TW201410841A

TW201410841A - 有機電激發光元件

Info

Publication number: TW201410841A
Application number: TW102117862A
Authority: TW
Inventors: Takeshi Ikeda; Hirokatsu Ito
Original assignee: Idemitsu Kosan Co
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-03-16
Also published as: WO2013175747A1

Abstract

一種有機電激發光元件，於相對向之陽極與陰極間，自該陽極側至少具有依序鄰接之電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層，電洞傳輸層含有以下述式(1-1)表示之單胺化合物，電子傳輸層含有以下述式(2-1)表示之吖□化合物。□Ar11-Az (2-1)

Description

有機電激發光元件

本發明係關於一種有機電激發光元件。

有機電激發光(EL)元件係利用有下述原理之自發光元件，該原理係：藉由施加電場，而利用自陽極注入的電洞與自陰極注入的電子之再結合能量使發光材料發光。

有機EL元件由於具有低電壓驅動、高亮度、發光波長之多樣性、高速應答性、可製作薄型重量輕之發光元件等特徵，故被應用於廣泛用途。

由於有機EL元件中所使用之有機化合物材料會對元件之發光顏色或發光壽命造成重大影響，故一直以來積極地進行研究。

例如，於專利文獻1及2中，記載有將芳香族胺化合物作為電洞傳輸層之材料。

[專利文獻1]國際公開WO2007/125714號。

[專利文獻2]國際公開WO2009/145016號。

作為有機EL元件之材料，雖然如上述專利文獻般正研究著各式各樣的化合物，但要求進一步提高有機EL元件之壽命及發光效率。本發明之目的在於提供一種壽命及發光效率經改善的有機EL元件。

本發明人等發現當將含有既定之單胺化合物的電洞傳輸層、有機發光層及含有既定之吖系化合物的電子傳輸層鄰接地形成時，可得到壽命長且發光效率高之有機EL元件，從而完成本發明。

根據本發明，可提供以下之有機EL元件等。

1.一種有機電激發光元件，於相對向之陽極與陰極間，自該陽極側至少具有依序鄰接之電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層，該電洞傳輸層含有以下述式(1-1)表示之單胺化合物，該電子傳輸層含有以下述式(2-1)表示之吖化合物， (於式(1-1)中，L¹~L³各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代之伸苯基(phenylenyl)、或者經取代或未經取代之伸聯苯基(biphenylenyl)，L¹~L³不為含有氮原子之基，Ar¹~Ar³各自獨立地為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基、經取代或未經取代之菲基、經取代或未經取代之聯苯基、經取代或未經取代之聯三苯基、以下述式(1a)表示之基、或者以下述式(1b)表示之基，Ar¹~Ar³不為含有氮原子之基， (式(1a)中，X為氧原子或硫原子，式(1b)中，R¹及R²各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~15的烷基、或者經取代或未經取代之成環碳數6~14的芳香族烴基；R¹及R²亦可形成經取代或未經取代之環))，Ar¹¹-Az (2-1)(於式(2-1)中，Ar¹¹係成環碳數6~30之芳香族烴基，且係於該芳香族烴基鍵結有1個以上經取代或未經取代之含有咔唑骨架之基的基，Az係經取代或未經取代之芳香族含氮6員環)。

2.如第1項之有機電激發光元件，其中，以該式(2-1)表示之吖系化合物所具有的經取代或未經取代之含有咔唑骨架之基，係經取代或未經取代的9-咔唑基。

3.如第1項之有機電激發光元件，其中，該式(2-1)之Ar¹¹係選自以下任一者， (式中，Ar¹⁰⁰係氫原子或者經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基，L¹⁰⁰係經取代或未經取代之成環碳數6~30的2價芳香族烴基)。

4.如第1或2項之有機電激發光元件，其中，該吖系化合物係以下述式(2-2)表示之化合物， (式(2-2)中，k係1~3之整數，n係0~3之整數，R¹¹~R¹⁸各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基、經取代或未經取代之成環原子數5~30的芳香族雜環基、經取代或未經取代之碳數1~30的烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的烷氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳氧基、經取代或未經取代之碳數7~30的芳烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷氧基、經取代或未經取代之碳數3~30的烷矽基、經取代或未經取代之碳數8~40的二烷基芳矽基、經取代或未經取代之碳數13~50的烷基二芳矽基、經取代或未經取代之碳數18~60的三芳矽基、經取代或未經取代之碳數2~30的烯基、經取代或未經取代之碳數2~30的炔基、鹵素原子、氰基、羥基、硝基、或者羧基，Az為經取代或未經取代之芳香族含氮6員環)。

5.如第1至4項中任一項之有機電激發光元件，其中，該式(2-1)之Az係以下述式(2a)表示的基， (式中，X¹~X³各自獨立地為氮原子或CH，X¹~X³中之至少2者為氮原子，Ar¹²及Ar¹³各自獨立地為經取代或未經取代之成環碳數6~18的芳香族烴基)。

6.如第5項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之X¹及X²為氮原子，X³為CH。

7.如第6項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之Ar¹²的碳數為Ar¹³的碳數以下。

8.如第7項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之Ar¹²為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基、或者經取代或未經取代之聯苯基。

