TW201414743A - 氧化膦衍生物及具有其的發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種電子親和性優異的氧化膦化合物，以及提供一種改善了發光效率、驅動電壓、耐久壽命所有方面的有機薄膜發光元件。本發明是一種具有特定的螢蒽系骨架及氧化膦結構的氧化膦衍生物、及含有其的發光元件。

Description

膦氧化物衍生物及具有其的發光元件
本發明是有關於一種可用於發光元件等中的電子親和性優異的氧化膦化合物。本發明可用於顯示元件、平板顯示器(flat panel display)、背光(backlight)、照明、內飾(interior)、招牌、廣告牌、電子照相機及光訊號產生器等領域中。
近年來，正在活躍地進行有機薄膜發光元件的研究，上述有機薄膜發光元件於自陰極注入的電子與自陽極注入的電洞在夾持於兩極間的有機螢光體內再結合時發光。對於該發光元件而言，薄型且於低驅動電壓下的高亮度發光、與藉由選擇螢光材料所得的多色發光為特徵，因而受到關注。
關於上述研究，自柯達(Kodak)公司的C.W.Tang等人揭示有機薄膜元件以高亮度進行發光以來，已進行了大量的實用化研究，有機薄膜發光元件已於行動電話的主顯示器(main display)等中被採用等，正在穩步地進行實用化。然而，技術課題亦尚多，其中元件的高效率化與長壽命化的並存為大課題之一。
有機薄膜發光元件必須滿足發光效率的提高、驅動電壓的降低、耐久壽命的提高。於專利文獻1~專利文獻3中已揭示有為了提高發光效率而使用氧化膦衍生物的技術，但耐久壽命不充分。另外，於專利文獻4中已揭示有使用螢蒽(fluoranthene)衍生物作為藍色發光材料的技術，但於驅動電壓與耐久壽命的並存的方面不滿足要求。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-63989號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-73581號公報
[專利文獻3]日本專利特開2008-244012號公報
[專利文獻4]國際公開第2007/100010號
如上所述，於先前技術中，若提高元件的發光效率，或若降低驅動電壓，則有耐久壽命降低的問題，尚未發現使高發光效率、低驅動電壓、進而耐久壽命亦並存的技術。
本發明的目的在於解決該先前技術的問題，提供一種發光效率、驅動電壓、耐久壽命優異的有機薄膜發光元件。
本發明是一種氧化膦衍生物，其是由下述通式(1)所表示，[化1]
(式中，R1及R2可相同亦可不同，分別選自氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及與鄰接取代基之間形成的縮合環中；L1為單鍵、伸芳基或伸雜芳基；Ar1為下述通式(2)所表示的縮合多環芳香族基；n1為1以上的整數；於n1為2以上的情形時，L1、R1、R2可分別相同亦可不同)；
(式中，R3~R12可相同亦可不同，分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群中；其中，R3~R12中，至少一組鄰接的取代基形成縮合環；其中，於R3~R12中的至少一個位置與L1連結)。
根據本發明，可提供一種電子親和性優異的氧化膦化合物。進而，藉由將其用作發光元件的各層的材料，可提供一種同時滿足發光效率、驅動電壓、耐久壽命的要求特性的有機薄膜發光元件。
對通式(1)所表示的氧化膦衍生物加以詳細說明。
式中，R1及R2可相同亦可不同，分別選自氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及與鄰接取代基之間形成的縮合環中。L1為單鍵、伸芳基或伸雜芳基。Ar1為下述通式(2)所表示的縮合多環芳香族基。n1為1以上的整數。於n1為2以上的情形時，L1、R1、R2可分別相同亦可不同。
式中，R3~R12可相同亦可不同，分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群中。其中，R3~R12中，至少一組鄰接的取代基形成縮合環。另外，於R3~R12中的至少一個位置與L1連結。
[R1及R2]
R1及R2分別選自氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及與鄰接取代基之間形成的縮合環(以下，於R1及R2的說明中，有時亦簡稱為「取代基等」)中。以下，對取代基等加以說明。
上述取代基等中，氫亦可為氘。再者，本發明中所有的R1及R2以外，氫亦可為氘。
上述取代基等中，所謂鹵素，表示選自氟、氯、溴及碘中的原子。
上述取代基等中，所謂烷基，例如表示甲基、乙基、正 丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基等飽和脂肪族烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉芳基、雜芳基等。另外，烷基的碳數並無特別限定，就獲取的容易性或成本的方面而言，較佳為1以上、20以下，更佳為1以上、8以下的範圍。再者，所謂烷基的碳數，是指不含取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂環烷基，例如表示環丙基、環己基、降冰片基、金剛烷基等飽和脂環式烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，環烷基中的烷基部分的碳數並無特別限定，較佳為3以上、20以下的範圍。再者，所謂環烷基中的烷基部分的碳數，是指表示環烷基及作為取代基而含有的烷基的碳數。
上述取代基等中，所謂雜環基，例如表示吡喃環、哌啶環、環狀醯胺等在環內具有碳以外的原子的脂肪族環，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，雜環基的碳數並無特別限定，較佳為2以上、20以下的範圍。再者，所謂雜環基的碳數，是指於雜環基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂烯基，例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等含有雙鍵的不飽和脂肪族烴基，其可具有取代基亦可 不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，烯基的碳數並無特別限定，較佳為2以上、20以下的範圍。再者，所謂烯基的碳數，是指於烯基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂環烯基，例如表示環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基等含有雙鍵的不飽和脂環式烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。
上述取代基等中，所謂炔基，例如表示乙炔基等含有三鍵的不飽和脂肪族烴基，其可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，炔基的碳數並無特別限定，較佳為2以上、20以下的範圍。再者，所謂炔基的碳數，是指於炔基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂烷氧基，例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等脂肪族烴基經由醚鍵而鍵結的官能基，該脂肪族烴基可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，烷氧基的碳數並無特別限定，較佳為1以上、20以下的範圍。再者，所謂烷氧基的碳數，是指於烷氧基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂烷硫基，是指將烷氧基的醚鍵的 氧原子取代為硫原子而成者。烷硫基的烴基可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，烷硫基的碳數並無特別限定，較佳為1以上、20以下的範圍。再者，所謂烷硫基的碳數，是指於烷硫基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂芳基醚基，例如表示苯氧基等芳香族烴基經由醚鍵而鍵結的官能基，芳香族烴基可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，芳基醚基的碳數並無特別限定，較佳為6以上、40以下的範圍。再者，所謂芳基醚基的碳數，是指於芳基醚基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂芳硫基醚基，是指將芳基醚基的醚鍵的氧原子取代為硫原子而成者。芳基醚基中的芳香族烴基可具有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，芳硫基醚基的碳數並無特別限定，較佳為6以上、40以下的範圍。再者，所謂芳硫基醚基的碳數，是指於芳硫基醚基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂芳基，例如表示苯基、萘基、聯苯基、菲基、聯三苯基、芘基、螢蒽基等芳香族烴基。芳基可具 有取代基亦可不具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，芳基的碳數並無特別限定，較佳為6以上、40以下的範圍。再者，所謂芳基的碳數，是指於芳基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，所謂雜芳基，表示呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、萘啶基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基等在環內具有一個或多個碳以外的原子的環狀芳香族基，其可未經取代亦可具有取代基。具有取代基的情形時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、芳基、雜芳基等。另外，雜芳基的碳數並無特別限定，較佳為2以上、30以下的範圍。再者，所謂雜芳基的碳數，是指於雜芳基具有取代基的情形時亦包含追加的取代基的碳數。
上述取代基等中，羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基可具有取代基亦可不具有取代基。此處，具有取代基的情形時的追加的取代基例如可列舉烷基、環烷基、芳基、雜芳基等，這些取代基亦可進一步具有取代基。進一步具有取代基的情形時的取代基如上述所列舉般。
上述取代基等中，所謂與鄰接取代基之間形成的縮合環，若以上述通式(1)來說明，則是指於R1與R2、或者R1或R2與L1之間形成共軛或非共軛的縮合環。於L1為單鍵的情形時， 亦可於R1與Ar1或R2與Ar1之間形成縮合環。這些縮合環亦可於環內結構中含有氮、氧、硫原子，亦可進一步與其他環縮合。再者，關於L1為單鍵的情形時的單鍵的含意，將於下文中描述。
另外，於R1及R2為芳基或雜芳基的情形時，後述電化學穩定性增加，發光元件的耐久性提高，故較佳。
[L1]
L1為單鍵、伸芳基或伸雜芳基。
所謂單鍵，是指不以結合基的形式存在L1，於通式(1)中Ar1與磷直接鍵結。
所謂伸芳基，表示由苯基、萘基、聯苯基等芳香族烴基衍生而成的二價基或三價基，其可具有取代基亦可不具有取代基。於通式(1)的L1為伸芳基的情形時，核碳數較佳為6以上、30以下的範圍。伸芳基具體可列舉：1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、1,2-伸苯基、4,4'-伸聯苯基、4,3'-伸聯苯基、3,3'-伸聯苯基、1,4-伸萘基、1,5-伸萘基、2,5-伸萘基、2,6-伸萘基、2,7-伸萘基等。更佳為1,4-伸苯基、1,3-伸苯基。
所謂伸雜芳基，是指由吡啶基、喹啉基、嘧啶基、吡嗪基、萘啶基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基等在環內具有一個或多個碳以外的原子的芳香族基衍生而成的二價基或三價基，其可具有取代基亦可不具有取代基。伸雜芳基的碳數並無特別限定，核碳數較佳為2以上、30以下的範圍。
另外，於L1為伸芳基或伸雜芳基的情形時，通式(1) 所表示的氧化膦衍生物的螢光量子產率提高，發光元件的效率提高，故較佳。
[R3~R12]
R3~R12可相同亦可不同，分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群(以下有時簡稱為「R3~R12的取代基等」)中。其中，R3~R12中，至少一組鄰接的取代基形成縮合環。另外，於R3~R12中的至少一個位置與L1連結。
