TWI797429B - 吡咯亞甲基金屬錯合物、發光元件材料及發光元件 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於提供一種發光效率高、顏色純度優異的紅色發光材料及紅色發光元件。本發明為一種由特定的通式所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物。

Description

吡咯亞甲基金屬錯合物、發光元件材料及發光 元件

本發明是有關於一種吡咯亞甲基金屬錯合物、吡咯亞甲基化合物、發光元件材料、發光元件、顯示裝置及照明裝置。

藉由從陰極注入的電子與從陽極注入的電洞在夾持於兩極的發光層內再結合而發光的有機薄膜發光元件具有薄型、低驅動電壓、高亮度發光、以及藉由選擇發光材料而實現多色發光的特徵。

多色發光之中，正推進紅色發光作為有用的發光色的研究。先前，作為紅色發光材料已知有雙(二異丙基苯基)苝等苝系、紫環酮系、稠四苯系、卟啉系、Eu錯合物(「化學快報(Chem.Lett.)」，1267(1991))等。

另外，作為獲得紅色發光的方法，亦研究了在主體材料中混入微量的紅色螢光材料作為摻雜劑的方法。特別是作為摻雜劑材料，可列舉含有顯示出高亮度發光的吡咯亞甲基金屬錯合物的材料(例如，參照專利文獻1)。另外，亦已知有為了獲得尖銳的發光光譜而在吡咯亞甲基骨架中導入縮環結構的化合物(例如，參照專利文獻2)。進而，近年來，以高發光效率為目標，對 包含熱活化延遲螢光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料與吡咯亞甲基化合物的發光元件進行了研究(例如，參照專利文獻3)。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-12676號公報

[專利文獻2]日本專利特開2002-134275號公報

[專利文獻3]國際公開第2016/056559號

在將有機薄膜發光元件用作顯示裝置或照明裝置的情況下，要求擴大色域。色域是在xy色度圖中決定顯示紅、綠、藍各自的發光的頂點座標，並以將它們連接的三角形來表示。為了擴大色域，必須以擴大三角形的面積的方式使紅、綠、藍的各頂點座標成為適當的色度，進行了各種顏色設計。

色度由發光峰值波長與顏色純度的組合決定。顏色純度由發光光譜的寬度決定，寬度變窄，越接近單色光，顏色純度越高。對於廣色域化，提高顏色純度特別重要，強烈要求具有尖銳的發光光譜的發光材料。

另一方面，就亮度提高與節電的觀點而言，有機薄膜發光元件理想的是發光效率高。特別是在近年來使用不斷擴大的移動顯示裝置中，節電化成為特別重要的課題。

基於所述情況，現有技術中使用的紅色發光材料難以同時達成高發光效率與高顏色純度。另外，專利文獻2中記載的在吡咯亞甲基骨架中導入了縮環結構的發光材料雖然顏色純度佳，但源自基本骨架的發光峰值波長過長而波長的控制困難，因此存在難以進行顏色設計以成為適當的色度的問題。

本發明的目的在於解決所述現有技術的問題，提供一種發光效率與顏色純度高、容易進行成為適當的色度的顏色設計的紅色發光材料及發光元件。

本發明為一種吡咯亞甲基金屬錯合物，是由通式(1)或通式(2)所表示。

(X為C-R⁵或N。

R¹~R⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、 醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基以及與鄰接基之間的環結構中。其中，於由R³與R⁴形成環結構的情況下，所述環結構為單環。該些基可進一步具有取代基。其中，於Y¹為三亞甲基的情況下，R¹並非為氫原子及鹵素。

Ar¹及Ar²分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的芳香族烴環、以及經取代或未經取代的芳香族雜環中。

Y¹為串聯鍵結有三個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以及硫原子中。進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙鍵。

Z¹為鍵結有一個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以及硫原子中。進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙鍵。

M表示m價的金屬，且為選自硼、鈹、鎂、鋅、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉑中的至少一種。

L分別可相同亦可不同，且選自烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素以及氰基中。該些基可進一步具有取代基)

本發明為一種吡咯亞甲基化合物，是由通式(8)或通式(9)所表示；

(X為C-R⁵或N；R¹~R⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基以及與鄰接基之間的環結構中；其中，於由R³與R⁴形成環結構的情況下，所述環結構為單環；該些基可進一步具有取代基；其中，於Y²為三亞甲基的情況下，R¹並非為氫原子及鹵素；Ar¹及Ar²分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的芳香族烴環、以及經取代或未經取代的芳香族雜環中；Y¹為串聯鍵結有三個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以 及硫原子中；進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙鍵；Z¹為鍵結有一個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以及硫原子中；進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙鍵)。

本發明為一種發光元件材料，含有所述的吡咯亞甲基金屬錯合物。

本發明為一種發光元件，在陽極與陰極之間存在發光層，且藉由電能發光，所述發光層中含有所述的吡咯亞甲基金屬錯合物。

本發明為一種顯示裝置，包含所述的發光元件。

本發明為一種照明裝置，包含所述的發光元件。

藉由本發明，可獲得發光效率與顏色純度高、容易進行成為適當的色度的顏色設計的紅色發光材料及發光元件。

以下詳細說明本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物、含有其的發光元件材料、發光元件、顯示裝置及照明裝置的較佳的實施形態。其中，本發明並不限定於以下的實施形態，可根據目的或用途進行各種變更來實施。

<吡咯亞甲基金屬錯合物>

本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物是由通式(1)或通式(2)所表示。

X為C-R⁵或N。

R¹~R⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基以及與鄰接基之間的環結構中。其中，於由R³與R⁴形成環結構的情況下，所述環結構為單環。該些基可進一步具有取代基。其中，於Y¹為三亞甲基的情況下，R¹並非為氫原子及鹵素。

Ar¹及Ar²分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的芳香族烴環、以及經取代或未經取代的芳香族雜環中。

Y¹為串聯鍵結有三個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以及硫原子中。進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙 鍵。

Z¹為鍵結有一個以上的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子、經取代或未經取代的矽原子、經取代或未經取代的氮原子、經取代或未經取代的磷原子、氧原子以及硫原子中。進而，該些原子亦可在與鄰接原子之間形成雙鍵。

M表示m價的金屬，且為選自硼、鈹、鎂、鋅、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉑中的至少一種。

L分別可相同亦可不同，且選自烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素以及氰基中。該些基可進一步具有取代基。

本發明中，將X為碳原子的具有通式(3)所表示的吡咯亞甲基骨架者、以及X為氮原子的具有通式(4)所表示的氮雜吡咯亞甲基骨架者一起稱為「吡咯亞甲基」。

另外，亦包含吡咯亞甲基骨架或氮雜吡咯亞甲基骨架的一部分中具有縮環結構而環結構擴大者在內，稱為「吡咯亞甲基」。

另外，於所有基中，氫亦可為氘。於以下所說明的化合 物或其部分結構中亦相同。

另外，於以下的說明中，例如所謂碳數6~40的經取代或未經取代的芳基，是指亦包括與芳基鍵結的取代基所含的碳數在內而為6~40，規定了碳數的其他取代基亦同樣如此。

另外，於所述所有基中，作為經取代的情況下的取代基，較佳為烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基、側氧基，進而佳為於各取代基的說明中設為較佳的具體的取代基。另外，該些取代基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」是指氫原子或氘原子進行了取代。

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。經取代的情況下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，關於該方面，於以下的記載中亦為相通的。經鹵素取代的烷基亦被稱為鹵代烷基。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以上且20以下、更佳為1以上且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。經鹵素取代的環烷基亦被稱為環鹵代烷基。烷基部分的碳數並無特別限定，較佳為3以上且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，較佳為2以上且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，較佳為2以上且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，較佳為2以上且20以下的範圍。

所謂芳基，例如表示苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、芴基、苯並芴基、二苯並芴基、菲基、蒽基、苯並菲基、苯並蒽基、

基、芘基、熒蒽基、三亞苯基(triphenylenyl group)、苯並熒蒽基、二苯並蒽基、苝基、螺旋烴基(helicenyl group)等芳香 族烴基。其中，較佳為苯基、聯苯基、三聯苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、熒蒽基、三亞苯基。芳基可具有取代基，亦可不具有取代基。經鹵素取代的芳基亦被稱為鹵代芳基。芳基的碳數並無特別限定，較佳為6以上且40以下、更佳為6以上且30以下的範圍。

另外，於經取代的苯基中，於該苯基中的鄰接的兩個碳原子上分別存在取代基的情況下，該些取代基彼此間亦可形成環結構。作為其結果，所獲得的基根據其結構可相當於「經取代的苯基」、「具有兩個以上的環縮環的結構的芳基」、「具有兩個以上的環縮環的結構的雜芳基」中的任一種以上。

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、苯並呋喃基、苯並噻吩基、吲哚基、二苯並呋喃基、二苯並噻吩基、咔唑基、苯並咔唑基、哢啉基(carbolinyl group)、吲哚並咔唑基、苯並呋喃並咔唑基、苯並噻吩並咔唑基、二氫茚並咔唑基、苯並喹啉基、吖啶基、二苯並吖啶基、苯並咪唑基、咪唑並吡啶基、苯並噁唑基、苯並噻唑基、啡啉基等在一個或多個環內具有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，較佳為2以上且40以下、更佳為2以上且30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基，該脂肪族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。經鹵素取代的烷氧基亦被稱為鹵代烷氧基。烷氧基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。

所謂烷硫基，是指烷氧基的醚鍵的氧原子被取代為硫原子者。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，較佳為1以上且20以下的範圍。

所謂芳基醚基，例如表示苯氧基等經由醚鍵而鍵結有芳香族烴基的基，芳香族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。經鹵素取代的芳基醚基亦被稱為鹵代芳基醚基。芳基醚基的碳數並無特別限定，較佳為6以上且40以下的範圍。

所謂芳基硫醚基，是指芳基醚基的醚鍵的氧原子被取代為硫原子者。芳基硫醚基中的芳香族烴基可具有取代基，亦可不具有取代基。芳基硫醚基的碳數並無特別限定，較佳為6以上且40以下的範圍。

所謂鹵素，表示選自氟、氯、溴及碘中的原子。

所謂氰基，是指結構為-C≡N所表示的基。此處，與其他基鍵結的是碳原子。

所謂醛基，是指結構為-C(=O)H所表示的基。此處，與其他基鍵結的是碳原子。

所謂醯基，例如表示乙醯基、丙醯基、苯甲醯基、丙烯醯基等經由羰基而鍵結有烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基 而成的基，該些取代基可進一步經取代。醯基的碳數並無特別限定，較佳為2以上且40以下，更佳為2以上且30以下。

