團可具有取代基。此時，取代基為碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰 基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、或碳數1~20之烷基磺基，較佳為碳數1~10之烷基、碳數7~24之芳烷基、碳數1~10之烷氧基、或碳數12~36之二芳基胺基。又，取代基之數目為0~5，較佳為0~2。
上述取代基之具體例，例如有甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苯基甲基、苯基乙基、苯基二十烷基、萘基甲基、蒽基甲基、菲基甲基、芘基甲基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、癸烯基、二十烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、癸炔基、二十炔基、二甲基胺基、乙基甲基胺基、二乙基胺基、二丙基胺基、二丁基胺基、二戊基胺基、二癸基胺基、二(二十烷基)胺基、二苯基胺基、萘基苯基胺基、二萘基胺基、二蒽基胺基、二菲基胺基、二芘基胺基、二苯基甲基胺基、二苯基乙基胺基、苯基甲基苯基乙基胺基、二萘基甲基胺基、二蒽基甲基胺基、二菲基甲基胺基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、戊醯基、苯甲醯基、乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、苯甲醯氧基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰 基、戊氧基羰基、甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、丙氧基羰氧基、丁氧基羰氧基、戊氧基羰氧基、甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基、戊基磺醯基等。較佳為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等之C1~12之烷基、苯基甲基、苯基乙基、萘基甲基、蒽基甲基、菲基甲基、芘基甲基等之C7~20之芳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等之C1~10之烷氧基、二苯基胺基、萘基苯基胺基、二萘基胺基、二蒽基胺基、二菲基胺基等，具有2個C6~15之芳香族烴基之二芳基胺基。
一般式(1)、式(a1)、一般式(2)、式(c1)中，R、R’、R1~R8係獨立為氫、碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基，較佳為氫、碳數1~10之烷基、碳數7~24之芳烷基、碳數1~10之烷氧基、碳數12~36之二芳基胺基、碳數6~18之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基，更佳為氫、碳數6~18之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基。氫以外的基團時，各自之基團可具有取代基。
碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基之具體例，例如有甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苯基甲基、苯基乙基、苯基二十烷基、萘基甲基、蒽基甲基、菲基甲基、芘基甲基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、癸烯基、二十烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、癸炔基、二十炔基、二甲基胺基、乙基甲基胺基、二乙基胺基、二丙基胺基、二丁基胺基、二戊基胺基、二癸基胺基、二(二十烷基)胺基、二苯基胺基、萘基苯基胺基、二萘基胺基、二蒽基胺基、二菲基胺基、二芘基胺基、二苯基甲基胺基、二苯基乙基胺基、苯基甲基苯基乙基胺基、二萘基甲基胺基、二蒽基甲基胺基、二菲基甲基胺基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、戊醯基、苯甲醯基、乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、苯甲醯氧基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧 基、二十烷氧基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰氧基、乙氧基羰氧基、丙氧基羰氧基、丁氧基羰氧基、戊氧基羰氧基、甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基、戊基磺醯基等。較佳為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等之C1~10之烷基、苯基甲基、苯基乙基、萘基甲基、蒽基甲基、菲基甲基、芘基甲基等之C7~17之芳烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等之C1~10之烷氧基、二苯基胺基、萘基苯基胺基、二萘基胺基、二蒽基胺基、二菲基胺基等碳數12~28之二芳基胺基。
碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基時之具體例，例如有苯、戊搭烯、茚、萘、薁、苯並二茚、苊烯、非那烯、菲、蒽、三茚、螢蒽、乙烯嵌菲、醋蒽烯、聯三伸苯、芘、、四芬、稠四苯、七曜烯(pleiadene)、苉、苝、五芬、稠五苯、聯四伸苯、膽蒽、呋喃、苯並呋喃、異苯並呋喃、呫噸、噁蒽、二苯並呋喃、迫呫噸並呫噸、噻吩、噻噸、噻蒽、吩噁嗪、苯并噻吩(thionaphthene)、異苯並噻吩(Thianaphthene)、噻吩(Thiophthene)、萘並噻吩、二苯並噻吩、吡咯、吡唑、鍗唑(tellurazole)、硒唑、噻唑、異噻唑、噁唑、呋咱、噻二唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、吲哚嗪、吲哚、異吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、異喹啉、咔唑、 咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、苯並二氮呯、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、嘧啶、鄰二氮菲、吩嗪、咔啉二氮茀、吩碲嗪、吩硒嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、anthyridine、苯並噻唑、苯並咪唑、苯並噁唑、苯並異噁唑、或苯並異噻唑除去氫所產生的基團。較佳為苯、萘、蒽、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、異吲哚、吲唑、嘌呤、異喹啉、咪唑、萘啶、酞嗪、喹唑啉、苯並二氮呯、喹喔啉、噌啉、喹啉、蝶啶、菲啶、吖啶、嘧啶、鄰二氮菲、吩嗪、咔啉、吲哚、咔唑、二苯並呋喃或二苯並噻吩除去氫所產生的基團。
一般式(1)、式(a1)、一般式(2)、式(c1)中，R、R’、R1~R8為氫以外的基，該基團具有取代基時之取代基為碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基。較佳為碳數1~10之烷基、碳數7~24之芳烷基、碳數1~10之烷氧基、碳數12~36之二芳基胺基、碳數6~18之芳香族烴基或碳數3~16之芳香族雜環基，更佳為碳數6~18之芳香族烴基及碳數3~16之芳香族雜環基。又，取代基之數係R、R’、R1~R8之1個當中，較佳為0~3，更佳為0~2。
上述碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基及碳數3~16之芳香族雜環基之具體例係與上述R、R’、R1~R8之具體例同樣。
前述一般式(1)及(2)表示之化合物之較佳具體例如下所示，但是不限於此等。
一般式(3)中，l、m表示1或2之整數。R9~R12係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之烷氧基，較佳為氫、碳數1~10之烷基、碳數1~10之烷氧基。
一般式(3)中，R13、R14係獨立為氫、碳數 1~20之烷基，較佳為氫、碳數1~10之烷基。
一般式(3)中，n係表示1~6之任一的整數，較佳為3或4。
一般式(3)中，X3~X5係獨立表示C-H或N，較佳為C-H。
一般式(3)中，n為2以上之整數時，R13、R14及X3~X5可獨立變化。又，各自之環的連結位置可為鄰位(ortho)、間位(meta)或對位(para)，無限定。
前述一般式(3)表示之化合物之較佳具體例如下所示，但是不限於此等。
又，2個主體材料之EA差偏離0.1eV時，可提供良好結果。EA差為0.1eV以下之主體彼此混合時，電荷平衡幾乎不變，因此不會損及原來的元件特性，可提高薄膜安定性，但是藉由混合EA差偏離0.1eV的主體， 相反的，可將混合電子流通路徑之2個主體的EA限定為較大者，可抑制發光層內之電子流動。結果將電子關閉於發光層內變得容易，可提供高效率且長壽命的元件。較佳為EA差為0.2~1.5eV之範圍。此外，EA之值可使用主體材料薄膜之藉由光電子分光法所得之游離電位(ionization potential)之值與測定紫外-可見光區域之吸收光譜，由其吸收端求得之能隙之值，計算得到。但是測定方法不限於此等。
2個主體材料可在製作元件之前進行混合，使用1個蒸鍍源進行蒸鍍，或可藉由使用複數之蒸鍍源之共蒸鍍等的操作，製作元件的時點進行混合。主體材料之混合比(重量比)無特別限定，較佳為95：5~5：95之範圍，更佳為90：10~10：90之範圍。