R3~R12的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。
所謂R3~R12的鄰接的取代基，具體而言是指R3與R4、R4與R5、R5與R6、R6與R7、R7與R8、R8與R9、R9與R10、R10與R11、R11與R12、R12與R3的任一組合。
這些鄰接的取代基中，至少一組鄰接的取代基形成縮合環。此時形成的縮合環的大小並無特別限定，就分子結構的穩定性的觀點而言，較佳為5員環或6員環。另外，所形成的縮合環可為脂肪族環亦可為芳香族環。由鄰接的取代基所形成的縮合環亦可更具有取代基，或亦可進一步縮環。該情形的取代基可列舉R1及R2的取代基等。
另外，若通式(2)所表示的縮合多環芳香族基中含有供電子性氮，則有時電子親和性降低，故較佳為通式(2)所表示 的縮合多環芳香族基於環中不含有供電子性氮。因此，雖然所形成的縮合環中亦可含有碳以外的雜原子，但較佳為於環中不含供電子性氮。再者，所謂供電子性氮，表示與鄰接原子之間的鍵全部為單鍵的氮原子。尤其若僅由碳及氫來構成環，則電化學穩定性增加，有助於提高元件的耐久性，故較佳。另外，於所形成的環中含有受電子性氮的情形時，由電子引起的還原順利地進行，電子親和性變高。藉此，驅動電壓及發光效率提高，故較佳。再者，所謂受電子性氮，表示與鄰接原子之間形成多重鍵的氮原子。
[Ar1]
滿足上述條件的Ar1並無特別限定，可列舉如下例子。
[化5]
所謂於R3~R12中的至少一個位置與L1連結，是指R3~R12所鍵結的碳原子與L1直接連結。再者，於由R3~R12中鄰接的取代基形成環的情形時，亦包含在該環狀的任一位置與L1連結的情況(對於後述R13~R24、R25~R38而言亦相同)。
[氧化膦基]
通式(1)所表示的氧化膦衍生物具有氧化膦基。氧化膦基由 於取得三角錐形的體積大的立體結構，故立體阻礙(steric hindrance)大，具有抑制分子間的相互作用的效果。藉由該效果，材料的非晶性或玻璃轉移溫度變高，故於形成本發明的氧化膦衍生物的薄膜而用於發光元件等中的情形時，薄膜的穩定性提高，發光元件等的耐久壽命與先前相比較有所提高。另外，藉由抑制分子間的相互作用，可減少濃度消光，故具有氧化膦基的情況下，於用於發光元件中的情形時亦有助於提高發光效率。進而，由於氧化膦基為強的拉電子性基，故通式(1)的化合物為電子親和性優異的材料，於用於發光元件中的情形時可降低其驅動電壓。
[n1]
於本發明的氧化膦衍生物中，n1為1以上的整數。於n1為2以上的情形時，L1、R1、R2可分別相同亦可不同。
再者，若氧化膦衍生物的分子量過大，則昇華性降低，形成薄膜時的真空蒸鍍時發生熱分解的概率變大。因此，n1較佳為1或2，尤佳為n1=1。
[氧化膦衍生物]
另外，通式(1)所表示的氧化膦衍生物具有結構Ar1，該結構Ar1是於螢蒽上縮合有由脂肪族烴環、芳香族烴環、脂肪族及芳香族雜環所組成的組群中的一個以上而成。該骨架具有5π電子系的5員環結構。5π電子系的5員環結構中若有一個電子進入(被還原)，則成為6π電子系而引起芳香族穩定化(休克爾法則(Huckel's rule))。因此，5π電子系的5員環結構顯示出高的電子 親和性。
因此，藉由將含有通式(1)所表示的氧化膦衍生物的發光元件材料用於發光元件中，可降低驅動電壓。進而，Ar1是於螢蒽骨架上縮合脂肪族或芳香族的烴環或脂肪族或芳香族的雜環而成，故具有較螢蒽更廣的π共軛平面。藉由該平面性而分子彼此良好地重疊，故Ar1具有高的電荷傳輸性，可降低發光元件的驅動電壓。
另外，Ar1所表示的骨架可順利地反覆進行由電子引起的還原、或由電洞引起的氧化，故有助於提高發光元件的耐久性。另外，螢蒽骨架的發光光譜的波峰存在於紫外區域內，但若使環縮合於螢蒽上而擴大π共軛平面，則發光光譜的波峰向可見光區域偏移，顯示出強的藍色~綠色的螢光。因此，具有Ar1的通式(1)所表示的氧化膦衍生物可尤佳地用作藍色~綠色的螢光發光材料。
根據以上內容，本發明的通式(1)所表示的氧化膦衍生物於分子中具有氧化膦基與Ar1，故兼具強的螢光發光、高電子親和性、薄膜穩定性、電化學穩定性等特長。藉由這些特性，若將含有本發明的通式(1)所表示的氧化膦衍生物的發光元件材料用於構成發光元件的任一層中，則可獲得高發光效率、低驅動電壓及耐久性優異的有機薄膜發光元件。
[Ar1的較佳態樣]
於Ar1是由下述通式(3)或通式(4)所表示的情形時，電荷 傳輸性進一步提高，故較佳。另外，Ar1的π電子共軛系適當地擴張，顯示出強的藍色~綠色的螢光發光，故於用作螢光發光材料的情形時，發光效率提高，故較佳。
．Ar1為下述通式(3)的情形
式中，R13~R24可相同亦可不同，分別選自氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群(以下有時簡稱為「R13~R24的取代基等」)中。其中，於R13~R24中的至少一個位置與L1連結。
於通式(3)中，R13~R24的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。其中，R19及R24較佳為經取代或未經取代的芳基。藉由R19及R24為經取代或未經取代的芳基，可使分子間的π共軛平面的重疊適當地減少。另外，藉由R19及R24為芳基，耐熱性提高。結果可於不損及通式(3)所表示的骨架的高電荷傳輸性的情況下，實現昇華性的 提高、蒸鍍穩定性的提高、由結晶性的降低及高玻璃轉移溫度所得的薄膜穩定性的提高。另外，於用作發光材料時，亦有助於抑制由分子間的相互作用引起的濃度消光。進而，R19及R24更佳為經取代或未經取代的苯基。藉由R19及R24為經取代或未經取代的苯基，可使分子間的π共軛平面的重疊減少至更適當的範圍內。另外，由於分子量變適當，故昇華性、蒸鍍穩定性進一步提高。
通式(3)所表示的Ar1較佳為於R15、R16、R19、R21、R22、R24的任一位置與L1連結，尤佳為於R15或R16的位置上連結。通式(3)所表示的骨架於R15及R16的位置上共軛容易擴張，藉由與L3連結，共軛有效地擴張。藉此，通式(1)所表示的氧化膦衍生物於電化學上變得更為穩定，發光效率進一步提高。
．Ar1為下述通式(4)的情形
式中，R25~R38可相同亦可不同，分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、 芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群(以下有時簡稱為「R25~R38的取代基等」)中。其中，於R25~R38中的至少一個位置與L1連結。
於通式(4)中，R25~R38的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。其中，R25較佳為經取代或未經取代的芳基。藉由R25為經取代或未經取代的芳基，可使分子間的π共軛平面的重疊適當地減少。另外，藉由R25為芳基，耐熱性提高。結果可於不損及通式(4)所表示的骨架的高電荷傳輸性的情況下，實現昇華性的提高、蒸鍍穩定性的提高、由結晶性的降低及高玻璃轉移溫度所得的薄膜穩定性的提高。另外，於用作發光材料時，亦有助於抑制由分子間的相互作用引起的濃度消光。進而，通式(4)中的R25更佳為經取代或未經取代的苯基。藉由R25為經取代或未經取代的苯基，可使分子間的π共軛平面的重疊減少至更適當的範圍內。另外，由於分子量變適當，故昇華性、蒸鍍穩定性進一步提高。
通式(4)所表示的Ar1較佳為於R25、R27、R35或R36的任一位置與L1連結。尤其若於R27或R35的位置上連結，則抑制分子間的相互作用的效果高，有助於提高發光效率，故較佳。
通式(1)所表示的氧化膦衍生物並無特別限定，具體可列舉如下例子。
[化8]
[化9]
[氧化膦衍生物的合成]
合成通式(1)所表示的氧化膦衍生物時，可使用公知的方法。於Ar1中導入氧化膦基的方法例如可列舉：於經取代或未經取代的 經鹵化的Ar1中於低溫下添加烷基鋰試劑，進而滴加氯氧化膦(chloro phosphine oxide)的方法，但不限定於該方法。再者，於經由伸芳基或伸雜芳基向Ar1中導入氧化膦的情形時，可應用以下反應：於鈀觸媒或鎳觸媒下，使經取代或未經取代的鹵化芳基、與經氧化膦取代的芳基硼酸或雜芳基硼酸進行偶合反應。另外，亦可使用硼酸酯來代替上述各種硼酸。
[氧化膦衍生物的用途]
通式(1)所表示的氧化膦衍生物可用作發光元件材料。此處所謂發光元件，是指於陽極與陰極之間存在有機層、且藉由電能進行發光的發光元件，所謂發光元件材料，是指可用於上述有機層的任一層中的材料。如下文將述般，該發光元件的有機層除了可列舉電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電洞注入層及電子注入層以外，亦包括陰極的保護膜層。藉由將含有通式(1)所表示的氧化膦衍生物的發光元件材料用於作為發光元件的有機層的至少一部分的任一層中，可獲得高發光效率，且可獲得低驅動電壓及耐久性優異的發光元件。
含有通式(1)所表示的氧化膦衍生物的發光元件材料由於具有高電子親和性及螢光量子產率，故較佳為用於發光層或電子傳輸層中。尤其若將通式(1)所表示的氧化膦衍生物用作發光層的摻雜材料，則藉由其電子親和性的強度而於發光層內捕捉(trap)過剩的電子，防止電洞傳輸層的劣化，元件的耐久性提高，故較佳。
另外，於使用通式(1)所表示的氧化膦衍生物作為發光層的摻雜材料的情形時，若使用通式(5)~通式(8)所表示的化合物的任一種作為電子傳輸層的材料，則可將更多的電子注入至發光層中，發光元件的驅動電壓及發光效率提高，故較佳。通常若藉由電子傳輸層的材料來提高對發光層的電子注入性，則電子衝擊(attack)對電洞傳輸層的影響變大，元件的耐久性降低，但藉由組合電子親和性高的通式(1)所表示的氧化膦衍生物作為發光層的摻雜材料，可獲得滿足驅動電壓、發光效率、耐久壽命所有方面的發光元件。
[電子傳輸層的材料]
對通式(5)~通式(8)所表示的化合物加以詳細說明。
<通式(5)所表示的化合物>
R39~R48可分別相同亦可不同，選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R49R50所組成的組群(以下亦有時 簡稱為「R39~R48的取代基等」)中。其中，於R39~R48中的至少一個位置與L2連結。L2為單鍵、經取代或未經取代的伸芳基、或者經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar2為含受電子性氮的芳香族雜環基。n2為1以上的整數。於n2為2以上的情形時，L2及Ar2可分別相同亦可不同。
R39~R48的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。另外，R49及R50可分別獨立地應用作為R1及R2的取代基等而列舉的取代基。
Ar2為含受電子性氮的芳香族雜環基。所謂含受電子性氮的芳香族雜環基，表示吡啶基、喹啉基、異喹啉基、喹噁啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、啡啉基、咪唑并吡啶基、三嗪基、吖啶基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基等雜芳基中至少在環內具有一個或多個受電子性的氮原子作為碳以外的原子的環狀芳香族基，其可未經取代亦可具有取代基。由於氮原子具有高的電負性，故該多重鍵具有受電子的性質。而且，含受電子性氮的芳香族雜環具有高的電子親和性。含受電子性氮的芳香族雜環基的碳數並無特別限定，通常為2以上、30以下的範圍。含受電子性氮的芳香族雜環基的連結位置可為任意部分，例如於吡啶基的情況下，可為2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基的任一種。
通式(5)所表示的芘化合物於分子中具有芘骨架及含受電子性氮的芳香族雜環。藉此，可兼具芘骨架的高電子傳輸性、電化學穩定性與含受電子性氮的芳香族雜環的高受電子性，表現 出高的電子注入傳輸能力。Ar2較佳為吡啶基、喹啉基、喹噁啉基、嘧啶基、啡啉基、苯并[d]咪唑基、咪唑并[1,2-a]吡啶基等。更具體可列舉：2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-喹啉基、3-喹啉基、6-喹啉基、1-異喹啉基、3-異喹啉基、2-喹噁啉基、5-嘧啶基、2-啡啉基、1-苯并[d]咪唑基、2-苯并[d]咪唑基、2-咪唑并[1,2-a]吡啶基、3-咪唑并[1,2-a]吡啶基等，更佳可列舉2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基等。
L2為單鍵、經取代或未經取代的伸芳基、或者經取代或未經取代的伸雜芳基，該等的定義與L1相同。L2較佳為伸芳基。含受電子性氮的芳香族雜環對氧化的耐受性弱，故相較於直接鍵結於芘骨架的情況，經由伸芳基而鍵結的情況下於電化學上變得更為穩定。該情況與芘骨架的高電子傳輸性產生協同效應，表現出更高的電子注入傳輸能力。
另外，n2為1以上的整數，但若材料的分子量過大則昇華性降低，於真空蒸鍍時發生熱分解的概率變大。因此n2較佳為4以下，更佳為n2=1或2。