9.如第4至8項中任一項之有機電激發光元件，其中，該式(2-2)之k為2。

10.如第4至9項中任一項項之有機電激發光元件，其中，該式(2-2)之R¹¹~R¹⁸為氫原子。

11.如第1至10項中任一項之有機電激發光元件，其中，該式(1-1) 之Ar¹~Ar³中的至少一者為二苯并呋喃基。

12.如申請專利範圍第11項之有機電激發光元件，其中，該二苯并呋喃基與L¹~L³之鍵結位置以下述式表示， (式中，Lⁿ係L¹~L³中之任一者)。

13.一種面板模組，使用有第1至12項中任一項之有機電激發光元件。

14.一種電子機器，使用有第13項之面板模組。

根據本發明，可提供一種壽命長且發光效率高之有機EL元件。

1、2‧‧‧有機EL元件

1B‧‧‧藍色EL元件

1G‧‧‧綠色EL元件

1R‧‧‧紅色EL元件

3A‧‧‧第一發光單元

3B‧‧‧第二發光單元

10‧‧‧基板

20、20B、20G、20R‧‧‧陽極

30‧‧‧電洞注入層

40‧‧‧電洞傳輸層

41‧‧‧第一電洞傳輸層

42‧‧‧第二電洞傳輸層

50‧‧‧有機發光層

50B‧‧‧發藍光層

50G‧‧‧發綠光層

50R‧‧‧發紅光層

51‧‧‧第一有機發光層

52‧‧‧第二有機發光層

53‧‧‧第三有機發光層

54‧‧‧絕緣層

60‧‧‧電子傳輸層

61‧‧‧第一電子傳輸層

62‧‧‧第二電子傳輸層

70‧‧‧電子注入層

80‧‧‧陰極

90‧‧‧電荷產生層

圖1，係表示本發明一實施形態的有機EL元件之層構成的概略圖。

圖2，係表示使用有本發明之有機EL元件的有機EL發光裝置例的概略剖面圖。

圖3，係表示本發明另一實施形態的有機EL元件之層構成的概略圖。

本發明之有機EL元件於相對向之陽極與陰極間，自該陽極側具有依序鄰接之電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層。而且，其特徵在於電洞傳輸層含有以下述式(1-1)表示之單胺化合物，電子傳輸層含有以下述式(2-1)表示之吖化合物。再者，於本發明中，吖係指於環內含有1個氮原子以上之6員環化合物。

Ar ¹¹ -Az (2-1)

於本發明中，含有上述式(1-1)之化合物的電洞傳輸層與有機發光層鄰接地形成於陽極與有機發光層間的電洞傳輸區中。又，含有上述式(2-1)之化合物的電子傳輸層與有機發光層鄰接地形成於陰極與有機發光層間的電子傳輸區中。藉由使既定之電洞傳輸層及電子傳輸層與有機發光層鄰接地形成，可有效率地且平衡性良好地將電洞及電子供給於有機發光層。藉此，可提高有機EL元件之壽命及發光效率。

於上述式(1-1)中，L¹~L³各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代之伸苯基、或者經取代或未經取代之伸聯苯基。其中，L¹~L³不為含有氮原子之基。也就是說，L¹~L³不會有將含有氮原子之基作為取代基之情形。

Ar¹~Ar³各自獨立地為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基、經取代或未經取代之菲基、經取代或未經取代之聯苯基、經取代或未經取代之聯三苯基、以下述式(1a)或下述式(1b)表示之基。

式(1a)中，X為氧原子或硫原子，式(1b)中，R¹及R²各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~15的烷基、或者經取代或未經取代之成環碳數6~14的芳香族烴基。R¹ 及R²亦可形成經取代或未經取代之環。此處，環可為單環亦可為縮合環。

其中，Ar¹~Ar³不為含有氮原子之基。也就是說，R¹及R²不會有將含有氮原子之基作為取代基之情形。

再者，本案之聯苯基係指2-聯苯基、3-聯苯基及4-聯苯基中之任一者，又，聯三苯基係指具有下述結構之基。

Ar¹~Ar³較佳為苯基、聯苯基、聯三苯基或二苯并呋喃基。

於本發明中認為藉由導入二苯并呋喃基，LUMO會局部化於二苯并呋喃中，對於還原之穩定性會獲得提高，因此元件壽命會變長，故於上述式(1-1)中亦較佳為，Ar¹~Ar³中之至少一個為二苯并呋喃基。

又，由於認為二苯并呋喃基之以下所示之鍵結位置比其他鍵結位置要容易製造，因此二苯并呋喃基與L¹~L³之鍵結位置較佳為以下述式表示之位置。

(式中，Lⁿ為L¹~L³中之任一者)。

上述式(2-1)中，Ar¹¹係成環碳數6~30之芳香族烴基，且係於該芳香族烴基鍵結有1個以上經取代或未經取代之含有咔唑骨架之基的基。含有咔唑骨架之基較佳為咔唑基。較佳為具有一個或兩個咔唑基。

與芳香族烴基結合之經取代或未經取代的含有咔唑骨架之基，較佳為經取代或未經取代之9-咔唑基。藉此，使單重態能量與三重態能量之差變小。結果，可在發光層內封閉所產生之三重態激子，且單重態能量亦小，故可確保於激發狀態下之穩定性，有助於長壽命化。

