TWI680130B - 啡啉衍生物、含有其的電子裝置、發光元件、光電轉換元件及影像感測器 - Google Patents

Abstract

一種特定結構的啡啉衍生物。該啡啉衍生物於骨架內含有具有電子接受性氮的經取代或未經取代的雜芳基、及經取代或未經取代的成環碳數未滿20的芳基。該啡啉衍生物可較佳地用於發光元件、光電轉換元件、鋰離子電池、燃料電池、電晶體等電子裝置。

Description

啡啉衍生物、含有其的電子裝置、發光元件、 光電轉換元件及影像感測器

本發明是有關於一種啡啉衍生物、含有其的電子裝置、發光元件及光電轉換元件。

近年來，有機薄膜發光元件的研究正活躍地進行，該有機薄膜發光元件是自陰極所注入的電子與自陽極所注入的電洞於在被兩極夾持的有機螢光體內再結合時發光的發光元件。該發光元件的特徵為薄型、且低驅動電壓下的高亮度發光、及可藉由選擇螢光材料而實現多色發光，其正受到矚目。

該研究自藉由柯達(Kodak)公司的C.W.Tang等人揭示了有機薄膜元件高亮度地發光以來，進行了大量的實用化研究，有機薄膜發光元件正穩步地進行用於行動電話的主顯示器等中等的實用化。但是，仍有許多技術性課題，必須滿足發光效率的提昇、驅動電壓的下降、耐久性的提昇。其中，元件的高效率化與長壽命化的併存成為大的課題。

其中，具有優異的電子傳輸性的啡啉衍生物作為電子傳輸材料或發光材料而得到開發。已知啡啉骨架具有優異的電子傳輸性，例如，4,7-二苯基-1,10-啡啉(Bathophenanthroline，BPhen)或2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-啡啉(Bathocuproin，BCP)用作電子 傳輸材料(例如，參照專利文獻1)。另外，揭示有藉由導入取代基來提昇耐熱性或降低結晶性的技術(例如，參照專利文獻2~專利文獻5)、或為了提昇電子傳輸性而將多個啡啉骨架連結的技術(例如，參照專利文獻6)。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平5-331459號公報

專利文獻2：日本專利特開2004-107263號公報

專利文獻3：日本專利特開2003-338377號公報

專利文獻4：日本專利特開2007-45780號公報

專利文獻5：日本專利特開2005-108720號公報

專利文獻6：日本專利特開2004-281390號公報

但是，於現有的技術中難以充分地降低元件的驅動電壓，另外，即便可降低驅動電壓，元件的發光效率、耐久壽命亦不充分。如此，仍未找到使高發光效率、低驅動電壓、進而耐久壽命亦併存的技術。

本發明的目的在於解決該現有技術的問題，提供一種改善了發光效率、驅動電壓、耐久壽命的所有性能的有機薄膜發光元件。

本發明是一種啡啉衍生物，其由下述通式(1)表示。

(R¹~R⁸分別可相同，亦可不同，且自由氫、氘、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇。R⁹及R¹⁰為芳基或雜芳基。其中，R¹及R²的任一者為由L¹-B所表示的基，R⁷及R⁸的任一者為由L²-C所表示的基。R¹~R¹⁰分別可被取代，亦可不被取代。另外，R¹~R⁸不具有啡啉骨架。

L¹及L²分別可相同，亦可不同，且自單鍵或伸苯基的任一者中選擇。

B表示具有電子接受性氮的經取代或未經取代的雜芳基，C表示經取代或未經取代的成環碳數未滿20的芳基。其中，B不具有啡啉骨架。

當B及C被取代時，作為取代基，自由氘、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、 芳基硫醚基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、苯基、萘基、吡啶基、喹啉基及-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇。該些基可進一步由氘、烷基、鹵素、苯基、萘基、吡啶基或喹啉基取代)。另外，本發明是一種發光元件，其是在陽極與陰極之間具有包含發光層的多個有機層、且藉由電能來發光的發光元件，其於所述有機層的至少一層中含有所述啡啉衍生物。進而，本發明是一種光電轉換元件和包括其的影像感測器，所述光電轉換元件是在第一電極及第二電極之間具有至少一層有機層、且將光能轉換成電能的光電轉換元件，於所述有機層中含有所述啡啉衍生物。

藉由本發明，可提供一種使發光效率、驅動電壓、耐久壽命併存的有機薄膜發光元件。

<啡啉衍生物>

對由通式(1)所表示的啡啉衍生物進行詳細說明。

[化2]

R¹~R⁸分別可相同，亦可不同，且自由氫、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇。R⁹及R¹⁰為芳基或雜芳基。其中，R¹及R²的任一者為由L¹-B所表示的基，R⁷及R⁸的任一者為由L²-C所表示的基。 R¹~R¹⁰分別可被取代，亦可不被取代。另外，R¹~R⁸不具有啡啉骨架。

L¹及L²分別可相同，亦可不同，且自單鍵或伸苯基的任一者中選擇。

B表示具有電子接受性氮的經取代或未經取代的雜芳基，C表示經取代或未經取代的成環碳數未滿20的芳基。其中，B不具有啡啉骨架。

當B及C被取代時，作為取代基，自由氘、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、苯基、萘基、吡啶基、喹啉基及-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇。該些基可進一步由烷基、鹵素、苯基、萘 基、吡啶基或喹啉基取代。

所謂成環碳數，表示形成成為主骨架的環的碳的數量，不包含取代基中所含有的碳數。例如，不論有無取代基，萘基的成環碳數均為10，不論有無取代基，茀基的成環碳數均為13。

於所述所有基中，氫亦可為氘。

另外，於以下的說明中，例如碳數6~40的經取代或未經取代的芳基是指亦包含取代於芳基上的取代基中所含有的碳數在內為6~40，規定碳數的其他取代基亦同樣如此。

另外，於所述所有基中，作為被取代時的取代基，較佳為烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、矽烷基、-P(=O)R⁹R¹⁰，更佳為於各取代基的說明中作為較佳者的具體的取代基。另外，該些取代基亦可進一步由所述取代基取代。

「經取代或未經取代的」這一情況下的「未經取代」是指取代有氫原子或氘原子。

於以下所說明的化合物或其部分結構中，關於「經取代或未經取代的」這一情況，亦與所述相同。

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。經取代時的追加的取代基並無特別限制，例如可列舉烷基、鹵素、芳基、雜芳基等，此點於以下的記載中亦 通用。另外，烷基的碳數並無特別限定，但就獲得的容易性或成本的觀點而言，較佳為1以上、20以下，更佳為1以上、8以下的範圍。

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。 烷基部分的碳數並無特別限定，但較佳為3以上、20以下的範圍。

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。雜環基的碳數並無特別限定，但較佳為2以上、20以下的範圍。

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。 烯基的碳數並無特別限定，但較佳為2以上、20以下的範圍。

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。

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。炔基的碳數並無特別限定，但較佳為2以上、20以下的範圍。

所謂烷氧基，例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等經由醚鍵而鍵結有脂肪族烴基的官能基，該脂肪族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。烷氧基的碳數並無特別限定，但較佳為1 以上、20以下的範圍。

所謂烷硫基，是指烷氧基的醚鍵的氧原子被硫原子取代而成者。烷硫基的烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。烷硫基的碳數並無特別限定，但較佳為1以上、20以下的範圍。

所謂芳醚基，例如表示苯氧基等經由醚鍵而鍵結有芳香族烴基的官能基，芳香族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。芳醚基的碳數並無特別限定，但較佳為6以上、40以下的範圍。

所謂芳基硫醚基，是指芳醚基的醚鍵的氧原子被硫原子取代而成者。芳醚基中的芳香族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。芳醚基的碳數並無特別限定，但較佳為6以上、40以下的範圍。

所謂芳基，例如表示苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基、茀基、苯并茀基、二苯并茀基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、

基、芘基、丙[二]烯合茀基、苯并[9,10]菲基、苯并丙[二]烯合茀基、二苯并蒽基、苝基、螺烯基(helicenyl)等芳香族烴基。

其中，較佳為苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基、芘基、丙[二]烯合茀基、苯并[9,10]菲基。芳基可具有取代基，亦可不具有取代基。芳基的碳數並無特別限定，但較佳為6以上、40以下，更佳為6以上、30以下的範圍。

於B、C、L¹、L²由芳基取代的情況或各個取代基進一步由芳基取代的情況下，作為芳基，較佳為苯基、聯苯基、聯三苯基、萘基，更佳為苯基及萘基。

所謂雜芳基，例如表示吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、酞嗪基、喹噁啉基、喹唑啉基、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、苯并咔唑基、咔啉基、吲哚并咔唑基(indolocarbazolyl)、苯并氟咔唑基(benzofluocarbazolyl)、苯并噻吩并咔唑基、二氫茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、啡啉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。其中，所謂萘啶基，表示1,5-萘啶基、1,6-萘啶基、1,7-萘啶基、1,8-萘啶基、2,6-萘啶基、2,7-萘啶基的任一者。雜芳基可具有取代基，亦可不具有取代基。雜芳基的碳數並無特別限定，但較佳為2以上、40以下，更佳為2以上、30以下的範圍。