其次，参照圖面說明本發明之有機EL元件之構造，但是本發明之有機EL元件之構造，不限於任何圖示者。
(1)有機EL元件之構成
圖1係表示本發明用之一般的有機EL元件之構造例的模式斷面圖，1表示基板、2表示陽極、3表示電洞注入層、4表示電洞輸送層、5表示發光層、6表示電子輸送層、7表示電子注入層、8表示陰極。本發明之有機EL元件係具有陽極、發光層、電子輸送層及陰極作為必須的層，必要時可設置其他的層。其他的層係指例如電洞注入 輸送層或電子阻止層及電洞阻止層，但是不限於此等者。電洞注入輸送層係表示電洞注入層與電洞輸送層之任一或兩者。
(2)基板
基板1係成為有機電致發光元件之支持體者，可使用石英或玻璃板、金屬板或金屬箔、塑膠薄膜或薄片等。特佳為玻璃板或聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等之平滑且透明的合成樹脂板。使用合成樹脂基板時，必須留意阻氣性。基板之阻氣性太小時，因通過基板之外氣，會導致有機電致發光元件劣化，故不佳。因此，在合成樹脂基板之至少單面，設置緊密矽氧化膜等，確保阻氣性的方法，也為較佳方法之一。
(3)陽極
基板1上設置陽極2，但是陽極具有將電洞注入電洞輸送層的功能者。此陽極通常為鋁、金、銀、鎳、鈀、鉑等之金屬、銦及/或錫之氧化物、銦及/或鋅之氧化物等之金屬氧化物、碘化銅等鹵化金屬、碳黑、或聚(3-甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等之導電性高分子等所構成。陽極之形成，通常藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等進行。又，銀等之金屬微粒子、碘化銅等之微粒子、碳黑、導電性之金屬氧化物微粒子、導電性高分子微粉末等時，分散於適當的黏結劑樹脂溶液中，塗佈於基板上也可形成陽極。此外， 導電性高分子時，藉由電解聚合，直接在基板上形成薄膜，或在基板1上塗佈導電性高分子，也可形成陽極(Appl.Phys.Lett.,60卷，2711頁，1992年)。陽極也可以不同物質層合形成。陽極之厚度，因必要之透明性而異。需要透明性時，可見光的透過率通常為60%以上，較佳為80%以上，此時，厚度通常為5~1000nm，較佳為10~500nm程度。可為不透明時，陽極可與基板相同。又，也可再上述陽極之上層合不同之導電材料。
(4)電洞輸送層
陽極2之上設置電洞輸送層4。兩者之間也可設置電洞注入層3。電洞輸送層之材料所要求的條件為由陽極之電洞注入效率必須高，且被注入之電洞必須為可高效率輸送的材料。因此，必須游離電位小，對可見光之光源，透明性高，且電洞移動度大，此外安定性優異，在製造時或使用時不易發生成為阱之雜質。又，也要求為了與發光層5接觸，需要由發光層之發光產生消光，或與發光層之間形成激態複合物(exciplex)，不會使效率降低。除上述一般的要求外，考慮車載顯示用的應用時，元件需要耐熱性。因此，較佳為具有Tg為85℃以上之值的材料。
本發明可使用的電洞輸送材料，可使用以往此發光層所用之公知化合物。例如含有2個以上之3級胺，2個以上之縮合芳香族環被氮原子取代的芳香族二胺(日本特開平5-234681號公報)、4,4’,4”-三(1-萘基苯 基胺基)三苯基胺等具有星芒構造的芳香族胺化合物(J.Lumin.,72-74卷、985頁、1997年)、由三苯基胺之四聚物所構成之芳香族胺化合物(Chem.Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’-四-(二苯基胺基)-9,9’-螺茀等之螺化合物(Synth.Metals,91卷、209頁、1997年)等。此等化合物可單獨使用，或必要時可各自混合使用。
又，上述化合物外，電洞輸送層之材料例如有聚乙烯基咔唑、聚乙烯基三苯基胺(日本特開平7-53953號公報)、含有四苯基聯苯胺之聚伸芳基醚碸(Polym.Adv.Tech.,7卷、33頁、1996年)等之高分子材料。
以塗布法形成電洞輸送層時，可添加1種或2種以上之電洞輸送材料，必要時，可添加不成為電洞之阱(Trap)之黏結劑樹脂或塗佈性改良劑等之添加劑，經過溶解調製塗佈溶液，藉由旋轉塗佈法等的方法，塗佈於陽極上，經乾燥形成電洞輸送層。黏結劑樹脂，例如有聚碳酸酯、聚芳酯、聚酯等。黏結劑樹脂在添加量較多時，會使電洞移動度降低，故添加量少較佳，通常為50重量%以下為佳。
以真空蒸鍍法形成時，將電洞輸送材料置於設置於真空容器內的坩鍋內，使真空容器內以適當的真空幫浦，排氣至10-4Pa程度後，將坩鍋加熱，使電洞輸送材料蒸發，形成有與坩鍋相對向配置之陽極的基板上，形成電洞輸送層。電洞輸送層的膜厚通常為1~300nm，較佳為5~100nm。如此，為了使薄膜同樣形成時，一般常使用真 空蒸鍍法。
(5)電洞注入層