所謂酯基，例如表示烷基、環烷基、芳基、雜芳基等經由酯鍵鍵結而成的基，該些取代基可進一步經取代。酯基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。更具體而言，可列舉：甲氧基羰基等甲基酯基、乙氧基羰基等乙基酯基、丙氧基羰基等丙基酯基、丁氧基羰基等丁基酯基、異丙氧基甲氧基羰基等異丙基酯基、己氧基羰基等己基酯基、苯氧基羰基等苯基酯基等。

所謂醯胺基，例如表示烷基、環烷基、芳基、雜芳基等經由醯胺鍵鍵結而成的基，該些取代基可進一步經取代。醯胺基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。更具體而言，可列舉：甲基醯胺基、乙基醯胺基、丙基醯胺基、丁基醯胺基、異丙基醯胺基、己基醯胺基、苯基醯胺基等。

所謂磺醯基，例如表示烷基、環烷基、芳基、雜芳基等經由-S(=O)₂-鍵鍵結而成的基，該些取代基可進一步經取代。磺醯基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。

所謂磺酸酯基，例如表示烷基、環烷基、芳基、雜芳基等經由磺酸酯鍵鍵結而成的基。此處，所謂磺酸酯鍵，是指酯鍵的羰基部、即、-C(=O)-經取代為磺醯基部、即、-S(=O)₂-而成者。另外，該些取代基可進一步經取代。磺酸酯基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。

所謂磺醯胺基，例如表示烷基、環烷基、芳基、雜芳基等經由磺醯胺鍵鍵結而成的基。此處，所謂磺醯胺鍵，是指醯胺鍵的羰基部、即、-C(=O)-經取代為磺醯基部、即、-S(=O)₂-而成者。另外，該些取代基可進一步經取代。磺醯胺基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且20以下的範圍。

所謂胺基，是指經取代或未經取代的胺基。作為進行取代的情況下的取代基，例如可列舉芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基。作為芳基、雜芳基，較佳為苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。該些取代基可進一步經取代。碳數並無特別限定，較佳為2以上且50以下、更佳為6以上且40以下、尤佳為6以上且30以下的範圍。

所謂矽烷基，表示鍵結有經取代或未經取代的矽原子而成的基，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經取代。矽烷基的碳數並無特別限定，較佳為1以上且30以下的範圍。

所謂矽氧烷基，例如表示三甲基矽氧烷基等介隔有醚鍵的矽化合物基。矽上的取代基可進一步經取代。

所謂氧硼基，是指經取代或未經取代的氧硼基。作為進行取代的情況下的取代基，例如可列舉芳基、雜芳基、直鏈烷基、分支烷基、芳基醚基、烷氧基、羥基，其中較佳為芳基、芳基醚 基。

所謂氧化膦基，是指由-P(=O)R⁶⁰R⁶¹所表示的基。R⁶⁰、R⁶¹分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醯基、酯基、醯胺基以及與鄰接基之間的環結構中。

所謂側氧基，是指氧原子相對於碳原子以雙鍵鍵結、即成為=O的結構的基。

通式(1)或通式(2)所表示的化合物是吡咯亞甲基化合物配位於m價金屬M上而成的錯合物。金屬的原子價m若為可獲取各金屬原子的原子價，則並無特別限定，但就可形成穩定的配位狀態的觀點而言，m的值較佳為2~4，進而佳為3。另外，金屬M自上述中選擇，但就色度或發光效率等發光特性、昇華精製或蒸鍍中的熱穩定性、元件的耐久性、以及合成的容易度的觀點而言，M較佳為硼。

L表示相對於金屬M的吡咯亞甲基以外的配位子。L自上述中選擇，但就發光特性與熱穩定性的觀點而言，較佳為烷氧基、芳基醚基、鹵素、氰基。另外，就激發狀態穩定且可獲得更高的螢光量子產率的觀點以及可提高耐久性的觀點而言，更佳為氟原子、含氟烷基、含氟烷氧基、含氟芳基、氰基，進而佳為氟原子或氰基，最佳為氟原子。該些是拉電子性基，可降低吡咯亞甲基骨架的電子密度，增加化合物的穩定性。

另外，於m為3以上的情況下、即、兩個以上的L與M鍵結的情況下，各自的L可相同亦可不同，但就合成的容易度的觀點而言，較佳為相同。

吡咯亞甲基金屬錯合物由於具有牢固且平面性高的骨架，因此顯示出高螢光量子產率。另外，發光光譜的峰值半值寬度小，因此可達成有效率的發光與高顏色純度。

為了使所述吡咯亞甲基金屬錯合物發紅色光，可列舉藉由使芳香族烴環或芳香族雜環與吡咯亞甲基骨架直接鍵結而使共軛擴張從而使發光長波長化的方法。但是，若該些環僅與吡咯亞甲基骨架鍵結，則於激發狀態下變化為多個穩定的結構(以下為結構緩和)，因此伴隨著來自各種能量狀態的發光而失活。該情況下，發光光譜變寬，半值寬度變大而存在顏色純度降低的問題。如此，於藉由吡咯亞甲基金屬錯合物獲得紅色發光材料的情況下，為了提高特性，分子設計上需要下功夫。

因此，本發明中，如通式(1)或通式(2)所示，在吡咯亞甲基骨架的吡咯環與Ar¹之間導入了交聯結構Y¹。Ar¹是所述說明的芳香族烴環或芳香族雜環，與吡咯亞甲基骨架直接鍵結。通式(1)或通式(2)中作為Ar¹的一部分表示的雙鍵表示芳香環的一部分，表示直接鍵結於吡咯亞甲基骨架上的碳原子與鍵結有交聯結構Y¹的碳原子鄰接。

藉由交聯結構的導入，芳香族烴環或芳香族雜環的旋轉及振動受到限制，藉此可抑制吡咯亞甲基金屬錯合物在激發狀態 下的過度的結構緩和，因此發光光譜變得尖銳(發光光譜的半值寬度變小)。於將其用於發光材料的情況下，可獲得顏色純度良好的發光。

然而，於交聯結構由一個原子或串聯的兩個原子構成的情況下，吡咯亞甲基骨架與芳香族烴環或芳香族雜環的平面性變得過高，因此共軛擴展，發光峰值波長變得過長，難以達成目標色度。為了兼具發光光譜的窄幅化與發光峰值波長的調整，較佳為吡咯亞甲基骨架與芳香族烴環或芳香族雜環以略微扭曲的狀態固定。由於所述原因，Y¹是串聯鍵結有三個以上的原子的交聯結構。另一方面，交聯結構過長時，分子內的旋轉或振動的限制變得緩和，容易引起結構緩和，因此顏色純度降低。另外，由於是應變大的結構，因此合成變得困難。就所述觀點而言，所述串聯鍵結的原子的數量較佳為5個以下，進而Y¹較佳為串聯鍵結有三個原子的交聯結構。

構成Y¹的原子如上文所說明般，該些中，就熱穩定性及合成的容易度的觀點而言，較佳為選自經取代或未經取代的碳原子、氧原子及硫原子中，更佳為經取代或未經取代的碳原子。

進而，就發光特性的觀點而言，Y¹較佳為由通式(5A)或通式(5B)所表示的結構。

[化4]

*表示與吡咯環的連結部，**表示與Ar¹的連結部。R¹¹~R¹⁶分別可相同亦可不同，且選自與通式(1)或通式(2)中的R¹~R⁵相同的基群組及側氧基中。特別是就熱穩定性或合成的容易度的觀點而言，R¹¹~R¹⁶較佳為選自氫原子、烷基及側氧基中。

通式(2)中的Z¹是在吡咯亞甲基骨架中在連結Y¹的吡咯環以外的另一個吡咯環與Ar²之間連結而成的交聯結構。Ar²是所述說明的芳香族烴環或芳香族雜環，與吡咯亞甲基骨架直接鍵結。通式(2)中作為Ar²的一部分表示的雙鍵表示芳香環的一部分，表示直接鍵結於吡咯亞甲基骨架上的碳原子與鍵結有交聯結構Z¹的碳原子鄰接。

Z¹是鍵結有一個以上的原子的交聯結構，就顏色純度及合成的容易度的觀點而言，較佳為1個~3個原子串聯鍵結。

構成Z¹的原子如上文所說明，該些中，就熱穩定性及合成的容易度的觀點而言，較佳為選自經取代或未經取代的碳原子、氧原子及硫原子中，更佳為經取代或未經取代的碳原子。

如上所述X選自C-R⁵或N中。此處，於使用本發明的發光材料作為顯示裝置或照明裝置的情況下，就容易控制為作為紅色發光適當的色度的觀點而言，X較佳為C-R⁵。

R⁵選自所述基群組中，就電氣穩定性或熱穩定性的觀點而言，較佳為氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基，更佳為經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基。具體而言，可列舉經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的蒽基、或者經取代或未經取代的二苯並呋喃基，更佳為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基。

另外，為了提高發光效率，有效的是抑制吡咯亞甲基硼錯合物的橋頭位的取代基的旋轉、振動，減少能量損失，提高螢光量子產率。就所述觀點而言，R⁵較佳為通式(6)所表示的基。

***表示與碳原子的鍵結部。R⁵¹及R⁵²分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基或者經取代或未經取代的雜芳基的群組中，就製造的容易度的 觀點而言，較佳為經取代或未經取代的烷基，更佳為甲基。另一方面，就旋轉抑制效果變得更大而有利於螢光量子產率提高的方面而言，較佳為R⁵¹或R⁵²中的至少一者為經取代或未經取代的芳基或者經取代或未經取代的雜芳基。R⁵³~R⁵⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基以及與鄰接基之間的環結構中。該些基可進一步具有取代基。特別是對發光峰值波長產生影響的是R⁵⁴，若R⁵⁴是供電子性基，則發光峰值波長轉移至短波長側，若是拉電子性基，則發光峰值波長轉移至長波長側。具體而言，作為供電子性基，可例示甲基、乙基、第三丁基、環己基、甲氧基、乙氧基、苯基、甲苯基、萘基、呋喃基、二苯並呋喃基等，作為拉電子性基，可例示氟原子、三氟甲基、氰基、吡啶基、嘧啶基等，但並不限定於該些。

通式(1)及通式(2)的R¹是有助於吡咯亞甲基金屬錯合物化合物的穩定性及發光效率的取代基。此處，所謂穩定性是指電氣穩定性及熱穩定性。電氣穩定性是在對元件連續通電的狀態下不會引起分解等化合物的變質，熱穩定性是不會因昇華精製或蒸鍍等加熱步驟或元件周邊的環境溫度而引起化合物的變質。若化合物變質，則發光效率降低，因此化合物的穩定性對於提高發光元件的耐久性至關重要。於Y¹為三亞甲基且R¹為氫原 子或鹵素的情況下，化合物的穩定性與發光效率明顯降低，因此本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物不包含此種情況。