又，含有咔唑骨架之基較佳為選自於下述之任一者。

(式中，L¹⁰⁰係成環碳數6~30之芳香族烴基，Ar¹⁰⁰係氫原子或者經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基)。

具體而言，可例示以下述式表示之化合物。

上式(2-1)中之Az係經取代或未經取代之芳香族含氮6員環，較佳為經取代或未經取代的嘧啶基、經取代或未經取代的吡基、或者經取代或未經取代的三基。可期待具有其等之分子會顯示優異之電子注入傳輸性能，當與本發明之胺化合物組合時，於元件中電子與電洞之平衡變得良好，可有助於元件高效率及長壽命化。

又，(2-1)之Az較佳為以下述式(2a)表示之基。認為藉此可提高分子之穩定性。

(式中、X¹~X³各自獨立地為氮原子或CH，X¹~X³中之至少2者為氮原子，Ar¹²及Ar¹³各自獨立地為經取代或未經取代之成環碳數6~18(較佳為6~12)的芳香族烴基)。

當中，較佳為上述式(2a)之X¹及X²為氮原子，X³為CH，其係由於認為可使電子之導電能階變得更適當。

又，較佳為上述式(2a)之Ar¹²的碳數為Ar¹³的碳數以下。認為藉此可使製造變得容易。

特別是，認為式(2a)之Ar¹²為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基或是經取代或未經取代之聯苯基時，由於基之分子量變小，可減輕蒸鍍時之熱負荷，故可穩定地製造元件。

上述式(2-1)之化合物之中，為了使單重態能量與三重態能量之差變小，較佳為以下述式(2-2)表示之化合物。

於式(2-2)中，k為1~3之整數。k較佳為2，其係由於認為可使電子之導電能階變得更適當。

n為0~3之整數。

R¹¹~R¹⁸各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基、經取代或未經取代之成環原子數5~30的芳香族雜環基、經取代或未經取代之碳數1~30的直鏈、支鏈、或環狀之烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的烷氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳氧基、經取代或未經取代之碳數7~30的芳烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷氧基、經取代或未經取代之碳數3~30的烷矽基、經取代或未經取代之碳數8~40的二烷基芳矽基、經取代或未經取代之碳數13~50的烷基二芳矽基、經取代或未經取代之碳數18~60的三芳矽基、經取代或未經取代之碳數2~30的烯基、經取代或未經取代之碳數2~30的炔基、鹵素原子、氰基、羥基、硝基、或者羧基。

Az與上述式(2-1)相同。

認為式(2-2)之R¹¹~R¹⁸為氫原子可使電子之導電能階變得更適當，故較佳。

於本發明中，氫原子係指中子數不同之同位素，亦即，包含氕(protium)、氘(deuterium)、氚(tritium)。

以下，針對上述本發明中所使用之單胺化合物及吖化合物的各基之例子進行說明。

再者，「成環碳」係指構成飽和環、不飽和環或芳香環之碳原子，「成環原子」係指構成雜環(包含飽和環、不飽和環及芳香環)之碳原子及雜原子。

成環碳數6~30之芳香族烴基(芳香基)較佳為成環碳數6~20，更佳為成環碳數6~12。

芳香族烴基之具體例可列舉：苯基、萘基、菲基、芘基、基、苯并蔥基、苯并[c]菲基、苯并[g]基、聯伸三苯基、茀基、苯并茀基、二苯并茀基、聯苯基、聯三苯基、丙烯合茀基等，較佳為苯基、聯苯基、萘基。

具有取代基之芳香族烴基可列舉甲苯基、茬基、9,9-二甲基茀基等。

成環原子數5~30之芳香族雜環基(雜芳香基)較佳為成環原子數5~20，更佳為成環原子數5~14。

芳香族雜環基之具體例可列舉：吡咯基、吡唑基、吡基、嘧啶基、嗒基、吡啶基、三基、吲哚基、異吲哚基、咪唑基、苯并咪唑基、吲唑基、咪唑[1,2-a]吡啶基、呋喃基、苯并呋喃基、異苯并呋喃基、二苯并呋喃基、氮雜二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、氮雜二苯并噻吩基、喹啉基、異喹啉基、喹啉基、喹唑啉基、啶基、咔唑基、氮雜咔唑基、啡啶基、吖啶基、啡啉基、啡基、啡噻基、啡基、唑基、二唑基、呋呫基、苯并唑基、噻吩基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、四唑基等，較佳為二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基。

碳數1~30之烷基有直鏈狀、支鏈狀及環狀之烷基。較佳為碳數1~20，更佳為碳數1~10。直鏈狀及支鏈狀之烷基可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等，較佳可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基，再更佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基。

環狀烷基可列舉：環丙基、環丁基、環戊基、環己基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、1-降莰基、2-降莰基等。較佳為環戊基、環己基。

