化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置及照明装置
阅读：252发布：2020-05-08
专利汇可以提供化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置及照明装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的目的是提供改善了 发光效率 和耐久寿命的有机 薄膜 发光元件。为了达到上述目的，本发明的化合物具有以下构成。即，下述通式(1)所示的化合物。(在通式(1)中，Ar1为具有特定结构的芳香族基，Ar2为具有其它特定结构的芳香族基。n为1或2的整数，p为1或2的整数。其中n+p＝3。在n为2的情况下，各个Ar1可以相同也可以不同，在p为2的情况下，各个Ar2可以相同也可以不同。其中，Ar1与Ar2不是相同的基团。)，下面是化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置及照明装置专利的具体信息内容。
1.下述通式(1)所示的化合物，
在通式(1)中，Ar1为下述通式(2)所示的基团，Ar2为下述通式(3)所示的基团；n为1或2的整数，p为1或2的整数；其中n+p＝3；在n为2的情况下，各个Ar1可以相同也可以不同，在p为2的情况下，各个Ar2可以相同也可以不同；其中，Ar1与Ar2不是相同的基团；
在通式(2)中，H表示氢原子；Ar3表示取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基；
L表示连接基，且表示未取代的亚芳基或杂亚芳基；R1～R3分别可以相同也可以不同，且为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的三联苯基；其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基；
在通式(3)中，H表示氢原子；R4～R6分别可以相同也可以不同，且表示氢原子、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、或者取代或未取代的四联苯基；其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基。
2.根据权利要求1所述的化合物，在通式(1)中，至少一个Ar2为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、或者取代或未取代的四联苯基，但是，以下基团除外，
3.根据权利要求1或2所述的化合物，在通式(1)中，至少一个Ar2为取代或未取代的对联苯基、或者取代或未取代的对三联苯基。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的化合物，在通式(1)中，至少一个Ar2为取代或未取代的对三联苯基。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的化合物，在通式(2)中，L为1,4-亚苯基。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的化合物，在通式(2)中，Ar3为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的三联苯基。
7.一种发光元件，是在阳极与阴极之间存在有机层，并通过电能进行发光的发光元件，所述阳极与阴极之间的1层以上的有机层含有权利要求1～6中任一项所述的化合物。
8.根据权利要求7所述的发光元件，所述有机层至少存在空穴输送层和发光层，所述空穴输送层含有权利要求1～6中任一项所述的化合物。
9.根据权利要求8所述的发光元件，所述空穴输送层由多个层构成，含有权利要求1～6中任一项所述的化合物的空穴输送层与发光层直接相接。
10.根据权利要求8或9所述的发光元件，所述发光层含有蒽化合物。
11.根据权利要求8或9所述的发光元件，所述发光层含有三重态发光材料。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的发光元件，在所述发光层与所述阴极之间存在空穴阻挡层，该空穴阻挡层含有三嗪衍生物、喹唑啉衍生物或嘧啶衍生物。
13.根据权利要求8或9所述的发光元件，所述发光层含有热活化延迟荧光性化合物。
14.根据权利要求13所述的发光元件，所述发光层进一步含有荧光掺杂剂。
15.根据权利要求14所述的发光元件，所述发光层所含有的荧光掺杂剂由下述通式(5)表示，
57 51 59
在通式(5)中，X表示C-R 或N；R ～R 分别可以相同也可以不同，且选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R60R61，R51～R59中相邻取代基之间可以形成稠环或脂肪族环；R60和R61为芳基或杂芳基。
16.一种显示装置，其包含权利要求7～15中任一项所述的发光元件。
17.一种照明装置，其包含权利要求7～15中任一项所述的发光元件。
化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置及照明装置
技术领域
[0001] 本发明涉及化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置以及照明装置。
背景技术
[0002] 近年来，从阴极注入的电子与从阳极注入的空穴在被两极夹着的有机荧光体内再结合时进行发光这样的有机薄膜发光元件的研究活跃进行。有机薄膜发光元件的特征为薄型、在低驱动电压下获得高亮度的发光、和能够通过选择适当的荧光发光材料、磷光发光材料等发光材料而进行多色发光等。
[0003] 有机薄膜发光元件近年来被用于便携电话的主显示器等，实用化稳定地发展。然而，现有的有机薄膜发光元件仍然有多个技术课题。其中，同时实现获得高效率的发光、与有机薄膜发光元件的长寿命化成为大的课题。
[0004] 有机薄膜发光元件的发光效率大幅受到将空穴、电子这样的载流子输送到发光层的载流子输送材料左右。作为其中的输送空穴的材料(空穴输送材料)，已知具有单胺骨架的材料(例如，参照专利文献1～5)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1：日本特表2015-502960号公报
[0008] 专利文献2：国际公开第2016/006629号
[0009] 专利文献3：国际公开第2016/199743号
[0010] 专利文献4：国际公开第2014/015938号
[0011] 专利文献5：国际公开第2016/009823号
发明内容
[0012] 发明所要解决的课题
[0013] 然而，在现有技术中，难以在提高有机薄膜发光元件的发光效率的同时使耐久寿命提高。此外，即使能够降低驱动电压，有机薄膜发光元件的发光效率与耐久寿命的兼立也不充分。这样，使高发光效率与耐久寿命兼有的技术仍然未被发现。
[0014] 本发明的目的是解决这样的现有技术的问题，提供改善了发光效率和耐久寿命的有机薄膜发光元件。
[0015] 用于解决课题的方法
[0016] 本发明的化合物为下述通式(1)所示的化合物。
[0017]
[0018] (在通式(1)中，Ar1为下述通式(2)所示的基团，Ar2为下述通式(3)所示的基团。n为1或2的整数，p为1或2的整数。其中n+p＝3。在n为2的情况下，各个Ar1可以相同也可以不同，在p为2的情况下，各个Ar2可以相同也可以不同。其中，Ar1与Ar2不是相同的基团。)[0019]
[0020] (在通式(2)中，H表示氢原子。Ar3表示取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基。L表示连接基，表示未取代的亚芳基或杂亚芳基。R1～R3分别可以相同也可以不同，为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的三联苯基。其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基。)