R¹選自所述基群組中，就化合物的穩定性的觀點而言，R¹較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基。就化合物的穩定性與發光效率的觀點而言，R¹更佳為經取代或未經取代的芳基。作為R¹的具體例，可例示經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基。

另外，就防止吡咯亞甲基金屬錯合物彼此的凝集、避免濃度消光的觀點而言，R¹較佳為具有烷基或芳基作為取代基。作為取代基的具體例，可例示甲基、乙基、異丙基、第三丁基、苯基。

另外，由於與R¹同樣的理由，通式(1)及通式(2)中的R²較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基，更佳為經取代或未經取代的芳基。作為R²的具體例，可例示經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基。另外，R²較佳為具有烷基或芳基作為取代基。作為取代基的具體例，可例示甲基、乙基、異丙基、第三丁基、苯基。

就色度等光學特性或合成容易性的觀點而言，通式(1)中的R³較佳為氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基。

就色度等光學特性的觀點而言，通式(1)中的R⁴較佳 為經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基。

另外，就使發光光譜長波長化且獲得顏色純度更高的紅色發光的觀點而言，作為另一較佳例，可列舉通式(1)中在R²與R³之間、或者R³與R⁴之間形成環結構。其中，為了防止發光光譜過度長波長化，R³與R⁴之間所形成的環結構為單環。特別是更佳為該些環結構與吡咯形成縮合芳香環。作為縮合芳香環的具體例，可列舉吲哚環、異吲哚環、吡咯並吡咯環、氟吡咯環、噻吩並吡咯環，但並不限定於該些。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的分子量並無特別限定，於作為發光元件材料使用的情況下，較佳為在蒸鍍步驟容易的範圍內。具體而言，就可獲得穩定的蒸鍍速率的觀點而言，通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的分子量較佳為500以上，更佳為600以上，進而佳為700以上。另外，就防止蒸鍍溫度變得過高而分解的觀點而言，分子量較佳為1200以下，更佳為1000以下。

另外，就可獲得更尖銳的發光光譜且可進一步提高顏色純度及發光效率的觀點而言，本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物較佳為通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物。

作為本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物，例如較佳為下述通式(7A)~(7M)中的任一者所表示的化合物。

[化6]

[化7]

R²¹~R²⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基及雜芳基中。該些基可進一步具有取代基。其中，於R¹⁰¹~R¹⁰⁶全部為氫原子的情況下，R²¹並非為氫原子。

該些中，就電氣穩定性或熱穩定性的觀點而言，R²¹及R²³較佳為經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基，更佳為經取代或未經取代的芳基。 就電氣穩定性或熱穩定性的觀點而言，R²²較佳為氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基，更佳為經取代或未經取代的芳基、經取代或未經取代的雜芳基。就色度等光學特性或合成容易性的觀點而言，R²⁴及R²⁵較佳為氫原子、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的芳基。

R³¹~R³⁹分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基以及與鄰接基之間的環結構中。該些基可進一步具有取代基。另外，就蒸鍍特性或發光效率的觀點而言，該些基較佳為氫原子、烷基、芳基、雜芳基、烷氧基。

R¹⁰¹~R¹¹⁸分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、芳基、雜芳基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、鹵素、氰基、醛基、醯基、羧基、酯基、醯胺基、磺醯基、磺酸酯基、磺醯胺基、胺基、硝基、矽烷基、矽氧烷基、氧硼基、氧化膦基、側氧基中。該些基可進一步具有取代基。另外，亦可在選自R¹⁰¹~R¹⁰⁶中的任意的兩個取代基之間、或者選自R¹⁰⁷~R¹¹²中的任意的兩個取代基之間、或者選自R¹¹³~R¹¹⁶中的任意的兩個取代基之間、或 者在R¹¹⁷與R¹¹⁸之間形成環結構。該些中，就熱穩定性及合成的容易度的觀點而言，較佳為選自氫原子、烷基、側氧基中。

R²⁰¹~R²⁰²分別可相同亦可不同，且選自烷基、環烷基、雜環基、烯基、環烯基、炔基、羥基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、雜芳基、鹵素以及氰基中。該些基可進一步具有取代基。

該些中，就發光特性與熱穩定性的觀點而言，較佳為烷氧基、芳基醚基、鹵素、氰基。另外，就激發狀態穩定且可獲得更高的螢光量子產率的觀點以及可提高耐久性的觀點而言，更佳為氟原子、含氟烷基、含氟烷氧基、含氟芳基、氰基，進而佳為氟原子或氰基，最佳為氟原子。

Ar³及Ar⁴分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的芳香族烴環、以及經取代或未經取代的芳香族雜環中。

以下示出通式(1)或通式(2)所表示的化合物的一例，但並不限定於該些。

[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

[化20]

[化21]

<吡咯亞甲基化合物>

作為通式(1)及通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的錯合形成前的化合物，可分別列舉通式(8)及通式(9)所表示的吡咯亞甲基化合物。

[化22]

通式(8)及通式(9)除了不形成錯合物這一點以外，分別與通式(1)及通式(2)相通。X、R¹~R⁵、Ar¹~Ar²、Y¹及Z¹的詳細說明與通式(1)及通式(2)中的相同。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物可參考「有機化學期刊(J.Org.Chem.)」(vol.64,No.21，第7813頁-第7819頁(1999))、「應用化學英文國際版(Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.)」(vol.36，第1333頁-第1335頁(1997))、「有機快報(Org.Lett.)」(vol.12，第296頁(2010))等中所記載的方法來製造。

以下列舉吡咯亞甲基金屬錯合物的製造方法的具體例，但並不限定於此。

藉由將由下述通式(10)所表示的化合物與由通式(11A)或通式(11B)所表示的化合物於氧氯化磷存在下、於1,2-二氯乙烷中加熱，可獲得作為錯合形成前的化合物的吡咯亞甲基化合物。其次，藉由於所得的吡咯亞甲基化合物中，使由下述通式(12)所表示的金屬化合物於三乙基胺存在下、於1,2-二氯乙烷中反應，可獲得目標吡咯亞甲基金屬錯合物。此處，R¹~R⁵、Ar¹、Ar²、 Y¹、Z¹、M、L、m與所述相同。J表示鹵素。

進而，為了向吡咯亞甲基骨架中導入芳基或雜芳基，例如可列舉在鈀等金屬觸媒下使用吡咯亞甲基化合物的鹵化衍生物與硼酸或硼酸酯衍生物的偶合反應而生成碳-碳鍵的方法，但並不限定於此。同樣地，為了向吡咯亞甲基骨架中導入胺基或咔唑基，例如可列舉在鈀等金屬觸媒下使用吡咯亞甲基化合物的鹵化衍生物與胺或咔唑衍生物的偶合反應而生成碳-氮鍵的方法，但並不限定於此。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物 可藉由使鹵化金屬與所述吡咯亞甲基化合物反應等來製造。所得的吡咯亞甲基金屬錯合物較佳為於進行再結晶或管柱層析等有機合成精製後，進一步藉由一般被稱為昇華精製的利用減壓加熱進行的精製來去除低沸點成分，提高純度。昇華精製中的加熱溫度並無特別限定，就防止吡咯亞甲基金屬錯合物的熱分解的觀點而言，較佳為330℃以下，更佳為300℃以下。另外，就於蒸鍍時容易管理蒸鍍速率的觀點而言，較佳為230℃以上，更佳為250℃以上。

就發光元件可顯示出穩定的特性的觀點而言，以所述方式製造的吡咯亞甲基金屬錯合物的純度較佳為99重量%以上。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的光學特性可藉由測定稀釋溶液的吸收光譜及發光光譜而獲得。作為溶媒，只要是溶解吡咯亞甲基金屬錯合物並且溶媒的吸收光譜與吡咯亞甲基金屬錯合物的吸收光譜不重疊的透明溶媒，則並無特別限定，具體可例示甲苯等。溶液的濃度若為具有充分的吸光度且不發生濃度消光的濃度範圍內，則並無特別限定，較佳為1×10^-4mol/L~1×10^-7mol/L的範圍，更佳為1×10^-5mol/L~1×10^-6mol/L的範圍。吸收光譜可藉由一般的紫外可見分光光度計測定。另外，發光光譜可藉由一般的螢光分光光度計測定。進而，螢光量子產率的測定較佳為利用使用了積分球的絕對量子產率測定裝置。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物 較佳為藉由使用激發光而呈現於580nm以上且750nm以下的區域觀測到峰值波長的發光。以後，將於580nm以上且750nm以下的區域觀測到峰值波長的發光稱為「紅色的發光」。

於將本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物用於顯示裝置或照明裝置的情況下，就擴大色域且提高顏色再現性的觀點而言，峰值波長較佳為600nm以上且640nm以下的區域，更佳為600nm以上且630nm以下的區域。

另一方面，於將本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物作為螢光探頭用於生物成像的情況下，就生物體內的吸收小且透過性提高的觀點而言，發光光譜的峰值波長較佳為650nm~750nm，更佳為700nm~750nm。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物較佳為藉由使用波長430nm以上且600nm以下的範圍的激發光而呈現紅色的發光。於將通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物用作發光元件的摻雜劑材料的情況下，藉由吸收來自主體材料的發光，吡咯亞甲基金屬錯合物發出紅光。一般的主體材料於波長430nm以上且580nm以下的範圍內具有發光，因此若可藉由該激發光顯示紅色的發光，則有助於發光元件的高效率化。

於將通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物用於顯示裝置或照明裝置的情況下，為了實現高顏色純度，藉由激發光的照射而發出的光較佳為發光光譜尖銳。就所述觀點 而言，發光光譜的半值寬度較佳為40nm以下。

另一方面，於將本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物作為螢光探頭用於生物成像的情況下，若發光光譜的半值寬度窄，則螢光探頭種的分離變得容易，因此可同時評價多種螢光探頭。就所述觀點而言，發光光譜的半值寬度與所述同樣較佳為40nm以下。

發光元件的發光效率依賴於發光材自身的螢光量子產率。因此，理想的是盡可能接近100%的螢光量子產率。根據以上觀點，本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物的螢光量子產率較佳為90%以上，更佳為95%以上。其中，此處所示的螢光量子產率是利用絕對量子產率測定裝置測定以甲苯為溶媒的稀釋溶液。

假定通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物在發光元件中以薄膜形式使用、特別是作為摻雜劑使用。根據以上內容，較佳為評價摻雜了通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的薄膜(以下，稱為摻雜薄膜)的光學特性。