碳數1~30之烷氧基表示為-OY，作為Y之例，可列舉上述烷基之例。具體之烷氧基的例，可列舉甲氧基、乙氧基等。

成環碳數6~30之芳氧基表示為-OZ，作為Z之例，可列舉上述芳香基。具體之芳氧基的例，例如可列舉苯氧基、萘氧基等。

碳數7~30芳烷基表示為-Y-Z，作為Y之例，可列舉與上述烷基之例對應的伸烷基之例，作為Z之例，可列舉上述芳香基之例。芳烷基之芳香基部分的碳數較佳為6~20，特佳為6~12。烷基部分之碳數較佳為1~10，特佳為1~6。例如：可列舉苄基、苯基乙基、2-苯基丙烷-2-基等。

作為碳數1~30之鹵烷基，可列舉在上述碳數1~30的烷基取代有1個以上之鹵素(可列舉氟原子、氯原子及溴原子，較佳為氟原子)的基。具體而言，可列舉氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟乙基、三氟甲基甲基、五氟乙基等。較佳為三氟甲基、五氟乙基。

作為碳數1~30之鹵烷氧基，可列舉在上述烷氧基取代有1個以上之鹵素(可列舉氟原子、氯原子及溴原子，較佳為氟原子)的基。較佳為三氟甲氧基。

碳數3~30之烷矽基表示為-Si(R^a)(R^b)(R^c)，作為(R^a)、(R^b)及(R^c)之例，可列舉上述之烷基。具體而言可列舉三甲基矽基、三乙基矽基、三級丁基二甲矽基、丙基二甲基矽基等。

碳數8~40之二烷基芳矽基表示為-Si(R^a)(R^b)(Ar^c)，作為(R^a)及(R^b)之例，可列舉上述之烷基，作為(Ar^c)之例，可列舉上述之芳香基。具體而言可列舉苯基二甲矽基等。

碳數13~50之烷基二芳矽基表示為-Si(R^a)(Ar^b)(Ar^c)，作為(R^a)之例，可列舉上述之烷基，作為(Ar^b)及(Ar^c)之例，可列舉上述之芳香基。具體而言可列舉甲基二苯矽基等。

碳數18~60之三芳矽基表示為-Si(Ar^a)(Ar^b)(Ar^c)，作為(Ar^a)、(Ar^b)及(Ar^c)之例，可列舉上述之芳香基。具體而言可列舉三苯矽基等。

碳數2~30之烯基，可列舉乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、戊二烯基、己烯基、己二烯基、庚烯基、辛烯基、辛二烯基、2-甲基己烯基、癸烯基等。

碳數2~30之炔基，可列舉乙炔基、甲基乙炔基等。

以式(1-1)表示之單胺化合物及以式(2-1)表示之吖化合物的各基之「經取代或未經取代之‧‧‧」的取代基，可列舉上述之烷基、經取代之矽基、芳香基、雜芳香基、烷氧基、芳烷基、鹵烷基，或其他可列舉鹵素原子(可列舉氟、氯、溴、碘等，較佳為氟原子)、矽基、羥基、硝基、氰基、羧基、芳氧基等。

以下表示以式(1-1)表示之單胺化合物的具體例。

以下表示以式(2-1)表示之吖化合物的具體例。

以式(1-1)表示之單胺化合物可參閱WO2009/145016等。以式(2-1)表示之吖化合物可參閱WO2011/148909等。

與有機發光層鄰接之電洞傳輸層中的單胺化合物之含有率並無特別限制，較佳為1~100重量%，更佳為80~100重量%。

與有機發光層鄰接之電子傳輸層中的吖化合物之含有率並無特別限制，較佳為1~100重量%，更佳為50~100重量%。

本發明之有機EL元件中，只要具有上述之電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層的積層構造，則其他構成並無特別限定，可採用眾所周知的元件構成。以下，使用圖式來說明有機EL元件之形態例。

實施型態1

圖1係表示本發明之有機EL元件一實施形態之層構成的概略圖。

有機EL元件1具有於基板10上依序積層有陽極20、電洞注入層30、電洞傳輸層40、有機發光層50、電子傳輸層60、電子注入層70及陰極80之構成。電洞傳輸區係電洞傳輸層40及電洞注入層30。同樣地，電子傳輸區係電子傳輸層60及電子注入層70。再者，亦可不形成電洞注入層30及電子注入層70，但較佳為各別形成1層以上。

於本實施型態之有機EL元件中，使有電洞傳輸層40、有機發光層50及電子傳輸層60鄰接地形成。電洞傳輸層40係含有以上述式(1-1)表示之單胺化合物的層，電子傳輸層60係含有以上述式(2-1)表示之吖化合物的層。

圖1係將有機EL元件1作為1個發光單位而示意性地表示者，可藉由將兩個以上之有機EL元件1組合，或是將有機EL元件1與其他有機EL元件組合而形成有機EL多色發光裝置。

圖2係表示使用有本發明之有機EL元件的有機EL發光裝置例的概略剖面圖。

有機EL發光裝置係於基板10上並排地具有藍色EL元件1B(第1元件)、綠色EL元件1G(第2元件)及紅色EL元件1R(第3元件)的裝置。

各色有機EL元件之構成除了使用經圖案化之陽極20B、20G及20R，並使有機發光層對應於各顏色而分別形成發藍光層50B、發綠光層50G及發紅光層50R，且不具有電洞注入層30及電子注入層70以外，其餘與上述有機EL元件1相同。於各發光層間設置有將兩個發光層分開之絕緣層54。