於B、C、L¹、L²由雜芳基的情況或各個取代基進一步由雜芳基取代的情況下，作為雜芳基，較佳為吡啶基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、喹噁啉基、咔唑基、二苯并呋喃基，更佳為吡啶基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、喹噁啉基，特佳為吡啶基、喹啉基。

所謂「含有電子接受性氮」這一情況下的電子接受性氮表示與鄰接原子之間形成多重鍵的氮原子。含有電子接受性氮的芳香族雜環例如可列舉：吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡嗪環、三嗪環、噁二唑環、噻唑環、喹啉環、異喹啉環、萘啶環、噌啉環、 酞嗪環、喹唑啉環、喹噁啉環、苯并喹啉環、啡啉環、吖啶環、苯并噻唑環、苯并噁唑環等。其中，所謂萘啶，表示1,5-萘啶、1,6-萘啶、1,7-萘啶、1,8-萘啶、2,6-萘啶、2,7-萘啶的任一者。

所謂胺基，是指經取代或未經取代的胺基。作為進行取代時的取代基，例如可列舉芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基，其中，較佳為芳基、雜芳基。更具體而言，較佳為苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基、芘基、丙[二]烯合茀基、苯并[9,10]菲基、苯并丙[二]烯合茀基、吡啶基、喹啉基、嘧啶基、三嗪基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基，更佳為苯基、萘基、茀基、蒽基、芘基、丙[二]烯合茀基、吡啶基、喹啉基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、啡啉基。特佳為苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。 該些取代基可進一步被取代。碳數並無特別限定，但較佳為2以上、50以下，更佳為6以上、40以下，特佳為6以上、30以下的範圍。

所謂鹵素，表示選自氟、氯、溴及碘中的原子。

所謂矽烷基，例如表示三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、丙基二甲基矽烷基、乙烯基二甲基矽烷基等烷基矽烷基，或苯基二甲基矽烷基、第三丁基二苯基矽烷基、三苯基矽烷基、三萘基矽烷基等芳基矽烷基。矽上的取代基可進一步被取代。矽烷基的碳數並無特別限定，但較佳為1以上、30以下的範圍。

所謂氧硼基，是指經取代或未經取代的氧硼基。作為進 行取代時的取代基，例如可列舉芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基、芳醚基、烷氧基、羥基，其中，較佳為芳基、芳醚基。

羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基可具有取代基，亦可不具有取代基。此處，作為取代基，例如可列舉烷基、環烷基、芳基、雜芳基等，該些取代基可進一步被取代。

作為氧化膦基-P(=O)R⁹R¹⁰，並無特別限定，具體而言，可列舉如下的例子。

啡啉骨架對於電荷的穩定性高，可順利地重複進行由電子所引起的還原、或由電洞所引起的氧化。因此，本發明的啡啉衍生物顯示出高電荷穩定性，當用於發光元件時難以產生電化學的變質。因難以產生由電化學的變質所引起的材料的劣化及電荷傳輸性的變化，故可提昇發光元件的壽命。

另外，有時因發光元件，而導致注入至發光層中的電洞的一部分未進行再結合而到達至電子傳輸層為止，並使發光元件的耐久性惡化。本發明的啡啉衍生物具有源自啡啉骨架的大的帶 隙，因此當用於與發光層連接的電子傳輸層時，在與發光層的界面上游離電位的能量差變大，顯示出高電洞阻擋性。另外，因電荷耐久性亦高，故對於電洞攻擊顯示出高耐久性，可提昇元件的壽命。

本發明的啡啉衍生物僅含有一個啡啉骨架，因此昇華精製時的耐熱性良好。具有多個啡啉骨架的化合物的昇華溫度上昇，於真空蒸鍍時的耐熱性方面產生課題的情況多。

另外，藉由將芳基或雜芳基等耐熱性高的取代基導入至啡啉骨架的特定的位置上，亦可提昇化合物的耐熱性，且降低結晶性，提昇玻璃轉移溫度。若耐熱性提昇，則於製作元件時可抑制材料的分解，因此耐久性提昇。此外，藉由降低結晶性或提昇玻璃轉移溫度，而可提昇薄膜穩定性。若薄膜穩定性提昇，則於發光元件中即便長時間驅動，膜的變質亦得到抑制，因此耐久性提昇。

藉由朝啡啉骨架的特定的位置上導入芳基或雜芳基，可有效率地擴大共軛，因此化合物的電荷傳輸性提昇。

另外，芳基或雜芳基為電化學穩定性高的取代基，藉由導入該些取代基，可對化合物賦予優異的電化學穩定性及電荷耐久性。若電化學穩定性及電荷耐久性高，則不會產生由材料的變質等所引起的缺陷，發光元件的耐久性提昇。

本發明的啡啉衍生物於由L¹-B所表示的基中具有含有電子接受性氮的經取代或未經取代的雜芳基。氮原子具有高的電 負度，因此該氮原子與鄰接原子之間的多重鍵具有電子接受的性質。因此，由L¹-B所表示的基具有高電子親和性，有助於分子整體的電子傳輸性的提昇。

另外，電子接受性氮於氮原子上具有非共用電子對，因此顯示出對於金屬原子的強配位性。因此，由L¹-B所表示的基具有強金屬配位性。已知啡啉骨架亦具有強金屬配位性，藉由以L¹-B所表示的基鄰接，可顯現出更強的金屬配位性。當L¹為單鍵時，可顯現出更強的金屬配位性，故較佳。

進而，由L¹-B所表示的基適度地具有旋轉的自由度，因此剛直性得到抑制，可對各種各樣的金屬顯現出強配位性。

因此，當將由通式(1)所表示的啡啉衍生物用於發光元件的電子傳輸層時，容易配位於作為陰極的金屬上，故與陰極的相互作用變強。藉由與陰極的相互作用變強，來自陰極的電子注入性得到促進，可降低發光元件的驅動電壓。另外，朝發光層中的電子的供給變多，再結合概率變高，因此發光效率提昇。

進而，由通式(1)所表示的啡啉衍生物可與含有金屬元素的物質強烈地進行相互作用。其中，可與鹼金屬元素或鹼土金屬元素強烈地進行相互作用，因此與鋰、銫、鈣、鋇、LiF、CaF₂、CaO、BaO、羥喹啉鋰等含有鹼金屬元素的物質或含有鹼土金屬元素的物質良好地進行相互作用。因此，例如當將由通式(1)所表示的啡啉衍生物用於發光元件的電子傳輸層，並於同一層中混合含有鹼金屬元素的物質或含有鹼土金屬元素的物質時，電子傳輸 能力提昇，可降低發光元件的驅動電壓。

另外，如上所述，於由通式(1)所表示的啡啉衍生物中混合有含有金屬元素的物質、特別是含有鹼金屬元素的物質或含有鹼土金屬元素的物質的電子傳輸層亦可適宜地用作將多個發光元件連結的串聯結構型元件中的N型的電荷產生層。使用由通式(1)所表示的啡啉衍生物的N型的電荷產生層顯示出優異的電子傳輸能力，因此與P型的電荷產生層連接時，顯示出有效率的電荷分離能力，可降低發光元件的驅動電壓。其結果，可提昇發光元件的發光效率、且亦可提昇耐久性。

進而，當將由通式(1)所表示的啡啉衍生物用於光電轉換元件的電子取出層時，為了促進朝陰極中的電子取出，可提昇光電轉換元件的轉換效率或開關比。

作為可適宜地用於本發明的含有電子接受性氮的雜芳基，例如可列舉：吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、喹噁啉基、喹唑啉基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基等。其中，較佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、喹噁啉基、喹唑啉基、苯并喹啉基、吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基，更佳為僅含有氮作為雜元素的吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、喹噁啉基、喹唑啉基、苯并喹啉基、吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基。 其中，較佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、嘧啶基、三嗪基、喹唑啉基、苯并喹啉基、咪唑并吡啶基，更佳為吡啶基、喹啉基、異喹啉基，特佳為吡啶基、喹啉基。

本發明的啡啉衍生物於由L²-C所表示的基中具有成環碳數未滿20的芳基。藉由含有具有高平面性與比較大的π共軛的芳基，分子彼此順利地互相重疊，可顯現出高電荷傳輸性。因此，較佳為具有適度大的π共軛的芳基。成環碳數過大的芳基成為分子間的π共軛平面的過度重疊的原因，使結晶性增大，且薄膜穩定性變低，故不佳。

另外，藉由含有具有適度的體積與適度大的π共軛的芳基，本發明的啡啉衍生物顯現出適當的載子移動率及電子接受性。其結果，於發光元件中可達成電子與電洞的載子平衡，可進一步提昇發光元件的耐久性。當L²為伸苯基時，可在啡啉骨架與由C所表示的芳基之間形成適度的空間，因此分子彼此的配向變得適當，可顯現出理想的載子移動率及電子接受性，故較佳。