摻雜薄膜是於可見光區域無吸收的透明基板上共蒸鍍矩陣材料與通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物而形成。此處，作為矩陣材料，可使用無激發光的吸收的寬能隙(band gap)材料，具體可例示mCBP。通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的摻雜濃度較佳為與發光元件中的摻雜濃度相同，較佳為自0.1重量%~20重量%的範圍內選擇。摻雜薄膜的膜厚只要可充分吸收激發光且容易製造，則並無特別 限定，較佳為100nm~1000nm的範圍內。另外，亦可於形成摻雜薄膜後利用透明密封樹脂密封。

來自摻雜薄膜的發光波長通常觀察到與溶液狀態相同或更長的波長的傾向。因此，包含通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的摻雜薄膜的發光峰值波長較佳為580nm以上且750nm以下的區域，更佳為600nm以上且650nm以下的區域，進而佳為600nm以上且640nm以下的區域。

摻雜薄膜的發光光譜的半值寬度通常觀察到與溶液狀態相同或更大的傾向。因此，包含通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的摻雜薄膜的發光光譜的半值寬度較佳為50nm以下，更佳為45nm以下，進而佳為40nm以下。

摻雜薄膜的螢光量子產率可使用絕對量子產率測定裝置進行測定，但由於受摻雜薄膜的形成狀態、與矩陣材料的組合或激發光波長等的影響而變動，因此難以利用絕對值進行比較。因此，較佳為在某一定條件下測定各材料的摻雜薄膜的螢光量子產率，並根據它們的相對比較進行評價。另外，在摻雜薄膜中，觀察到隨著摻雜濃度變高螢光量子產率因濃度消光而變低的負相關，於所述負相關大時，在發光元件的製造中摻雜濃度的允許範圍變小，因此不利。因此，較佳為螢光量子產率與摻雜濃度的負相關小的材料。

此處，在通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物中，在包含R⁵由所述通式(6)所表示的吡咯亞甲基金 屬錯合物的摻雜薄膜中，由於橋頭位取代基的立體阻礙，分子的旋轉、振動受到抑制，熱失活減少，因此可獲得高螢光量子產率。另外，由於橋頭位取代基的立體阻礙的影響，分子的凝聚受到抑制，並且由於吡咯亞甲基硼錯合物自身的螢光量子產率高，因此即使引起發光自吸收，無輻射去活化亦小，因此難以引起濃度消光，因此可減小螢光量子產率與摻雜濃度的負相關。

另外，藉由調查摻雜薄膜的發光光譜的角度依賴性，可測定分子取向性。由於來自摻雜劑分子自身的發光具有角度依賴性，因此在摻雜薄膜中，與摻雜劑分子存在於隨機的方向的情況相比，於一定方向排列並存在、即、進行取向的情況下，朝向某一定角度的光的放射強度變強。若考慮所述具有摻雜薄膜的發光元件，則藉由使放射強度變強的角度與光提取方向一致，可增多提取至外部的光，元件的發光效率提高。特別是在利用共振效果的頂部發光元件中，光提取方向受到限定，因此就提高發光效率的觀點而言，較佳為提高摻雜薄膜的分子取向性。通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物中，R⁵由所述通式(6)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物由於橋頭位取代基的立體阻礙各自的旋轉、振動受到抑制而採用剛直的結構，因此與柔軟結構的分子相比容易排列，可提高摻雜薄膜的分子取向性。

<發光元件材料>

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物可兼具高發光效率與高顏色純度，因此較佳為於電子設備中用作電子 設備材料，尤其較佳為於發光元件中用作發光元件材料。此處本發明的發光元件材料表示發光元件的任一層中使用的材料，如後述般，除了電洞注入層、電洞傳輸層、發光層及/或電子傳輸層中使用的材料以外，亦包括電極的保護膜層(覆蓋層)中使用的材料。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物具有高發光性能，因此較佳為發光層中使用的材料。通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物特別是在紅色區域顯示出強發光，因此可較佳地用作紅色發光材料。

另外，藉由積層含有通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物的發光層、含有藍色發光材料的發光層以及含有綠色發光材料的發光層，可製成白色發光元件。

本發明的發光元件材料可由通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物單獨構成，亦可構成為含有所述吡咯亞甲基金屬錯合物與其他多種化合物的混合物，但就發光元件可穩定地製造的觀點而言，較佳為由通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物單獨構成。此處，所謂通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物單獨是指所述化合物含有99重量%以上。

<發光元件>

其次，對本發明的發光元件的實施形態進行說明。本發明的發光元件具有陽極與陰極、及存在於所述陽極與所述陰極之間的 有機層，所述有機層至少包含發光層，所述發光層藉由電能來發光。本發明的發光元件於發光層中含有通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物。

本發明的發光元件亦可為底部發光型或頂部發光型中的任一種。

此種發光元件中的陽極與陰極之間的層構成除了僅包含發光層的構成以外，可列舉：1)發光層/電子傳輸層、2)電洞傳輸層/發光層、3)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、4)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層、5)電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層、6)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/電子注入層、7)電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/電洞阻擋層/電子傳輸層/電子注入層、8)電洞注入層/電洞傳輸層/電子阻擋層/發光層/電洞阻擋層/電子傳輸層/電子注入層之類的積層構成。

進而，亦可為經由中間層而將多個所述積層構成積層的串聯(tandem)型。即，較佳為在陽極與陰極之間具有至少兩個以上的發光層，在各發光層與發光層之間具有至少一層以上的電荷產生層。此處，通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物在具有兩個以上的發光層的情況下，包含於其中至少一個發光層中。即，通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物在具有多個發光層的情況下，可包含於其中全部中，另外亦可僅包含於一部分中。串聯型元件藉由具有多個發光層，可以低電流達成高亮度，因此具有高效率、長壽命的特徵。另外， 於由R、G、B三種顏色的發光層構成的情況下，成為高效率的白色光元件，主要用於電視機或照明領域。所述方式與RGB塗抹方式相比，亦具有可簡化步驟的優點。作為中間層，一般可列舉中間電極、中間導電層、電荷產生層、電子汲取層、連接層、中間絕緣層等，可使用公知的材料構成。作為串聯型的較佳的具體例，可列舉：9)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、10)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/電子注入層等於陽極與陰極之間包含電荷產生層作為中間層的積層構成。作為構成中間層的材料，具體而言可較佳地使用吡啶衍生物、啡啉衍生物。

另外，所述各層可分別為單一層、多層的任一種，亦可摻雜。進而，對於所述各層，亦可列舉如下的元件構成，其中包括陽極、一層以上的包含發光層的有機層、陰極，進而包含使用了覆蓋材料的層，所述覆蓋材料用來實現因光學干涉效果而使發光效率提高。

通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物於所述元件構成中可用於任一層，但由於螢光量子產率高且具有薄膜穩定性，因此較佳為用於發光層中。

本發明的發光元件較佳為頂部發光型的有機電場發光元件。於頂部發光型的有機電場發光元件的情況下，例如可列舉將陽極設為反射電極層與透明電極層的積層構造，改變反射電極 層上的透明電極層的膜厚的方法。於陽極上適當地積層有機層後，藉由於陰極中使用例如製成薄膜的半透明的銀等作為半透明電極，可於有機電場發光元件中導入微腔(microcavity)結構。若以該方式於有機電場發光元件中導入微腔結構，則自有機層發出、經過陰極而射出的光的光譜與有機電場發光元件不具有微腔結構的情況相比變得更陡峭，另外，朝向正面的射出強度大大增加。於所述頂部發光型的元件中，若由於微腔效果發光材料的發光光譜尖銳，則可進一步提高發光效率，因此於本發明的發光材料中效果特別大。於將其用於顯示器的情況下，可有助於色域提高及亮度提高。

以下列舉發光元件的構成的具體例，但本發明的構成並不限定於該些。

(基板)

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。作為基板，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具有足以保持機械強度的厚度即可，故只要為0.5mm以上便足夠。關於玻璃的材質，因自玻璃溶出的離子以少為宜，故較佳為無鹼玻璃。另外，施加有SiO₂等的障壁塗層(barrier coat)的鈉鈣玻璃亦有市售，亦可使用該玻璃。另外，只要形成於基板上的第一電極穩定地發揮功能，則基板無需為玻璃，例如亦可為塑膠基板。作為所述塑膠基板，可例示樹脂製膜或對清漆進行硬化的樹脂薄膜，主要用於智慧型手機等移動設備 的可撓性顯示器或折疊式顯示器用途。

(陽極)

陽極中所使用的材料只要是可將電洞效率良好地注入至有機層的材料、且為了提取光而為透明或半透明，則為氧化鋅、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，但尤其理想為使用ITO玻璃或奈塞玻璃(NESA glass)。該些電極材料可單獨使用，但亦可將多種材料積層或混合來使用。

(陰極)

陰極中所使用的材料只要為可將電子效率良好地注入至發光層的物質，則並無特別限定。一般而言，較佳為鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁、銦等金屬，或該些金屬與鋰、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度、膜的穩定性、發光效率等方面而言，較佳為以鋁、銀、鎂為主成分。特別是若包含鎂及銀，則對本發明的電子傳輸層及電子注入層的電子注入變得容易，可進行低電壓驅動，因此較佳。

(保護層)

為了保護陰極，較佳為於陰極上積層保護層(覆蓋層)。作為構成保護層的材料，並無特別限定，例如可列舉：鉑、金、銀、銅、鐵、錫、鋁及銦等金屬，使用該些金屬的合金，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等。其中，於發光元件為自陰極側提取光的元件結構(頂部發光結構)的情況下，用於保護層的材料是自於可見光區域具有透光性的材料中選擇。

(電洞注入層)

電洞注入層是插入至陽極與電洞傳輸層之間的層。電洞注入層可為一層，亦可將多層積層，任一者均可。若於電洞傳輸層與陽極之間存在電洞注入層，則以更低的電壓驅動，耐久壽命亦提高，不僅如此，進而元件的載子平衡提高，發光效率亦提高，因此較佳。

用於電洞注入層的材料並無特別限定，例如可使用：聯苯胺衍生物，4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)胺基)三苯基胺(4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine，m-MTDATA)、4,4',4"-三(1-萘基(苯基)胺基)三苯基胺(4,4',4"-tris(1-naphthyl(phenyl)amino)triphenylamine，1-TNATA)等被稱為星爆狀(starburst)芳基胺的材料群組，雙咔唑衍生物，吡唑啉衍生物，二苯乙烯系化合物，腙系化合物，苯並呋喃衍生物，噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟呤衍生物等雜環化合物，聚合物系中於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、聚芴、聚乙烯基咔唑及聚矽烷等。其中，就具有較電洞傳輸層中使用的化合物更淺的HOMO能階、自陽極向電洞傳輸層順利地注入傳輸電洞的觀點而言，可更佳地 使用聯苯胺衍生物、星爆狀芳基胺系材料群組。