為了更提高電洞注入之效率，且改善對有機層全體之陽極的附著力時，在電洞輸送層4與陽極2之間可插入電洞注入層3。藉由插入電洞注入層，可使初期元件之驅動電壓降低，同時也具有可抑制以定電流連續驅動元件時之電壓上昇的效果。電洞注入層所用的材料所要求的條件，例如與陽極之接觸佳，可形成均勻的薄膜，熱安定、即玻璃轉化溫度高，玻璃轉化溫度要求為100℃以上。此外，例如有游離電位低，由陽極之電洞注入容易，電洞移動度大。
為了此目的，目前為止，有以下研究報告，銅酞菁等之酞菁化合物(日本特開昭63-295695號公報)、聚苯胺(Appl.Phys.Lett.,64卷、1245頁，1994年)、聚噻吩(Optical Materials,9卷、125頁、1998年)等之有機化合物或、濺鍍碳(sputtered Carbon)膜(Synth.Met.,91卷、73頁、1997年)、釩氧化物、釕氧化物、鉬氧化物等之金屬氧化物(J.Phys.D,29卷、2750頁、1996年)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)或六腈基六氮雜聯三伸苯(Triphenylene)(HAT)等之P型有機物(WO2005-109542號公報)。此等化合物可單獨使用，或必要時可各自混合使用。電洞注入層時，也與電洞輸送層同樣，可形成薄膜，但是無機物時，進一步使用 濺鍍法或電子束蒸鍍法、電漿CVD法。如以上形成的電洞注入層的膜厚，通常為1~300nm，較佳為5~100nm。
(6)發光層
電洞輸送層4之上設置發光層5。發光層可由單一的發光層所形成，或直接接觸複數之發光層，經層合所構成。發光層係與2個主體材料，以螢光性發光材料或磷光性發光材料形態所構成，2個主體材料可為一般式(1)或(2)之化合物與一般式(1)~(3)之化合物之組合，特別是一般式(1)或(2)之化合物與一般式(3)之組合為佳。
添加於主體材料之螢光性發光材料，例如可使用苝、紅熒烯(Rubrene)等之縮合環衍生物、喹吖啶酮(quinacridone)衍生物、phenoxazone 660、DCM1、迫位酮(perinone)、香豆素衍生物、吡咯甲川(pyrromethene)(二氮雜苯並二茚(Indacene))衍生物、花青(cyanine)色素等。
添加於主體材料之磷光性發光材料，例如含有具有由釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑及金等所選出之至少一種金屬的有機金屬錯合物。具體而言，例如有以下專利公報所記載之化合物，但是不限於此等化合物。
WO2009-073245號公報、WO2009-046266號公報、WO2007-095118號公報、WO2008-156879號公報、WO2008-140657號公報、US2008-261076號公報、日 本特表2008-542203號公報、WO2008-054584號公報、日本特表2008-505925號公報、日本特表2007-522126號公報、日本特表2004-506305號公報、日本特表2006-513278號公報、日本特表2006-50596號公報、WO2006-046980號公報、WO2005113704號公報、US2005-260449號公報、US2005-2260448號公報、US2005-214576號公報、WO2005-076380號公報、US2005-119485號公報、WO2004-045001號公報、WO2004-045000號公報、WO2006-100888號公報、WO2007-004380號公報、WO2007-023659號公報、WO2008-035664號公報、日本特開2003-272861號公報、日本特開2004-111193號公報、日本特開2004-319438號公報、日本特開2007-2080號公報、日本特開2007-9009號公報、日本特開2007-227948號公報、日本特開2008-91906號公報、日本特開2008-311607號公報、日本特開2009-19121號公報、日本特開2009-46601號公報、日本特開2009-114369號公報、日本特開2003-253128號公報、日本特開2003-253129號公報、日本特開2003-253145號公報、日本特開2005-38847號公報、日本特開2005-82598號公報、日本特開2005-139185號公報、日本特開2005-187473號公報、日本特開2005-220136號公報、日本特開2006-63080號公報、日本特開2006-104201號公報、日本特開2006-111623號公報、日本特開2006-213720號公報、日本特開2006-290891號公報、日本特開2006-298899號公報、日 