進而，於(a)R39被用於與L2的連結，且R44為芳基或雜芳基；(b)R39被用於與L2的連結，且R41為芳基或雜芳基，並且R44、R45、R46均為氫原子；或(c)R39被用於與L2的連結，且R41為芳基或雜芳基，並且R45為烷基、芳基或雜芳基的情形時，藉由芘骨架上的取代基的立體阻礙來適當抑制芘骨架彼此的相互作用，玻璃轉移溫度變高。藉由該效果，薄膜狀態的穩定性提高， 發光元件的耐久性提高。
通式(5)所表示的化合物並無特別限定，具體可列舉國際公開第2010/113743號的化3~化14中記載的化合物、日本專利特開2011-204844號公報的化9~化24中記載的化合物等。另外，亦可列舉如下化合物。
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
[化22]
[化23]
[化24]
[化25]
[化26]
[化27]
[化28]
[化29]
[化30]
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
<通式(6)及通式(7)所表示的化合物>
R51~R58可分別相同亦可不同，選自由氫、鹵素、烷基、 環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、羰基、羧基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R59R60所組成的組群(以下有時亦簡稱為「R51~R58的取代基等」)中。R59及R60為芳基或雜芳基。另外，R59及R60亦可縮合而形成環。其中，R51~R58中至少一個其本身具有三維立體結構，或藉由與啡啉骨架的立體排斥或與鄰接取代基的立體排斥而具有三維立體結構。
R61~R68可分別相同亦可不同，選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、羰基、羧基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R69R70所組成的組群(以下有時亦簡稱為「R61~R68的取代基等」)中。R69及R70為芳基或雜芳基。另外，R69及R70亦可縮合而形成環。其中，n3個啡啉骨架分別於R61~R68中的至少一個位置與X連結。n3表示2以上的整數。X表示單鍵或將多個啡啉骨架連結的連結單元。
R51~R58的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1 及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。另外，R59及R60可分別獨立地應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。同樣地，R61~R68的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。另外，R69及R70可分別獨立地應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。
關於R51~R58，所謂其本身具有三維立體結構，是指以下結構：構成基團的原子不成同一平面狀，而具有藉由立體排斥來阻礙分子彼此重疊的效果。具有特別明顯的立體排斥效應的取代基例如可列舉：異丙基、第三丁基、環己基、金剛烷基、降冰片基、9,9'-二甲基茀基、9,9'-二苯基茀基、螺茀基等。這些基團可未經取代亦可具有取代基。
另外，所謂藉由與啡啉骨架的立體排斥或與鄰接取代基的立體排斥而形成三維立體結構的取代基，表示苯基、萘基、菲基、蒽基、芘基、螢蒽基等即便取代基本身為平面結構，但藉由該取代基與啡啉骨架的立體排斥、或其取代基與鄰接取代基的立體排斥，而取代基平面在與啡啉骨架平面不同的平面內。產生與啡啉骨架的立體排斥的取代基具體可列舉：1-萘基、9-菲基、9-蒽基、1-芘基、3-螢蒽基等。
另外，即便為苯基或2-萘基等在取代基單體的情況下缺乏與啡啉骨架的立體排斥效果的取代基，若於取代基本身的鄰位上進一步具有取代基，則亦可獲得同樣的立體排斥效果。此種取代基具體可列舉：2-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲苯基 (mesityl)、2-第三丁基苯基、2-聯苯基、2-(1-甲基)萘基、2-(1-第三丁基)萘基、2-(1-苯基)萘基等。另外，即便於鄰位上不具有取代基的情形時，於啡啉骨架上的鄰接的位置上具有苯基等取代基的情形時，亦可獲得與鄰接取代基的立體排斥效果。
取代基本身具有三維立體結構，或藉由與啡啉骨架的立體排斥或與鄰接取代基的立體排斥而形成三維立體結構，藉此含有啡啉骨架的化合物的平面性低而不易引起結晶，可維持良好的非晶薄膜狀態。
另外，藉由將多個啡啉骨架連結，含有啡啉骨架的化合物的分子量變高而玻璃轉移溫度上升，仍不易引起結晶化，可維持良好的非晶薄膜狀態。
本發明的通式(6)及通式(7)的具有啡啉骨架的化合物中，更佳為於啡啉骨架的2位、4位、7位、9位上導入取代基。關於這些取代基，可應用與<通式(6)及通式(7)所表示的化合物>的項中記載的取代基相同的取代基。
通式(7)的n3為2以上的整數，但若材料的分子量過大則昇華性降低，於真空蒸鍍時發生熱分解的概率變大。因此，通式(7)的n3更佳為2。
另外，於通式(7)中，X為單鍵或將多個啡啉骨架連結的連結單元。該X並無特別限定，就熱穩定性及化學穩定性的觀點而言，較佳為伸芳基或伸雜芳基，尤佳為選自苯環、具有聯三苯骨架的取代基、萘環中的至少一種。
於X為苯環的情形時，就合成容易性的方面而言，該X較佳為1,4-伸苯基、1,3-伸苯基，該情形時，就耐熱性的觀點而言，較佳為R61~R68中至少一個為芳基。就合成的容易性及昇華性的觀點而言，該芳基更佳為苯基、對甲苯基、間甲苯基、3,5-二甲基苯基、4-第三丁基苯基等未經取代或經取代的苯基，或1-萘基、2-萘基、1-(2-甲基)萘基等未經取代或經取代的萘基。另外，於通式(7)的X為萘環的情形時，就合成容易性的方面而言，該X更佳為1,6-伸萘基、1,7-伸萘基、2,6-伸萘基、2,7-伸萘基。另外，於通式(7)的X為具有聯三苯骨架的取代基的情形時，較佳為以下結構的取代基。
進而，就昇華性的觀點而言，更佳為至少一個苯環於鄰位上連結的以下結構。
[化57]
通式(6)或通式(7)所表示的化合物並無特別限定，具體可列舉：日本專利特開2001-267080號公報的化6~化9中記載的化合物、日本專利特開2004-281390號公報的化3~化7及化13~化14中記載的化合物等。
<通式(8)所表示的化合物>
式中，Ar3表示芳基或雜芳基，L3表示單鍵、伸芳基或伸雜芳基。Z是由下述通式(9)所表示。n4為1或2。於n4為2時，2個Z可相同亦可不同。
式中，環A及環B分別表示苯環、縮合芳香族烴環、單環芳香族雜環或縮合芳香族雜環。其中，環A及/或環B含有至少 一個受電子性氮。環A及環B具有取代基的情形時的取代基以及R71分別選自由烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基及-P(=O)R72R73所組成的組群中。R71亦可為氫。R72及R73為芳基或雜芳基。另外，R72及R73亦可縮合而形成環。其中，於R71、環A及環B中的任一位置與L3連結。於n4為2時，2個Z與L3連結的位置可分別相同亦可不同。
於通式(8)中，Ar3表示芳基或雜芳基。芳基及雜芳基的定義與作為R1及R2的取代基等而列舉的基團相同。
於通式(8)中，L3表示單鍵、伸芳基或伸雜芳基。所謂單鍵，是指不以結合基的形式存在L3，Ar3與Z直接鍵結。伸芳基及伸雜芳基的定義與上述L1中的定義相同。
於通式(8)中，n4為1或2。通式(8)所表示的化合物具有1個或2個Z所表示的基團，由此結晶性降低或玻璃轉移溫度變高，故膜的穩定性提高。再者，於n4為2時，2個Z可相同亦可不同。另外，通式(9)所表示的Z中，環A及環B分別表示苯環、縮合芳香族烴環、單環芳香族雜環或縮合芳香族雜環。其中，環A及/或環B含有至少一個受電子性氮。再者，受電子性氮如上所述，表示在與鄰接原子之間形成多重鍵的氮原子。由於該氮原子具有高的電負性，故在與鄰接原子之間形成的多重鍵具有受電子的性質。因此，含有受電子性氮的Z具有高電子親和性。因此，於將通式(8)的化合物用於電子傳輸層中的情形時，可顯 示出良好的自電極的電子注入性，降低發光元件的驅動電壓。結果可提高發光元件的發光效率。
環A及環B具有取代基的情形時的取代基以及R71分別選自由烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基及-P(=O)R72R73所組成的組群(以下有時亦簡稱為「Z的取代基等」)中。R71亦可為氫。Z的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。另外，R72及R73可分別獨立地應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。
所謂於R71、環A及環B中的任一位置與L3連結，是指如下情況。首先，所謂於R71的位置上與L3連結，是指R71所連結的氮原子與L3直接鍵結。另外，所謂於環A及環B中的任一位置與L3連結，例如若將環A設定為苯環，則是指構成該苯環的任一個碳原子與L3直接鍵結。
另外，Z含有供電子性氮。Z中，R71所鍵結的氮原子相當於該供電子性氮。供電子性氮對電洞的穩定性高，可順利地反覆進行由電洞引起的氧化。因此，於將通式(8)的化合物用於電子傳輸層中的情形時，可防止由自發光層中漏出的電洞導致的電子傳輸層的劣化，與先前相比較可延長發光元件的壽命。
另外，於通式(8)中，Ar3較佳為含有螢蒽骨架的基團或含有苯并螢蒽骨架的基團。如上所述，螢蒽骨架或苯并螢蒽骨 架具有5π電子系的5員環結構，故電子親和性強，於用於電子傳輸層中的情形時，可顯示出良好的自電極的電子注入性，降低發光元件的驅動電壓。結果可提高發光元件的發光效率。另外，亦有助於發光元件的長壽命化。
另外，螢蒽骨架及苯并螢蒽骨架具有高的平面性，分子彼此良好地重疊，故具有高電荷傳輸性。因此，於將通式(8)所表示的化合物用於電子傳輸層中的情形時，可高效地傳輸由陰極所產生的電子，故可降低元件的驅動電壓。結果可提高發光元件的發光效率。另外，亦有助於發光元件的長壽命化。
另外，螢蒽骨架及苯并螢蒽骨架對電荷的穩定性高，可順利地反覆進行由電子引起的還原、或由電洞引起的氧化。因此，於將通式(8)所表示的化合物用於電子傳輸層中的情形時，可提高壽命。
<通式(8)所表示的化合物的較佳態樣>
於Ar3為含有螢蒽骨架的基團的情形時，通式(8)所表示的化合物較佳為下述通式(10)所表示的化合物。通式(10)所表示的化合物為螢蒽骨架的3位經含有Z的取代基所取代的化合物。螢蒽衍生物中，若3位經芳香族性的取代基所取代，則螢蒽骨架的電子狀態大幅度地變化，共軛高效地擴張，故電荷傳輸性提高。結果，可於低電壓下驅動發光元件，可提高發光效率。進而，藉由共軛擴張，對電荷的穩定性亦提高。
[化60]
式中，R74~R82可分別相同亦可不同，選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基及胺甲醯基所組成的組群(以下有時亦簡稱為「R74~R82的取代基等」)中。R74~R82亦可由鄰接的取代基彼此而形成環。L3、Z及n4與上述通式(8)相同。
通式(10)中的R74~R82的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。該等中，較佳為選自由氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基及鹵素所組成的組群中。藉由R74~R82為氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、鹵素，玻璃轉移溫度變高而薄膜穩定性提高。另外，由於為於高溫下亦不易分解的取代基，故耐熱性提高。進而，若為芳基或雜芳基，則共軛擴張，於電化學上變得更為穩定，且電荷傳輸性提高。
另外，於Ar3為含有苯并螢蒽骨架的基團的情形時，Ar3較佳為下述通式(11)所表示的基團。於苯并螢蒽是由通式(11)所表示的情形時，共軛系適當地擴張。藉此於電化學上變得穩定，電荷傳輸性進一步提高。
式中，R83~R94可分別相同亦可不同，選自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基及胺甲醯基所組成的組群(以下有時亦簡稱為「R83~R94的取代基等」)中。R83~R94亦可由鄰接的取代基彼此而形成環。其中，於R83~R94中的任一位置與L3連結。