該些材料可單獨使用，亦可混合使用兩種以上的材料。另外，亦可積層多種材料而作為電洞注入層。

進而若該電洞注入層是由受體性化合物單獨構成，或者於如上所述的電洞注入材料中摻雜受體性化合物來使用，則可更顯著地獲得所述效果，故更佳。所謂受體性化合物，於作為單層膜使用的情況下是指構成所接觸的電洞傳輸層的材料及形成電荷遷移錯合物的材料；於摻雜使用的情況下，是指構成電洞注入層的材料及形成電荷遷移錯合物的材料。若使用此種材料，則電洞注入層的導電性提高，更有助於降低元件的驅動電壓，可獲得發光效率提高、耐久壽命提高之類的效果。

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)般的電荷遷移錯合物。另外，如1,4,5,8,9,11-六氮雜聯三伸苯-六甲腈(HAT-CN6)、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、氟化銅酞菁般於分子內具有硝基、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。

該些化合物中，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，故可容易地獲得所述效果，因此較佳。於電洞注入層由受體性化合物單獨構成的情況、或於電洞注入層中 摻雜受體性化合物的情況的任一情況下，電洞注入層可為一層，亦可將多個層積層而構成。

(電洞傳輸層)

電洞傳輸層是將自陽極注入的電洞傳輸至發光層的層。電洞傳輸層可為一層，亦可將多層積層而構成，任一者均可。

電洞傳輸層可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施加有電場的電極間效率良好地傳輸來自陽極的電洞，較佳為電洞注入效率高，且可效率良好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，而且電洞遷移率大，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：聯苯胺衍生物，被稱為星爆狀芳基胺的材料群組，雙咔唑衍生物，吡唑啉衍生物，二苯乙烯系化合物，腙系化合物，苯並呋喃衍生物，噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟呤衍生物等雜環化合物，聚合物系中於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、聚芴、聚乙烯基咔唑及聚矽烷等。

(發光層)

發光層可由單一材料構成，但較佳為具有第一化合物、以及顯示出強發光的摻雜劑、即、第二化合物。作為第一化合物，例 如可列舉承擔電荷遷移的主體材料、或者熱活化延遲螢光性的化合物作為較佳例。另外，由通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物具有特別優異的螢光量子產率且發光光譜的半值寬度窄，因此較佳為作為發光層的摻雜劑、即、第二化合物使用。

第二化合物的摻雜量若過多則會引起濃度消光現象，因此相對於主體材料較佳為使用20重量%以下，更佳為10重量%以下，進而佳為5重量%以下。另外，若摻雜濃度過低，則難以引起充分的能量遷移，因此相對於主體材料較佳為使用0.1重量%以上，更佳為0.5重量%以上。

發光層亦可含有第一化合物及第二化合物以外的化合物作為發光材料(主體材料或摻雜劑材料)。將所述化合物稱為其他發光材料。

主體材料無需僅限於一種化合物，可混合使用本發明的多種化合物，或者亦可混合使用一種以上的其他主體材料。另外，亦可積層使用。作為主體材料，並無特別限定，可使用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，吡咯並吡啶衍生物，紫環酮衍生物，環戊二烯衍生物，吡咯並吡咯衍生物，噻二唑並吡啶衍生物，二苯並呋喃衍生物， 咔唑衍生物，吲哚並咔唑衍生物，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、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，並無特別限定。

作為主體材料尤佳的是蒽衍生物或稠四苯衍生物。

摻雜劑材料亦可包含由通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物以外的化合物。作為所述化合物，並無特別限定，可列舉：具有縮合芳基環的化合物或其衍生物、具有雜芳基環的化合物或其衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、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、二酮吡咯並[3,4-c]吡咯衍生物、香豆素衍生物、唑衍生物及其金屬錯合物、以及芳香族胺衍生物等。該些中，就容易獲得高效率發光的方面而言，較佳為含有二胺骨架的摻雜劑或含有熒蒽骨架的摻雜劑。含有二胺骨架的摻雜劑的電洞捕獲性高，含有熒蒽骨架的摻雜劑的電子捕獲性高。

另外，亦可於發光層中包含磷光發光材料。所謂磷光發光材料是即使於室溫下亦顯示磷光發光的材料。作為進行磷光發光的摻雜劑，較佳為包含選自由銥(Ir)、釕(Ru)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)、及錸(Re)所組成的群組中的至少一種金屬的金屬錯合物化合物。配位子較佳為具有苯基吡啶骨架或苯基喹啉骨架或碳烯(carbene)骨架等含氮芳香族雜環。然而，並不限定於該些，可根據所要求的發光色、元件性能、與主體化合物的關 係而選擇恰當的錯合物。就容易獲得高效率發光的方面而言，可較佳地使用銥錯合物或鉑錯合物。

其中，就提高顏色純度的觀點而言，摻雜劑材料較佳為一種由通式(1)或通式(2)所表示的吡咯亞甲基金屬錯合物。

除了所述主體材料及磷光發光材料以外，發光層中亦可進一步包含用以調整發光層內的載子平衡或用以使發光層的層結構穩定化的第三成分。其中，作為第三成分，選擇如於主體材料及摻雜劑材料之間不會引起相互作用的材料。

熱活化延遲螢光材料一般亦被稱為TADF材料，其為藉由減小單重態激發狀態的能階與三重態激發狀態能階之能隙，而促進自三重態激發狀態向單重態激發狀態的反向系間穿越，提高單重態激子的生成概率的材料。藉由從具有熱活化延遲螢光性的第一化合物的單重態激子向第二化合物的單重態激子發生福斯特(Forster)型能量遷移，觀測到來自第二化合物的單重態激子的螢光發光。藉由利用所述TADF機構帶來的延遲螢光，可將理論內部效率提高至100%。如此，若發光層含有熱活化延遲螢光材料，則可進一步高效率地發光，有助於顯示器的低消耗電力化。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。

作為熱活化延遲螢光性的化合物，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：苯甲腈衍生物、三嗪衍生物、二亞碸衍生物、咔唑衍生物、吲哚並咔 唑衍生物、二氫啡嗪衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物等。特別是較佳為於同一分子內具有供電子性部(施體部)與拉電子性部(受體部)的化合物。

此處，作為供電子性部(施體部)，可列舉芳香族胺基或π電子過剩型雜環基。具體可例示二芳基胺基、咔唑基、苯並咔唑基、二苯並咔唑基、吲哚咔唑基、二氫吖啶基、啡噁嗪基及二氫啡嗪基等。另外，作為拉電子性部(受體部)，可列舉具有拉電子性基作為取代基的苯基或π電子不足型雜環基。具體而言，可例示具有選自羰基、磺醯基、氰基中的拉電子性基作為取代基的苯基或三嗪基。該些基可分別經取代或未經取代。

作為所述熱活化延遲螢光性化合物，並無特別限定，可列舉以下例子。

[化24]

[化25]

另外，於由多種材料顯示出熱活化延遲螢光性的情況下，較佳為藉由電子傳輸性的材料(受體)與電洞傳輸性的材料(施體)的組合來形成激發錯合物(exciplex)。激發錯合物的單重態激發狀態的能級與三重態激發狀態的能級之差小，因此容易發生從三重態激發狀態的能級向單重態激發狀態的能級的能量遷移，發光效率提高。另外，藉由調節電子傳輸性材料與電洞傳輸性材料的混合比，可調節激發錯合物的發光波長，提高能量遷移的效率。作為所述電子傳輸性材料，可列舉含有π電子不足型雜 芳香環的化合物或金屬錯合物。具體而言，可例示：雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)、雙[2-(2-苯並噁唑基)苯酚]鋅(II)等金屬錯合物，2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)1,3,4-噁二唑、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑、2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑等具有多唑骨架的雜環化合物，2-[3'-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉、4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶等具有二嗪骨架的雜環化合物，3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶等具有吡啶骨架的雜環化合物。另一方面，作為電洞傳輸性材料，可列舉含有π電子過剩型雜芳香環的化合物或芳香族胺化合物。

具體而言，可例示：4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(簡稱：TPD)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-螺-9,9'-二芴-2-胺等具有芳香族胺骨架的化合物，1,3-雙(N-咔唑基)苯、4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(CBP)、3,3'-二(N-咔唑基)聯苯(mCBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(PCzPCN1)、9-([1,1-聯苯]-4-基)-9'-([1,1'：4',1"-三聯 苯]-4-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9-([1,1'：4',1"-三聯苯]-4-基)-9'-(萘-2-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9,9',9"-三苯基-9H,9'H,9"H-3,3'：6',3"-三咔唑等具有咔唑骨架的化合物，4,4',4"-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯並噻吩等具有噻吩骨架的化合物，4,4',4"-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並呋喃)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯並呋喃等具有呋喃骨架的化合物。

於第一化合物為熱活化延遲螢光性的化合物的情況下，於進一步含有第一化合物及第二化合物以外的化合物、即、其他發光材料的情況下，將所述發光材料(主體材料或摻雜劑材料)稱為第三化合物。換言之，於發光層含有第三化合物的情況下，第一化合物為熱活化延遲螢光性的化合物。

較佳為第一化合物為熱活化延遲螢光性的化合物，且發光層進一步含有第三化合物，並且第三化合物的激發單重態能量大於第一化合物的激發單重態能量。另外，進而佳為第三化合物的激發三重態能量大於第一化合物的激發三重態能量。藉由該些，第三化合物可具有將發光材料的能量封閉在發光層中的功能，可效率良好地發光。

作為第三化合物，例如要求作為主體材料的功能，較佳為電荷傳輸能高且玻璃轉移溫度高的有機化合物。作為第三化合物，並無特別限定，可列舉以下例子。

[化26]

[化27]

另外，作為第三化合物，可為單一材料，亦可為多種材料。較佳為第三化合物由兩種以上的材料構成。於使用多種材料作為第三化合物的情況下，較佳為電子傳輸性的第三化合物與電洞傳輸性的第三化合物的組合。藉由以適當的混合比組合電子傳輸性的第三化合物與電洞傳輸性的第三化合物，可調整發光層內的電荷平衡，抑制發光區域的偏移，從而可提高發光元件的可靠 性，提高耐久性。另外，亦可於電子傳輸性的第三化合物與電洞傳輸性的第三化合物之間形成激發錯合物。就以上觀點而言，較佳為分別滿足式1~式4的關係式。更佳為滿足式1及式2，進而佳為滿足式3及式4。另外，進一步更佳為全部滿足式1~式4。

S₁(電子傳輸性的第三化合物)>S₁(第一化合物) (式1)