本特開2006-298900號公報、WO2007-018067號公報、WO2007/058080號公報、WO2007-058104號公報、日本特開2006-131561號公報、日本特開2008-239565號公報、日本特開2008-266163號公報、日本特開2009-57367號公報、日本特開2002-117978號公報、日本特開2003-123982號公報、日本特開2003-133074號公報、日本特開2006-93542號公報、日本特開2006-131524號公報、日本特開2006-261623號公報、日本特開2006-303383號公報、日本特開2006-303394號公報、日本特開2006-310479號公報、日本特開2007-88105號公報、日本特開2007-258550號公報、日本特開2007-324309號公報、日本特開2008-270737號公報、日本特開2009-96800號公報、日本特開2009-161524號公報、WO2008-050733號公報、日本特開2003-73387號公報、日本特開2004-59433號公報、日本特開2004-155709號公報、日本特開2006-104132號公報、日本特開2008-37848號公報、日本特開2008-133212號公報、日本特開2009-57304號公報、日本特開2009-286716號公報、日本特開2010-83852號公報、日本特表2009-532546號公報、日本特表2009-536681號公報、日本特表2009-542026號公報等。
較佳之磷光發光摻雜劑，例如具有以Ir等之貴金屬元素為中心金屬的Ir(ppy)3等之錯合物類、Ir(bt)2‧acac3等之錯合物類、PtOEt3等之錯合物類。此等之錯合物類之具體例如以下所示，但是不限於下述化合 物。
前述磷光發光摻雜劑在發光層中所含有的量為2~40重量%，較佳為5~30重量%之範圍。
發光層之膜厚無特別限定，通常為1~300nm，較佳為5~100nm，使用與電洞輸送層同樣的方法形成薄膜。
(7)電子輸送層
為了進一步提高元件之發光效率，在發光層5與陰極8之間設置電子輸送層6。電子輸送層較佳為由陰極可將電子順利注入之電子輸送性材料，也可使用一般使用之任意材料。滿足這種條件的電子輸送材料，例如有Alq3等之金屬錯合物(JP 59-194393A)、10-羥基苯並[h]喹啉之金屬錯合物、噁二唑衍生物、二苯乙烯基聯苯衍生物、含 矽雜環戊二烯(Silole)衍生物、3-或5-羥基黃酮(flavone)金屬錯合物、苯並噁唑金屬錯合物、苯並噻唑金屬錯合物、三苯并咪唑(benzimidazolyl)苯(USP 5,645,948)、喹喔啉化合物(JP6-207169A)、菲繞啉衍生物(JP5-331459A)、2-t-丁基-9,10-N,N’-二氰基蒽醌二胺、n型氫化非晶質碳化矽、n型硫化鋅、n型硒化鋅等。
電子輸送層之膜厚通常為1~300nm，較佳為5~100nm。電子輸送層係與電洞輸送層同樣，藉由塗佈法或真空蒸鍍法，層合於發光層上而形成。通常可使用真空蒸鍍法。
(8)陰極
陰極8係具有將電子注入於電子輸送層6中的功用。作為陰極使用的材料，可使用用於前述陽極2之材料，但是為了有效率進行電子注入時，較佳為使用功函數較低的金屬，可使用錫、鎂、銦、鈣、鋁、銀等適當的金屬或彼等之合金。具體例有鎂-銀合金、鎂-銦合金、鋁-鋰合金等之低功函數合金電極。
陰極之膜厚通常與陽極同樣。為了保護由低功函數金屬所構成之陰極，此上再層合功函數較高，對大氣安定的金屬層，可增加元件之安定性。為了此目，可使用鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑等之金屬。
此外，可在陰極8與電子輸送層6之間插入LiF、 MgF2、Li2O等之極薄絶緣膜(0.1~5nm)作為電子注入層7，也為提高元件效率的有效的方法。
與圖1相反構造，即可在基板1上依序層合陰極8、電子注入層7、電子輸送層6、發光層5、電洞輸送層4、電洞注入層3、陽極2，已如前述，至少一方在透明性高之2片基板之間可設置本發明之有機EL元件。此時，必要時可追加層，或省略。
本發明之有機EL元件可為單一元件、配置成陣列狀之構造所構成之元件、陽極與陰極配置成X-Y矩陣狀之構造之任一種。依據本發明之有機EL元件時，發光層為由2個主體材料所構成之混合主體，該主體材料之中至少一個使用特定化合物，即使在低電壓，也可得到發光效率高，且驅動安定性大幅改善的元件，在應用於全彩或多色(multi-color)之面板時，可發揮優異的性能。
以下實施例更詳細說明本發明，但是本發明不限於此等實施例，只要不超出其技術要件時，可以各種形態來實施。
[實施例] 實施例1
於形成有由膜厚150nm之ITO所構成之陽極的玻璃基板上，將各薄膜以真空蒸鍍法，在真空度4.0×10-4Pa下進行層合。首先，於ITO上形成厚度20nm之銅酞菁 (CuPc)作為電洞注入層，其次，形成厚度20nm之4,4-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(NPB)作為電洞輸送層。其次，由各自不同之蒸鍍源共蒸鍍作為第一主體之化合物1-4，作為第二主體之化合物3-37，作為發光層客體(guest)之三(2-苯基吡啶)銥(III)(Ir(PPy)3)，作為發光層，形成30nm之厚度。此時，第一主體與第二主體與Ir(PPy)3之蒸鍍速度比(氣化物之體積速度比)為47：47：6。其次，形成厚度10nm之鋁(III)雙(2-甲基-8-喹啉)4-苯基酚鹽(BAlq)作為電洞阻止層。其次，形成厚度40nm之三-(8-羥基喹啉)鋁(III)(Alq3)作為電子輸送層。再於電子輸送層上形成0.5nm厚之氟化鋰(LiF)作為電子注入層。最後，於電子注入層上形成100nm之厚的鋁(Al)作為陰極，製作有機EL元件。