通式(11)中的R83~R94的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。該等中，較佳為選自由氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基及鹵素所組成的組群中。藉由R83~R94為氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、鹵素，玻璃轉移溫度變高而薄膜穩定性提高。若薄膜穩定性提高，則即便發光元件長時間驅動亦抑制膜的變質，故耐久性提高。另外，由於為於高溫下亦不易分解的取代基，故耐熱性提高。若耐熱性提高，則可於製作元件時抑制材料的分解，故耐久性提高。進而，若為芳基或雜芳基，則共軛擴張，故於電化學上變得更為穩定，且電荷傳輸性提高。
通式(11)中的R87及R92較佳為經取代或未經取代的芳基。藉由R87及R92為經取代或未經取代的芳基，可適當地避免分子間的π共軛平面的重疊。另外，藉由R87及R92為芳基，耐熱性提高。結果可於不損及苯并螢蒽化合物的高電荷傳輸性的情況下，實現昇華性的提高、蒸鍍穩定性的提高、由結晶性的降低及高玻璃轉移溫度所得的薄膜穩定性的提高。
通式(11)中的R87及R92更佳為經取代或未經取代的苯基。藉由R87及R92為經取代或未經取代的苯基，可適當地避免分子間的π共軛平面的重疊。另外，由於分子量變適當，故昇華性、蒸鍍穩定性進一步提高。
通式(8)所表示的化合物較佳為下述通式(12)所表示的化合物。苯并螢蒽於上述通式(11)的R83及R84的位置共軛容易擴張，藉由R83與L3連結，共軛有效地擴張。藉此，通式(12)所表示的化合物於電化學上變得更為穩定，電荷傳輸性進一步提高。
式中，R95~R105可分別相同亦可不同，選自由氫、烷基、 環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基及胺甲醯基所組成的組群(以下有時亦簡稱為「R95~R105的取代基等」)中。R95~R105亦可由鄰接的取代基彼此而形成環。L3、Z及n4與上述通式(8)相同。
通式(12)的R95~R105的取代基等中列舉的各取代基等可應用與R1及R2的取代基等中對應的基團相同的基團。該等中，較佳為選自由氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基及鹵素所組成的組群中。藉由R95~R105為氫、烷基、環烷基、芳基、雜芳基、鹵素，玻璃轉移溫度變高而薄膜穩定性提高。另外，由於為於高溫下亦不易分解的取代基，故耐熱性提高。進而，若為芳基或雜芳基，則共軛擴張，故於電化學方面變得更為穩定，且電荷傳輸性提高。
於通式(8)所表示的化合物中，n4較佳為1。藉由n4為1，昇華性、蒸鍍穩定性提高。
Z較佳為下述通式(13)~通式(17)的任一個所表示的基團。若Z為下述通式(13)~通式(17)的任一個所表示的基團，則可表現出高電子遷移率及高受電子性，降低發光元件的驅動電壓。結果可提高發光元件的發光效率。
[化63]
式中，環B表示經取代或未經取代的苯環、經取代或未經取代的縮合芳香族烴環、經取代或未經取代的單環芳香族雜環、或者經取代或未經取代的縮合芳香族雜環。其中，於通式(13)的情況下，環B為經取代或未經取代的單環芳香族雜環、或者經取代或未經取代的縮合芳香族雜環，且環B含有至少一個受電子性氮。環B具有取代基的情形時的取代基、R71及R106~R121(上述Z的取代基等)與上述通式(8)的情形相同。其中，通式(13)的情況下於R71、R106~R109、環B中的任一位置與L3連結，通式(14)的情況下於R71、R110~R112、環B中的任一位置與L3連結，通式(15)的情況下於R71、R113~R115、環B中的任一位置與L3連結，通式(16)的情況下於R71、R116~R118、環B中的任一位置，通式(17)的情況下於R71、R119~R121、環B中的任一位置與L3連結。
環B較佳為下述通式(18)~通式(21)的任一個所表 示的結構。若環B為下述通式(18)~通式(21)的任一個所表示的結構，則表現出高載子遷移率及高受電子性。結果可於低電壓下驅動發光元件，可提高發光效率。另外，昇華性、蒸鍍穩定性及由結晶性的降低或高玻璃轉移溫度所得的膜的穩定性提高。
式中，B1~B22表示經取代或未經取代的碳原子、或者氮原子。其中，於Z為通式(13)所表示的基團的情形時，環B所含的Bk(k=1~22)的至少一個為受電子性氮。B1~B22具有取代基的情形時的取代基與上述通式(8)的情形相同。
環B並無特別限定，較佳為通式(19)~通式(21)。藉由環B為通式(19)~通式(21)，共軛進一步擴張，表現出高載子遷移率及高受電子性。結果可於低電壓下驅動發光元件，可提高發光效率。
通式(8)所表示的化合物並無特別限定，具體可列舉如下化合物。
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[發光元件]
繼而，對本發明的發光元件的實施形態加以詳細說明。本發明的發光元件具有陽極、陰極及介於這些陽極與陰極之間的有機層，該有機層至少包含發光層及電子傳輸層，該發光層藉由電能而發光。
有機層除了僅包含發光層/電子傳輸層的構成以外，可列 舉：1)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、2)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層、及3)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層等的積層構成。另外，上述各層分別可為單一層、多層的任一種。
含有通式(1)所表示的氧化膦衍生物的發光元件材料於上述元件構成中可用於任一層中，由於具有高電子注入傳輸能力、螢光量子產率及薄膜穩定性，故較佳為用於發光元件的發光層或電子傳輸層中。尤其由於具有優異的螢光量子產率，故較佳為用於發光層的摻雜材料。
[陽極及陰極]
於本發明的發光元件中，陽極與陰極具有用以供給充分的電流以使元件發光的功能，為了取出光，較佳為至少一者為透明或半透明。通常將形成於基板上的陽極設定為透明電極。
陽極中所用的材料只要為可高效地將電洞注入至有機層中的材料、且為透明或半透明以取出光，則為氧化錫、氧化銦、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)等導電性金屬氧化物，或金、銀、鉻等金屬，碘化銅、硫化銅等無機導電性物質，聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等導電性聚合物等，但並無特別限定，尤佳為使用ITO玻璃或奈塞(Nesa)玻璃。這些電極材料可單獨使用，亦可將多種材料積層或混合使用。關於透明電極的電阻，只要可對元件的發光供給充分的電流，則並無限定，就元件的消耗電力的觀點而言，較佳為低電阻。例如若 為300Ω/□以下的ITO基板，則作為元件電極而發揮功能，但目前由於亦可獲取10Ω/□左右的基板，故尤佳為使用20Ω/□以下的低電阻的基板。ITO的厚度可根據電阻值來任意選擇，通常大多情況下於100nm~300nm之間使用。
另外，為了保持發光元件的機械強度，較佳為將發光元件形成於基板上。基板可較佳地使用鈉玻璃或無鹼玻璃等玻璃基板。玻璃基板的厚度只要為充分保持機械強度的厚度即可，故只要為0.5mm以上則充分。關於玻璃的材質，由於自玻璃的溶出離子以少為佳，故較佳為無鹼玻璃。或者，實施有SiO2等的阻障塗佈(barrier coat)的鈉鈣玻璃(soda lime glass)亦有市售，故亦可使用該鹼石灰玻璃。進而，只要第一電極穩定地發揮功能，則基板無需為玻璃，例如亦可於塑膠基板上形成陽極。ITO膜形成方法為電子束照射法、濺鍍法及化學反應法等，並不受到特別限制。
陰極中所用的材料只要為可高效地將電子注入至發光層中的物質，則並無特別限定。通常較佳為鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁、銦等金屬，或這些金屬與鋰、鈉、鉀、鈣、鎂等低功函數金屬的合金或多層積層等。其中，就電阻值或製膜容易性、膜的穩定性、發光效率等方面而言，主成分較佳為鋁、銀、鎂。尤其若由鎂與銀構成，則對本發明的電子傳輸層及電子注入層的電子注入變容易，可實現低電壓下的驅動，故較佳。
進而，為了保護陰極，可列舉以下情況作為較佳例，即， 於陰極上積層以下物質來作為保護膜層：鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等金屬，或使用這些金屬的合金，二氧化矽、氧化鈦及氮化矽等無機物，聚乙烯醇、聚氯乙烯、烴系高分子化合物等有機高分子化合物。另外，通式(1)所表示的氧化膦衍生物亦可用作該保護膜層。其中，於自陰極側取出光的元件結構(頂部發光結構)的情況下，保護膜層是自於可見光區域內具有光透射性的材料中選擇。這些電極的製作方法為電阻加熱、電子束照射、濺鍍、離子鍍及塗佈等，並無特別限制。
[電洞傳輸層]
電洞傳輸層是藉由將一種或兩種以上的電洞傳輸材料積層或混合的方法、或使用電洞傳輸材料與高分子黏合劑的混合物的方法來形成。另外，電洞傳輸材料必須於被施加了電場的電極間高效地傳輸來自陽極的電洞，較佳為電洞注入效率高，且高效地傳輸所注入的電洞。因此，要求具有適當的電離電位、而且電洞遷移率大、進而穩定性優異、於製造時及使用時不易產生成為陷阱(trap)的雜質的物質。滿足此種條件的物質並無特別限定，例如較佳為以下物質：4,4'-雙(N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基)聯苯(TPD)、4,4'-雙(N-(1-萘基)-N-苯基胺基)聯苯(NPD)、4,4'-雙(N,N-雙(4-聯苯基)胺基)聯苯(TBDB)、雙(N,N'-二苯基-4-胺基苯基)-N,N-二苯基-4,4'-二胺基-1,1'-聯苯(TPD232)等聯苯胺(benzidine)衍生物；4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)胺基)三苯基胺(m-MTDATA)、4,4',4"-三(1-萘基(苯基)胺基)三苯基胺(1-TNATA) 等被稱為星爆狀芳基胺(starburst aryl amine)的材料組群；具有咔唑骨架的材料，其中咔唑多聚物，具體而言雙(N-芳基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等咔唑二聚物的衍生物、咔唑三聚物的衍生物、咔唑四聚物的衍生物；聯伸三苯(triphenylene)化合物；吡唑啉衍生物、二苯乙烯系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等雜環化合物；富勒烯(fullerene)衍生物；聚合物系中，於側鏈上具有上述單體的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚茀、聚乙烯基咔唑及聚矽烷等。進而，亦可使用p型Si、p型SiC等無機材料。
通式(1)所表示的氧化膦衍生物亦由於電洞遷移率大，進而電化學穩定性優異，故可用作電洞傳輸材料。通式(1)所表示的氧化膦衍生物亦可用作電洞注入材料，但由於具有高電洞遷移率，故可較佳地用作電洞傳輸材料。
另外，通式(1)所表示的氧化膦衍生物由於電子注入傳輸特性優異，故於將含有其的發光元件材料用於發光層或電子傳輸層中的情形時，可能電子於發光層中並未再結合，而是一部分洩漏至電洞傳輸層中為止。因此，電洞傳輸層中，較佳為使用電子阻擋性優異的化合物。其中，含咔唑骨架的化合物由於電子阻擋性優異，可有助於發光元件的高效率化，故較佳。進而，上述含咔唑骨架的化合物較佳為含有咔唑二聚物、咔唑三聚物或咔唑四聚物骨架。其原因在於兼具良好的電子阻擋性與電洞注入傳輸特性。另外，若將於具有高電洞遷移率的方面而言優異的含聯 伸三苯骨架的化合物用於電洞傳輸層中，則載子平衡提高，可獲得發光效率提高、耐久壽命提高等效果，故較佳。若含聯伸三苯骨架的化合物具有2個以上的二芳基胺基，則更佳。上述含咔唑骨架的化合物、或含聯伸三苯骨架的化合物可分別單獨用作電洞傳輸層，亦可相互混合而使用。另外，亦可於不損及本發明效果的範圍內混合其他材料。另外，於電洞傳輸層由多層構成的情形時，只要於任一層中含有含咔唑骨架的化合物、或含聯伸三苯骨架的化合物即可。
[電洞注入層]