[0021]
[0022] (在通式(3)中，H表示氢原子。R4～R6分别可以相同也可以不同，表示氢原子、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、或者取代或未取代的四联苯基。其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基。)
[0023] 发明的效果
[0024] 通过本发明，可以提供具有高发光效率，进一步也兼备充分的耐久寿命的有机薄膜发光元件。
具体实施方式
[0025] 以下详细地说明本发明的化合物、使用了该化合物的发光元件、显示装置以及照明装置的优选实施方式。然而，本发明不限定于以下实施方式，可以根据目的、用途进行各种变更而实施。此外，在本说明书中，有时将发光元件简称为元件。
[0026] (通式(1)所示的化合物)
[0027] 本发明的化合物由通式(1)表示。
[0028]
[0029] 在通式(1)中，Ar1为下述通式(2)所示的基团，Ar2为下述通式(3)所示的基团。n为1或2的整数，p为1或2的整数。其中n+p＝3。在n为2的情况下，各个Ar1可以相同也可以不同，在p为2的情况下，各个Ar2可以相同也可以不同。其中，Ar1与Ar2不是相同的基团。
[0030]
[0031] 在通式(2)中，H表示氢原子。Ar3表示取代或未取代的芳基或者取代或未取代的杂芳基。L表示连接基，表示未取代的亚芳基或杂亚芳基。R1～R3分别可以相同也可以不同，为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的三联苯基。其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基。
[0032]
[0033] 在通式(3)中，H表示氢原子。R4～R6分别可以相同也可以不同，表示氢原子、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、或者取代或未取代的四联苯基。其中，这些基团具有取代基的情况下，取代基为烷基或烷氧基。
[0034] 所谓芳基，表示例如，苯基、联苯基、芴基、菲基、苯并[9,10]菲基、三联苯基等芳香族烃基。芳基可以具有取代基也可以不具有取代基。芳基的碳原子数没有特别限定，通常为6以上且40以下的范围。
[0035] 所谓亚芳基，表示由芳基衍生的2价基团，可例示例如，亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚芴基、亚菲基、亚三联苯基、亚蒽基、亚芘基等。亚芳基的碳原子数没有特别限定，通常为6以上且40以下的范围。此外，在亚芳基具有取代基的情况下，包含取代基在内碳原子数优选为6以上且60以下的范围。
[0036] 所谓杂亚芳基，表示由吡啶、喹啉、嘧啶、吡嗪、三嗪、喹喔啉、喹唑啉、二苯并呋喃、二苯并噻吩等环内具有一个或多个碳以外的原子的芳香族基衍生的2价以上基团。杂亚芳基可以具有取代基也可以不具有取代基。优选的杂亚芳基为2价或3价的杂亚芳基。杂亚芳基的碳原子数没有特别限定，通常为2以上且30以下的范围。
[0037] 所谓烷基，表示例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等饱和脂肪族烃基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。烷基的碳原子数没有特别限定，从获得的容易性、成本方面考虑，通常为1以上且20以下，更优选为1以上且8以下的范围。
[0038] 所谓烷氧基，表示例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等取代基，其可以具有取代基也可以不具有取代基。烷氧基的碳原子数没有特别限定，从获得的容易性、成本方面考虑，通常为1以上且20以下，更优选为1以上且8以下的范围。
[0039] 以往的具有单胺骨架的化合物作为发光元件材料不是必定具有充分的性能。例如，在专利文献1～5中示出下述式所示的具有单胺骨架的化合物A～E。
[0040]
[0041] 然而，将这些化合物使用于空穴注入层、空穴输送层的元件仍未得到充分的性能，要求创造出在发光效率、耐久寿命方面能够进一步提高特性的化合物。
[0042] 本发明人等在其改良的研究中，着眼于与氮原子连接的取代基的效果。一般而言，在具有单胺骨架的化合物中，如果将氮原子上用芳基取代，则荧光量子收率变高。如果荧光量子收率变高，则在分子的激发状态生成的情况下，从该激发状态立即放射光而失活，因此分子不易在激发状态下分解。
[0043] 通式(1)所示的化合物通过向直接连接在氮原子上的芳基的邻位导入其它芳基，从而分子的平面性降低，可以使分子间的相互作用小。通过使分子间的相互作用变小，从而能隙变大，LUMO能级变浅。即，由于电子阻挡性变大，因此使发光效率和耐久寿命提高。进一步，通过使分子间的相互作用变小，从而无定形状态下的荧光量子收率变高。因此，在有机薄膜发光元件中，可以抑制通式(1)所示的化合物的激发状态下的分解，获得耐久寿命长的元件。
[0044] 另一方面，对于例如化合物A和D那样的结构，在氮原子上直接结合有邻位被苯基取代了的芳基。对于这样的结构，分子间的相互作用过小，空穴迁移率降低，驱动电压变高。因此，通过使Ar1如通式(2)所示那样为具有连接基L的结构，可以保持空穴迁移率，使驱动电压低。
[0045] 此外，在通式(2)中，与L结合的芳基的邻位中必定有一者具有Ar3所示的取代基。对于例如如化合物C那样，在与L结合的芳基的两个邻位具有取代基的化合物，分子的扭转过大，这些邻位的碳-碳键能变小，易于分解。
[0046] 在通式(3)中，优选Ar2所具有的氢原子不是氘原子。例如如果如化合物E那样，Ar2具有氘原子，则与相邻的取代基之间的扭转大于氢原子。因此，在通式(1)所示的化合物中，不保持适当的共轭的扩大，HOMO轨道的分布变窄，空穴迁移率降低。此外，如果Ar2的邻位被芳基等取代了，则同样地化合物的扭转过大，因此空穴迁移率降低。
[0047] 另外，这里所谓“不是氘原子”，也不排除不可避免地包含天然存在的氘原子。即，由于氘原子天然存在，因此未被氘原子取代的化合物中也包含氘原子，但其存在比与氢原子相比为充分小的值，因此如果不是被氘原子取代了的化合物，则对空穴迁移率不带来影响。
[0048] 在通式(1)中，优选至少一个Ar2为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、或者取代或未取代的四联苯基(其中，以下的式(4)所示的基团除外)。
[0049]
[0050] 原因是，通过限定直接连接于氮原子的取代基中的碳原子数，可以防止LUMO能级的能隙的降低。然而，在Ar2为对四联苯基、即上式(4)所示的基团的情况下，与化合物A～E相比，虽然具有发光效率、耐久寿命提高效果，但是共轭过度扩大，LUMO能级的能隙过小，因此不那么优选。
[0051] 在通式(1)中，更优选至少一个Ar2为取代或未取代的联苯基、或者取代或未取代的三联苯基。
[0052] 进一步，从保持为了易于获得更高的发光效率而必要的适度宽的能隙、浅的LUMO能级、和适度高的三重态能级，此外保持长寿命化所必需的高荧光量子收率这样的观点考虑，更优选至少一个Ar2为取代或未取代的对联苯基、或者取代或未取代的对三联苯基。
[0053] 此外，从使结构刚直、获得热稳定的化合物这样的观点考虑，特别优选至少一个Ar2为取代或未取代的对三联苯基。
[0054] 从不过度扩大共轭这样的观点考虑，通式(2)中的L为未取代的亚芳基或未取代的杂亚芳基，优选为未取代的亚苯基或未取代的亚联苯基，更优选为1,4-亚苯基。