所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，觀測到極大波長517nm之發光光譜，得知可得到由Ir(PPy)3之發光。表1顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
實施例2~4
實施例1中，除了使用表1所記載的化合物作為發光層第二主體外，與實施例1同樣製作有機EL元件。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓時，由任一的有機EL元件，均觀測到極大波長517nm之發光光譜， 得知可得到由Ir(PPy)3之發光。表1顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
例11~15(比較)
實施例1中，除了單獨使用表1所記載的化合物作為發光層主體外，與實施例1同樣製作有機EL元件。主體量係與實施例1中之第1主體與第2主體之合計相同量，客體量也同樣。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓時，由任一的有機EL元件，均觀測到極大波長517nm之發光光譜，得知可得到由Ir(PPy)3之發光。表1顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
表1顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率(初期特性)及亮度減半壽命(壽命特性)。亮度及外部量子效率係驅動電流2.5mA/cm2時的值，亮度減半時間係初期亮度1000cd/m2時的值。化合物No.係附於上述化學式的編號。
表1中，本發明之實施例1~4與例11~15比較時，具有特定骨架之二種類的化合物作為發光層主體使用，得知可提高亮度及外部量子效率，明顯延長亮度減半時間。依據此等結果，可知依據本發明時，可實現高效率、且顯示良好壽命特性的有機EL磷光元件。
實施例5
於形成有由膜厚150nm之ITO所構成之陽極的玻璃 基板上，將各薄膜以真空蒸鍍法，在真空度4.0×10-4Pa下進行層合。首先，於ITO上形成厚度20nm之銅酞菁(CuPc)作為電洞注入層，其次，形成厚度20nm之NPB作為電洞輸送層。其次，由各自不同之蒸鍍源共蒸鍍作為第一主體之化合物2-5，作為第二主體之化合物3-37，作為發光層客體(guest)之Ir(PPy)3，作為發光層，形成30nm之厚度。此時，第一主體與第二主體與Ir(PPy)3之蒸鍍速度比(氣化物之體積速度比)為47：47：6。其次，形成厚度10nm之BAlq作為電洞阻止層。其次，形成厚度40nm之Alq3作為電子輸送層。再於電子輸送層上形成0.5nm厚之氟化鋰(LiF)作為電子注入層。最後，於電子注入層上形成100nm之厚的鋁(Al)作為陰極，製作有機EL元件。
所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，觀測到極大波長517nm之發光光譜，得知可得到由Ir(PPy)3之發光。
表2顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
實施例6~7
實施例5中，除了使用表2所記載的化合物作為發光層第二主體外，與實施例5同樣製作有機EL元件。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓時，由任一的有機EL元件，均觀測到極大波長517nm之發光光譜， 得知可得到由Ir(PPy)3之發光。表2顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
例16~19(比較)
實施例5中，除了單獨使用表2所記載的化合物作為發光層主體外，與實施例5同樣製作有機EL元件。主體量係與實施例5中之第1主體與第2主體之合計相同量。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓時，由任一的有機EL元件，均觀測到極大波長517nm之發光光譜，得知可得到由Ir(PPy)3之發光。
表2顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。亮度及外部量子效率係驅動電流2.5mA/cm2時的值，亮度減半時間係初期亮度1000cd/m2時的值。
表2中，本發明之實施例5~7與例16~19比較時，具有特定骨架之二種類的化合物作為發光層主體使用，得知可提高亮度及外部量子效率，明顯延長亮度減半時間。依據此等結果，可知依據本發明時，可實現高效率、且顯示良好壽命特性的有機EL磷光元件。
例20(比較)