作為成環碳數未滿20的芳基的較佳例，並無特別限定，具體而言，可列舉如下的例子。

[化4]

其中，較佳為苯基、萘基、茀基、菲基、蒽基、芘基、丙[二]烯合茀基、苯并[9,10]菲基，更佳為萘基、茀基、菲基、芘基、丙[二]烯合茀基。該些之中，就π共軛的適度的大小與三重態能級不會變得過小的觀點而言，較佳為茀基、菲基、芘基、苯并[9,10]菲基、丙[二]烯合茀基。若三重態能級變得過小，則三重態激子阻擋功能變小，當與磷光發光材料組合時會引起發光效率的下降。更佳為菲基、芘基、丙[二]烯合茀基，特佳為芘基、丙[二]烯合茀基。

作為芳基的C與作為雜芳基的B分別為極性不同的取代基，但藉由非對稱地導入該些基，分子內偶極矩變大，可進一步提昇電荷傳輸性。該分子內偶極矩的增大亦有助於分子的配向，藉由分子適度地進行配向，可顯現出高電荷傳輸性。藉由分子具有非對稱性，玻璃轉移溫度上昇，薄膜穩定性亦提昇。當由L¹-B所表示的基與由L²-C所表示的基不同時，分子內偶極矩進一步增大，故較佳。

雖然並無特別限定，但B、C、L¹、L²的較佳的組合可列舉如下的組合。其中，R¹¹為烷基、芳基或雜芳基。B、C、L¹、 L²、R¹¹分別可具有取代基。另外，「-」表示單鍵。

[化5]

由通式(1)所表示的啡啉衍生物中，R¹及R²的任一者為由L¹-B所表示的基。藉由1,10-啡啉的2個氮原子與含有電子接受性氮的L¹-B接近，而顯示出更強的電子親和性與金屬配位性，並顯現出優異的電子傳輸性及電子注入性，藉此可降低發光元件的驅動電壓。尤其，R¹較佳為由L¹-B所表示的基。

另外，R⁷及R⁸的任一者為由L²-C所表示的基。即，由通式(1)所表示的啡啉衍生物為如下的結構。

其中，當R¹為由L¹-B所表示的基、且R⁸為由L²-C所表示的基時，分子內偶極矩的大小與方向變得適當，因此電荷傳輸性進一步提昇，且薄膜穩定性亦進一步提昇，故較佳。另外，此時啡啉骨架的π平面容易與其他π平面互相重疊，因此可進一步提昇電荷傳輸性。

本發明的啡啉衍生物於通式(1)中的R³~R⁶中不具有芳基及雜芳基。藉此，有效地利用啡啉骨架的高平面性與比較大的π共軛而使分子彼此順利地重疊，藉此可顯現出高電荷傳輸性。

當於通式(1)中的R³~R⁶中具有芳基及雜芳基時，電荷傳輸性下降，並引起驅動電壓的上昇、元件的耐久壽命的惡化，故不佳。

當由L¹-B及L²-C所表示的基以外的啡啉骨架上的取代基均為氫時，啡啉骨架的π平面容易與其他π平面互相重疊，故更佳。

即，本發明的由通式(1)所表示的化合物更佳為如下的結構。

如此，本發明的啡啉衍生物顯示出良好的電子傳輸性與高耐久性，當用於發光元件時，可實現低驅動電壓、高發光效率、更優異的耐久壽命的併存。

本發明的啡啉衍生物的分子量並無特別限定，但就耐熱性或製膜性的觀點而言，較佳為800以下，更佳為750以下。進 而更佳為700以下，特佳為650以下。另外，通常存在分子量越大，玻璃轉移溫度越上昇的傾向，若玻璃轉移溫度變高，則薄膜穩定性提昇。因此，分子量較佳為400以上，更佳為450以上。 進而更佳為500以上。

作為由通式(1)所表示的化合物，並無特別限定，具體而言，可列舉如下的例子。

[化32]

[化33]

[化34]

[化36]

[化37]

[化38]

[化39]

[化40]

[化41]

[化45]

[化46]

[化47]

[化48]

[化51]

[化52]

[化53]

[化54]

[化57]

[化58]

[化61]

[化62]

[化63]

[化64]

[化67]

[化69]

[化70]

[化71]

[化73]

[化77]

本發明的啡啉衍生物的合成可使用公知的方法。例如，可列舉於導入芳基或雜芳基時，利用鹵化衍生物與硼酸或硼酸酯化衍生物的偶合反應生成碳-碳鍵的方法，但並不限定於此。另外，可列舉於朝啡啉骨架中導入取代基時，使用有機鋰試劑等，藉此利用鹵素-鋰交換來將鹵化衍生物加以鋰化，並使啡啉骨架親 核性地發揮作用，而生成碳-碳鍵的方法，但並不限定於此。

本發明的啡啉衍生物較佳為用於發光元件、光電轉換元件、鋰離子電池、燃料電池、電晶體等電子裝置。於電子裝置中，本發明的化合物較佳為用作電子裝置材料，尤其，於發光元件、光電轉換元件中，較佳為用作發光元件材料或光電轉換元件材料。

所謂發光元件材料，表示用於發光元件的任一層的材料，如後述般，除用於選自電洞傳輸層、發光層及電子傳輸層中的層的材料以外，亦包含用於電極的保護層(覆蓋層)的材料。 藉由將本發明的化合物用於發光元件的任一層，可獲得高發光效率，且可獲得低驅動電壓及高耐久性的發光元件。

所謂光電轉換元件材料，表示用於光電轉換元件的任一層的材料，如後述般，其為用於選自電洞取出層、光電轉換層及電子取出層中的層的材料。藉由將本發明的化合物用於光電轉換元件的任一層，可獲得高轉換效率。

<光電轉換元件>

光電轉換元件具有陽極與陰極、及介於所述陽極與陰極之間的有機層，於有機層中將光能轉換成電信號。所述有機層較佳為至少具有光電轉換層，進而所述光電轉換層更佳為包含p型材料與n型材料。p型材料為供電子性(施體性)的材料，最高佔據分子軌道(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)的能級淺，容易傳輸電洞。n型材料為吸電子性(受體性)的材料，最低未佔分子軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，LUMO)的能級 深，容易傳輸電子。p型材料與n型材料可進行積層，亦可進行混合。

有機層除僅包含光電轉換層的構成以外，可列舉：1)電洞取出層/光電轉換層、2)光電轉換層/電子取出層、3)電洞取出層/光電轉換層/電子取出層等積層構成。所謂電子取出層，是指以自光電轉換層朝陰極中的電子的取出容易進行的方式設置的層，通常設置在光電轉換層與陰極之間。所謂電洞取出層，是指以自光電轉換層朝陽極中的電洞的取出容易進行的方式設置的層，通常設置在陽極與光電轉換層之間。另外，所述各層分別可為單層、多層的任一種。

於所述光電轉換元件中，本發明的啡啉衍生物可用於任一層，但因具有高電子親和性及薄膜穩定性、且於可見光區域中具有強吸收，故較佳為用於光電轉換層。尤其，因具有優異的電子傳輸能力，故較佳為用於光電轉換層的n型材料。另外，本發明的化合物因具有特別高的電子親和性，故亦可適宜地用於電子取出層。藉此，可提高自光電轉換層朝陰極中的電子取出效率，因此可提昇轉換效率。

光電轉換元件可用於光感測器。另外，本實施形態中的光電轉換元件亦可用於太陽電池。

<發光元件>

繼而，對本發明的發光元件的實施形態進行詳細說明。本發明的發光元件具有陽極與陰極、及介於所述陽極與陰極之間的有 機層，該有機層藉由電能來發光。

有機層除僅包含發光層的構成以外，可列舉：1)電洞傳輸層/發光層、2)發光層/電子傳輸層、3)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、4)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層、5)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層等積層構成。另外，所述各層分別可為單層、多層的任一種。另外，可為具有多個磷光發光層或螢光發光層的積層型，亦可為將螢光發光層與磷光發光層組合而成的發光元件。進而，可將分別顯示出互不相同的發光色的發光層積層。

另外，亦可為經由中間層而將多個所述元件構成積層的串聯型。其中，較佳為至少一層為磷光發光層。所述中間層通常亦被稱為中間電極、中間導電層、電荷產生層、電子抽出層、連接層、中間絕緣層，可使用公知的材料構成。串聯型的具體例例如可列舉：6)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電荷產生層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、7)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層/電荷產生層/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層等在陽極與陰極之間包含電荷產生層作為中間層的積層構成。

於所述元件構成中，本發明的啡啉衍生物可用於任一層，但因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、電子傳輸層或電荷產生層。尤其，因具有優異的電子注入傳輸能力，故較佳為用於電子傳輸層 或電荷產生層。尤其，可適宜地用於電子傳輸層。

(陽極及陰極)

於本發明的發光元件中，陽極與陰極具有用於供給足以使元件發光的電流的作用，且為了取出光，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為透明電極。