[0055] 在通式(2)中，从向分子内提供适度的扭转考虑，优选Ar3不是甲基、乙基那样的烷基，而是取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。通常，杂芳基使分子的LUMO能级降低，损害电子阻挡性，因此Ar3更优选为取代或未取代的芳基。进一步从保持共轭的适度的扩大、以及高荧光量子收率这样的观点考虑，Ar3优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基、取代或未取代的芴基、和取代或未取代的萘基，特别优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的三联苯基。
[0057] 作为上述通式(2)所示的结构，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。另外，以下为例示，即使为这里明确记载的化合物以外的化合物，只要是通式(2)所示的化合物，也同样地优选使用。
[0058]
[0059]
[0060]
[0061] 作为上述通式(3)所示的结构，没有特别限定，具体而言可举出以下那样的例子。另外，以下为例示，即使为这里明确记载的化合物以外的化合物，只要是通式(3)所示的化合物，也同样地优选使用。
[0062]
[0063] 作为上述通式(1)所示的化合物，没有特别限定，具体而言可举出以下那样的例子。另外，以下为例示，即使为这里明确记载的化合物以外的化合物，只要是通式(1)所示的化合物，也同样地优选使用。
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070]
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081] 上述那样的具有单胺骨架的化合物的合成可以使用公知的方法。作为合成法，可举出例如，利用使用了钯、铜催化剂的伯胺或仲胺衍生物与卤化物或三氟甲磺酸酯化物的偶联反应的方法、使用了钯的卤化胺衍生物与芳基硼酸衍生物的偶联反应等，但不限定于此。
[0082] (发光元件材料)
[0083] 通式(1)所示的化合物作为发光元件材料而优选使用。这里本发明中的所谓发光元件材料，表示使用于发光元件的任一层的材料，除了如后述那样为空穴注入层、空穴输送层、发光层和/或电子输送层所使用的材料以外，也包含电极的保护膜(盖层)所使用的材料。通过将本发明中的通式(1)所示的化合物使用于发光元件的任一层，从而获得可获得高发光效率，并且耐久寿命优异的发光元件。
[0084] (发光元件)
[0085] 接下来，对本发明的发光元件详细说明。有机薄膜发光元件具有阳极和阴极、和介于这些阳极与阴极之间的有机层，该有机层通过电能而发光。
[0086] 这样的发光元件中的阳极与阴极之间的层构成除了仅包含发光层的构成以外，还可举出1)发光层/电子输送层、2)空穴输送层/发光层、3)空穴输送层/发光层/电子输送层、4)空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层、5)空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层、6)空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层、7)空穴注入层/空穴输送层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/电子注入层这样的叠层构成。
[0087] 进一步，可以为将上述叠层构成经由中间层而叠层了多层的串联型。中间层一般也被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子抽出层、连接层、中间绝缘层，可以使用公知的材料构成。串联型的具体例可举出例如8)空穴输送层/发光层/电子输送层/电荷产生层/空穴输送层/发光层/电子输送层、9)空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/电荷产生层/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层这样的、在阳极与阴极之间包含电荷产生层作为中间层的叠层构成。作为构成中间层的材料，具体而言，优选使用吡啶衍生物、菲咯啉衍生物。
[0088] 此外，上述各层分别可以为单一层、多层的任一者，可以被掺杂。进一步也可举出上述各层包含阳极、含发光层的一层以上的有机层、阴极，进一步包含使用了用于起因于光学干涉效果而提高发光效率的覆盖(capping)材料的层的元件构成。
[0089] 本发明的发光元件为在阳极与阴极之间存在有机层，并通过电能进行发光的发光元件，在上述阳极与阴极之间的1层以上的有机层中含有本发明的化合物。
[0090] 本发明的发光元件优选在上述有机层至少存在空穴输送层和发光层，在上述空穴输送层含有本发明的化合物。
[0092] (基板)
[0093] 为了保持发光元件的机械强度，优选将发光元件形成在基板上。作为基板，适合使用钠玻璃、无碱玻璃等玻璃基板。玻璃基板的厚度只要具有对于保持机械强度而言充分的厚度即可，因此只要为0.5mm以上就是充分的。关于玻璃的材质，由于从玻璃溶出的离子少为好，因此优选为无碱玻璃。此外，施与了SiO2等阻挡层的钠钙玻璃也被市售，也可以使用该钠钙玻璃。此外，如果在基板上形成的第一电极稳定地起作用，则基板不需要为玻璃，可以为例如，塑料基板。
[0094] (阳极)
[0095] 阳极所使用的材料只要为可以将空穴效率好地注入到有机层的材料，就没有特别限定。为了发出光，优选阳极所使用的材料为透明或半透明的。具体而言，可举出氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化锡铟(ITO)、氧化锌铟(IZO)等导电性金属氧化物、或金、银、铬等金属、碘化铜、硫化铜等无机导电性物质、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物等，特别期望使用ITO玻璃、奈塞玻璃(Nesa glass)。这些电极材料可以单独使用，也可以叠层或混合使用多种材料。关于透明电极的电阻，只要可以供给对于元件的发光而言充分的电流即可，因此不受限定，但从元件的耗电的观点考虑，期望为低电阻。例如只要是300Ω/□以下的ITO基板，就作为元件电极起作用，现在也能够供给10Ω/□左右的基板，因此特别期望使用20Ω/□以下的低电阻的基板。ITO的厚度可以根据电阻值任意选择，但通常使用45～300nm之间的情况多。
[0096] (阴极)
[0097] 阴极所使用的材料只要是可以将电子效率高地注入到发光层的物质，就没有特别限定。一般而言优选为铂、金、银、铜、铁、锡、铝、铟等金属、或这些金属与锂、钠、钾、钙、镁等低功函数金属形成的合金、多层叠层等。其中，作为主成分，从电阻值、制膜容易性、膜的稳定性、发光效率等方面考虑，优选为铝、银、镁。特别是如果由镁和银构成，则向本发明中的电子输送层和电子注入层的电子注入变得容易，能够进行低电压驱动，因此是优选的。
[0098] (保护膜层)
[0099] 为了保护阴极，优选在阴极上叠层保护膜层(盖层)。作为构成保护膜层的材料，没有特别限定，可举出例如，铂、金、银、铜、铁、锡、铝和铟等金属、使用了这些金属的合金、二氧化硅、二氧化钛和氮化硅等无机物、聚乙烯醇、聚氯乙烯、烃系高分子化合物等有机高分子化合物等。此外，通式(1)所示的化合物也可以作为该保护膜层而利用。然而，在发光元件为从阴极侧发出光的元件结构(顶部发光结构)的情况下，保护膜层所使用的材料从在可见光区域具有光透过性的材料中选择。
[0100] (空穴注入层)
[0101] 空穴注入层为被插入到阳极与空穴输送层之间的层。空穴注入层可以为1层也可以叠层多层，都可以。如果在空穴输送层与阳极之间存在空穴注入层，则不仅进行更低电压驱动，耐久寿命易于提高，而且进一步元件的载流子平衡提高而发光效率也易于提高，因此是优选的。