於形成有由膜厚150nm之ITO所構成之陽極的玻璃 基板上，將各薄膜以真空蒸鍍法，在真空度4.0×10-4Pa下進行層合。首先，於ITO上形成厚度20nm之銅酞菁(CuPc)作為電洞注入層，其次，形成厚度20nm之NPB作為電洞輸送層。其次，由各自不同之蒸鍍源共蒸鍍作為第一主體之化合物2-5，作為第二主體之以下所示的化合物A，作為發光層客體(guest)之Ir(PPy)3，作為發光層，形成30nm之厚度。此時，第一主體與第二主體與Ir(PPy)3之蒸鍍速度比為47：47：6。其次，形成厚度10nm之BAlq作為電洞阻止層。其次，形成厚度40nm之Alq3作為電子輸送層。再於電子輸送層上形成0.5nm厚之氟化鋰(LiF)作為電子注入層。最後，於電子注入層上形成100nm之厚的鋁(Al)作為陰極，製作有機EL元件。
單獨使用下述化合物A作為發光層主體之有機EL元件也同樣製作。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，可由兩有機EL元件觀測到極大波長517nm之發光光譜，得知可得到由Ir(PPy)3之發光。表2顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
由表2可知，化合物2-5與化合物A之混合主體與化合物A單獨主體及化合物2-5單讀主體(例16)比較時，將化合物2-5與化合物A之混合主體用於發光層主體，可提高亮度及外部量子效率，但是亮度減半時間縮短。依據此結果，將特定骨架以外之化合物的混合主體作為發光層主體使用時，得知有時驅動壽命特性會劣化。
實施例8
於形成有由膜厚150nm之ITO所構成之陽極的玻璃基板上，將各薄膜以真空蒸鍍法，在真空度4.0×10-4Pa下進行層合。首先，於ITO上形成厚度25nm之銅酞菁(CuPc)作為電洞注入層，其次，形成厚度10nm之NPB作為第一電洞輸送層。其次，形成厚度10nm之4,4’,4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)作為第二電洞輸送層。其次由各自不同之蒸鍍源共蒸鍍作為第一主體之化合物1-90，作為第二主體之化合物3-4，作為發光層客體(guest)之三[1-(4’-氰基苯基)-3-甲基苯並咪唑-2-亞基(-ylidene)-C2、C2’]-銥(III)(Ir(cn-pmic)3)作為發光 層，形成30nm之厚度。此時，第一主體與第二主體與(Ir(cn-pmic)3)之蒸鍍速度比為45：45：10。其次，形成厚度10nm之2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲繞啉(BCP)作為電洞阻止層。其次，形成厚度25nm之Alq3作為電子輸送層。再於電子輸送層上形成0.5nm厚之氟化鋰(LiF)作為電子注入層。最後，於電子注入層上形成100nm之厚的鋁(Al)作為陰極，製作有機EL元件。
所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，觀測到極大波長460nm之發光光譜，得知可得到由(Ir(cn-pmic)3)之發光。表3顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
例21(比較)
實施例8中，僅使用化合物1-90作為發光層主體外，與實施例8同樣製作有機EL元件。主體量係與實施例8中之第1主體與第2主體之合計相同量。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，觀測到極大波長460nm之發光光譜，任一有機EL元件均可觀測到極大波長460nm之發光光譜，得知可得到由(Ir(cn-pmic)3)之發光。表3顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。
例22(比較)
實施例8中，僅使用化合物3-4作為發光層主體外， 與實施例8同樣製作有機EL元件。主體量係與實施例8中之第1主體與第2主體之合計相同量。所得之有機EL元件連接外部電源，施加直流電壓，任一有機EL元件均可觀測到極大波長460nm之發光光譜，得知可得到由(Ir(cn-pmic)3)之發光。
表3顯示製作之有機EL元件的亮度、外部量子效率及亮度減半壽命。亮度及外部量子效率係驅動電流2.5mA/cm2時的值，亮度減半時間係初期亮度1000cd/m2時的值。
表3中，本發明之實施例8與例21~22比較時，具有特定骨架之二種類的化合物作為發光層主體使用，得知可提高亮度及外部量子效率，明顯延長亮度減半時間。依據此等結果，可知依據本發明時，可實現高效率、且顯示良好壽命特性的有機EL磷光元件。
[產業上之可利用性]
本發明之有機EL元件，藉由將特定的化合物作為混合主體使用，即使在低電壓，也具有關閉磷光發光分子之最低激發三重態能所需之充分高的最低激發三重態能，因此不會有由發光層內之能量流出，可達成高效率且長壽命，在平面面板顯示器(行動電話顯示元件、車載顯示元件、OA電腦顯示元件或電視等)、發揮作為面發光體之特徵之光源(照明、影印機之光源、液晶顯示器或計數器類之背光光源)、顯示板或標識燈等之應用時，其技術價值非常大。