亦可於陽極與電洞傳輸層之間設置電洞注入層。藉由設置電洞注入層，發光元件的驅動電壓變低，耐久壽命亦提高。電洞注入層中，可較佳地使用電離電位較通常用於電洞傳輸層中的材料更小的材料。具體而言，可列舉如上所述的TPD232般的聯苯胺衍生物、星爆狀芳基胺材料組群，此外亦可使用酞菁衍生物等。另外，電洞注入層亦較佳為由受體性化合物單獨構成，或將受體性化合物摻雜至其他電洞傳輸材料中而使用。受體性化合物的例子可列舉：氯化鐵(III)、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、氯化銻般的金屬氯化物，氧化鉬、氧化釩、氧化鎢、氧化釕般的金屬氧化物，三(4-溴苯基)銨六氯銻酸鹽(TBPAH)般的電荷移動錯合物。另外，亦可較佳地使用在分子內具有硝基、氰基、鹵素或三氟甲基的有機化合物或醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯等。這些化合物的具體例可列舉：六氰基丁二烯、六氰基苯、四氰基乙烯、四氰 基醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)、四氟四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯(HAT-CN6)、對氟醌(p-fluoranil)、對氯醌(p-chloranil)、對溴醌(p-bromanil)、對苯醌、2,6-二氯苯醌、2,5-二氯苯醌、四甲基苯醌、1,2,4,5-四氰基苯、鄰二氰基苯、對二氰基苯、1,4-二氰基四氟苯、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌、對二硝基苯、間二硝基苯、鄰二硝基苯、對氰基硝基苯、間氰基硝基苯、鄰氰基硝基苯、1,4-萘醌、2,3-二氯萘醌、1-硝基萘、2-硝基萘、1,3-二硝基萘、1,5-二硝基萘、9-氰基蒽、9-硝基蒽、9,10-蒽醌、1,3,6,8-四硝基咔唑、2,4,7-三硝基-9-茀酮、2,3,5,6-四氰基吡啶、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、C60及C70等。
這些化合物中，金屬氧化物或含氰基的化合物由於容易操作，且亦容易蒸鍍，故可容易地獲得上述效果，因此較佳。較佳的金屬氧化物的例子可列舉氧化鉬、氧化釩或氧化釕。含氰基的化合物中，以下化合物成為強的電子受體，故更佳：(a)於分子內除了氰基的氮原子以外具有至少一個受電子性氮的化合物，(b)於分子內具有鹵素與氰基兩者的化合物，(c)於分子內具有羰基與氰基兩者的化合物，或(d)於分子內具有鹵素與氰基兩者、進而除了氰基的氮原子以外具有至少一個受電子性氮的化合物。此種化合物具體可列舉如下化合物。
[化78]
[化79]
於電洞注入層由受體性化合物單獨構成的情形、或於電洞注入層中摻雜有受體性化合物的情形的任一情形時，電洞注入層均可為一層，亦可將多層積層而成。另外，就可緩和對電洞傳輸層的電洞注入障壁的觀點而言，於摻雜有受體化合物的情形時組合使用的電洞注入材料更佳為與電洞傳輸層中所用的化合物相同的化合物。
[發光層]
發光層可為單一層、多層的任一種，分別藉由發光材料(主體材料、摻雜材料)所形成，其為主體材料與摻雜材料的混合物、或單獨的主體材料均可。即，本發明的發光元件中，各發光層中 可僅由主體材料或摻雜材料發光，亦可由主體材料與摻雜材料一併發光。就高效地利用電能、獲得高色純度的發光的觀點而言，發光層較佳為包含主體材料與摻雜材料的混合。另外，主體材料與摻雜材料分別為一種、或多種的組合均可。摻雜材料含有於主體材料總體中、或局部地含有均可。摻雜材料積層、分散均可。可藉由摻雜材料來控制發光色。若摻雜材料的量過多，則會引起濃度消光現象，故較佳為相對於主體材料而以20重量%以下使用，更佳為10重量%以下。關於摻雜方法，可藉由與主體材料的共蒸鍍法而形成發光層，亦可與主體材料預先混合後同時蒸鍍。
發光材料具體可使用：先前以來作為發光體而已知的蒽或芘等縮合環衍生物、以三(8-羥基喹啉)鋁為代表的金屬螯合化8-羥基喹啉酮(oxinoid)化合物、雙苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、噁二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、哌瑞酮衍生物、環戊二烯衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑並吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物，聚合物系中可使用聚苯乙炔衍生物、聚對苯衍生物以及聚噻吩衍生物等，並無特別限定。
通式(1)所表示的氧化膦衍生物亦由於螢光量子產率高，進而電化學穩定性優異，故可用作發光材料。通式(1)所表示的氧化膦衍生物亦可用作主體材料，但由於具有強電子親和性，故若用作摻雜材料，則有捕捉注入至發光層中的過剩電子的 效果，因此可防止電洞傳輸層因電子的衝擊(attack)而劣化的情況，故尤佳。
發光材料中所含有的主體材料並無特別限定，除了通式(1)所表示的氧化膦衍生物以外，可使用：萘、蒽、菲、芘、、稠四苯、聯伸三苯、苝、螢蒽、茀、茚等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物，N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物，以三(8-羥基喹啉)鋁(III)為代表的金屬螯合化8-羥基喹啉酮化合物，二苯乙烯基苯衍生物等雙苯乙烯基衍生物，四苯基丁二烯衍生物，茚衍生物，香豆素衍生物，噁二唑衍生物，吡咯并吡啶衍生物，哌瑞酮衍生物，環戊二烯衍生物，吡咯并吡咯衍生物，噻二唑並吡啶衍生物，二苯并呋喃衍生物，咔唑衍生物，吲哚并咔唑衍生物，三嗪衍生物，聚合物系中可使用聚苯乙炔衍生物、聚對苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，並無特別限定。
發光材料中所含有的摻雜材料並無特別限定，除了通式(1)所表示的氧化膦衍生物以外，可使用：萘、蒽、菲、芘、、聯伸三苯、苝、螢蒽、茀、茚等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物(例如2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽或5,6,11,12-四苯基稠四苯等)，呋喃、吡咯、噻吩、矽羅(silole)、9-矽雜茀(silafluorene)、9,9'-螺二矽雜茀、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、啡啉、吡啶、吡嗪、萘啶、喹噁啉、吡咯并吡啶、噻噸等具有雜芳基環的化合物或其衍 生物，硼烷衍生物，二苯乙烯基苯衍生物，4,4'-雙(2-(4-二苯基胺基苯基)乙烯基)聯苯、4,4'-雙(N-(二苯乙烯-4-基)-N-苯基胺基)二苯乙烯等胺基苯乙烯基衍生物，芳香族乙炔衍生物，四苯基丁二烯衍生物，二苯乙烯衍生物，醛連氮(aldazine)衍生物，吡咯亞甲基衍生物，二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物，2,3,5,6-1H,4H-四氫-9-(2'-苯并噻唑基)喹嗪並[9,9a,1-gh]香豆素等香豆素衍生物，咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金屬錯合物及N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺所代表的芳香族胺衍生物等。
另外，發光層中亦可含有磷光發光材料。所謂磷光發光材料，是指於室溫下亦顯示出磷光發光的材料。於使用磷光發光材料作為摻雜劑的情形時，基本上必須於室溫下亦可獲得磷光發光，但並無特別限定，較佳為含有選自由銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)及錸(Re)所組成的組群中的至少一種金屬的有機金屬錯合物化合物。其中，就於室溫下亦具有高的磷光發光產率的觀點而言，更佳為含有銥或鉑的有機金屬錯合物。與磷光發光性的摻雜劑組合使用的主體材料可較佳地使用：吲哚衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、吡啶、嘧啶、具有三嗪骨架的含氮芳香族化合物衍生物，聚芳基苯衍生物、螺茀(spiro fluorene)衍生物、三聚茚(truxene)衍生物、聯伸三苯衍生物等芳香族烴化合物衍生物，二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物等含硫屬元素的化合物，羥基喹啉鈹錯合物等有機金 屬錯合物等，基本上只要為三重態能量大於所使用的摻雜劑且將電子、電洞自各自的傳輸層中順暢地注入、或傳輸的化合物，則不限定於這些化合物。另外，亦可含有兩種以上的三重態發光摻雜劑，亦可含有兩種以上的主體材料。進而，亦可含有一種以上的三重態發光摻雜劑與一種以上的螢光發光摻雜劑。
較佳的磷光發光性主體材料或摻雜劑並無特別限定，具體可列舉如下例子。
[電子傳輸層]
於本發明中，所謂電子傳輸層，是指自陰極注入電子、進而傳輸電子的層。對於電子傳輸層而言，理想的是電子注入效率高，且可高效地傳輸所注入的電子。因此，電子傳輸層較佳為由電子親和力大、而且電子遷移率大、進而穩定性優異、於製造時及使 用時不易產生成為陷阱的雜質的物質所構成。然而，於考慮到電洞與電子的傳輸平衡的情形時，只要電子傳輸層主要發揮可高效地阻止來自陽極的電洞並未再結合而流向陰極側的功能，則即便由電子傳輸能力不那麼高的材料所構成，提高發光效率的效果亦與由電子傳輸能力高的材料構成的情形相同。因此，本發明的電子傳輸層中，亦以相同含意而包含可高效地阻止電洞的移動的電洞阻擋層。
電子傳輸層中所用的電子傳輸材料可列舉：萘、蒽等縮合多環芳香族衍生物，4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯所代表的苯乙烯基系芳香環衍生物，蒽醌或聯對苯醌(diphenoquinone)等醌衍生物，磷氧化物衍生物，三(8-羥基喹啉)鋁(III)等羥基喹啉錯合物、苯并羥基喹啉錯合物、羥基唑錯合物、次甲基偶氮錯合物、托酚酮金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物等各種金屬錯合物，就降低驅動電壓、可獲得高效率發光的方面而言，較佳為使用由選自碳、氫、氮、氧、矽、磷中的元素所構成且具有含受電子性氮的雜芳基環結構的化合物。
含受電子性氮的芳香族雜環具有高電子親和性。含受電子性氮的電子傳輸材料容易接受來自具有高電子親和力的陰極的電子，可實現更低電壓下的驅動。另外，對發光層的電子供給變多，再結合概率變高，故發光效率提高。
含受電子性氮的雜芳基環例如可列舉：吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、喹啉環、喹噁啉環、萘啶環、嘧啶並嘧啶環、苯并 喹啉環、啡啉環、咪唑環、噁唑環、噁二唑環、三唑環、噻唑環、噻二唑環、苯并噁唑環、苯并噻唑環、苯并咪唑環、菲並咪唑環(phenanthro-imidazole ring)等。
具有這些雜芳基環結構的化合物例如可列舉以下化合物作為較佳化合物：苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡嗪衍生物、啡啉衍生物、喹噁啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、聯吡啶或三聯吡啶等低聚吡啶衍生物、喹噁啉衍生物及萘啶衍生物等。其中，就電子傳輸能力的觀點而言，可較佳地使用以下化合物：三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等咪唑衍生物、1,3-雙[(4-第三丁基苯基)1,3,4-噁二唑基]苯等噁二唑衍生物、N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等三唑衍生物、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲(bathocuproin)或1,3-雙(1,10-啡啉-9-基)苯等啡啉衍生物、2,2'-雙(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺二茀等苯并喹啉衍生物、2,5-雙(6'-(2',2"-聯吡啶基))-1,1-二甲基-3,4-二苯基矽羅等聯吡啶衍生物、1,3-雙(4'-(2,2'：6'2"-三聯吡啶基))苯等三聯吡啶衍生物、雙(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等萘啶衍生物。另外，若這些衍生物具有縮合多環芳香族骨架，則玻璃轉移溫度提高，並且電子遷移率亦變大而發光元件的低電壓化的效果大，故更佳。進而，若考慮到元件的耐久壽命提高、合成的容易性、原料獲取容易，則縮合多環芳香族骨架尤佳為蒽骨架、芘骨架或啡啉骨架。上述電子傳輸材料可單獨使用，亦可將兩種以上的上述電子傳輸材料 混合使用，亦可將一種以上的其他電子傳輸材料混合至上述電子傳輸材料中而使用。
較佳的電子傳輸材料並無特別限定，具體可列舉如下例子。
除了這些化合物以外，亦可使用國際公開第2004-63159號、國際公開第2003-60956號、「應用物理快報(Appl.Phys.Lett.)」74,865、「有機電子(Org.Electron.)」4,113(2003)、國際公開 第2010-113743號、國際公開第2010-1817號等中揭示的電子傳輸材料。