藍色EL元件1B、綠色EL元件1G及紅色EL元件1R除了有機發光層以外，各有機層(電洞傳輸層40及電子傳輸層60)共通。

再者，於本例中，雖使用了3色之有機EL元件，但並不限於此，亦可使用2種(2色)或4色以上之有機EL元件。例如，於並排有2色有機EL元件之裝置的情形時，藉由將1個有機EL元件的發光顏色設為藍~綠色，將另一個有機EL元件之發光顏色設為黃~紅色，而可發出多種顏色。

又，雖然電洞傳輸層40及電子傳輸層60皆形成為共通層，但亦可為其中一者形成為共通層。於此情形時，只要所使用之有機EL元件的其中一個使用有本發明之有機EL元件即可。此外，各EL元件可為發螢光元件，亦可為發磷光元件。

於本發明中較佳為使用本發明之有機EL元件作為螢光藍色EL元件。

實施型態2

圖3係表示本發明之有機EL元件另一實施形態之層構成的概略圖。

有機EL元件2係隔著電荷產生層而將兩個發光單元積層而成之串聯型有機EL元件的例子。

有機EL元件2具有於基板10上依序積層有陽極20、第一電洞傳輸層41、第一有機發光層51、第一電子傳輸層61、電荷產生層90、第二電洞傳輸層42、第二有機發光層52、第三有機發光層53、第二電子傳輸層62及陰極80的構成。陽極20與電荷產生層90間所挾持的區域係第一發光單元3A，電荷產生層90與陰極80間所挾持的區域係第二發光單元3B。

電荷產生層90係對有機EL元件2施加電壓時產生電荷之層，對第一電子傳輸層61注入電子，對第二電洞傳輸層42注入電洞。

電荷產生層90的材料可使用眾所周知的材料，例如可使用US7,358,661中記載的材料。具體而言可列舉包含In、Sn、Zn、Ti、Zr、Hf、V、Mo、Cu、Ga、Sr、La、Ru等金屬元素中之一種以上元素的氧化物、氮化物、碘化物、硼化物等。

於本實施型態中，第一發光單元3A之第一電洞傳輸層41係含有以上述式(1-1)表示之單胺化合物的層，第一電子傳輸層61係含有以上述式(2-1)表示之吖化合物的層。

於有機EL元件2中，例如將第一有機發光層51設為發藍光(例如，波峰波長為430~500nm)之發螢光層，將第二有機發光層52設為發綠光(例如，波峰波長為500~570nm)之發磷光層，將第三有機發光層53設為發紅光(例如，波峰波長為570nm以上)之發磷光層，可得到發白光之有機EL元件。

再者，於本實施型態中雖將發光單元設為2個，但並不限於此，亦可形成3個以上發光單元。又，亦可結合第二有機發光層52及第三有機發光層53而形成為單層。

又，於本實施型態中，雖於第一發光單元3A使用本案特有之積層結構，但並不限於此，例如，亦可於第二發光單元3B使用本案特有之積層結構，亦可於第一發光單元3A及第二發光單元3B皆使用本案特有之積層結構。

各有機發光層可為發螢光層，亦可為發磷光層，且，亦不限定發光顏色。根據眾所周知之構成，配合用途來進行適當設定即可。

如上述實施型態1、2般，本發明之有機EL元件可採用眾所周知之各種構成。又，發光層之發光可自陽極側、陰極側或兩側發出。

於本發明之有機EL元件中，對於上述與有機發光層鄰接之電洞傳輸層與電子傳輸層以外的構成，並無特別限定，可使用眾所周知之材料等。以下簡單說明實施形態1之元件之層，但應用於本發明之有機EL元件的材料並不限定於以下。

[基板]

基板可使用玻璃板、聚合物板等。

玻璃板尤其可列舉：鈉鈣玻璃、含鋇-鍶玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸玻璃、硼矽酸玻璃、鋇硼矽酸玻璃、石英等。又，聚合物板可列舉：聚碳酸酯、丙烯酸、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚碸等。

[陽極]

陽極例如由導電性材料構成，較佳為具有大於4eV之功函數的導電性材料。

上述導電性材料可列舉：碳、鋁、釩、鐵、鈷、鎳、鎢、銀、金、鉑、鈀等及該等之合金；ITO基板、NESA基板所使用之氧化錫、氧化銦等氧化金屬；以及聚噻吩或聚吡咯等有機導電性樹脂。

陽極若有必要亦可藉由2層以上之層構成所形成。

[陰極]

陰極例如由導電性材料構成，較佳為具有小於4eV之功函數的導電性材料。

上述導電性材料可列舉：鎂、鈣、錫、鉛、鈦、釔、鋰、釕、錳、鋁、氟化鋰等及該等之合金，但並不限定於該等。

又，上述合金可列舉：鎂/銀、鎂/銦、鋰/鋁等作為代表例，但並不限定於該等。合金之比率係根據蒸鍍源之溫度、環境、真空度等而進行控制，以適當之比率選擇。

陰極若有必要亦可由2層以上之層構成所形成，陰極可藉由利用蒸鍍或濺鍍等方法使上述導電性材料形成為薄膜而製作。

於自陰極發出來自發光層之發光的情形時，陰極對於發光之穿透率較佳為大於10%。

又，作為陰極之片電阻較佳為數百Ω/□以下，膜厚通常為10nm~1μm，較佳為50~200nm。

[有機發光層]