[0102] 空穴注入层所使用的材料没有特别限定，使用了例如，4,4’-双(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)联苯(TPD)、4,4’-双(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)联苯(NPD)、4,4’-双(N,N-双(4-联苯基)氨基)联苯(TBDB)、双(N,N’-二苯基-4-氨基苯基)-N,N-二苯基-4,4’-二氨基-1,1’-联苯(TPD232)这样的联苯胺衍生物、4,4’,4”-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺(m-MTDATA)、4,4’,4”-三(1-萘基(苯基)氨基)三苯基胺(1-TNATA)等被称为星放射芳基胺(Starburst arylamine)的材料组、双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等双咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、茋系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、 二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等杂环化合物，对于聚合物系，使用了侧链具有上述单体的聚碳酸酯、苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑和聚硅烷等。此外，也可以使用通式(1)所示的化合物(单胺衍生物)。其中，从与通式(1)所示的化合物相比具有更浅的HOMO能级，从阳极向空穴输送层顺利注入输送空穴这样的观点考虑，更优选使用联苯胺衍生物、星放射芳基胺系材料组。
[0103] 这些材料可以单独使用，也可以混合使用2种以上材料。此外，也可以将多个材料叠层而制成空穴注入层。进一步如果该空穴注入层由受体性化合物单独构成，或在上述那样的空穴注入材料中掺杂受体性化合物而使用，则上述效果更显著地获得，因此是更优选的。所谓受体性化合物，是在作为单层膜使用的情况下与相接的空穴输送层形成电荷转移配位化合物的材料，在掺杂而使用的情况下与构成空穴注入层的材料形成电荷转移配位化合物的材料。如果使用这样的材料，则空穴注入层的导电性提高，更有助于元件的驱动电压降低，易于获得发光效率提高、耐久寿命提高这样的效果。
[0104] 作为受体性化合物的例子，可举出氯化铁(III)、氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锑等金属氯化物、氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钌等金属氧化物、三(4-溴苯基)六氯锑酸铵(TBPAH)等电荷转移配位化合物。此外，适合使用分子内具有硝基、氰基、卤素或三氟甲基的有机化合物、醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯等。作为这些化合物的具体例，可举出六氰基丁二烯、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)、轴烯衍生物、对四氟苯醌、对四氯苯醌、对四溴苯醌、对苯醌、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、邻二氰基苯、对二氰基苯、
1,4-二氰基四氟苯、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌、对二硝基苯、间二硝基苯、邻二硝基苯、对氰基硝基苯、间氰基硝基苯、邻氰基硝基苯、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-芴酮、2,3,5,6-四氰基吡啶、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、C60、和C70等。
1,4-二氰基四氟苯、2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌、对二硝基苯、间二硝基苯、邻二硝基苯、对氰基硝基苯、间氰基硝基苯、邻氰基硝基苯、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-芴酮、2,3,5,6-四氰基吡啶、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、C60、和C70等。
[0105] 它们之中，金属氧化物、含有氰基的化合物易于操作，也易于进行蒸镀，因此容易获得上述效果，因此是优选的。在空穴注入层由受体性化合物单独构成的情况下，或在空穴注入层中掺杂了受体性化合物的情况下的任一情况下，空穴注入层都可以为1层，也可以叠层多个层而构成。
[0106] (空穴输送层)
[0107] 空穴输送层为将从阳极注入的空穴输送到发光层的层。空穴输送层可以为单层也可以叠层多个层而构成，都可以。
[0108] 通式(1)所示的化合物具有5.1～6.0eV的电离电势(蒸镀膜的AC-2(理研计器)测定值)、高三重态能级、高空穴输送性和薄膜稳定性，因此优选用于发光元件的空穴注入层和空穴输送层。此外，通式(1)所示的化合物为单胺衍生物，能隙大，因此LUMO能级浅，电子阻挡性优异。因此，可以防止从发光层流出的电子的进入。
[0109] 在由多层空穴输送层构成的情况下，优选包含通式(1)所示的化合物的空穴输送层与发光层直接相接。原因是，通式(1)所示的化合物具有高电子阻挡性，即使在激发状态下也不易分解，耐久寿命也优异。进一步，由于通式(1)所示的化合物具有高三重态能级，因此也具有限制三重态发光材料的激发能的效果。因此，在发光层包含三重态发光材料的情况下，也优选包含通式(1)所示的化合物的空穴输送层与发光层直接相接。
[0110] 空穴输送层可以仅由通式(1)所示的化合物构成，也可以在不损害本发明的效果的范围内混合其它材料。在该情况下，作为所使用的其它材料，可举出例如，4,4’-双(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)联苯(TPD)、4,4’-双(N-(1-萘基)-N-苯基氨基)联苯(NPD)、4,4’-双(N,N-双(4-联苯基)氨基)联苯(TBDB)、双(N,N’-二苯基-4-氨基苯基)-N,N-二苯基-4,4’-二氨基-1,1’-联苯(TPD232)这样的联苯胺衍生物、4,4’,4”-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺(m-MTDATA)、4,4’,4”-三(1-萘基(苯基)氨基)三苯基胺(1-TNATA)等被称为星放射芳基胺的材料组、双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等双咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、茋系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、 二唑衍生物、酞菁衍生物、卟啉衍生物等杂环化合物，对于聚合物系，可举出侧链具有上述单体的聚碳酸酯、苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑和聚硅烷等。
[0111] (发光层)
[0112] 发光层可以为单一层、多层的任一者，分别通过发光材料(主体材料、掺杂材料)形成。发光层可以为主体材料与掺杂材料的混合物，也可以为单独的主体材料，也可以为2种主体材料与1种掺杂材料的混合物，都可以。即，对于本发明的发光元件，在各发光层中，可以仅主体材料或掺杂材料发光，也可以主体材料与掺杂材料都发光。从效率好地利用电能、获得高色纯度的发光这样的观点考虑，发光层优选由主体材料和掺杂材料的混合构成。此外，主体材料与掺杂材料分别可以为一种，也可以为多种的组合，都可以。掺杂材料可以包含于主体材料整体，也可以被部分包含，都可以。掺杂材料可以被叠层，也可以被分散，都可以。掺杂材料可以进行发光色的控制。掺杂材料的量如果过多，则发生浓度淬灭现象，因此相对于主体材料优选以30重量％以下使用，进一步优选为20重量％以下。关于掺杂方法，可以通过与主体材料的共蒸镀法形成，也可以与主体材料预先混合后同时蒸镀。