另外，通式(1)所表示的氧化膦衍生物由於亦具有高電子注入傳輸能力，故可作為電子傳輸材料而較佳地用於電子傳輸層中。於使用通式(1)所表示的氧化膦衍生物的情形時，無需限定於僅其各一種，可將本發明的多種通式(1)所表示的氧化膦衍生物混合使用，或亦可於不損及本發明效果的範圍內將一種以上的其他電子傳輸材料與本發明的通式(1)所表示的氧化膦衍生物混合使用。
可混合的電子傳輸材料並無特別限定，可列舉：萘、蒽、芘等具有縮合芳基環的化合物或其衍生物，4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯所代表的苯乙烯基系芳香環衍生物，苝衍生物，哌瑞酮衍生物，香豆素衍生物，萘二甲醯亞胺衍生物，蒽醌或聯對苯醌等醌衍生物，咔唑衍生物及吲哚衍生物，三(8-羥基喹啉)鋁(III)等羥基喹啉錯合物或羥基苯基噁唑錯合物等羥基唑錯合物，次甲基偶氮(azomethine)錯合物，托酚酮金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物。
另外，如上文所述，於使用通式(1)所表示的氧化膦衍生物作為發光層的摻雜材料的情形時，若將通式(5)~通式(8)所表示的化合物的任一種用作電子傳輸材料，則可將更多的電子注入至發光層中，發光元件的驅動電壓及發光效率提高，故特佳。
上述電子傳輸材料可單獨使用，亦可將兩種以上的上述電子傳輸材料混合使用，亦可將一種以上的其他電子傳輸材料混 合至上述電子傳輸材料中而使用。另外，亦可含有施體性材料。此處，所謂施體性材料，是指藉由改善電子注入障壁而使自陰極或電子注入層向電子傳輸層的電子注入變容易，進一步提高電子傳輸層的導電性的材料。
本發明的施體性材料的較佳例可列舉：鹼金屬、含有鹼金屬的無機鹽、鹼金屬與有機物的錯合物、鹼土金屬、含有鹼土金屬的無機鹽或鹼土金屬與有機物的錯合物等。鹼金屬、鹼土金屬的較佳種類可列舉：功函數低且提高電子傳輸能力的效果大的鋰、鈉、銫等鹼金屬，或鎂、鈣等鹼土金屬。
無機鹽的例子可列舉：LiO、Li2O、Ba(OH)2等氧化物，氮化物，LiF、NaF、KF等氟化物，Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等碳酸鹽等。另外，鹼金屬或鹼土金屬的較佳例可列舉鋰、銫、鈣、鋇等，就原料廉價且合成容易的方面而言，尤佳為鋰。另外，與有機物的錯合物中的有機物的較佳例可列舉：羥基喹啉、苯并羥基喹啉、黃酮醇、羥基咪唑并吡啶、羥基苯并唑、羥基三唑等。其中，較佳為鹼金屬與有機物的錯合物，更佳為鋰與有機物的錯合物，尤佳為羥基喹啉鋰。亦可將這些施體性材料混合使用兩種以上。
較佳的摻雜濃度視材料或摻雜區域的膜厚而不同，例如於施體性材料為鹼金屬、鹼土金屬等無機材料的情形時，較佳為以電子傳輸材料與施體性材料的蒸鍍速度比成為10000：1~2：1的範圍的方式進行共蒸鍍而製成電子傳輸層。蒸鍍速度比更佳為 100：1~5：1，進而佳為100：1~10：1。另外，於施體性材料為金屬與有機物的錯合物的情形時，較佳為以電子傳輸材料與施體性材料的蒸鍍速度比成為100：1~1：100的範圍的方式進行共蒸鍍而製成電子傳輸層。蒸鍍速度比更佳為10：1~1：10，進而佳為7：3~3：7。
另外，於如上所述的通式(1)所表示的氧化膦衍生物中摻雜有施體性材料的電子傳輸層亦可用作將多個發光元件連結的串接結構(tandem structure)型元件中的電荷產生層。
於電子傳輸層中摻雜施體性材料而提高電子傳輸能力的方法尤其於薄膜層的膜厚較厚的情形時發揮效果。於電子傳輸層及發光層的合計膜厚為50nm以上的情形時可尤佳地使用。例如，有為了提高發光效率而利用干涉效應的方法，該方法使由發光層直接放射出的光與經陰極反射的光的相位對準而提高光的取出效率。其最適條件根據光的發光波長而變化，但電子傳輸層及發光層的合計膜厚成為50nm以上，於紅色等長波長發光的情形時，有時成為接近100nm的厚膜。
進行摻雜的電子傳輸層的膜厚可為電子傳輸層的局部或全部的任一種。於局部摻雜的情形時，理想的是至少於電子傳輸層/陰極界面設置摻雜區域，即便僅於陰極界面附近摻雜亦可獲得低電壓化的效果。另一方面，若施體性材料與發光層直接接觸，則有時使發光效率降低，於該情形時，較佳為於發光層/電子傳輸層界面設置非摻雜區域。
[電子注入層]
於本發明中，亦可於陰極與電子傳輸層之間設置電子注入層。通常電子注入層是以幫助自陰極向電子傳輸層的電子注入為目的而插入，於插入電子注入層的情形時，可使用具有含受電子性氮的雜芳基環結構的化合物，亦可使用含有上述施體性材料的層。通式(1)所表示的氧化膦衍生物由於具有高電子親和性，故亦可較佳地用作電子注入層。於該情形時，較佳為含有上述施體性材料。所混合的施體性材料較佳為上述鹼金屬、含有鹼金屬的無機鹽、鹼金屬與有機物的錯合物、鹼土金屬、含有鹼土金屬的無機鹽或鹼土金屬與有機物的錯合物，尤佳為鹼金屬或鹼土金屬。鹼金屬或鹼土金屬的較佳例可列舉鋰、銫、鈣、鋇等，其中尤佳為鋰。另外，亦可於電子注入層中使用絕緣體或半導體的無機物。藉由使用這些材料，可有效地防止發光元件的短路，且提高電子注入性，故較佳。此種絕緣體較佳為使用選自由鹼金屬硫屬化物、鹼土金屬硫屬化物、鹼金屬的鹵化物及鹼土金屬的鹵化物所組成的組群中的至少一種金屬化合物。若電子注入層是由這些鹼金屬硫屬化物等所構成，則可進一步提高電子注入性，就此方面而言更佳。具體而言，較佳的鹼金屬硫屬化物例如可列舉Li2O、Na2S及Na2Se，較佳的鹼土金屬硫屬化物例如可列舉CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及CaSe。另外，較佳的鹼金屬的鹵化物例如可列舉LiF、NaF、KF、LiCl、KCl及NaCl等。另外，較佳的鹼土金屬的鹵化物例如可列舉CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及BeF2 等氟化物或氟化物以外的鹵化物。進而，亦可較佳地使用有機物與金屬的錯合物。於電子注入層中使用有機物與金屬的錯合物的情形時，膜厚調整容易，故更佳。作為此種有機金屬錯合物的例子，與有機物的錯合物中的有機物的較佳例可列舉：羥基喹啉、苯并羥基喹啉、吡啶基苯酚(pyridyl phenol)、黃酮醇、羥基咪唑并吡啶、羥基苯并唑、羥基三唑等。其中，較佳為鹼金屬與有機物的錯合物，更佳為鋰與有機物的錯合物，尤佳為羥基喹啉鋰。
[各層的形成方法]
構成發光元件的上述各層的形成方法為電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、塗佈法等，並無特別限定，通常就元件特性的方面而言，較佳為電阻加熱蒸鍍或電子束蒸鍍。
有機層的厚度亦取決於發光物質的電阻值，故無法限定，較佳為1nm~1000nm。發光層、電子傳輸層、電洞傳輸層的膜厚分別較佳為1nm以上、200nm以下，更佳為5nm以上、100nm以下。
本發明的發光元件具有可將電能轉變為光的功能。此處，電能主要是使用直流電流，亦可使用脈波電流或交流電流。電流值及電壓值並無特別限制，若考慮到元件的消耗電力或壽命，則應以如下方式選擇：以儘可能低的能量來獲得最大的亮度。
[顯示器]
本發明的發光元件例如可較佳地用作以矩陣及/或區段方式進行顯示的顯示器。
所謂矩陣方式，是指將用以進行顯示的畫素以格子狀或馬賽克(mosaic)狀等二維地配置，以畫素的集合來顯示文字或圖像。畫素的形狀或尺寸是根據用途來決定。例如於個人電腦(personal computer)、監視器(monitor)、電視的圖像及文字顯示時，通常使用一邊為300μm以下的四邊形的畫素，另外，於顯示面板般的大型顯示器的情況下，使用一邊為毫米(mm)級(order)的畫素。於單色顯示(monochrome display)的情況下，只要排列相同顏色的畫素即可，於彩色顯示的情況下，排列紅色、綠色、藍色的畫素來進行顯示。於該情形時，典型而言有三角型(delta type)與條紋型(stripe type)。而且，該矩陣的驅動方法可為線序驅動方法或主動式矩陣的任一種。線序驅動雖然其結構簡單，但於考慮到動作特性的情形時，有時主動式矩陣優異，故該驅動方法亦較佳為必須根據用途來區分使用。
本發明中所謂區段方式，是指以顯示預定資訊的方式形成圖案，藉由該圖案的配置使預定區域發光的方式。例如可列舉：數位鐘或溫度計的時刻或溫度顯示、音訊設備或電磁爐等的動作狀態顯示及汽車的面板顯示等。而且，上述矩陣顯示與區段顯示亦可於同一面板中共存。
本發明的發光元件亦可較佳地用作各種設備等的背光。背光主要是以提高不自發光的顯示裝置的視認性為目的而使用，被用於液晶顯示裝置、時鐘、音訊裝置、汽車面板、顯示板及招牌等中。尤其於液晶顯示裝置、其中正在研究薄型化的個人 電腦用途的背光中可較佳地使用本發明的發光元件，可提供較先前更為薄型且輕量的背光。
實施例
以下，列舉實施例對本發明加以說明，但本發明不受這些實施例的限定。
(合成例1)
化合物[1]的合成
將苊14.0g、二苯基異苯并呋喃25.0g及鄰二甲苯200ml混合，於氮氣流下加熱回流2小時。冷卻至室溫為止後，將溶劑蒸餾去除，添加醚300mL。將析出物過濾並進行真空乾燥，藉此獲得中間體[A]27.7g(產率為71%)。
繼而，將中間體[A]27.7g、乙酸200mL混合，添加48%溴化氫水20mL，加熱回流3小時。將反應混合物冷卻至室溫為止後，將析出物過濾，以水及甲醇進行清洗。對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得中間體[B]25.8g(產率為96%)。
繼而，將中間體[B]25.8g、N-溴代丁二醯亞胺11.3g、 氯仿318mL混合，加熱回流1小時。追加N-溴代丁二醯亞胺3.4g，進而加熱回流2小時。冷卻至室溫為止後，以水及硫代硫酸鈉水溶液對氯仿溶液進行清洗。以硫酸鎂將有機層乾燥，添加活性炭3g後進行過濾，將溶劑蒸餾去除。利用乙酸丁酯800mL使所得的固體進行再結晶，過濾後，進行真空乾燥，藉此獲得中間體[C]26.9g(產率為87%)。
繼而，將中間體[C]2.00g、脫水THF 40ml混合，進行氮氣置換後，冷卻至-78℃。繼而滴加1.6M的正丁基鋰/己烷溶液2.8ml，於-78℃下攪拌1小時。繼而滴加使二苯基次膦醯氯1.08g溶解於脫水THF 1ml中而成的溶液，於室溫下攪拌3小時。其後，添加水及甲苯進行分液，以硫酸鎂將有機層乾燥。將溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(甲苯/乙酸乙酯=3：1)，使溶出液濃縮。於所得的黃色泡狀固體中添加甲醇，加熱回流1小時，濾取結晶的固體。對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得黃色固體1.28g(產率為51%)。所得的粉末的1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)的分析結果如下，確認到上述所得的 黃色結晶為化合物[1]。
1H-NMR(CDCl3(δ=ppm))δ 8.18(d,1H),7.80-7.56(m,24H),7.38(t,1H),7.19(dd,1H),6.50(t,2H)。
再者，化合物[1]是使用油擴散泵於1×10-3Pa的壓力下於約290℃下進行昇華純化後用作發光元件材料。高效液相層析儀(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)純度(測定波長254nm下的面積%)於昇華純化前為99.12%，於昇華純化後為99.57%。
(合成例2)
化合物[2]的合成
將二苯基氧化膦5.65g、4-溴碘苯4.04g、三乙胺2.02g、甲苯40mL混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加四(三苯基膦)鈀578mg，加熱回流3小時。冷卻至室溫為止後，添加甲苯40ml及水40ml進行分液，以硫酸鎂乾燥有機層。將溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(庚烷/乙酸乙酯/甲醇=1：2：1)，將溶出液濃縮。於所得的油狀液體中添加乙酸乙酯而進行結晶後，進一步添加庚烷並進行過濾。對所得的固體進行真空乾燥， 藉此獲得黃褐色固體狀的中間體[D]6.06g(產率為85%)。
繼而，將中間體[C]6.18g、雙頻哪醇根基二硼4.87g、乙酸鉀3.46g、DMF 64mL混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)74mg、雙(二苯基膦基)二茂鐵142mg，加熱回流3小時。冷卻至室溫為止後，添加甲苯64ml及水64ml進行分液，以硫酸鎂乾燥有機層。將溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(甲苯/庚烷=1：1)，將溶出液濃縮。於所得的固體中添加甲醇並進行過濾後，對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得黃褐色固體狀的中間體[E]4.69g(產率為69%)。