S₁(電洞傳輸性的第三化合物)>S₁(第一化合物) (式2)

T₁(電子傳輸性的第三化合物)>T₁(第一化合物) (式3)

T₁(電洞傳輸性的第三化合物)>T₁(第一化合物) (式4)

此處，S₁表示各化合物的激發單重態狀態的能階，T₁表示各化合物的激發三重態狀態的能階。

作為電子傳輸性的第三化合物，可列舉含有π電子不足型雜芳香環的化合物等。具體而言，可例示：2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ)、1,3-雙[5-(對第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(CO11)、2,2',2"-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(TPBI)、2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的雜環化合物，2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(2mDBTPDBq-II)、2-[3'-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉 (2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(6mDBTPDBq-II)、2-[3'-(9H-咔唑-9-基)聯苯基-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(2mCzBPDBq)等具有喹噁啉骨架或二苯並喹噁啉骨架的雜環化合物，4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(4,6mCzP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯並噻吩基)苯基]嘧啶(4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架(嘧啶骨架或吡嗪骨架)的雜環化合物，3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(3,5DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(TmPyPB)、3,3',5,5'-四[(間吡啶基)-苯-3-基]聯苯(BP4mPy)等具有吡啶骨架的雜環化合物。

另外，作為所述電洞傳輸性的第三化合物，可列舉含有π電子過剩型雜芳香環的化合物等。具體而言，可例示1,3-雙(N-咔唑基)苯、4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(CBP)、3,3'-二(N-咔唑基)聯苯(mCBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(PCzPCN1)、9-([1,1-聯苯]-4-基)-9'-([1,1'：4',1"-三聯苯]-4-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9-([1,1'：4',1"-三聯苯]-4-基)-9'-(萘-2-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9,9',9"-三苯基-9H,9'H,9"H-3,3'：6',3"-三咔唑等具有咔唑骨架的化 合物。

(電子傳輸層)

於本發明中，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，期望電子注入效率高、效率良好地傳輸所注入的電子。因此，電子傳輸層中使用的材料要求為電子親和力大、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。特別是於以厚的膜厚積層的情況下，低分子量的化合物容易結晶化等而使膜質劣化，因此較佳為保持穩定的膜質的分子量為400以上的化合物。

本發明的電子傳輸層中，亦包括可效率良好地阻擋電洞的遷移的電洞阻擋層作為相同含義者，電洞阻擋層及電子傳輸層可單獨構成，亦可將多種材料積層構成。

作為電子傳輸層中所使用的電子傳輸材料，可列舉縮合多環芳香族衍生物、苯乙烯基系芳香環衍生物、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、苯並羥喹啉錯合物、羥基唑錯合物、次甲基偶氮(azomethine)錯合物、托酚酮(tropolone)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雜芳基環結構。

此處所述的電子接受性氮，表示與鄰接原子之間形成有多重鍵的氮原子。因氮原子具有高電負度，故該多重鍵具有電子 接受的性質。因此，含有電子接受性氮的芳香族雜環具有高的電子親和性。具有電子接受性氮的電子傳輸材料容易接受來自具有高的電子親和力的陰極的電子，可以更低的電壓驅動。另外，對發光層供給的電子變多，再結合概率變高，故發光效率提高。

作為含有電子接受性氮的雜芳基環，例如可列舉：三嗪環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、喹啉環、喹噁啉環、喹唑啉環、萘啶環、嘧啶並嘧啶環、苯並喹啉環、啡啉環、咪唑環、噁唑環、噁二唑環、三唑環、噻唑環、噻二唑環、苯並噁唑環、苯並噻唑環、苯並咪唑環、菲並咪唑環等。

作為具有該些雜芳基環結構的化合物，例如可列舉吡啶衍生物、三嗪衍生物、喹唑啉衍生物、嘧啶衍生物、苯並咪唑衍生物、苯並噁唑衍生物、苯並噻唑衍生物、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、苯並喹啉衍生物、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-苯基苯並咪唑-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-4,7-二苯基-1,10-啡啉(bathocuproin)或1,3-雙(1,10-啡啉-9-基)苯等啡啉衍生物、2,2'-雙(苯並[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺二芴等苯並喹啉衍生物、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)苯基膦氧化物等萘啶衍生物。

另外，若該些衍生物具有縮合多環芳香族骨架，則玻璃轉移溫度提高，並且電子遷移率亦變大，發光元件的低電壓化的效果大，故更佳。進而，若考慮到元件耐久壽命提高、合成的容易度、原料獲取容易的方面，則縮合多環芳香族骨架更佳為熒蒽骨架、蒽骨架、芘骨架或啡啉骨架，尤佳為熒蒽骨架或啡啉骨架。

電子傳輸材料可單獨使用，亦可將兩種以上混合使用。另外，電子傳輸層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，進而提高電子傳輸層的導電性的化合物。

作為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、Eu或Yb等稀土金屬、含有稀土金屬的無機鹽、稀土金屬與有機物的錯合物等。作為施體性材料，尤佳為金屬鋰、稀土金屬、氟化鋰或喹啉醇鋰(Liq)。

(電子注入層)

本發明中，亦可於陰極與電子傳輸層之間設置電子注入層。通常為了幫助電子從陰極向電子傳輸層注入而插入電子注入層，於插入時，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。

另外，電子注入層亦可使用絕緣體或半導體的無機物。藉由使用該些材料，可防止發光元件的短路，並且可提高電子注 入性，因此較佳。

作為所述絕緣體，較佳為使用選自由鹼金屬硫屬化物、鹼土金屬硫屬化物、鹼金屬的鹵化物以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。

(電荷產生層)

本發明的電荷產生層可由一層形成，亦可積層多層而形成。另外，通常將容易產生電子作為電荷者稱為n型電荷產生層，將容易產生電洞者稱為p型電荷產生層。電荷產生層較佳為包含兩層。具體而言，較佳為用作包含n型電荷產生層及p型電荷產生層的pn接合電荷產生層。所述pn接合型電荷產生層藉由在發光元件中施加電壓而產生電荷，或者將電荷分離為電洞及電子，將該些電洞及電子經由電洞傳輸層及電子傳輸層注入發光層。具體而言，在積層有發光層的發光元件中，作為中間層的電荷產生層發揮功能。n型電荷產生層向存在於陽極側的第一發光層供給電子，p型電荷產生層向存在於陰極側的第二發光層供給電洞。因此，可改善積層有多個發光層的發光元件的發光效率，可降低驅動電壓，亦提高元件的耐久性。

所述n型電荷產生層包含n型摻雜劑及n型主體，該些可使用先前的材料。例如，作為n型摻雜劑，可較佳地使用所述施體性材料，具體而言，可使用鹼金屬或其鹽、鹼土金屬或其鹽、或者稀土金屬。其中，較佳為鹼金屬或其鹽、或者稀土金屬，進而佳為金屬鋰、氟化鋰(LiF)、喹啉醇鋰(Liq)或金屬鐿。另外， 作為n型主體，可較佳地使用所述電子傳輸層中使用的電子傳輸材料，其中，可使用三嗪衍生物、啡啉衍生物或寡聚吡啶衍生物。作為n型主體，可較佳地使用所述電子傳輸層中使用的電子傳輸材料。其中，較佳為啡啉衍生物或三聯吡啶衍生物。進而佳為通式(13)所表示的啡啉衍生物。即，本發明的發光元件較佳為在電荷產生層中含有通式(13)所表示的啡啉衍生物。通式(13)所表示的啡啉衍生物較佳為包含在n型電荷產生層中。

Ar⁵為經兩個啡啉基取代的伸芳基。取代位置為任意位置。所述伸芳基亦可於其他位置具有其他取代基。作為所述伸芳基，就合成容易性、昇華性的觀點而言，較佳為選自伸苯基、伸萘基、伸菲基、伸芘基、伸芴基中。

R⁷¹~R⁷⁷分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基、雜芳基中。特別是就化合物的穩定性及電荷遷移容易性的觀點而言，較佳為選自氫原子、烷基、芳基、雜芳基中。

作為通式(13)所表示的啡啉衍生物，可例示下述物質。

所述p型電荷產生層包含p型摻雜劑及p型主體，該些可使用先前的材料。例如，作為p型摻雜劑，可較佳地使用所述電洞注入層中使用的受體性化合物，具體而言，可使用1,4,5,8,9,11-六氮雜聯三伸苯-六甲腈(HAT-CN6)、四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基醌二甲烷衍生物、軸烯(radialene)衍生物、碘、FeCl₃、FeF₃及SbCl₅等。尤佳為1,4,5,8,9,11-六氮雜聯三伸苯-六甲腈(HAT-CN6)或(2E,2'E,2"E)-2,2',2"-(環丙烷-1,2,3-三亞基)三(2-(全氟苯基)-乙腈)、(2E,2'E,2"E)-2,2',2"-(環丙烷-1,2,3-三亞基)三(2-(4-氰基全氟苯基)-乙腈)等軸烯衍生物。所述受體性化合物可單獨形成薄膜。該情況下，受體性化合物的薄膜更佳為膜厚10nm以下。作為p型主體，較佳為芳基胺衍生物。

構成發光元件的所述各層的形成方法可為乾式製程或 濕式製程中的任一種，並不特別限定於電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、濺鍍、分子積層法、塗佈法、噴墨法、印刷法等，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，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以上且200nm以下，進而佳為5nm以上且100nm以下。

本發明的實施形態的發光元件具有可將電能轉換為光的功能。此處，作為電能主要使用直流電流，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，若考慮到元件的消耗電力或壽命，則較佳為由儘可能低的能量獲得最大亮度。

本發明的實施形態的發光元件較佳為藉由通電而呈現峰值波長為580nm以上且750nm以下的紅色發光。就擴大色域、提高顏色再現性的觀點而言，峰值波長較佳為600nm以上且640nm以下的區域，更佳為600nm以上且630nm以下的區域。

另外，就提高顏色純度的觀點而言，本發明的實施形態的發光元件較佳為通電引起的發光光譜的半值寬度為45nm以下，更佳為40nm以下。

本發明的實施形態的發光元件例如可較佳地用作以矩陣及/或分段(segment)方式顯示的顯示器等顯示裝置。

本發明的實施形態的發光元件亦可較佳地用作各種設備等的背光。背光主要是出於提高自身不發光的顯示器等顯示裝 置的視認性的目的而使用，可用於液晶顯示器、時鐘、音頻裝置、汽車面板、顯示板及標識等顯示裝置中。特別是本發明的發光元件可較佳地用於液晶顯示器中正在研究薄型化的個人電腦用途的背光中，可提供較先前更為薄型且輕量的背光。