1‧‧‧基板
2‧‧‧陽極
3‧‧‧電洞注入層
4‧‧‧電洞輸送層
5‧‧‧發光層
6‧‧‧電子輸送層
7‧‧‧電子注入層
8‧‧‧陰極

Claims (6)

  1. 一種有機電致發光元件，其係在對向之陽極與陰極之間，含有1個以上之發光層之有機電致發光元件，其特徵係至少1個發光層含有2個主體材料與至少1個發光性摻雜劑，該2個主體材料之中，其中1個為由下述一般式(1)~(2)之任一表示之化合物所選出之主體材料，另一個為由下述一般式(3)表示之化合物所選出之主體材料， 其中，環a表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(a1)表示之芳香環或雜環，X1表示C-R或N，環b表示在2個鄰接環之任意位置進行縮合之以式(b1)表示 之雜環，Ar1、Ar2表示碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，L1表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等連結2~10而成的基團，Ar1、Ar2及L1中之此等芳香族烴基或芳香族雜環基，可具有取代基，p表示0~7之整數，其中，p為2以上時，L1各自可相同或相異，R、R1~R3係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~16之芳香族雜環基，各自可具有取代基； 其中，環c、環c’表示在鄰接環之任意位置進行縮合之以式(c1)表示之芳香環或雜環，環d、環d’表示在鄰接環之任意位置進行縮合之以式(d1)表示之雜環，可相同或相異，X2表示C-R’或N，Z表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等連結2~10所成之2價連結基，但是與N連結之基團為碳數6~22之芳香族烴基或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，Ar3表示碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~6之單環之芳香族雜環基，L2表示碳數6~22之芳香族烴基、碳數3~16之芳香族雜環基、或彼等2~10連結所成之基團，Z、Ar3及L2中之此等芳香族烴基或芳香族雜環基可具有取代基，q表示0~7之整數，其中q為2以上時，L2各自可相同或相異， R’、R4~R8係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數7~38之芳烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數12~44之二芳基胺基、碳數14~76之二芳烷基胺基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之醯氧基、碳數1~20之烷氧基、碳數2~20之烷氧基羰基、碳數2~20之烷氧基羰氧基、碳數1~20之烷基磺基、碳數6~22之芳香族烴基、或碳數3~16之芳香族雜環基，各自可具有取代基； 其中，R9~R12係獨立表示氫、碳數1~20之烷基、碳數2~20之醯基、碳數2~20之烷氧基，l、m表示1或2之整數，n表示1~6之整數，R13、R14係獨立表示氫、碳數1~20之烷基，X3~X5係獨立表示C-H或N，n為2以上時，R13、R14及X3~X5各自可相同或不同。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中2個主體材料之中，其中1個為由前述一般式(1)~(2)之任一表示之化合物所選出之主體材料，另一個為由前述一般式(3)表示之化合物所選出之主體材料，2個主體材料之電子親和力(electron affinity)之差 (⊿EA)大於0.1eV。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中一般式(1)中，Ar1或Ar2之至少一個為取代或未取代之碳數3~6之單環之芳香族雜環基，且式(a1)中之X1為C-R。
  4. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中一般式(2)中，式(c1)中之X2為C-R’。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中一般式(3)中，n為3或4。
  6. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中發光性摻雜劑為由含有自釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑及金所選出之至少一個金屬之有機金屬錯合物所構成之磷光發光摻雜劑。
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