繼而，將中間體[D]1.61g、中間體[E]2.00g、1,2-二甲 氧基乙烷19ml、2.0M碳酸鈉水溶液3.8ml混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加雙(三苯基膦)二氯化鈀26mg，加熱回流3小時。冷卻至室溫為止後，添加甲苯20ml及水20ml進行分液，以硫酸鎂乾燥有機層。將溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(甲苯/乙酸乙酯=1：1)，將溶出液濃縮。於所得的黃褐色油中添加THF 40ml及Quadrasil MP(註冊商標)1.0g，加熱回流1小時。將該溶液冷卻至室溫為止後，進行矽鈣石(celite)過濾，將溶劑蒸餾去除。於所得的黃褐色油中添加甲醇並加熱回流1小時，濾取結晶的固體。對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得黃色固體1.80g(產率為70%)。所得的粉末的1H-NMR的分析結果如下，確認到上述所得的黃色結晶為化合物[2]。
化合物[2]：1H-NMR(CDCl3(δ=ppm))δ 7.81-7.43(m,32H),6.62(dd,1H)。
再者，化合物[2]是使用油擴散泵於1×10-3Pa的壓力下於約320℃下進行昇華純化後用作發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm下的面積%)於昇華純化前為99.39%，於昇華純化後為99.72%。
(合成例3)
化合物[3]的合成 [化88]
將苊醌18.2g、1,3-二苯基-2-丙酮21.0g、乙醇400ml混合，進行氮氣置換。加熱至60℃為止後，滴加5M氫氧化鈉水溶液40ml。滴加結束後，加熱至80℃並回流2小時後，冷卻至室溫為止，濾取所析出的黑色固體。以水及乙醇進行清洗後，進行減壓乾燥，獲得黑色固體狀的中間體[F]31.2g(產率為88%)。
繼而，將中間體[F]11.9g、2-胺基-3-溴-5-氯苯甲酸10.0g、鄰二甲苯166ml混合，加熱至80℃後，滴加亞硝酸異戊酯4.68g。其後升溫至100℃，攪拌5小時。冷卻至室溫為止後，藉由矽鈣石過濾將固體過濾分離。將濾液的溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠 管柱層析儀進行純化(甲苯/庚烷=1：2)，將溶出液濃縮。對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得黃色固體狀的中間體[G]6.13g(產率為36%)。
繼而，將中間體[G]6.13g、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯9.01g、DMF 59ml混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀340mg、三環己基膦四氟硼酸鹽343mg，加熱回流2小時。冷卻至室溫為止後，添加甲醇100ml並濾取所析出的固體，以水及甲醇進行清洗。將所得的固體於甲苯150ml中加熱溶解後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(僅利用甲苯進行展開)，將溶出液濃縮。將所得的黃色固體於THF 100ml中加熱溶解後，添加Quadrasil MP(註冊商標)1.0g並加熱回流1小時，進行矽鈣石過濾後，將溶劑蒸餾去除。進行減壓乾燥，獲得黃色固體狀的中間體[H]4.47g(產率為86%)。
繼而，將中間體[H]2.00g、雙頻哪醇根基二硼1.39g、乙酸鉀1.35g、1,4-二噁烷23mL混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)26mg、2-二環己基膦基-2',4',6'-三異丙基聯苯44mg，進行加熱回流。3小時後，冷卻至室溫為止後，添加水50ml並濾取所析出的固體，以水及甲醇進行清洗。對所得的固體進行真空乾燥，藉此獲得黃色固體狀的中間體[I]2.38g(產率為99%)。
[化90]
將中間體[I]2.38g、中間體[D]1.79g、1,2-二甲氧基乙烷23ml、2.0M碳酸鈉水溶液4.6ml混合，進行氮氣置換。於該混合溶液中添加雙(三苯基膦)二氯化鈀32mg，加熱回流3小時。冷卻至室溫為止後，添加甲苯20ml及水20ml進行分液，以硫酸鎂乾燥有機層。將溶劑蒸餾去除後，藉由矽膠管柱層析儀進行純化(甲苯/乙酸乙酯=2：1)，將溶出液濃縮。於所得的黃色泡狀固體中添加甲醇50ml，加熱回流1小時。其後，濾取結晶的固體，進行真空乾燥，藉此獲得黃色固體1.99g(產率為64%)。所得的粉末的1H-NMR的分析結果如下，確認到上述所得的黃色結晶為化合物[3]。
化合物[3]：1H-NMR(CDCl3(δ=ppm))δ 8.75(d,1H),8.67(d,1H),8.20(s,1H),8.08(d,1H),7.96(d,1H),7.81-7.46(m,24H),7.38(t,1H),6.73(d,1H)。
再者，化合物[3]是使用油擴散泵於1×10-3Pa的壓力下，於約350℃下進行昇華純化後用作發光元件材料。HPLC純度(測定波長254nm下的面積%)於昇華純化前為99.40%，於昇華純化後為99.92%。
(實施例1)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時紫外線(Ultraviolet，UV)-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的本發明的化合物[1]以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層化合物(1E-1)作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。此處所謂膜厚，是指石英振盪式膜厚監視器顯示值。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為4.3%、驅動電壓為5.0V、亮度減半時間為8400小時的耐久性優異的藍色發光元件。
再者，(HI-1)、(HT-1)、(H-1)、(1E-1)、(2E-1)為以下所示的化合物。
[化91]
(實施例2~實施例7)
除了使用表1中記載的材料作為摻雜材料以外，與實施例1同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表1中。再者，表1中，化合物[1]~化合物[3]是藉由上述(合成例1)~(合成例3)所得的化合物，化合物[4]~化合物[7]為以下所示的化合物。
[化92]
(比較例1~比較例3)
除了使用表1中記載的材料作為摻雜材料以外，與實施例1同樣地製作發光元件。將結果示於表1中。再者，表1中，(D-1)~(D-3)為以下所示的化合物。
(實施例8)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的化合物[2]以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層化合物(1E-2)作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)作為電子注入層後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為5.4%、驅動電壓為4.0V、亮度減半時間為8000小時的耐久性優異的藍色發光元件。
再者，(1E-2)為以下所示的化合物。
[化94]
(實施例9~實施例20)
除了使用表2中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例8同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表2中。再者，(1E-3)~(1E-8)為以下所示的化合物。
(比較例4~比較例6)
除了使用表2中記載的材料作為摻雜材料及電子傳輸層以外，與實施例8同樣地製作發光元件。將結果示於表2中。
(實施例21)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的化合物[2]以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，對於電子傳輸層，使用化合物(1E-2)與施體性材料(2E-1)，以化合物(1E-2)與化合物(2E-1)的蒸鍍速度比成為1：1的方式以25nm的厚度蒸鍍積層電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)作為電子注入層後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為5.9%、驅動電壓為3.8V、亮度減半時間為8800小時的耐久性 優異的藍色發光元件。
(實施例22~實施例30)
除了使用表3中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例21同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表3中。
(比較例7~比較例9)
除了使用表3中記載的材料作為摻雜材料及電子傳輸層以外，與實施例21同樣地製作發光元件。將結果示於表3中。
(實施例31)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍60nm的化合物(HT-1)作為第1電洞傳輸層。進而，蒸鍍10nm的化合物(HT-2)作為第2電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的化合物[2]以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層化合物(1E-1)作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)作為電子注入層後， 以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為4.9%、驅動電壓為4.5V、亮度減半時間為8100小時的耐久性優異的藍色發光元件。再者，(HT-2)為以下所示的化合物。
(實施例32~實施例36)
除了使用表4中記載的材料作為第2電洞傳輸層及電子傳輸層以外，與實施例31同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表4中。為了進行參考，亦再次參見實施例2及實施例12的結果。再者，(HT-3)、(HT-4)為以下所示的化合物。
[化97]
(比較例10~比較例15)
除了使用表4中記載的材料作為摻雜材料及電子傳輸層以外，與實施例31同樣地製作發光元件。將結果示於表4中。
(實施例37)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的化合物(D-3)以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層本發明的化合物[1]作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)作為電子注入層後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚是指石英振盪式膜厚監視器顯示值。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為4.3%、驅動電壓為4.5V、亮度減半時間為5200小時的耐久性優異的藍色發光元件。
(實施例38~實施例45)
除了使用表5中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例37同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表5中。再者，化合物[8]、化合物[9]為以下所示的化合物。
(實施例46)
對於電子傳輸層，使用化合物[1]與施體性材料(2E-1)，以化合物[1]與(2E-1)的蒸鍍速度比成為1：1的方式以25nm的厚度蒸鍍積層電子傳輸層，除此以外，與實施例37同樣地製作發光元 件。將結果示於表5中。
(實施例47~實施例54)
除了使用表5中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例46同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表5中。
(比較例16~比較例17)
除了使用表5中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例37同樣地製作發光元件。將結果示於表5中。
(比較例18~比較例19)