陽極中所使用的材料只要是可將電洞高效率地注入至有機層的材料、且為了取出光而為透明或半透明，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，或者金、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，並無特別限定，但特佳為使用ITO玻璃或奈塞玻璃。該些電極材料可單獨使用，亦可將多種材料積層或混合來使用。透明電極的電阻只要可供給足以使元件發光的電流即可，因此並無限定，但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，則作為元件電極發揮功能，但目前亦可供給10Ω/□左右的基板，因此特佳為使用20Ω/□以下的低電阻的基板。ITO的厚度可配合電阻值而任意地選擇，但通常於100nm~300nm之間使用的情況多。

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。基板可適宜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是足以保持機械強度的厚度即可，因此只要為0.5mm以上便足夠。關於玻璃的材質，以來自玻璃的溶出 離子少為宜，因此較佳為無鹼玻璃。或者，施加有SiO₂等的隔離塗層的鈉鈣玻璃亦有市售品，因此亦可使用該鈉鈣玻璃。進而，若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蒸鍍法、濺鍍法及化學反應法等，並不特別受到限制。

陰極中所使用的材料只要是可將電子高效率地注入至發光層的物質，則並無特別限定。通常較佳為鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁、銦等金屬，或者該些金屬與鋰、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，較佳為將鋁、銀、鎂作為主成分。尤其，若包含鎂與銀，則本發明中的朝電子傳輸層及電子注入層中的電子注入變得容易，可實現低電壓驅動，故較佳。

進而，可列舉以下的較佳例：為了保護陰極，而將鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等金屬，或使用該些金屬的合金，二氧化矽、二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作為保護膜層積層於陰極上。另外，本發明的啡啉衍生物亦可用作該保護膜層(覆蓋層)。 但是，於自陰極側取出光的元件結構(頂部發光結構)的情況下，保護膜層自於可見光區域中具有透光性的材料中選擇。該些電極的製作方法為電阻加熱、電子束蒸鍍、濺鍍、離子鍍及塗佈等，並無特別限制。

(電洞傳輸層)

電洞傳輸層藉由將電洞傳輸材料的一種或兩種以上積層或混合的方法、或者使用電洞傳輸材料與高分子黏結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率地傳輸來自正極的電洞，較佳為電洞注入效率高，並高效率地傳輸所注入的電洞。因此，要求電洞傳輸材料為如下的物質：具有適當的游離電位，而且電洞移動率大，進而穩定性優異，於製造時及使用時難以產生成為陷阱的雜質。

作為滿足此種條件的物質，並無特別限定，例如可列舉：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的材料群，具有咔唑骨架的材料。

其中，較佳為咔唑多聚體，具體而言，較佳為雙(N-芳基咔唑)或雙(N-烷基咔唑)等咔唑二聚體的衍生物、咔唑三聚體的衍生物、咔唑四聚體的衍生物，更佳為咔唑二聚體的衍生物、咔唑三聚體的衍生物。進而，特佳為非對稱型的雙(N-芳基咔唑)衍生物。另外，各具有1個咔唑骨架與三芳基胺骨架的材料亦較佳。 更佳為在胺的氮原子與咔唑骨架之間具有伸芳基作為連結基的材料，特佳為具有由下述的通式(3)及通式(4)所表示的骨架的 材料。

L³、L⁴為伸芳基，Ar¹~Ar⁵為芳基。

除所述化合物以外，作為電洞傳輸材料，可較佳地使用三伸苯化合物、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，富勒烯衍生物，於聚合物系中，可較佳地使用在側鏈上具有所述單量體的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚茀、聚乙烯咔唑及聚矽烷等。進而，亦可使用p型Si、p型SiC等無機化合物。本發明的化合物因電化學穩定性優異，故亦可用作電洞傳輸材料。

有時因發光元件，而導致注入至發光層中的電子的一部分未再結合而到達至電洞傳輸層為止，並使發光元件的耐久性惡 化。因此，較佳為將電子阻擋性優異的化合物用於電洞傳輸層。 其中，含有咔唑骨架的化合物因電子阻擋性優異，可有助於發光元件的高效率化，故較佳。進而，所述含有咔唑骨架的化合物較佳為咔唑多聚體或具有由通式(3)及通式(4)所表示的骨架的材料。作為具有咔唑多聚體骨架者，較佳為咔唑二聚體的衍生物、咔唑三聚體的衍生物、或咔唑四聚體的衍生物。更佳為咔唑二聚體的衍生物、咔唑三聚體的衍生物，特佳為非對稱型的雙(N-芳基咔唑)衍生物。其原因在於：該些化合物兼具良好的電子阻擋性與電洞注入傳輸特性。進而，當將含有咔唑骨架的化合物用於電洞傳輸層時，更佳為所組合的發光層含有後述的磷光發光材料。其原因在於：所述具有咔唑骨架的化合物亦具有高三重態激子阻擋功能，當與磷光發光材料組合時可實現高發光效率化。

另外，若將於具有高電洞移動率方面優異的含有三伸苯骨架的化合物用於電洞傳輸層，則可獲得載子平衡提昇、發光效率提昇、耐久壽命提昇等效果，故較佳。若含有三伸苯骨架的化合物具有2個以上的二芳基胺基，則更佳。

所述含有咔唑骨架的化合物、或含有三伸苯骨架的化合物分別可單獨用作電洞傳輸層，亦可相互混合來使用。另外，亦可於無損本發明的效果的範圍內混合其他材料。另外，當電洞傳輸層包含多層時，較佳為於任一層中包含含有咔唑骨架的化合物、或含有三伸苯骨架的化合物。

(電洞注入層)

亦可在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，發光元件低驅動電壓化，耐久壽命亦提昇。

於電洞注入層中，可較佳地使用游離電位比通常用於電洞傳輸層的材料小的材料。具體而言，除可列舉如所述TPD232般的聯苯胺衍生物、星爆狀芳基胺材料群以外，亦可使用酞菁衍生物等。

另外，電洞注入層僅包含受體性化合物，或將受體性化合物摻雜至其他電洞傳輸材料中來使用亦較佳。作為受體性化合物的例子，可列舉：如氯化鐵(III)、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、氯化銻般的金屬氯化物，如氧化鉬、氧化釩、氧化鎢、氧化釕般的金屬氧化物，如三(4-溴苯基)六氯銻酸銨(TBPAH)般的電荷轉移錯合物。另外，亦可適宜地使用分子內具有硝基、氰基、鹵素或三氟甲基的有機化合物，或者醌系化合物，酸酐系化合物，富勒烯等。

作為該些化合物的具體例，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(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三伸苯(HAT-CN₆)、四氟對苯醌、四氯對苯醌、四溴對苯醌、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、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、C₆₀、及C₇₀等。

該些之中，金屬氧化物或含有氰基的化合物因容易處理、亦容易進行蒸鍍，故可容易地獲得所述效果，因此較佳。作為較佳的金屬氧化物的例子，可列舉：氧化鉬、氧化釩、或氧化釕。含有氰基的化合物之中，如下的化合物因成為強的電子受體，故更佳，所述化合物為(a)於分子內，除氰基的氮原子以外具有至少一個電子接受性氮的化合物；(b)分子內具有鹵素與氰基兩者的化合物；(c)分子內具有羰基與氰基兩者的化合物；或(d)分子內具有鹵素與氰基兩者，進而除氰基的氮原子以外具有至少一個電子接受性氮的化合物。作為此種化合物，具體而言，可列舉如下的化合物。

[化80]

[化81]

於電洞注入層僅包含受體性化合物的情況、或於電洞注入層中摻雜有受體性化合物的情況的任一情況下，電洞注入層均可為1層，亦可積層有多層。另外，就可緩和對於電洞傳輸層的電洞注入障礙這一觀點而言，於摻雜有受體化合物時組合使用的電洞注入材料更佳為與用於電洞傳輸層的化合物相同的化合物。

(發光層)

發光層可為單層、多層的任一種，分別由發光材料(主體材料、摻雜劑材料)形成，其可為主體材料與摻雜劑材料的混合物，亦可為單一的主體材料，可為其中一種情況。即，本發明的發光 元件中，於各發光層中，可為僅主體材料或摻雜劑材料發光，亦可為主體材料與摻雜劑材料均發光。就高效率地利用電能、獲得高色純度的發光這一觀點而言，較佳為發光層包含主體材料與摻雜劑材料的混合物。

另外，主體材料與摻雜劑材料分別可為一種，亦可為多種的組合，可為其中一種情況。摻雜劑材料可包含於整個主體材料中，亦可包含於一部分主體材料中，可為其中一種情況。可將摻雜劑材料積層，亦可使其分散，可為其中一種情況。

摻雜劑材料可控制發光色。若摻雜劑材料的量過多，則會產生濃度淬滅現象，因此較佳為相對於主體材料，以20重量%以下來使用摻雜劑材料，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來形成，但亦可事先與主體材料混合後同時進行蒸鍍。

具體而言，發光材料可使用自以前以來作為發光體為人所知的蒽或芘等的縮合環衍生物、以三(8-羥基喹啉)鋁為首的金屬螯合化類咢辛化合物、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、紫環酮衍生物、環戊二烯衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物，於聚合物系中，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，但並無特別限定。