有機發光層並無特別限制，可為眾所周知之發螢光層及發磷光層的任一者。於本發明中，較佳為發螢光層，特佳為發光層之主體材料為蔥衍生物。

蔥衍生物之具體例較佳為以下述式(11)表示者。

(式中，Ar₁₁及Ar₁₂各自獨立地為經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基或者經取代或未經取代之成環原子數5~30的雜環基；R₂₀₁~R₂₀₈各自獨立地為氫原子、氟原子、經取代或未經取代之碳數1~10的烷基、經取代或未經取代之碳數3~10的環烷基、經取代或未經取代之碳數3~30的烷矽基、經取代或未經取代之成環碳數8~30的芳矽基、經取代或未經取代之碳數1~20的烷氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~20的芳氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基、或者經取代或未經取代之成環原子數5~30的雜環基)。

Ar₁₁等式(11)之各基的具體例與上述之單胺化合物及吖化合物之各基的例子相同。

再者，發光層中亦可製成雙主體物(亦稱為主體物-共主體物)。具體而言，亦可藉由在發光層中組合電子傳輸性之主體物與電洞傳輸性之主體物，而調整發光層內之載體平衡。

又，亦可製成雙摻雜物。藉由在發光層中，加入2種以上之量子產率高的摻雜材料，而使各個摻雜物發光。例如，有時會藉由共蒸鍍主體物與紅色摻雜物、綠色摻雜物而實現黃色發光層。

發光層可為單層，又，亦可為積層構造。若積層發光層，則可使電子與電洞累積在發光層界面，藉此使再結合區域集中於發光層界面。藉此，提高量子效率。

[電洞注入層及電洞傳輸層(電洞注入-傳輸層)]

電洞注入-傳輸層為有助於向發光層注入電洞，並傳輸至發光區域之層，係電洞遷移率大，游離能通常小至5.6eV以下之層。

如上所述，本發明中與有機發光層鄰接之電洞傳輸層含有以式(1-1)表示之單胺化合物。作為可與電洞注入-傳輸層或單胺化合物混合使用的其他材料，可列舉：三唑衍生物(參照美國專利3,112,197號說明書等)、二唑衍生物(參照美國專利3,189,447號說明書等)、咪唑衍生物(參照日本特公昭37-16096號公報等)、聚芳基烷烴衍生物(參照美國專利3,615,402號說明書、美國專利第3,820,989號說明書、美國專利第3,542,544號說明書、日本特公昭45-555號公報、日本特公昭51-10983號公報、日本特開昭51-93224號公報、日本特開昭55-17105號公報、日本特開昭56-4148號公報、日本特開昭55-108667號公報、日本特開昭55-156953號公報、日本特開昭56-36656號公報等)、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物(參照美國專利第3,180,729號說明書、美國專利第4,278,746號說明書、日本特開昭55-88064號公報、日本特開昭55-88065號公報、日本特開昭49-105537號公報、日本特開昭55-51086號公報、日本特開昭56-80051號公報、日本特開昭56-88141號公報、日本特開昭57-45545號公報、日本特開昭54-112637號公報、日本特開昭55-74546號公報等)、苯二胺衍生物(參照美國專利第3,615,404號說明書、日本特公昭51-10105號公報、日本特公昭46-3712號公報、日本特公昭47-25336號公報、日本特公昭54-119925 號公報等)、芳胺衍生物(參照美國專利第3,567,450號說明書、美國專利第3,240,597號說明書、美國專利第3,658,520號說明書、美國專利第4,232,103號說明書，美國專利第4,175,961號說明書、美國專利第4,012,376號說明書、日本特公昭49-35702號公報、日本特公昭39-27577號公報、日本特開昭55-144250號公報、日本特開昭56-119132號公報、日本特開昭56-22437號公報、德國專利第1,110,518號說明書等)、胺基取代查酮衍生物(參照美國專利第3,526,501號說明書等)、唑衍生物(美國專利第3,257,203號說明書等中所揭示者)、苯乙烯基蒽衍生物(參照日本特開昭56-46234號公報等)、茀酮衍生物(參照日本特開昭54-110837號公報等)、腙衍生物(參照美國專利第3,717,462號說明書、日本特開昭54-59143號公報、日本特開昭55-52063號公報、日本特開昭55-52064號公報、日本特開昭55-46760號公報、日本特開昭57-11350號公報、日本特開昭57-148749號公報、日本特開平2-311591號公報等)、茋衍生物(參照日本特開昭61-210363號公報、日本特開昭第61-228451號公報、日本特開昭61-14642號公報、日本特開昭61-72255號公報、日本特開昭62-47646號公報、日本特開昭62-36674號公報、日本特開昭62-10652號公報、日本特開昭62-30255號公報、日本特開昭60-93455號公報、日本特開昭60-94462號公報、日本特開昭60-174749號公報、日本特開昭60-175052號公報等)、矽氮烷衍生物(美國專利第4,950,950號說明書)、聚矽烷系(日本特開平2-204996號公報)、苯胺系共聚物(日本特開平2-282263號公報)等。