本發明的實施形態的發光元件亦可較佳地用作各種照明裝置。本發明的實施形態的發光元件可使高發光效率與高顏色純度併存，進而，可實現薄型化及輕量化，因此可實現兼具低消耗電力、鮮明的發光色、高設計性的照明裝置。

[實施例]

以下，列舉實施例對本發明進行說明，但本發明並不受該些例子限定。

合成例1

化合物D-1的合成方法

將3-(4-第三丁基苯基)-1,4,5,6-四氫苯並[6,7]環庚[1,2-b]吡咯4.50g、1-萘甲醯氯3.25g與鄰二甲苯70ml的混合溶液於氮氣流下、130℃下加熱攪拌5小時。於冷卻至室溫後，添加甲醇，過濾析出的固體並進行真空乾燥，獲得2-(1-萘甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-1,4,5,6-四氫苯並[6,7]環庚[1,2-b]吡咯5.60g。

其次，將2-(1-萘甲醯基)-3-(4-第三丁基苯基)-1,4,5,6-四氫苯並[6,7]環庚[1,2-b]吡咯1.35g、3-(4-第三丁基苯基)-1,4,5,6-四氫苯並[6,7]環庚[1,2-b]吡咯0.95g、三氟甲磺酸酐1.63g與甲苯30ml的混合溶液於氮氣流下、110℃下加熱攪拌6小時。於冷卻 至室溫後，注入水50ml，利用乙酸乙酯50ml萃取。於將有機層利用水50ml清洗後，添加硫酸鎂，進行過濾。對於濾液，藉由蒸發器去除溶媒，獲得作為殘留物的吡咯亞甲基體。

接著，於所得的吡咯亞甲基體與甲苯60ml的混合溶液中，於氮氣流下，加入二異丙基乙基胺3.0ml與三氟化硼二乙醚錯合物2.2ml，在80℃下攪拌1小時。接著注入水50ml，利用乙酸乙酯50ml萃取。將有機層利用水50ml清洗後，添加硫酸鎂，進行過濾。利用蒸發器從濾液中去除溶媒，接著藉由矽膠管柱層析法(庚烷/甲苯=1/2)對殘留物進行精製。進而向濃縮的精製物中加入甲醇50ml，於60℃下加熱攪拌10分鐘後放冷，過濾析出的固體並進行真空乾燥，獲得紅紫色粉末1.56g。藉由LC-MS分析所得的粉末，確認紅紫色粉末為作為吡咯亞甲基金屬錯合物的化合物D-1。

化合物D-1：MS(m/z)815[M+H]⁺

化合物D-1使用油擴散泵在1×10^-3Pa的壓力下，在270℃下進行昇華精製後作為發光元件材料使用。

化合物D-1在溶液中的發光特性如下所示。

吸收光譜(溶媒：甲苯)：λmax為584nm

螢光光譜(溶媒：甲苯)：λmax為607nm、半值寬度為35nm。

[化30]

合成例2

化合物D-2的合成方法

於3-(4-第三丁基苯基)-1,4,5,6-四氫苯並[6,7]環庚[1,2-b]吡咯0.36g、2,4,6-三甲基苯甲醛0.09g與二氯甲烷30ml的混合溶液中加入三氟乙酸2滴，於氮氣流下、室溫下攪拌2小時。然後，添加水50ml，利用二氯甲烷50ml萃取。將有機層利用水50ml清洗後，添加硫酸鎂，進行過濾。對於濾液，藉由蒸發器去除溶媒，獲得吡咯亞甲基體0.38g。

接著，向所得的吡咯亞甲基體0.38g中加入DDQ 0.15g與二氯甲烷20ml，於室溫下攪拌4小時。利用LC-MS確認吡咯亞甲基體的消失後，加入N,N-二異丙基乙基胺0.75ml與三氟化硼二乙醚錯合物0.60ml，於室溫下攪拌8小時。然後，添加水50ml，利用二氯甲烷50ml萃取。將有機層利用水50ml清洗後，添加硫酸鎂，進行過濾。利用蒸發器從濾液中去除溶媒，接著藉由矽膠管柱層析法(庚烷/甲苯=1/2)對殘留物進行精製。進而向濃 縮的精製物中加入甲醇50ml，於60℃下加熱攪拌10分鐘後放冷，過濾析出的固體並進行真空乾燥，獲得紅紫色粉末0.26g。藉由LC-MS分析所得的粉末，確認紅紫色粉末為作為吡咯亞甲基金屬錯合物的化合物D-2。

化合物D-2：MS(m/z)723[M+H]⁺

化合物D-2使用油擴散泵在1×10^-3Pa的壓力下，在270℃下進行昇華精製後作為發光元件材料使用。

化合物D-2在溶液中的發光特性如下所示。

吸收光譜(溶媒：甲苯)：λmax為582nm

螢光光譜(溶媒：甲苯)：λmax為605nm、半值寬度為35nm。

下述實施例及比較例中使用的吡咯亞甲基金屬錯合物是以下所示的化合物。另外，該些吡咯亞甲基金屬錯合物在甲苯溶液中的發光特性如表1所示。

[化33]

[化34]

實施例1

(螢光底部發光型發光元件評價)

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「塞米高克林(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，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，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。首先，藉由電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層，接著蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，將作為主體材料的H-1(第一化合物)、另外作為摻雜劑材料的化合物D-1(第二化合物)以摻雜劑濃度成為0.5重量%的方式，蒸鍍為20nm的厚度來作為發光層。進而，使用ET-1，且使用2E-1作為施體性材料，以ET-1與2E-1的蒸鍍速度比成為1：1的方式，積層為35nm的厚度作為電子傳輸層。其次，蒸鍍0.5nm的2E-1作為電子注入層後，將鎂與銀共蒸鍍1000nm而製成陰極，製作5mm×5mm見方的底部發光型發光元件。

使該發光元件以1000cd/m²發光時的發光特性如下：發光峰值波長為611nm、半值寬度為38nm、外部量子效率5.8%。另外，耐久性是以使初始亮度成為1000cd/m²的電流連續通電，在成為初始亮度的90%的亮度的時間(以下，設為LT90)內進行評價。結果，該發光元件的LT90為245小時。再者，HAT-CN6、HT-1、H-1、ET-1、2E-1為下述所示的化合物。

[化36]

實施例2~實施例46、比較例1~比較例4

除了使用表1中記載的化合物作為摻雜劑材料以外，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2中。

參照表2可知，實施例1~實施例46與非交聯型的比較例1相比，均可獲得半值寬度窄的發光。比較例2~比較例3中，雖然半值寬度窄，但峰值波長為650nm以上而成為深紅色，難以達成作為顯示裝置或照明裝置用途的色度。另外，比較例4中，雖然半值寬度窄，但外部量子效率與耐久性低。

實施例47

(TADF底部發光型發光元件評價)

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「塞米高克林(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，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，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。首先，藉由電阻加熱法蒸鍍10nm的HAT-CN6作為電洞注入層，接著蒸鍍180nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，以重量比計成為80：0.5：19.5的方式將主體材料H-2(第三化合物)、化合物D-1(第二化合物)、及作為TADF材料的化合物H-3(第一化合物)蒸鍍為40nm的厚度來作為發光層。進而，電子傳輸材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作為施體性材料，以化合物ET-1與2E-1的蒸鍍速度比成為1：1的方式積層為35nm的厚度來作為電子傳輸層。其次，蒸鍍0.5nm的2E-1作為電子注入層後，將鎂與銀共蒸鍍1000nm而製成陰極，製作5mm×5mm見方的底部發光型發光元件。

使該發光元件以1000cd/m²發光時的發光特性如下：發光峰值波長為612nm、半值寬度為38nm、外部量子效率13.2%，LT90為172小時。再者，H-2、H-3為下述所示的化合物。

[化37]

另外，H-2、H-3各自的化合物的激發單重態能階：S₁、激發三重態能階：T₁如下所述。

S₁(H-2)：3.4eV

T₁(H-2)：2.6eV

S₁(H-3)：2.3eV

T₁(H-3)：2.2eV。

實施例48~實施例72、比較例5~比較例6

除了使用表3中記載的化合物作為摻雜劑材料以外，與實施例47同樣地製作發光元件，並進行評價。結果如表3所示。

參照表3可知，實施例47~實施例72及比較例5~比較例6由於在發光層中使用TADF材料，因此與實施例1~實施例46及比較例1~比較例4相比，外部量子效率大幅提高。該些中， 實施例47~實施例72均為半值寬度窄，可獲得高效率的發光。另一方面，比較例5雖然外部量子效率高，但半值寬度寬。另外，比較例6雖然半值寬度窄，但外部量子效率低。

實施例73

(TADF頂部發光型發光元件評價)

將依次堆積有由金屬鋁形成的反射膜100nm與ITO透明導電膜50nm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「塞米高克林(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，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，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。首先，藉由電阻加熱法於ITO導電膜上蒸鍍10nm的HAT-CN6作為電洞注入層，接著蒸鍍125nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，以重量比計成為80：0.5：19.5的方式將主體材料H-2(第三化合物)、化合物D-1(第二化合物)、及作為TADF材料的化合物H-3(第一化合物)蒸鍍為20nm的厚度來作為發光層。進而，電子傳輸材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作為施體性材料，以化合物ET-1與2E-1的蒸鍍速度比成為1：1的方式積層為30nm的厚度來作為電子傳輸層。其次，蒸鍍1nm的2E-1作為電子注入層後，將鎂與銀共蒸鍍20nm而製成陰極，製作5mm×5mm見方的頂部發光型發光元件。

使該發光元件以1000cd/m²發光時的發光特性如下：發光峰值波長為615nm、半值寬度為33nm、CIE色度(x，y=0.66，0.34)、電流效率42cd/A、LT90為172小時。

實施例74~實施例81、比較例7

除了使用表4中記載的化合物作為摻雜劑材料以外，與實施例73同樣地製作發光元件，並進行評價。結果如表4所示。

參照表4可知，實施例73~實施例81及比較例7均可獲得半值寬度窄的發光光譜。另一方面，實施例73~實施例81與比較例7相比，可獲得高電流效率。於頂部發光型發光元件中，由於微腔效果共振的波長區域的光增強，但偏離該區域的波長的光減弱。因此，在使用了具有半值寬度窄的發光光譜的發光材料的發光元件中電流效率提高，可確認到所述效果。

實施例82

(摻雜薄膜的發光特性測定)