發光材料中所含有的主體材料並無特別限定，但可使用萘、蒽、菲、芘、

、稠四苯、三伸苯、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)為首的金屬螯合化類咢辛化合物，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，紫環酮衍生物，環戊二烯衍生物，吡咯并吡咯衍生物，噻二唑并吡啶衍生物，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，於聚合物系中，可使用聚苯乙炔衍生物、聚對苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，但並無特別限定。

另外，摻雜劑材料並無特別限定，可使用：萘、蒽、菲、芘、

、三伸苯、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、噻咯、9-矽茀、9,9'-螺二矽茀、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)喹嗪并[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，以及以N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺為代表的芳香族胺衍生物等。

另外，於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。當使用磷光發光材料作為摻雜劑時，基本上必須於室溫下亦獲得磷光發光，但並無特別限定，較佳為包含選自由銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)、及錸(Re)所組成的群組中的至少一種金屬的有機金屬錯合化合物。其中，就於室溫下亦具有高磷光發光產率這一觀點而言，更佳為具有銥、或鉑的有機金屬錯合物。

作為與磷光發光性的摻雜劑組合使用的主體，可適宜地使用吲哚衍生物，咔唑衍生物，吲哚并咔唑衍生物、具有吡啶、嘧啶、三嗪骨架的含氮芳香族化合物衍生物，聚芳基苯衍生物，螺環茀衍生物，參茚并苯衍生物，三伸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有硫族元素的化合物，喹啉醇鈹錯合物等有機金屬錯合物等，只要是較基本上使用的摻雜劑而言三重態能量大，並且電子、電洞自各個傳輸層順利地注入且傳輸者，則並不限定於該些化合物。另外，亦可含有兩種以上的三重態發光摻雜劑，且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。

作為較佳的磷光發光性主體或摻雜劑，並無特別限定， 具體而言，可列舉如下的例子。

[化83]

另外，於發光層中亦可含有熱活化延遲螢光材料。熱活化延遲螢光材料通常亦被稱為TADF(Thermally-Activated Delayed Fluorescence)材料，其是藉由減小單重態激發狀態的能級與三重態激發狀態能級的能隙，而促進自三重態激發狀態朝單重態激發狀態的逆系間跨越(intersystem crossing)，並提昇單重態激子生 成概率的材料。熱活化延遲螢光材料可為藉由單一的材料來顯示出熱活化延遲螢光的材料，亦可為藉由多種材料來顯示出熱活化延遲螢光的材料。所使用的熱活化延遲螢光材料可為單一材料，亦可為多種材料，可使用公知的材料。具體而言，例如可列舉：苄腈衍生物、三嗪衍生物、二亞碸衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、二氫啡嗪衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物等。

本發明的啡啉衍生物亦可用作發光材料，尤其可適宜地用作磷光主體材料。

(電子傳輸層)

於本發明中，所謂電子傳輸層，是指位於陰極與發光層之間的層。電子傳輸層可為單層，亦可為多層，可與陰極或發光層連接，亦可不連接。

對於電子傳輸層，期望來自陰極的電子注入效率高、高效率地傳輸所注入的電子、朝發光層中的電子注入效率高等。因此，電子傳輸層較佳為包含如下的物質：電子親和力大，而且電子移動率大，進而穩定性優異，於製造時及使用時難以產生成為陷阱的雜質。但是，當考慮了電洞與電子的傳輸平衡時，只要電子傳輸層主要發揮可高效率地對來自陽極的電洞不進行再結合而流向陰極側的情況進行阻止的作用，則即便包含電子傳輸能力並不那麼高的材料，提昇發光效率的效果亦與包含電子傳輸能力高的材料的情況相同。因此，可高效率地阻止電洞的移動的電洞阻止層亦作為相同含義的層而包含於本發明中的電子傳輸層中。

作為電子傳輸層中所使用的電子傳輸材料，可列舉萘、蒽等的縮合多環芳香族衍生物，以4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯為代表的苯乙烯基系芳香環衍生物，蒽醌或聯苯醌等醌衍生物，氧化磷衍生物，三(8-羥基喹啉)鋁(III)等羥喹啉錯合物、苯并羥喹啉錯合物、羥基唑錯合物、甲亞胺錯合物、環庚三烯酚酮金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物等各種金屬錯合物，但就降低驅動電壓、可獲得高效率發光而言，較佳為使用如下的化合物：包含選自碳、氫、氮、氧、矽、磷中的元素，且具有含有電子接受性氮的芳香族雜環結構。

作為具有含有電子接受性氮的芳香族雜環結構的化合物，例如可列舉苯并咪唑衍生物、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、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、聯吡啶或三聯吡啶等寡聚吡啶衍生物、喹噁啉衍生物及萘啶衍生物等作為較佳的化合物。其中，就電子傳輸能力的觀點而言，可較佳地使用：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]伸苯基等噁二唑衍生物、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-啡啉或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-3,4-二苯基噻咯等聯吡啶衍生物、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，若該些衍生物具有縮合多環芳香族骨架，則玻璃轉移溫度提昇，並且電子移動率亦變大，發光元件的低電壓化的效果大，故更佳。進而，若考慮元件耐久壽命提昇、合成的容易性、容易獲得原料，則縮合多環芳香族骨架特佳為蒽骨架、芘骨架或啡啉骨架。所述電子傳輸材料可單獨使用，亦可將所述電子傳輸材料的兩種以上混合使用、或者將其他電子傳輸材料的一種以上與所述電子傳輸材料混合使用。

作為較佳的電子傳輸材料，並無特別限定，具體而言，可列舉如下的例子。

[化84]

除該些以外，亦可使用國際公開第2004-63159號、國際公開第2003-60956號、「Appl.Phys.Lett.(應用物理快報)」74,865(1999)、「有機電子學(Org.Electron.)」4,113(2003)、國際公開第2010-113743號、國際公開第2010-1817號等中所揭示的電子 傳輸材料。

另外，本發明的啡啉衍生物亦具有高電子注入傳輸能力，因此可適宜地用作電子傳輸材料。

當將本發明的啡啉衍生物用作電子傳輸材料時，無需僅限於其各一種，可將多種本發明的啡啉衍生物混合使用、或於無損本發明的效果的範圍內將其他電子傳輸材料的一種以上與本發明的啡啉衍生物混合使用。作為可進行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，以4,4'-雙(二苯基乙烯基)聯苯為代表的苯乙烯基系芳香環衍生物，苝衍生物，紫環酮衍生物，香豆素衍生物，萘二甲醯亞胺衍生物，蒽醌或聯苯醌等醌衍生物，氧化磷衍生物，咔唑衍生物及吲哚衍生物，羥喹啉鋰、三(8-羥基喹啉)鋁(III)等羥喹啉錯合物，或羥基苯基噁唑錯合物等羥基唑錯合物，甲亞胺錯合物，環庚三烯酚酮金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物。

所述電子傳輸材料可單獨使用，亦可將所述電子傳輸材料的兩種以上混合使用、或將其他電子傳輸材料的一種以上與所述電子傳輸材料混合使用。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礙，而使自陰極或電子注入層朝電子傳輸層中的電子注入變得更容易，進而提昇電子傳輸層的導電性的化合物。

作為本發明中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。作為鹼金屬、鹼土金屬的較佳的種類，可列舉：功函數低且電子傳輸能力提昇的效果大的鋰、鈉、銫等鹼金屬，或鎂、鈣等鹼土金屬。

另外，就於真空中的蒸鍍容易且處理性優異而言，與金屬單體相比，較佳為無機鹽、或者與有機物的錯合物的狀態。進而，就使於大氣中的處理變得容易、容易控制添加濃度的觀點而言，更佳為處於與有機物的錯合物的狀態。作為無機鹽的例子，可列舉：LiO、Li₂O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，作為鹼金屬或鹼土金屬的較佳例，就原料廉價且容易合成的觀點而言，可列舉鋰。另外，作為與有機物的錯合物中的有機物的較佳例，可列舉：羥喹啉、苯并羥喹啉、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，特佳為羥喹啉鋰。可將兩種以上的該些施體性材料混合使用。

適宜的摻雜濃度亦根據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況下，較佳為以電子傳輸材料與施體性材料的蒸鍍速度比變成10000：1~2：1的範圍的方式進行共蒸鍍而製成電子傳輸層者。蒸鍍速度比更佳為100：1~5：1，進而更佳為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況下，較佳為以電子傳輸材料與施體性材料的蒸鍍速度比變成100：1~1：100的範圍的 方式進行共蒸鍍而製成電子傳輸層者。蒸鍍速度比更佳為10：1~1：10，進而更佳為7：3~3：7。