又，p型Si、p型SiC等無機化合物亦可使用作為電洞注入材料。

於電洞注入-傳輸層之材料中，可使用交聯型材料，交聯型之電洞注入傳輸層，例如可列舉將Chem.Mater.2008,20,413-422、Chem.Mater.2011,23(3),658-681、WO2008108430、WO2009102027、WO2009123269、WO2010016555、WO2010018813等交聯材藉由熱、光等進行不熔化而成之層。

[電子注入層及電子傳輸層(電子注入-傳輸層)]

電子注入-傳輸層為有助於向發光層注入電子，並傳輸至發光區域之層，係電子遷移率大之層。

已知有機EL元件所發出之光由於會被電極(例如陰極)反射，故直接自陽極所發出之發光與經由利用電極之反射而發出之發光會干涉。為了有效地利用該干涉效果，而在數nm~數μm之範圍適當選擇電子注入-傳輸層之膜厚，尤其是於膜厚較厚時，為了避免電壓上升，較佳為於施加10⁴~10⁶V/cm之電場時，電子遷移率至少在10^-5cm²/Vs以上。

如上所述，於本發明中與有機發光層鄰接之電子傳輸層含有以式(2-1)表示之吖化合物。作為可與電子注入-傳輸層或吖系化合物混合使用的其他材料，較佳為分子內含有1個以上之雜原子的芳香族雜環化合物，尤佳為含氮環衍生物。又，含氮環衍生物較佳為具有含氮6員環或5員環骨架之芳香族環、或者具有含氮6員環或5員環骨架之縮合芳香族環化合物。

除此之外，亦可藉由施體性材料之摻雜(n)、受體材料之摻雜(p)而形成具備半導體性之有機層。N摻雜之代表例為於電子傳輸層之材料摻雜Li或Cs等金屬者，P摻雜之代表例為於電洞傳輸層之材料摻雜F4TCNQ等受體材料者(例如參閱日本專利第3695714號)。

本發明之有機EL元件之各層的形成可應用真空蒸鍍、濺鍍、電漿、離子鍍覆(ion plating)等乾式成膜法或旋塗、浸漬、流塗等濕式成膜法等眾所周知的方法。

各層之膜厚並無特別限定，但必須設定為適當之膜厚。若膜厚過厚，則為了獲得一定之光輸出而需要大的施加電壓，效率會變差。若膜厚過薄，則會產生針孔等，即便施加電場，亦無法獲得充分之發光亮度。通常之膜厚宜在5nm~10μm之範圍，更佳在10nm~0.2μm之範圍。

本發明之有機EL元件可使用於作為發光元件而被用於各種顯示器等之面板模組。

又，本發明之面板模組可使用於電視、行動電話、個人電腦等之顯示裝置或照明等。

【實施例】

實施例1

對25mm×75mm×1.1mm之附有ITO透明電極線之玻璃基板(Geomatec公司製造，ITO膜厚為130nm)於異丙醇中實施5分鐘之超音波洗淨，進而，實施30分鐘之UV(Ultraviolet)臭氧洗淨。

將洗淨後之附有透明電極線之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板固持器，首先，於形成有透明電極線之面上，以覆蓋上述透明電極之方式蒸鍍下述化合物(HA)，形成膜厚5nm的膜。

於HA膜上，蒸鍍下述化合物(NPD)，從而形成膜厚80nm之電洞注入層。於形成電洞注入層後，接著蒸鍍下述化合物(HT-1)，形成膜厚15nm的電洞傳輸層。

於此電洞傳輸層上，將作為螢光用主體之下述化合物(BH)與作為螢光用摻雜物之下述化合物(BD)以厚度25nm進行共同蒸鍍，從而獲得發螢光層。BD之濃度為5質量%。

繼而，於該發螢光層上，蒸鍍下述化合物(ET-1)，形成膜厚20nm之電子傳輸層。於形成電子傳輸層後，接著蒸鍍下述化合物(ET-10)，形成膜厚5nm之電子注入層。並進一步依序積層厚1nm之LiF及厚80nm之金屬Al，而形成陰極。再者，作為電子注入性電極之LiF係以1Å/min的成膜速度來形成。

實施例2

除了使用下述化合物(HT-10)來取代NPD，使用下述化合物(HT-5)來取代HT-1，使用下述化合物(ET-2)來取代ET-1以外，以與實施例1同樣的方式來製作有機EL元件。

實施例3

除了使用下述化合物(HT-2)來取代HT-5以外，以與實施例2同樣的方式來製作有機EL元件。

實施例4

除了使用下述化合物(HT-3)來取代HT-5以外，以與實施例2同樣的方式來製作有機EL元件。

實施例5

除了使用下述化合物(HT-4)來取代HT-5以外，以與實施例2同樣的方式來製作有機EL元件。

實施例6

除了將電洞注入層之膜後設為85nm，將電洞傳輸層之膜厚設為10nm，使用下述化合物ET-3來取代ET-1以外，以與實施例1同樣的方式來製作有機EL元件。

實施例7

除了使用HT-2來取代HT-1以外，以與實施例6同樣的方式來製作有機EL元件。

比較例1

除了使用上述化合物(NPD)來取代HT-1以外，以與實施例1同樣的方式來製作有機EL元件。

比較例2

除了使用下述化合物(HT-6)來取代HT-5以外，以與實施例2同樣的方式來製作有機EL元件。

藉由直流電流驅動使於上述各例子中製得之有機EL元件發光，並測定於電流密度10mA/cm²下之亮度(L)、色度(x、y)、發光效率η(lm/W)、外部量子效率(EQE：%)。並且，利用50mA/cm²此固定電流密度測定自初始亮度降低20%之亮度的時間(LT80)。將結果示於表1。