[0113] 发光材料除了通式(1)所示的化合物以外，还可以使用从以前起就作为发光体已知的蒽、芘等稠环衍生物、以三(8-羟基喹啉)铝为代表的金属螯合化类喔星(oxinoid)化合物、双苯乙烯基蒽衍生物、二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、 二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、紫环酮衍生物、环戊二烯衍生物、 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，对于聚合物系，可以使用聚苯撑乙烯撑衍生物、聚对苯撑衍生物、以及聚噻吩衍生物等，但不特别限定。
[0114] 发光材料所含有的主体材料不需要仅限于一种化合物，也可以混合使用本发明的多种化合物、或混合使用其它主体材料的一种以上。此外，可以叠层而使用。作为主体材料，没有特别限定，可以使用萘、蒽、菲、芘、 并四苯、苯并[9,10]菲、苝、荧蒽、芴、茚等具有稠合芳环的化合物、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-羟基喹啉)铝(III)为代表的金属螯合化类喔星化合物、二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茚衍生物、香豆素衍生物、 二唑衍生物、吡咯并吡啶衍生物、紫环酮衍生物、环戊二烯衍生物、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，对于聚合物系，可以使用聚苯撑乙烯撑衍生物、聚对苯撑衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，但不特别限定。其中，作为发光层进行三重态发光(磷光发光)时所使用的主体，适合使用金属螯合化类喔星化合物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、三嗪衍生物、苯并[9,10]菲衍生物等。
[0115] 以往，在蓝的发光层中广泛使用以蒽化合物为主体的发光层。另外，在本发明中，所谓蒽化合物，表示具有蒽骨架的化合物。由蒽化合物构成的主体与红、绿的发光层所使用的主体材料相比，作为电子传导能级的LUMO能级浅，电子易于漏出到相邻的空穴输送层。因此，使用了蒽化合物作为主体材料的蓝色发光元件与红色发光元件、绿色发光元件相比，耐久寿命不充分。然而，通式(1)所示的化合物为电子阻挡性优异，即使在激发状态下也不易分解的化合物，因此即使应用于发光层使用了由蒽化合物构成的主体的发光元件的空穴输送层，也易于大幅提高耐久寿命。因此，在本发明的发光元件中，优选发光层含有蒽化合物。
[0116] 发光材料所含有的掺杂材料没有特别限定，可举出萘、蒽、菲、芘、荧蒽、苯并[9,10]菲、苝、芴、茚等具有芳环的化合物、其衍生物(例如2-(苯并噻唑-2-基)-9,10-二苯基蒽、5,6,11,12-四苯基并四苯等)、呋喃、吡咯、噻吩、硅杂环戊二烯、9-硅杂芴、9,9’-螺二硅杂芴、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、菲咯啉、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶、噻吨等具有杂芳环的化合物、其衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、4,
4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4’-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等氨基苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茋衍生物、醛连氮衍生物、吡咯亚甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四氢-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、 唑、 二唑、三唑等唑衍生物及其金属配位化合物和以N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺为代表的芳香族胺衍生物等。其中，通过使用包含二胺骨架的掺杂剂、包含荧蒽骨架的掺杂剂，易于获得高发光效率，因此是优选的。包含二胺骨架的掺杂剂的空穴俘获性高，包含荧蒽骨架的掺杂剂的电子俘获性高。
4’-双(2-(4-二苯基氨基苯基)乙烯基)联苯、4,4’-双(N-(茋-4-基)-N-苯基氨基)茋等氨基苯乙烯基衍生物、芳香族乙炔衍生物、四苯基丁二烯衍生物、茋衍生物、醛连氮衍生物、吡咯亚甲基衍生物、二酮吡咯并[3,4-c]吡咯衍生物、2,3,5,6-1H,4H-四氢-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、 唑、 二唑、三唑等唑衍生物及其金属配位化合物和以N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲基苯基)-4,4’-二苯基-1,1’-二胺为代表的芳香族胺衍生物等。其中，通过使用包含二胺骨架的掺杂剂、包含荧蒽骨架的掺杂剂，易于获得高发光效率，因此是优选的。包含二胺骨架的掺杂剂的空穴俘获性高，包含荧蒽骨架的掺杂剂的电子俘获性高。
[0117] 此外，作为发光层进行三重态发光(磷光发光)时所使用的三重态发光材料(磷光掺杂剂)，优选为包含选自铱(Ir)、钌(Ru)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)、和铼(Re)中的至少一个金属的金属配位化合物。配位体优选具有苯基吡啶骨架或苯基喹啉骨架或卡宾骨架等含氮芳香族杂环。然而，不限定于此，根据与所要求的发光色、元件性能、主体化合物的关系来选择适当的配位化合物。具体而言，可举出三(2-苯基吡啶基)铱配位化合物、三{2-(2-苯硫基)吡啶基}铱配位化合物、三{2-(2-苯并苯硫基)吡啶基}铱配位化合物、三(2-苯基苯并噻唑)铱配位化合物、三(2-苯基苯并 唑)铱配位化合物、三苯并喹啉铱配位化合物、双(2-苯基吡啶基)(乙酰丙酮)铱配位化合物、双{2-(2-苯硫基)吡啶基}铱配位化合物、双{2-(2-苯并苯硫基)吡啶基}(乙酰丙酮)铱配位化合物、双(2-苯基苯并噻唑)(乙酰丙酮)铱配位化合物、双(2-苯基苯并 唑)(乙酰丙酮)铱配位化合物、双苯并喹啉(乙酰丙酮)铱配位化合物、双{2-(2,4-二氟苯基)吡啶基}(乙酰丙酮)铱配位化合物、四乙基卟啉铂配位化合物、{三(噻吩甲酰三氟丙酮)单(1,10-菲咯啉)}铕(日文原文：{{トリス(セノイルトリフルオロアセトン)モノ(1，10－フェナントロリン)}ユーロピウム)配位化合物、{三(噻吩甲酰三氟丙酮)单(4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)}铕(日文原文：{トリス(セノイルトリフルオロアセトン)モノ(4，7－ジフェニル－1，10－フェナントロリン)}ユーロピウム)配位化合物、{三(1,3-二苯基-1,3-丙烷二酮)单(1,10-菲咯啉)}铕配位化合物、三乙酰丙酮铽配位化合物等。此外，也适合使用日本特开2009-130141号所记载的磷光掺杂剂。不限定于此，但从易于获得高发光效率考虑，优选使用铱配位化合物或铂配位化合物。
[0118] 作为掺杂材料使用的上述三重态发光材料可以在发光层中各自仅包含一种，也可以混合使用二种以上。在使用二种以上三重态发光材料时，掺杂材料的总重量相对于主体材料优选为30重量％以下，进一步优选为20重量％以下。