除了使用表5中記載的材料作為電子傳輸層以外，與實施例46同樣地製作發光元件。將結果示於表5中。
(實施例55)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-1)與作為摻雜材料的化合物(D-3)以摻雜濃度成為3重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以15nm的厚度蒸鍍化合物 (1E-1)作為電子傳輸層。進而，使用本發明的化合物[1]與作為施體性材料的鋰，以化合物[1]與鋰的蒸鍍速度比成為化合物[1]：鋰=99：1的方式以10nm的厚度蒸鍍積層電子注入層。
繼而，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚為石英振盪式膜厚監視器顯示值。以10mA/cm2對該發光元件進行直流驅動，結果獲得了外部量子效率為4.9%、驅動電壓為4.2V、亮度減半時間為5500小時的耐久性優異的藍色發光元件。
(實施例56~實施例63)
除了使用表6中記載的材料作為電子注入層以外，與實施例55同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表6中。
(比較例20~比較例21)
除了使用表6中記載的材料作為電子注入層以外，與實施例55同樣地製作發光元件。將結果示於表6中。
(實施例64)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空 度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍70nm的化合物(HT-1)作為電洞傳輸層。該電洞傳輸層是於表6中作為第1電洞傳輸層而表示。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-2)與作為摻雜材料的化合物(D-4)以摻雜濃度成為10重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層化合物[2]作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)作為電子注入層後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。該綠色發光元件的4000cd/m2時的特性為外部量子效率為11.1%，驅動電壓為4.8V。另外，將初期亮度設定為4000cd/m2來實施恆定電流驅動，結果亮度減半時間為7100小時。再者，(H-2)、(D-4)為以下所示的化合物。
(實施例65)
將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(Geomatec)(股)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，進行蝕刻。利用“半導體清洗劑(Semico Clean)56”(商品名，古內化學(股)製造)對所得的基板進行15分鐘超音波清洗後，以超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度成為5×10-4Pa以下為止。藉由電阻加熱法，首先蒸鍍5nm的化合物(HI-1)作為電洞注入層，蒸鍍60nm的化合物(HT-1)作為第1電洞傳輸層。進而，蒸鍍10nm的化合物(HT-2)作為第2電洞傳輸層。繼而，作為發光層，將作為主體材料的化合物(H-2)與作為摻雜材料的化合物(D-4)以摻雜濃度成為10重量%的方式以30nm的厚度蒸鍍。繼而，以25nm的厚度蒸鍍積層化合物[2]作為電子傳輸層。
繼而，蒸鍍1nm的化合物(2E-1)後，以蒸鍍速度比為鎂：銀=10：1(=0.5nm/s：0.05nm/s)蒸鍍100nm的鎂與銀的共蒸鍍膜作為陰極，製作5mm×5mm見方的元件。該綠色發光元件的4000cd/m2時的特性為外部量子效率為14.0%，驅動電壓為4.5V。另外，將初期亮度設定為4000cd/m2而實施恆定電流驅動，結果亮度減半時間為7500小時。
(實施例66~實施例75)
除了使用表7中記載的材料作為第2電洞傳輸層及電子傳輸層以外，與實施例65同樣地製作發光元件。將各實施例的結果示於表7中。
(比較例22~比較例25)
除了使用表7中記載的材料作為第2電洞傳輸層及電子傳輸層以外，與實施例65同樣地製作發光元件。將結果示於表7中。

Claims (18)

  1. 一種氧化膦衍生物，其是由下述通式(1)所表示， 式中，R1及R2可相同亦可不同，且分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及與鄰接取代基之間形成的縮合環所組成的組群中；L1為單鍵、伸芳基或伸雜芳基；Ar1為下述通式(2)所表示的縮合多環芳香族基；n1為1以上的整數；於n1為2以上的情形時，L1、R1、R2可分別相同亦可不同； 式中，R3~R12可相同亦可不同，且分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧 基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群中；其中，R3~R12中的至少一組鄰接的取代基形成縮合環；其中，於R3~R12中的至少一個位置與L1連結。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氧化膦衍生物，其中通式(2)所表示的縮合多環芳香族基於環中不含供電子性氮。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的氧化膦衍生物，其中L1為伸芳基或伸雜芳基。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的氧化膦衍生物，其中R1及R2為芳基或雜芳基。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的氧化膦衍生物，其中Ar1是由下述通式(3)或通式(4)所表示， 式中，R13~R24可相同亦可不同，且分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群中；其中，於R13~R24中的至少一個位置與L1連結； 式中，R25~R38可相同亦可不同，且分別選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、氰基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基及矽烷基所組成的組群中；其中，於R25~R38中的至少一個位置與L1連結。
  6. 一種發光元件材料，含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的氧化膦衍生物。
  7. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在至少包含發光層及電子傳輸層的有機層，且藉由電能而發光，其中上述有機層中的至少一層使用如申請專利範圍第6項所述的發光元件材料。
  8. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含發光層的有機層，且藉由電能而發光，其中於上述發光層中使用如申請專利範圍第6項所述的發光元件材料。
  9. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含具有主體材料與摻雜材料的發光層的有機層，且藉由電能而發光，其中該摻 雜材料含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的氧化膦衍生物。
  10. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含電子傳輸層的有機層，且藉由電能而發光，其中於該電子傳輸層中使用如申請專利範圍第6項所述的發光元件材料。
  11. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含電子傳輸層的有機層，且藉由電能而發光，其中於上述電子傳輸層與陰極之間存在電子注入層，於該電子注入層中使用如申請專利範圍第6項所述的發光元件材料。
  12. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含電子傳輸層的有機層，且藉由電能而發光，其中於上述電子傳輸層與陰極之間存在電子注入層，上述電子傳輸層及/或上述電子注入層含有如申請專利範圍第6項所述的發光元件材料與施體性材料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的發光元件，其中上述施體性材料為選自由鹼金屬、含有鹼金屬的無機鹽、鹼金屬與有機物的錯合物、鹼土金屬、含有鹼土金屬的無機鹽及鹼土金屬與有機物的錯合物所組成的組群中的至少一種化合物。
  14. 一種發光元件，其於陽極與陰極之間存在包含具有主體材料與摻雜材料的發光層、及電子傳輸層的有機層，且藉由電能而發光，其中上述發光層的上述摻雜材料含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的氧化膦衍生物，且電子傳輸層含有下 述通式(5)~通式(8)的任一個所表示的化合物， R39~R48可分別相同亦可不同，且選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R49R50所組成的組群中；其中，於R39~R48中的至少一個位置與L2連結；L2為單鍵、經取代或未經取代的伸芳基、或者經取代或未經取代的伸雜芳基，Ar2為含受電子性氮的芳香族雜環基；n2為1以上的整數；於n2為2以上的情形時，L2及Ar2可分別相同亦可不同； R51~R58可分別相同亦可不同，且選自由氫、鹵素、烷基、環 烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、羰基、羧基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R59R60所組成的組群中；R59及R60為芳基或雜芳基；另外，R59及R60亦可縮合而形成環；其中，R51~R58中的至少一個其本身具有三維立體結構，或藉由與啡啉骨架的立體排斥或者與鄰接取代基的立體排斥而具有三維立體結構； R61~R68可分別相同亦可不同，且選自由氫、鹵素、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、羰基、羧基、胺甲醯基、胺基、矽烷基及-P(=O)R69R70所組成的組群中；R69及R70為芳基或雜芳基；另外，R69及R70亦可縮合而形成環；其中，n3個啡啉骨架分別於R61~R68中的至少一個位置與X連結；n3為2以上的整數；X為單鍵或將多個啡啉骨架連結的連結單元； 式中，Ar3表示芳基或雜芳基，Z是由下述通式(9)所表示；L3為單鍵、伸芳基或伸雜芳基；n4為1或2；於n4為2時，2個Z可相同亦可不同； 式中，環A及環B分別表示苯環、縮合芳香族烴環、單環芳香族雜環或縮合芳香族雜環；其中，環A及/或環B含有至少一個受電子性氮；環A及環B具有取代基的情形時的取代基以及R71分別選自由烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、雜芳基、鹵素、羰基、羧基、氧基羰基、胺甲醯基及-P(=O)R72R73所組成的組群中；R71亦可為氫；R72及R73為芳基或雜芳基；另外，R72及R73亦可縮合而形成環；其中，於R71、環A及環B中的任一位置與L3連結；於n4為2時，2個Z與L3連結的位置可分別相同亦可不同。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件，其中通式(5)滿足下述條件(a)~條件(c)的任一個：(a)R39被用於與L2的連結，且R44為芳基或雜芳基；(b)R39被用於與L2的連結，且R41為芳基或雜芳基，並且R44、R45、R46均為氫原子； (c)R39被用於與L2的連結，且R41為芳基或雜芳基，並且R45為烷基、芳基或雜芳基。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的發光元件，其中電子傳輸層含有通式(7)所表示的化合物，且Ar3為含螢蒽骨架的基團或含苯并螢蒽骨架的基團。
  17. 如申請專利範圍第7項至第14項中任一項所述的發光元件，其中於陽極與陰極之間更包含電洞傳輸層，該電洞傳輸層含有具有咔唑骨架的材料。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的發光元件，其中上述具有咔唑骨架的材料為咔唑多聚物。
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