利用「塞米高克林(Semico clean)56」(商品名，古內化學(股)製造)對石英玻璃板(10mm×10mm)進行15分鐘超音波清洗後，利用超純水進行清洗，並進行乾燥。於即將製作元件之前對該玻璃板進行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，以摻雜濃度成為1重量%的方式將作為主體材料的mCBP、另外作為摻雜劑材料的化合物D-1蒸鍍為500nm的厚度，獲得1重量%摻雜薄膜。藉由相同的方法，獲得2重量%摻雜薄膜與4重量%摻雜薄膜。

示出1重量%摻雜薄膜的發光特性。

發光峰值波長：λmax為611nm、半值寬度為38nm

另外，關於1重量%、2重量%、4重量%的各摻雜薄膜，使用螢光量子產率測定裝置C11347-01(濱松光子(Hamamatsu Photonics)(股)製造)，求出激發光540nm下的螢光量子產率。 另外，將摻雜濃度為1%時的螢光量子產率設為1時的各摻雜濃度下的螢光量子產率的比率作為QY比，藉由下式求出。

QY比=(摻雜濃度×重量%的薄膜的螢光量子產率)/(摻雜濃度1重量%的薄膜的螢光量子產率)

[x=1、2或4]

結果如下。

摻雜濃度為1重量%；螢光量子產率為70%、QY比=1

摻雜濃度為2重量%；螢光量子產率為59%、QY比=0.84

摻雜濃度為4重量%；螢光量子產率為49%、QY比=0.70。

實施例83~實施例99

除了使用表5中記載的化合物作為摻雜劑材料以外，與實施例82同樣地求出摻雜薄膜的螢光量子產率及QY比。結果如表5所示。

根據表5的QY比的比較，可知使用了橋頭位的苯基相對於與吡咯亞甲基骨架的鍵結部在2位及6位兩者具有取代基的吡咯亞甲基金屬錯合物的實施例83、實施例86、實施例88、實施例89、實施例91、實施例93、實施例98、實施例99與使用其他的吡咯亞甲基金屬錯合物的情況相比，由摻雜濃度增加引起的螢光量子產率的降低均小、即、濃度消光變小。

如上所述，示出了藉由使用本發明的吡咯亞甲基金屬錯合物，可製作外部量子效率高、發光光譜的半值寬度窄的發光元件。另外，可知頂部發光型發光元件中電流效率大幅度提高。進而可知可獲得先前困難的發光峰值波長為640nm以下的紅色發光，因此可擴大波長的設計範圍。藉此，示出了於顯示器等顯示裝置或照明裝置的製造中，容易進行顏色控制，另外可提高顏色純度與發光效率。

實施例100

(使用了兩種主體材料的TADF底部發光型發光元件評價)

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「塞米高克林(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，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，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。首先，藉由電阻加熱法蒸鍍10nm的 HAT-CN6作為電洞注入層，接著蒸鍍180nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，以重量比計成為40：40：0.5：19.5的方式將第一主體材料H-2(電洞傳輸性的第三化合物)、第二主體材料H-4(電子傳輸性的第三化合物)、化合物D-1(第二化合物)、及作為TADF材料的化合物H-3(第一化合物)蒸鍍為40nm的厚度來作為發光層。進而，電子傳輸材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作為施體性材料，以化合物ET-1與2E-1的蒸鍍速度比成為1：1的方式積層為35nm的厚度來作為電子傳輸層。其次，蒸鍍0.5nm的2E-1作為電子注入層後，將鎂與銀共蒸鍍1000nm而製成陰極，製作5mm×5mm見方的底部發光型發光元件。

使該發光元件以1000cd/m²發光時的發光特性如下：發光峰值波長為612nm、半值寬度為38nm、外部量子效率13.0%，LT90為255小時。確認到了與使用一種主體材料的實施例47相比發光峰值波長、半值寬度、外部量子效率相同，LT90變大了約1.5倍，耐久性提高。再者，H-4為下述所示的化合物。

[化38]

另外，H-2、H-4的激發單重態能階：S₁、激發三重態能階：T₁如下所述。

S₁(H-2)：3.4eV

T₁(H-2)：2.6eV

S₁(H-4)：3.9eV

T₁(H-4)：2.8eV。

實施例101

(串聯型螢光發光元件評價)

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「塞米高克林(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，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，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。首先，藉由電阻加熱法蒸鍍5nm的HAT-CN6作為電洞注入層，接著蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層。其次，將作為主體材料的H-1(第一化合物)、另外作為摻雜劑材料的化合物D-1(第二化合物)以摻雜劑濃度成為0.5重量%的方式，蒸鍍為20nm的厚度來作為發光層。進而，電子傳輸材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作為施體性材料，以化合物ET-1與2E-1的蒸鍍速度比成為1：1的方式積層為35nm的厚度來作為電子傳輸層。接著，n型主體使用化合物ET-2，n型摻雜劑使用金屬鋰，以化合物ET-2與金屬鋰的蒸鍍速度比成為99：1的方式積層10nm作為n型電荷產生層。進而，積層10nm的HAT-CN6作為p型電荷產生層。於其上與所述同樣地依次蒸鍍50nm的HT-1作為電洞傳輸層、20nm的於主體材料H-1中摻雜有0.5重量%的化合物D-1的薄膜作為發光層、35nm的ET-1與2E-1的比率成為1：1的薄膜作為電子傳輸層。其次，蒸鍍0.5nm的2E-1作為電子注入層後，將鎂與銀共蒸鍍1000nm而製成陰極，製作5mm×5mm見方的串聯型螢光發光元件。

使該發光元件以1000cd/m²發光時的發光特性如下：發光峰值波長為611nm、半值寬度為38nm、外部量子效率10.9%，LT90為511小時。確認到了與發光層僅一層的實施例1相比，外部量子效率與LT90均變大了約兩倍，發光效率與耐久性提高。再者，ET-2為下述所示的化合物。

[化39]

Claims (13)

1. 一種吡咯亞甲基金屬錯合物，是由通式(1)或通式(2)所表示，且所述通式(1)或通式(2)的M為硼，m為3；

   

   (X為C-R⁵；R¹是選自由甲基、碳數2~3的烯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的苯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的聯苯基、及未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的萘基所組成的群組中；R²是選自由氫原子、甲基、碳數2~3的烯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的苯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的聯苯基、及未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的萘基所組成的群組中，或者與R³形成苯環；R³為氫原子，或者與R²形成苯環，又或者與R⁴形成呋喃環；R⁴是選自由甲基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、及經取代或未經取代的萘基所組成的群組中，或者與R³形成呋喃環；R⁴中的取代基是選自由碳數1~8的烷基及 碳數1~20的烷氧基所組成的群組中；R⁵是選自由氫原子、甲基、經取代或未經取代的環形成碳數6~30的芳基、及經取代或未經取代的環形成碳數2~30的雜芳基所組成的群組中；R⁵中的取代基是選自由碳數1~4的烷基、碳數1~4的烷氧基及碳數6~30的芳基所組成的群組中；Ar¹及Ar²分別可相同亦可不同，且選自經取代或未經取代的苯基、以及經取代或未經取代的萘基中；Y¹為串聯鍵結有三個以上且四個以下的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子以及氧原子中；Z¹為鍵結有一個以上且四個以下的原子的交聯結構，所述原子選自經取代或未經取代的碳原子以及氧原子中；Z¹中的取代基是碳數1~4的烷基；L為氟原子)。
2. 如請求項1所述的吡咯亞甲基金屬錯合物，其中Y¹為串聯鍵結有三個原子的交聯結構。
3. 如請求項2所述的吡咯亞甲基金屬錯合物，其中Y¹由通式(5A)或通式(5B)所表示；

   

   (*表示與吡咯環的連結部，**表示與Ar¹的連結部；R¹¹~R¹⁶分別可相同亦可不同，且選自氫原子以及碳數1~4的烷基中)。
4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的吡咯亞甲基金屬錯合物，其中所述R⁵由通式(6)所表示；

   

   (***表示與碳原子的鍵結部；R⁵¹及R⁵²分別可相同亦可不同，且為碳數1~4的烷基；R⁵³~R⁵⁵分別可相同亦可不同，且選自氫原子、碳數1~4的烷基、烷氧基以及與鄰接基之間的環結構中)。
5. 如請求項1至請求項3中任一項所述的吡咯亞甲基金屬錯合物，是由通式(7A)~通式(7M)中的任一者所表示；

   

   

   (R²¹是選自由甲基、碳數2~3的烯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的苯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的聯苯基、及未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的萘基所組成的群組中；R²²是選自由氫原子、甲基、經取代或未經取代的環形成碳數6~30的芳基、及經取代或未經取代的環形成碳數2~30的雜芳基 所組成的群組中；R²²中的取代基是選自由碳數1~4的烷基、碳數1~4的烷氧基及碳數6~30的芳基所組成的群組中；R²³是選自由氫原子、甲基、碳數2~3的烯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的苯基、未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的聯苯基、及未經取代或具有碳數1~4的烷基取代基的萘基所組成的群組中；R²⁴為氫原子；R²⁵為甲基；R³¹~R³⁹分別可相同亦可不同，且選自氫原子、碳數1~4的烷基以及碳數1~4的烷氧基中；R¹⁰¹~R¹¹⁸分別可相同亦可不同，且選自氫原子以及碳數1~4的烷基中；R²⁰¹~R²⁰²為氟原子；Ar³為呋喃環；Ar⁴為苯環)。
6. 一種發光元件材料，含有如請求項1至請求項5中任一項所述的吡咯亞甲基金屬錯合物。
7. 一種發光元件，在陽極與陰極之間存在發光層，且藉由電能發光，所述發光層中含有如請求項1至請求項5中任一項所述的吡咯亞甲基金屬錯合物。
8. 如請求項7所述的發光元件，其中所述發光層具有第一化合物與作為摻雜劑的第二化合物，第二化合物為如請求項1 至請求項5中任一項所述的吡咯亞甲基金屬錯合物。
9. 如請求項7或請求項8所述的發光元件，其中所述第一化合物為熱活化延遲螢光性的化合物。
10. 如請求項9所述的發光元件，其中所述發光層進一步包含第三化合物，第三化合物的激發單重態能量大於所述第一化合物的激發單重態能量。
11. 如請求項10所述的發光元件，其中所述第三化合物由兩種以上的材料構成。
12. 如請求項7或請求項8所述的發光元件，其中在陽極與陰極之間具有至少兩個以上的發光層，在各發光層與發光層之間具有至少一層以上的電荷產生層，在所述電荷產生層中含有通式(13)所表示的啡啉衍生物；

    

    (Ar⁵為經兩個啡啉基取代的伸芳基；R⁷¹~R⁷⁷分別可相同亦可不同，且選自氫原子、烷基、環烷基、雜環基、芳基及雜芳基中)。
13. 如請求項7或請求項8所述的發光元件，其中所 述發光元件為頂部發光型有機電場發光元件。