[0119] 此外，在发光层中除了上述主体材料和三重态发光材料以外，也可以进一步包含用于调整发光层内的载流子平衡、用于使发光层的层结构稳定化的第3成分。但是，作为第3成分，选择与由作为单胺衍生物的通式(1)所示的化合物构成的主体材料和由三重态发光材料构成的掺杂材料之间不发生相互作用那样的材料。
[0120] 作为三重态发光系中的优选的主体和掺杂剂，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
[0121]
[0122]
[0123] 本发明的发光元件也优选发光层含有三重态发光材料。通式(1)所示的化合物通过高电子阻挡性以及高三重态能级，即使与使用了三重态发光材料的发光层组合也易于实现高发光效率。进一步，在含有上述三重态发光材料的发光层的主体材料中往往使用三嗪、喹唑啉这样的电子输送性高的材料。一般而言，在使用了这些材料作为主体的情况下，电子易于从发光层向空穴输送层漏出，耐久寿命变短。然而，通式(1)所示的化合物为即使在激发状态下也不易分解的化合物，因此在用于相邻的空穴输送层的情况下，可以实现长寿命化。因此，通式(1)所示的化合物也优选在具备包含上述那样的三重态发光材料的发光层的发光元件中，用于与该发光层相邻的空穴输送层。
[0124] 此外，也优选发光层含有热活化延迟荧光材料。关于热活化延迟荧光，在“最先端の有機EL”(安达千波矢，藤本弘编，シーエムシー出版发行)的87～103页中叙述。在该文献中说明了：通过使荧光发光材料的激发单重态状态与激发三重态状态的能级接近，从而通常从跃迁概率低的激发三重态状态向激发单重态状态的反向能量传递以高效率发生，表现热活化延迟荧光(Thermally Activated delayed Fluorescence，TADF)。进一步，在该文献中的图5中说明了延迟荧光的发生机制。延迟荧光的发光可以通过过渡PL(過渡Photo Luminescence)测定而确认。热活化延迟荧光材料一般也被称为TADF材料。通式(1)所示的化合物通过高电子阻挡性以及高三重态能级，从而即使与使用了TADF材料的发光层组合也易于实现高发光效率。
[0125] 热活化延迟荧光材料可以为以单一材料显示热活化延迟荧光的材料，也可以为以多种材料显示热活化延迟荧光的材料。在材料由多种构成的情况下，可以作为混合物使用，也可以将由各材料形成的层叠层使用。作为热活化延迟荧光材料，可以使用公知的材料。具体而言，可举出例如，苄腈衍生物、三嗪衍生物、二亚砜衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、二氢吩嗪衍生物、噻唑衍生物、 二唑衍生物等，但不限定于此。
[0126] 在TADF材料包含于发光层的元件中，优选进一步在发光层中包含荧光掺杂剂。原因是，通过TADF材料而三重态激子转变为单重态激子，荧光掺杂剂接收该单重态激子，从而易于实现高发光效率、长元件寿命。通式(5)所示的化合物显示高荧光量子收率，斯托克斯位移和发光光谱的半峰宽小，因此作为荧光掺杂剂而优选使用。
[0127]
[0128] 在通式(5)中，X表示C-R57或N。R51～R59分别可以相同也可以不同，选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基、硅60 61 51
氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R R 、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环中(即，R ～R59中相邻取代基之间可以形成稠环或脂肪族环)。R60和R61为芳基或杂芳基。
氧烷基、硼烷基、-P(＝O)R R 、以及与相邻取代基之间形成的稠环和脂肪族环中(即，R ～R59中相邻取代基之间可以形成稠环或脂肪族环)。R60和R61为芳基或杂芳基。
[0129] (电子输送层)
[0130] 在本发明中，所谓电子输送层，是从阴极注入电子，进一步输送电子的层。期望电子输送层的电子注入效率高，且效率好地输送被注入的电子。因此要求电子输送层为电子亲和力大，而且电子迁移率大，进一步稳定性优异，成为俘获物的杂质为在制造时和使用时不易产生的物质。特别是在将膜厚叠层得厚的情况下，低分子量的化合物进行结晶化等而膜质易于劣化，因此优选为保持稳定膜质的分子量400以上的化合物。然而，在考虑了空穴与电子的输送平衡的情况下，如果电子输送层主要发挥可以效率好地阻止来自阳极的空穴不进行再结合而流向阴极侧的作用，则即使由电子输送能力不那么高的材料构成，易于提高发光效率的效果也与由电子输送能力高的材料构成的情况同等。因此，本发明中的电子输送层中，作为可以效率好地阻止空穴的移动的空穴阻挡层也作为含义相同的物质而被包含，空穴阻挡层和电子输送层可以单独构成，也可以叠层多种材料而构成。
[0131] 作为电子输送层所使用的电子输送材料，可举出萘、蒽等稠合多环芳香族衍生物、以4,4’-双(二苯基乙烯基)联苯为代表的苯乙烯基系芳香环衍生物、蒽醌、联苯醌等醌衍生物、氧化磷衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)等羟基喹啉配位化合物、苯并羟基喹啉配位化合物、羟基唑配位化合物、偶氮甲碱配位化合物、环庚三烯酚酮金属配位化合物和黄酮醇金属配位化合物等各种金属配位化合物，从降低驱动电压、易于获得高发光效率考虑，优选使用由选自碳、氢、氮、氧、硅、磷中的元素构成，并具有包含受电子性氮的杂芳环结构的化合物。
[0132] 这里所谓受电子性氮，表示与相邻原子之间形成多重键的氮原子。由于氮原子具有高电负性，因此该多重键具有受电子的性质。因此，包含受电子性氮的芳香族杂环具有高电子亲和性。具有受电子性氮的电子输送材料易于接收来自具有高电子亲和力的阴极的电子，能够进行更低电压驱动。此外，电子向发光层的供给变多，再结合概率变高，因此发光效率易于提高。
[0133] 作为包含受电子性氮的杂芳环，可举出例如，三嗪环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、喹啉环、喹喔啉环、喹唑啉环、萘啶环、嘧啶并嘧啶环、苯并喹啉环、菲咯啉环、咪唑环、 唑环、 二唑环、三唑环、噻唑环、噻二唑环、苯并 唑环、苯并噻唑环、苯并咪唑环、菲并咪唑环等。
[0134] 作为具有这些杂芳环结构的化合物，可举出例如，吡啶衍生物、三嗪衍生物、喹唑啉衍生物、嘧啶衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并 唑衍生物、苯并噻唑衍生物、 二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡嗪衍生物、菲咯啉衍生物、喹喔啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、联吡啶、三联吡啶等寡吡啶衍生物、喹喔啉衍生物和萘啶衍生物等作为优选的化合物。其中，从电子输送能力的观点考虑，优选使用三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等咪唑衍生物、1,3-双[(4-叔丁基苯基)1,3,4- 二唑基]亚苯基等 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-菲绕啉、1,3-双(1,
10-菲咯啉-9-基)苯等菲咯啉衍生物、2,2’-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9’-螺二芴等苯并喹啉衍生物、2,5-双(6’-(2’,2”-联吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基硅杂环戊二烯等联吡啶衍生物、1,3-双(4’-(2,2’：6’2”-三联吡啶基))苯等三联吡啶衍生物、双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等萘啶衍生物。