向電子傳輸層中摻雜施體性材料來提昇電子傳輸能力的方法於薄膜層的膜厚厚的情況下，特別發揮效果。可特佳地用於電子傳輸層及發光層的合計膜厚為50nm以上的情況。例如，有為了提昇發光效率而利用干涉效應的方法，其是使自發光層直接放射的光與由陰極反射的光的相位整合來提昇光的取出效率的方法。其最佳條件對應於光的發光波長而變化，但電子傳輸層及發光層的合計膜厚變成50nm以上，於紅色等的長波長發光的情況下，有時變成接近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一部分或全部的任一者。當向電子傳輸層的一部分進行摻雜時，理想的是至少於電子傳輸層/陰極界面上設置摻雜區域，即便僅於陰極界面附近進行摻雜，亦可獲得低電壓化的效果。另一方面，存在若施體性材料與發光層直接接觸，則造成使發光效率下降的不良影響的情況，於該情況下，較佳為於發光層/電子傳輸層界面上設置無摻雜區域。

(電子注入層)

於本發明中，亦可在陰極與電子傳輸層之間設置電子注入層。通常，電子注入層是為了幫助自陰極朝電子傳輸層注入電子而插入，當進行插入時，可使用具有含有電子接受性氮的雜芳基環結構的化合物，亦可使用含有所述施體性材料的層。本發明的 啡啉衍生物亦可包含於電子注入層中。

另外，於電子注入層中亦可使用絕緣體或半導體的無機物。藉由使用該些材料，可有效地防止發光元件的短路、且提昇電子注入性，故較佳。

作為此種絕緣體，較佳為使用選自由鹼金屬硫族化物、鹼土金屬硫族化物、鹼金屬的鹵化物及鹼土金屬的鹵化物所組成的群組中的至少一種金屬化合物。若電子注入層包含該些鹼金屬硫族化物等，則就可進一步提昇電子注入性的觀點而言更佳。

具體而言，作為較佳的鹼金屬硫族化物，例如可列舉Li₂O、Na₂S及Na₂Se，作為較佳的鹼土金屬硫族化物，例如可列舉：CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及CaSe。另外，作為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，作為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，亦可適宜地使用有機物與金屬的錯合物。當將有機物與金屬的錯合物用於電子注入層時，容易調整膜厚，故更佳。 作為此種有機金屬錯合物的例子，作為與有機物的錯合物中的有機物的較佳例，可列舉：羥喹啉、苯并羥喹啉、吡啶基苯酚、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，特佳為羥喹啉鋰。

(電荷產生層)

於本發明中，所謂電荷產生層，是指所述串聯結構型元件中的位於陽極與陰極之間的中間層，且為藉由電荷分離而產生電洞及電子的層。電荷產生層通常由陰極側的P型層與陽極側的N型層形成。於該些層中，期望有效率的電荷分離、及所產生的載子的有效率的傳輸。

於P型的電荷產生層中，可使用所述電洞注入層或電洞傳輸層中所使用的材料。例如可適宜地使用：HAT-CN₆、NPD或TBDB等聯苯胺衍生物，m-MTDATA或1-TNATA等被稱為星爆狀芳基胺的材料群，具有由通式(3)及通式(4)所表示的骨架的材料等。

於N型的電荷產生層中，可使用所述電子注入層或電子傳輸層中所使用的材料，可使用具有含有電子接受性氮的雜芳基環結構的化合物，亦可使用含有所述施體性材料的層。亦可適宜地使用向本發明的啡啉衍生物中摻雜所述施體性材料而成的層。

構成發光元件的所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，通常就元件特性的觀點而言，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，因此無法進行限定，但較佳為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換為光的功能。此 處，主要使用直流電流作為電能，但亦可使用脈衝電流或交流電流。電流值及電壓值並無特別限制，但若考慮元件的消耗電力或壽命，則應以利用儘可能低的能量獲得最大的亮度的方式選擇。

本發明的發光元件可適宜地用作例如以矩陣方式及/或片段方式顯示的顯示器。

所謂矩陣方式，是指將用於顯示的畫素二維地配置成格子狀或馬賽克狀等，並藉由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、監視器、電視機的圖像及文字顯示中，通常使用一邊為300μm以下的四邊形的畫素，另外，於如顯示面板般的大型顯示器的情況下，使用一邊為mm級的畫素。於單色顯示的情況下，只要排列相同顏色的畫素即可，於彩色顯示的情況下，使紅、綠、藍的畫素並列來進行顯示。於此情況下，典型的有三角型與條紋型。而且，該矩陣的驅動方法可為線序驅動方法或主動矩陣的任一者。線序驅動的結構簡單，但於考慮了動作特性的情況下，有時主動矩陣更優異，因此驅動方法亦必須根據用途而區分使用。

本發明中的片段方式是指如下的方式：以顯示事先所決定的資訊的方式形成圖案，並使藉由該圖案的配置而決定的區域發光。例如可列舉：數位時鐘或溫度計中的時刻或溫度顯示、音頻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，所述矩陣顯示與片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機器等的背光 源。背光源主要為了提昇不進行自發光的顯示裝置的視認性而使用，其用於液晶顯示裝置、時鐘、音頻裝置、汽車面板、顯示板及標識等。尤其，本發明的發光元件可較佳地用於液晶顯示裝置之中，正研究薄型化的個人電腦用途的背光源，而可提供比現有的背光源更薄型且輕量的背光源。

[實施例]

以下，列舉實施例來說明本發明，但本發明並不由該些實施例限定。

合成例1

化合物[A-1]的合成

將2-乙醯基吡啶12.1g、8-胺基喹啉-7-甲醛17.2g、氫氧化鉀14.0g、乙醇1000mL混合，進行氮氣置換後進行加熱回流。 4.5小時後，冷卻至室溫，然後添加甲苯500mL、水1000mL並進行分液。利用甲苯500mL對水層進行2次萃取後，與現有的有機層混合，並將乙醇減壓餾去。利用硫酸鎂對溶液進行乾燥，將溶媒減壓餾去後，進行真空乾燥，藉此獲得中間物[a]23.9g。

繼而，將1-溴-4-氯苯6.13g與二丁基醚20.0mL混合，並冷卻至-10℃為止。向其中添加正丁基鋰(1.6M，己烷溶液)20.0mL，昇溫至0℃為止後，攪拌30分鐘。向將中間物[a]8.23g、甲苯165mL混合並冷卻至-10℃為止的液體中緩慢地添加該調整液。添加時，以反應液溫度變成-5℃以下的方式進行調整。添加後，於-5℃以下攪拌1小時，然後添加水200mL進行淬火。將水層去除後，利用水100mL對有機層進行3次清洗，然後利用無水硫酸鈉進行乾燥，並將溶媒減壓餾去。向所獲得的固體中添加四氫呋喃300mL，使其溶解後，添加二氧化錳16.7g，並於室溫下進行攪拌。10小時後，添加四氫呋喃200mL，然後藉由矽藻土過濾來將不溶物去除。將濾液的溶媒減壓餾去後，利用甲苯/環己烷對所獲得的固體進行再結晶，然後對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得中間物[b]9.39g。

繼而，將中間物[b]2.15g、1-芘硼酸1.59g、1,4-二噁烷60.0mL、1.27M磷酸鉀水溶液10.2mL混合，並進行氮氣置換。向該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)135mg、三環己基 膦．四氟硼烷129mg，並進行3.5小時加熱回流。冷卻至室溫後，添加水100ml，並對析出物進行過濾。真空乾燥後，添加四氫呋喃400mL並進行加熱溶解，冷卻至50℃附近為止後，添加活性碳313mg，並進行1小時加熱回流。冷卻後，利用二氧化矽墊進行過濾。將濾液的溶媒餾去後，利用鄰二甲苯對所獲得的固體進行再結晶，並對所獲得的固體進行過濾。進而，再次利用鄰二甲苯進行再結晶，進行真空乾燥後，利用吡啶/甲醇進行再結晶。對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得化合物[A-1]的黃色固體1.97g。鑑定藉由質譜測定來進行。

再者，於1×10^-3Pa的壓力下，使用油擴散泵以約300℃對化合物[A-1]進行昇華精製後用作發光元件材料。

合成例2

化合物[A-2]的合成

將3-乙醯基吡啶12.1g、8-胺基喹啉-7-甲醛17.2g、氫氧化鉀14.0g、乙醇1000mL混合，進行氮氣置換後進行加熱回流。 4.5小時後，冷卻至室溫，然後添加甲苯500mL、水1000mL並進行分液。利用甲苯500mL對水層進行2次萃取後，與現有的有機層混合，並將乙醇減壓餾去。利用無水硫酸鈉對溶液進行乾燥，將溶媒減壓餾去後，進行真空乾燥，藉此獲得中間物[c]14.4g。

繼而，將1-溴-3-氯苯6.13g與二丁基醚20.0mL混合，並冷卻至-10℃為止。向其中添加正丁基鋰(1.6M，己烷溶液)20.0mL，昇溫至0℃為止後，攪拌30分鐘。向將中間物[c]8.23g、甲苯165mL混合並冷卻至-10℃為止的液體中緩慢地添加該調整液。添加時，以反應液溫度變成-5℃以下的方式進行調整。添加後，於-5℃以下攪拌1小時，然後添加水200mL進行淬火。將水層去除後，利用水100mL對有機層進行3次清洗，然後利用無水硫酸鈉進行乾燥，並將溶媒減壓餾去。向所獲得的固體中添加四氫呋喃300mL，使其溶解後，添加二氧化錳16.7g，並於室溫下進行攪拌。8小時後，添加四氫呋喃200mL，然後藉由矽藻土過 濾來將不溶物去除。將濾液的溶媒減壓餾去後，利用甲苯/環己烷對所獲得的固體進行再結晶，然後對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得中間物[d]9.34g。