再者，表中之亮度、發光效率η、外部量子效率(EQE)及元件壽命(LT80)之值係將比較例1之值設為100的相對值。

【產業上的利用性】

本發明之有機EL元件為長壽命，能以高效率驅動。因此，可合適地用作電視、行動電話、個人電腦等之顯示裝置或照明等的發光元件。

以上詳細說明幾個本發明之實施形態及/或實施例，但該行業者可輕易在實質上不偏離本發明之新穎教示及效果之情況下，對該等例示之實施形態及/或實施例作多種變化。因此，該等較多之變更包含於本發明之範圍內。

將作為本案之優先權基礎案的日本申請案說明書之內容全部引用於本文中。

Claims

一種有機電激發光元件，於相對向之陽極與陰極間，自該陽極側至少具有依序鄰接之電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層，該電洞傳輸層含有以下述式(1-1)表示之單胺化合物，該電子傳輸層含有以下述式(2-1)表示之吖化合物， (於式(1-1)中，L¹~L³各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代之伸苯基(phenylenyl)、或者經取代或未經取代之伸聯苯基(biphenylenyl)，L¹~L³不為含有氮原子之基，Ar¹~Ar³各自獨立地為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基、經取代或未經取代之菲基、經取代或未經取代之聯苯基、經取代或未經取代之聯三苯基、以下述式(1a)表示之基、或者以下述式(1b)表示之基，Ar¹~Ar³不為含有氮原子之基， (式(1a)中，X為氧原子或硫原子，式(1b)中，R¹及R²各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之碳數1~15的烷基、或者經取代或未經取代之成環碳數6~14的芳香族烴基，R¹及R²亦可形成經取代或未經取代之環))， Ar¹¹-Az (2-1)(於式(2-1)中，Ar¹¹係成環碳數6~30之芳香族烴基，且係於該芳香族烴基鍵結有1個以上經取代或未經取代之含有咔唑骨架之基的基，Az係經取代或未經取代之芳香族含氮6員環)。
如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中，以該式(2-1)表示之吖系化合物所具有的經取代或未經取代之含有咔唑骨架之基，係經取代或未經取代的9-咔唑基。
如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中，該式(2-1)之Ar¹¹係選自以下任一者， (式中，Ar¹⁰⁰係氫原子或者經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基，L¹⁰⁰係經取代或未經取代之成環碳數6~30的2價芳香族烴基)。
如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中，該吖系化合物係以下述式(2-2)表示之化合物， (於式(2-2)中，k係1~3之整數，n係0~3之整數，R¹¹~R¹⁸各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳香族烴基、經取代或未經取代之成環原子數5~30的芳香族雜環基、經取代或未經取代之碳數1~30的烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的烷氧基、經取代或未經取代之成環碳數6~30的芳氧基、經取代或未經取代之碳數7~30的芳烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷基、經取代或未經取代之碳數1~30的鹵烷氧基、經取代或未經取代之碳數3~30的烷矽基、經取代或未經取代之碳數8~40的二烷基芳矽基、經取代或未經取代之碳數13~50的烷基二芳矽基、經取代或未經取代之碳數18~60的三芳矽基、經取代或未經取代之碳數2~30的烯基、經取代或未經取代之碳數2~30的炔基、鹵素原子、氰基、羥基、硝基、或者羧基，Az為經取代或未經取代之芳香族含氮6員環)。
如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中，該式(2-1)之Az係以下述式(2a)表示的基， (式中，X¹~X³各自獨立地為氮原子或CH，X¹~X³中之至少2者為氮原子，Ar¹²及Ar¹³各自獨立地為經取代或未經取代之成環碳數6~18的芳香族烴基)。
如申請專利範圍第5項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之X¹及X²為氮原子，X³為CH。
如申請專利範圍第6項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之Ar¹²的碳數為Ar¹³的碳數以下。
如申請專利範圍第7項之有機電激發光元件，其中，該式(2a)之Ar¹²為經取代或未經取代之苯基、經取代或未經取代之萘基、或者經取代或未經取代之聯苯基。
如申請專利範圍第4項之有機電激發光元件，其中，該式(2-2)之k為2。
如申請專利範圍第4項之有機電激發光元件，其中，該式(2-2)之R¹¹~R¹⁸為氫原子。
如申請專利範圍第1至10項中任一項之有機電激發光元件，其中，該式(1-1)之Ar¹~Ar³中的至少一者為二苯并呋喃基。
如申請專利範圍第11項之有機電激發光元件，其中，該二苯并呋喃基與L¹~L³之鍵結位置以下述式表示， (式中，Lⁿ係L¹~L³中之任一者)。
一種面板模組，使用有申請專利範圍第1至12項中任一項之有機電激發光元件。
一種電子機器，使用有申請專利範圍第13項之面板模組。