10-菲咯啉-9-基)苯等菲咯啉衍生物、2,2’-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9’-螺二芴等苯并喹啉衍生物、2,5-双(6’-(2’,2”-联吡啶))-1,1-二甲基-3,4-二苯基硅杂环戊二烯等联吡啶衍生物、1,3-双(4’-(2,2’：6’2”-三联吡啶基))苯等三联吡啶衍生物、双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等萘啶衍生物。
[0135] 此外，如果这些衍生物具有稠合多环芳香族骨架，则玻璃化转变温度提高，并且电子迁移率也变大，发光元件的低电压化的效果大，因此是更优选的。进一步，如果考虑元件的耐久寿命易于提高，合成易于进行，原料获得容易，则稠合多环芳香族骨架更优选为荧蒽骨架、蒽骨架、芘骨架或菲咯啉骨架，特别优选为荧蒽骨架或菲咯啉骨架。
[0136] 为了提高荧蒽骨架的深LUMO能量，具有荧蒽骨架的化合物更优选为具有荧蒽骨架和氨基的化合物。
[0137] 为了分散电荷，使电子的转移迅速，如果具有菲咯啉骨架的化合物在分子中具有多个菲咯啉骨架，则是更优选的。
[0138] 具有包含受电子性氮的杂芳环结构的化合物具有深的HOMO能级，因此作为空穴阻挡层也优选使用。本发明的发光元件在发光层与上述阴极之间存在空穴阻挡层，空穴阻挡层特别优选含有三嗪衍生物、喹唑啉衍生物或嘧啶衍生物。另外，在本发明中，所谓三嗪衍生物、喹唑啉衍生物、嘧啶衍生物，分别表示具有三嗪骨架、喹唑啉骨架、嘧啶骨架的化合物。
[0139] 作为优选的电子输送材料，没有特别限定，具体而言，可举出以下那样的例子。
[0140]
[0141] 上述电子输送材料可单独使用，也可以将上述电子输送材料的2种以上混合使用、或将其它电子输送材料的一种以上混合于上述电子输送材料而使用。此外，可以含有供电子性化合物。这里，所谓供电子性化合物，是通过电子注入势垒的改善，使从阴极或电子注入层向电子输送层的电子注入容易，进一步使电子输送层的导电性提高的化合物。
[0142] 作为供电子性化合物的优选例，可举出碱金属、含有碱金属的无机盐、碱金属与有机物的配位化合物、碱土金属、含有碱土金属的无机盐或碱土金属与有机物的配位化合物等。作为碱金属、碱土金属的优选的种类，可举出低功函数且电子输送能力提高的效果大的锂、钠、钾、铷、铯这样的碱金属、镁、钙、铈、钡这样的碱土金属。
[0143] 此外，从真空中的蒸镀容易且操作优异考虑，与金属单质相比，优选为无机盐、或与有机物的配位化合物的状态。进一步，在使大气中的操作容易，添加浓度的控制易于进行方面，更优选处于与有机物的配位化合物的状态。作为无机盐的例子，可举出LiO、Li2O等氧化物、氮化物、LiF、NaF、KF等氟化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等碳酸盐等。此外，作为碱金属或碱土金属的优选例，从获得大的低电压驱动效果这样的观点考虑，可举出锂，铯。此外，作为与有机物的配位化合物中的有机物的优选例，可举出羟基喹啉、苯并羟基喹啉、吡啶基苯酚、黄酮醇、羟基咪唑并吡啶、羟基苯并唑、羟基三唑等。其中，从发光元件的低电压化的效果更大这样的观点考虑，优选为碱金属与有机物的配位化合物，进一步从合成易于进行、热稳定性这样的观点考虑，更优选为锂与有机物的配位化合物，特别优选为可以比较便宜地获得的羟基喹啉锂(Liq)。
[0144] 电子输送层的电离电势没有特别限定，优选为5.6eV以上且8.0eV以下，更优选为5.6eV以上且7.0eV以下。
[0145] 构成发光元件的上述各层的形成方法不特别限定于电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅射、分子叠层法、涂布法等，通常，从元件特性方面考虑，优选为电阻加热蒸镀或电子束蒸镀。
[0146] 有机层的厚度也与发光物质的电阻值有关，因此不能限定，但优选为1～1000nm。发光层、电子输送层、空穴输送层的膜厚分别优选为1nm以上且200nm以下，进一步优选为
5nm以上且100nm以下。
5nm以上且100nm以下。
[0147] 本发明的显示装置包含本发明的发光元件。本发明的发光元件具有可以将电能转变为光的功能。这里作为电能，主要使用直流电流，但也能够使用脉冲电流、交流电流。电流值和电压值没有特别限制，如果考虑元件的耗电、寿命，则应该以尽量低的能量获得最大亮度的方式选择。
[0148] 本发明的发光元件例如适合用作以矩阵和/或分段(segment)方式显示的显示器等显示装置。
[0149] 所谓矩阵方式，用于显示的像素被格子状、马赛克状等二维配置，以像素的集合显示文字、图像。像素的形状、尺寸根据用途来确定。例如，个人电脑、监视器、电视的图像和文字显示通常使用一边为300μm以下的四边形的像素，此外，在显示面板那样的大型显示器的情况下，使用一边为mm级的像素。在单色显示的情况下，只要排列相同颜色的像素即可，在彩色显示的情况下，使红、绿、蓝的像素排列显示。在该情况下，典型地有三角型和长条型。进而，该矩阵的驱动方法可以为行顺序驱动方法、有源矩阵的任一种。行顺序驱动的结构简单，但在考虑了动作特性的情况下，有时有源矩阵优异，因此其也需要根据用途而分别使用。
[0150] 本发明中的所谓分段方式，是以显示预先确定的信息的方式形成图案，使通过该图案的配置而确定的区域发光的方式。可举出例如，数字钟表、温度计中的时刻、温度显示、音频设备、电磁烹调器等的动作状态显示和汽车的面板显示等。而且，上述矩阵显示与分段显示可以在相同面板中共存。
[0151] 本发明的发光元件也作为各种设备等的背光而优选使用。背光主要以使不自发光的显示器等显示装置的辨识性提高为目的而使用，使用于液晶显示器、钟表、音频装置、汽车面板、显示板和标识等。特别是，液晶显示器、尤其是其中的研究了薄型化的个人电脑用途的背光优选使用本发明的发光元件，与以往相比可以提供薄型而轻量的背光。
[0152] 本发明的照明装置包含本发明的发光元件。本发明的发光元件也作为各种照明装置而优选使用。本发明的发光元件易于能够同时实现高发光效率与高色纯度，进一步，易于进行薄型化、轻量化，因此可以实现兼具低耗电与鲜艳的发光色、高设计性的照明装置。
[0153] 实施例
[0154] 以下，举出实施例说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
[0155] 合成例1
[0156] 化合物HT-2的合成
[0157]
[0158] 将N,N-双(4-联苯基)-N-(4-溴苯基)胺3.34g、2-联苯基硼酸1.53g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物211mg、1.5M碳酸钠水溶液8ml、和二甲氧基乙烷70ml的混合溶液在氮气气流下、在回流下加热搅拌3小时。冷却到室温后，加入水进行过滤，用甲醇洗涤并进行了真空干燥。将所得的固体通过硅胶柱色谱进行精制，进行蒸发而除去溶剂，将所得的固体真空干燥后，获得了2.95g的HT-2。
[0159] 另外，该HT-2在使用油扩散泵在1×10-3Pa的压力下，在约290℃下进行升华精制后作为发光元件材料而使用。HPLC纯度(测定波长254nm下的面积％)在升华精制前为99.9％，在升华精制后为99.9％。
[0160] 合成例2
[0161] 化合物HT-3的合成
[0162]
[0163] 将4-溴三苯基胺6.21g、2-联苯基硼酸4.19g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物135mg、1.5M碳酸钠水溶液20ml、和二甲氧基乙烷190ml的混合溶液在氮气气流下、在回流下加热搅拌3小时。冷却到室温后，加入水进行过滤，用甲醇洗涤并进行了真空干燥。将所得的固体通过硅胶柱色谱进行精制，进行蒸发而除去溶剂，将所得的固体真空干燥后，获得了中间体F6.58g。