繼而，將中間物[d]2.21g、3-螢蒽硼酸1.62g、1,4-二噁烷60.0mL、1.27M磷酸鉀水溶液10.4mL混合，並進行氮氣置換。向該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)138mg、三環己基膦．四氟硼烷133mg，並進行3小時加熱回流。冷卻至室溫後，添加水100ml，並對析出物進行過濾。真空乾燥後，添加四氫呋喃300mL進行溶解，然後添加活性碳313mg，並進行1小時加熱回流。冷卻後，利用二氧化矽墊進行過濾。將濾液的溶媒餾去後，利用吡啶/甲醇對所獲得的固體進行再結晶。對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得化合物[A-2]的黃色固體2.55g。鑑定藉由質譜測定來進行。

再者，於1×10^-3Pa的壓力下，使用油擴散泵以約300℃對化合物[A-2]進行昇華精製後用作發光元件材料。

合成例3

化合物[A-3]的合成

將4'-氯苯乙酮15.5g、8-胺基喹啉-7-甲醛17.2g、氫氧化鉀14.0g、乙醇1000mL混合，進行氮氣置換後進行加熱回流。4.5小時後，冷卻至室溫，然後添加甲苯500mL、水1000mL並進行分液。利用甲苯500mL對水層進行2次萃取後，與現有的有機層混合，並將乙醇減壓餾去。利用無水硫酸鈉對溶液進行乾燥，將溶媒減壓餾去後，進行真空乾燥，藉此獲得中間物[e]25.9g。

繼而，將中間物[e]13.6g、雙(頻哪醇合)二硼17.8g、乙酸鉀13.8g、1,4-二噁烷468mL混合，進行氮氣置換後，添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)538mg、2-二環己基膦基-2',4',6'-三異丙基聯苯892mg，並進行3小時加熱回流。冷卻至室溫後，對析出物進行過濾，並將濾液的溶媒餾去。利用水100mL對所獲得的固體進行2次清洗，利用庚烷50mL進行2次清洗後，進行真空乾燥，藉此獲得中間物[f]15.2g。

繼而，將中間物[f]12.5g、8-氯喹啉4.11g、磷酸鉀7.47g、甲苯251mL混合，進行氮氣置換後，添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)289mg、三-第三丁基膦．四氟硼烷292mg，並進行2小時加熱回流。冷卻至室溫後，添加水250mL，並使用矽藻土對所析出的固體進行過濾。對濾液進行分液，利用水200mL對分離取出的有機層進行2次清洗後，將有機層的溶媒減壓餾去。使所獲得的固體加熱溶解於吡啶100mL中後，添加活性碳963mg與「QuadraSil」(註冊商標)1.50g，於100℃下攪拌1小時後，於 室溫下進行矽藻土過濾。將濾液的溶媒減壓餾去後，利用鄰二甲苯進行再結晶，然後對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得中間物[g]8.96g。

繼而，將1-溴芘4.53g與二丁基醚40.0mL混合，並冷卻至-10℃為止。向其中添加正丁基鋰(1.6M，己烷溶液)10.0mL，昇溫至0℃為止後，攪拌30分鐘。向將中間物[g]6.13g、甲苯82.0mL混合並冷卻至-10℃為止的液體中緩慢地添加該調整液。添加時，以反應液溫度變成-5℃以下的方式進行調整。添加後，於-5℃以下攪拌2小時，然後添加水100mL進行淬火。追加甲苯100mL並進行分液後，將水層去除。利用水100mL對有機層進行2次清洗，然後利用無水硫酸鈉進行乾燥，並將溶媒減壓餾去。向所獲得的固體中添加四氫呋喃400mL，使其溶解後，添加二氧化錳6.96g，並於室溫下進行攪拌。7小時後，藉由矽藻土過濾來將不溶物去除，並將濾液的溶媒減壓餾去。利用甲苯對所獲得的固體進行再結晶，進而利用吡啶對所獲得的固體進行再結晶。再次重複利用吡啶的再結晶，對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥， 藉此獲得化合物[A-3]的黃色固體5.22g。鑑定藉由質譜測定來進行。

再者，於1×10^-3Pa的壓力下，使用油擴散泵以約290℃對化合物[A-3]進行昇華精製後用作發光元件材料。

合成例4

化合物[A-4]的合成

將中間物[e]8.20g、3-螢蒽硼酸6.80g、1,4-二噁烷282.0mL、1.27M磷酸鉀水溶液48.9mL混合，並進行氮氣置換。向該混合溶液中添加雙(二亞苄基丙酮)鈀(0)578mg、三環己基膦．四氟硼烷555mg，並進行2小時加熱回流。冷卻至室溫後，添加水300ml，並對析出物進行過濾。真空乾燥後，添加四氫呋喃800mL進行溶解，然後添加活性碳1.29mg，並進行1小時加熱回流。冷卻後，利用二氧化矽墊進行過濾。將濾液的溶媒餾去後，利用吡啶/甲醇對所獲得的固體進行再結晶。對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得中間物[h]10.9g。

繼而，將2-(4-溴苯基)吡啶3.74g與二丁基醚40.0mL混合，並冷卻至-10℃為止。向其中添加正丁基鋰(1.6M，己烷溶液)10.0mL，昇溫至0℃為止後，攪拌30分鐘。向將中間物[h]7.30g、甲苯82.0mL混合並冷卻至-10℃為止的液體中緩慢地添加該調整液。添加時，以反應液溫度變成-5℃以下的方式進行調整。添加後，於-5℃以下攪拌2小時，然後添加水100mL進行淬火。追加甲苯100mL並進行分液後，將水層去除。利用水100mL對有機層進行2次清洗，然後利用無水硫酸鈉進行乾燥，並將溶媒減壓餾去。向所獲得的固體中添加四氫呋喃500mL，使其溶解後，添加二氧化錳6.96g，並於室溫下進行攪拌。8小時後，藉由矽藻土過濾來將不溶物去除，並將濾液的溶媒減壓餾去。利用鄰二甲苯對所獲得的固體進行再結晶，進而利用吡啶進行再結晶。對所獲得的固體進行過濾，並進行真空乾燥，藉此獲得化合物[A-4]的黃色固體5.41g。鑑定藉由質譜測定來進行。

再者，於1×10^-3Pa的壓力下，使用油擴散泵以約310℃對化合物[A-4]進行昇華精製後用作發光元件材料。

於下述的實施例中，化合物B-1~化合物B-12為以下所示的化合物。

[化97]

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)(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。利用「Semico Clean 56」(商品名，古內化學(Furuuchi Chemical)(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清 洗後，利用超純水進行清洗。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，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。 首先，利用電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，將主體材料H-1、摻雜劑材料D-1以摻雜濃度變成5重量%的方式蒸鍍成20nm的厚度來作為發光層。繼而，將化合物B-1蒸鍍成35nm的厚度來作為電子傳輸層進行積層。繼而，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，蒸鍍1000nm的鋁來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚是石英振盪式膜厚監視器的顯示值。該發光元件的1000cd/m²時的特性是驅動電壓為4.3V，外部量子效率為4.8%。另外，將初始亮度設定成1000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1500小時。再者，化合物HAT-CN₆、化合物HT-1、化合物H-1、化合物D-1為以下所示的化合物。

實施例2~實施例12

將表1中所記載的化合物用於電子傳輸層，除此以外，以與實施例1相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表1中。

比較例1~比較例5

將表1中所記載的化合物用於電子傳輸層，除此以外，以與實施例1相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表1中。再者，E-1~E-5為以下所示的化合物。

實施例13

將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。 利用「Semico Clean 56」(商品名，古內化學(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。首先，利用電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，將主體材料H-1、摻雜劑材料D-1以摻雜濃度變成5重量%的方式蒸鍍成20nm的厚度來作為發光層。繼而，將化合物B-1蒸鍍成25nm的厚度來作為第1電子傳輸層進行積層。進而，將化合物B-1用於電子傳輸材料，並使用鋰作為施體性材料，以化合物B-1與鋰的蒸鍍速度比變成20：1的方式積層為10nm的厚度來作為第2電子傳輸層。繼而，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，蒸鍍1000nm的鋁來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。該發光元件的1000cd/m²時的特性是驅動電壓為3.9V，外部量子效率為5.8%。另外，將初始亮度設定成1000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1650小時。

實施例13~實施例24

將表2中所記載的化合物用於電子傳輸層，除此以外，以與實施例13相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表2中。

比較例6~比較例10

將表2中所記載的化合物用於電子傳輸層，除此以外，以與 實施例13相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表2中。

實施例25

將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。 利用「Scmico Clean 56」(商品名，古內化學(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。首先，利用電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，將主體材料H-1、摻雜劑材料D-1以摻雜濃度變成5重量%的方式蒸鍍成20nm的厚度來作為發光層。進而，將化合物B-1用於電子傳輸材料，並使用2E-1作為施體性材料，以化合物B-1與2E-1的蒸鍍速度比變成1：1的方式積層為35nm的厚度來作為電子傳輸層。 該電子傳輸層於表4中作為第2電子傳輸層來表示。繼而，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，對1000nm的鎂與銀進行共蒸鍍來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。該發光元件的1000cd/m²時的特性是驅動電壓為3.9V，外部量子效率為6.0%。另外，將初始亮度設定成1000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1800小時。再者，2E-1為下述所示的化合物。

[化100]

實施例26~實施例36

使用表3中所記載的化合物作為電子傳輸層、施體性材料，除此以外，以與實施例25相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表3中。

比較例11~比較例15

使用表3中所記載的化合物作為電子傳輸層、施體性材料，除此以外，以與實施例25相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表3中。

實施例37

將化合物B-1蒸鍍成25nm的厚度來作為第1電子傳輸層進行積層，進而，將化合物B-1用於電子傳輸材料，並使用2E-1作為施體性材料，以化合物B-1與2E-1的蒸鍍速度比變成1：1的方式積層為10nm的厚度來作為第2電子傳輸層。除此以外，以與實施例25相同的方式製作發光元件。該發光元件的1000cd/m²時的特性是驅動電壓為4.0V，外部量子效率為5.9%。另外，將初始亮度設定成1000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降 20%的時間為1950小時。

實施例38~實施例48

使用表4中所記載的化合物作為電子傳輸層、施體性材料，除此以外，以與實施例37相同的方式製作發光元件，並進行評價。 將結果示於表4中。

比較例15~比較例20

使用表4中所記載的化合物作為電子傳輸層、施體性材料，除此以外，以與實施例37相同的方式製作發光元件，並進行評價。 將結果示於表4中。

實施例49

將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。 利用「Semico Clean 56」(商品名，古內化學(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。首先，利用電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。該電洞傳輸層於表6中作為第1電洞傳輸層來表示。其次，將主體材料H-2、摻雜劑材料D-2以摻雜濃度變成10重量%的方式蒸鍍成20nm的厚度來作為發光層。繼而，將化合物B-2蒸鍍成35nm的厚度來作為電子傳輸層進行積層。繼而，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，蒸鍍1000 nm的鋁來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚是石英振盪式膜厚監視器的顯示值。該發光元件的4000cd/m²時的特性是驅動電壓為3.9V，外部量子效率為10.4%。另外，將初始亮度設定成4000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1400小時。再者，H-2、D-2為以下所示的化合物。

實施例50~實施例54

使用表5中所記載的化合物作為電子傳輸層，除此以外，以與實施例49相同的方式製作發光元件，並進行評價。將結果示於表5中。

比較例21~比較例23

使用表5中所記載的化合物作為電子傳輸層，除此以外，以與實施例49相同的方式製作發光元件，並進行評價。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(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。 利用「Semico Clean 56」(商品名，古內化學(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。首先，利用電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍40nm的HT-1作為第1電洞傳輸層。進而，蒸鍍10nm的HT-2作為第2電洞傳輸層。其次，將主體材料H-2、摻雜劑材料D-2以摻雜濃度變成10重量%的方式蒸鍍成20nm的厚度來作為發光層。繼而，將化合物B-2蒸鍍成35nm的厚度來作為電子傳輸層進行積層。繼而，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，蒸鍍1000nm的鋁來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。此處所述的膜厚是石英振盪式膜厚監視器的顯示值。該發光元件的4000cd/m²時的特性是驅動電壓為3.9V，外部量子效率為13.3%。另外，將初始亮度設定成4000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1600小時。再者，HT-2為以下所示的化合物。

[化102]

實施例56~實施例69

使用表5中所記載的化合物作為第2電洞傳輸層及電子傳輸層，除此以外，以與實施例55相同的方式製作元件，並進行評價。將結果示於表5中。再者，HT-3、HT-4、HT-5為以下所示的化合物。

比較例24~比較例31

使用表5中所記載的化合物作為第2電洞傳輸層及電子傳輸層，除此以外，以與實施例55相同的方式製作元件，並進行評價。將結果示於表5中。

實施例70

將堆積有165nm的ITO透明導電膜的玻璃基板(吉奧馬(股份)製造，11Ω/□，濺鍍品)切斷成38mm×46mm，並進行蝕刻。利用「Semico Clean 56」(商品名，古內化學(股份)製造)對所獲得的基板進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗。於即將製作元件之前對該基板進行1小時UV-臭氧處理，然後設置於真空蒸鍍裝置內，進行排氣直至裝置內的真空度變成5×10^-4Pa以下為止。首先，利用電阻加熱法蒸鍍10nm的HAT-CN₆作為電洞注入層，並蒸鍍90nm的HT-6作為電洞傳輸層。其次，將主體材料H-1、摻雜劑材料D-3以摻雜濃度變成5重量%的方式蒸鍍成30nm的厚度來作為發光層，於該發光層上，將化合物ET-1蒸鍍成30nm的厚度來作為電子傳輸層進行積層。繼而，將化合物B-1用於電子傳輸材料，並使用鋰作為施體性材料，以化合物B-1與鋰的蒸鍍速度比變成20：1的方式積層為10nm的厚度來作為N型的電荷產生層，於該N型的電荷產生層上，蒸鍍10nm的HT-6來作為P型的電荷產生層。進而，以與所述相同的條件積層電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層後，蒸鍍0.5nm的氟化鋰後，蒸鍍1000nm的鋁來作為陰極，從而製成5mm×5mm見方的元件。該發光元件的1000cd/m²時的特性是驅動電壓為8.7 V，外部量子效率為6.9%。另外，將初始亮度設定成1000cd/m²，並進行恆定電流驅動，結果亮度下降20%的時間為1000小時。再者，HT-6、ET-1、D-3為以下所示的化合物。

實施例71~實施例76

使用表6中所記載的化合物作為N型的電荷產生層的電子傳輸材料，除此以外，以與實施例70相同的方式製作元件，並進行評價。將結果示於表6中。

比較例32~比較例36

使用表6中所記載的化合物作為N型的電荷產生層的電子傳輸材料，除此以外，以與實施例70相同的方式製作元件，並進行評價。將結果示於表6中。

Claims (13)

1. 一種啡啉衍生物，其由下述通式(1)表示，(R²~R⁷分別可相同，亦可不同，且自由氫、氘、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇；R⁹及R¹⁰為芳基或雜芳基；R¹為由L¹-B所表示的基、且R⁸為由L²-C所表示的基；R¹~R¹⁰分別可被取代，亦可不被取代；另外，R¹~R⁸不具有啡啉骨架；L¹及L²分別可相同，亦可不同，且自單鍵或伸苯基的任一者中選擇；B為吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、喹噁啉基、喹唑啉基、苯并喹啉基、吖啶基、苯并咪唑基或咪唑并吡啶基，C為萘基、茀基、菲基、芘基、苯并[9,10]菲基或丙[二]烯合茀基；其中，B不具有啡啉骨架；當B及C被取代時，作為取代基，自由氘、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、羰基、羧基、氧羰基、胺甲醯基、胺基、氧硼基、矽烷基、苯基、萘基、吡啶基、喹啉基及-P(=O)R⁹R¹⁰所組成的群組中選擇；該些基可進一步由氘、烷基、鹵素、苯基、萘基、吡啶基或喹啉基取代)。
2. 如申請專利範圍第1項所述的啡啉衍生物，其中L²為伸苯基。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的啡啉衍生物，其中C為茀基、菲基、芘基、苯并[9,10]菲基或丙[二]烯合茀基。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的啡啉衍生物，其中C為芘基或丙[二]烯合茀基。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的啡啉衍生物，其中B為吡啶基、喹啉基或異喹啉基。
6. 一種發光元件，其是在陽極與陰極之間具有包含發光層的多個有機層、且藉由電能來發光的發光元件，其於所述有機層的至少一層中含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光元件，其中於所述有機層中至少存在電子傳輸層，且所述電子傳輸層含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的發光元件，其中於所述有機層中至少存在電子注入層，且所述電子注入層含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
9. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的發光元件，其中於所述有機層中至少存在電荷產生層，且所述電荷產生層含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
10. 一種光電轉換元件，其是在第一電極及第二電極之間具有至少一層有機層、且將光能轉換成電能的光電轉換元件，於所述有機層中含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
11. 如申請專利範圍第10項所述的光電轉換元件，其中所述有機層包含光電轉換層，且於所述光電轉換層中含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述的光電轉換元件，其中所述有機層在第一電極及第二電極之間包含至少一層光電轉換層與一層電子取出層，所述電子取出層含有如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的啡啉衍生物。
13. 一種影像感測器，其包括如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的光電轉換元件。