[0164] 接下来，将中间体F6.58g、N-溴琥珀酰亚胺(NBS)5.87g、和四氢呋喃166ml的混合溶液在氮气气流下、在室温下搅拌4小时。加入水、甲苯而提取有机层，将回收的有机层用硫酸镁干燥后，进行蒸发而除去了溶剂。在浓缩物中加入甲醇进行过滤，将所得的固体真空干燥后，获得了中间体G8.56g。
[0165] 接下来，将中间体G3.21g、4-联苯基硼酸2.41g、二氯双(三苯基膦钯)二氯化物81mg、1.5M碳酸钠水溶液10ml、和二甲氧基乙烷58ml的混合溶液在氮气气流下、在回流下加热搅拌3小时。冷却到室温后，加入水进行过滤，用甲醇洗涤并进行了真空干燥。将所得的固体通过硅胶柱色谱进行精制，进行蒸发而除去溶剂，将所得的固体真空干燥后，获得了
3.28g的化合物HT-3。
3.28g的化合物HT-3。
[0166] 另外，该化合物HT-3在使用油扩散泵在1×10-3Pa的压力下，在约340℃下进行升华精制后作为发光元件材料而使用。HPLC纯度(测定波长254nm下的面积％)在升华精制前为99.9％，在升华精制后为99.9％。
[0167] 实施例1
[0168] 将使ITO透明导电膜堆积了165nm的玻璃基板(ジオマテック(株)制，11Ω/□，溅射品)切断成38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板用“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)超声波洗涤15分钟后，用超纯水洗涤。在即将制作元件前将该基板进行1小时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，进行排气直到装置内的真空度变为5×10-4Pa以下为止。通过电阻加热法，作为空穴注入层蒸镀了HAT-CN6 10nm。作为第一空穴输送层，蒸镀了化合物HT-1 40nm。接下来，作为第二空穴输送层，蒸镀了化合物HT-2 10nm。作为发光层，主体材料使用化合物H-1，掺杂材料使用化合物D-1，以掺杂材料的掺杂浓度成为3重量％的方式蒸镀成20nm的厚度。接下来，作为电子输送层，电子输送材料使用化合物ET-1，作为供电子性材料使用化合物2E-1，以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为ET-1：2E-1＝1：1的方式蒸镀成30nm的厚度。
[0169] 接下来，在蒸镀了化合物2E-1 1nm后，以蒸镀速度比为镁：银＝10：1(＝0.5nm/s：0.05nm/s)蒸镀镁与银的共蒸镀膜60nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的元件。这里所谓膜厚，是水晶振动式膜厚监视器显示值。将该发光元件以10mA/cm2进行了直流驱动后，获得了外部量子效率7.5％的蓝色发光。另外，关于外部量子效率(％)，使用了由通过分光放射亮度计(CS-1000，コニカミノルタ社制)而获得的正面亮度(cd/m2)、EL光谱算出的值。然而，所得的EL光谱是假定为朗伯体(完全扩散面)而算出外部量子效率。将该发光元件以10mA/cm2的直流进行了连续驱动后，在2320小时亮度减半。另外HAT-CN6、HT-1、化合物HT-2、H-1、D-
1、ET-1、2E-1为以下所示的化合物。此外，在本发明中，发光效率通过外部量子效率或实施例31所记载的发光效率来评价。耐久寿命通过亮度半衰期来评价。
1、ET-1、2E-1为以下所示的化合物。此外，在本发明中，发光效率通过外部量子效率或实施例31所记载的发光效率来评价。耐久寿命通过亮度半衰期来评价。
[0170]
[0171] 实施例2～12、比较例1～6
[0172] 作为第二空穴输送层，使用了表1和表2所记载的材料，除此以外，与实施例1同样地操作而制作出发光元件。将各实施例和比较例的结果示于表1和表2中。另外，HT-3～HT-19为以下所示的化合物。
[0173]
[0174]
[0175] 实施例13～20
[0176] 对于空穴输送层和发光层，使用了表2所记载的材料，除此以外，与实施例1同样地操作而制作出发光元件。将各实施例的结果示于表2中。另外，H-2、H-3为以下所示的化合物。
[0177]
[0178]
[0179]
[0180] 实施例21
[0181] 将使ITO透明导电膜堆积了165nm的玻璃基板(ジオマテック(株)制，11Ω/□，溅射品)切断为38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板用“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)进行15分钟超声波洗涤后，用超纯水洗涤。在即将制作元件前将该基板进行1小-4时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，进行排气直到装置内的真空度变为5×10 Pa以下为止。通过电阻加热法，作为空穴注入层蒸镀了HAT-CN6 10nm。接下来，作为第一空穴输送层，蒸镀了化合物HT-1 40nm。接下来，作为第二空穴输送层，蒸镀了化合物HT-2 10nm。接下来，作为发光层，主体材料使用化合物H-1，掺杂材料使用化合物D-1，以掺杂材料的掺杂浓度成为3重量％的方式蒸镀为20nm的厚度。接下来，作为空穴阻挡层，将化合物ET-2叠层为
10nm的厚度。进一步作为电子输送层，使用化合物2E-1作为供电子性材料，将化合物ET-1以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为ET-1：2E-1＝1：1的方式蒸镀为30nm的厚度。
10nm的厚度。进一步作为电子输送层，使用化合物2E-1作为供电子性材料，将化合物ET-1以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为ET-1：2E-1＝1：1的方式蒸镀为30nm的厚度。
[0182] 接下来，蒸镀了化合物2E-1 1nm后，以蒸镀速度比为镁：银＝10：1(＝0.5nm/s：0.05nm/s)蒸镀镁与银的共蒸镀膜60nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的元件。这里所谓的膜厚，是水晶振动式膜厚监视器显示值。将该发光元件以10mA/cm2进行了直流驱动后，获得了外部量子效率为8.1％的蓝色发光。将该发光元件以10mA/cm2的直流进行了连续驱动后，在2750小时亮度减半。另外ET-2为以下所示的化合物。
[0183]
[0184] 实施例22～30、比较例7～12
[0185] 作为第一空穴输送层、第二空穴输送层和空穴阻挡层，使用了表3所记载的材料，除此以外，与实施例21同样地操作而制作出发光元件。将各实施例的结果示于表3中。另外ET-3～ET-6为以下所示的化合物。
[0186]
[0187]
[0188] 实施例31
[0189] 将使ITO透明导电膜堆积了90nm的玻璃基板(ジオマテック(株)制，11Ω/□，溅射品)切断为38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板以“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)进行15分钟超声波洗涤后，用超纯水洗涤。在即将制作元件前将该基板进行1小时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，进行排气直到装置内的真空度变为5×10-4Pa以下为止。通过电阻加热法，作为空穴注入层，蒸镀了HAT-CN6 10nm。接下来，作为第一空穴输送层，蒸镀了110nm的HT-1。接下来，作为第二空穴输送层，蒸镀了化合物HT-2 20nm。接下来，作为发光层，主体材料使用化合物H-4，掺杂材料使用化合物D-2，以掺杂材料的掺杂浓度成为10重量％的方式蒸镀为40nm的厚度。接下来，作为电子输送层，使用化合物2E-1作为供电子性材料，将化合物ET-1以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为ET-1：2E-1＝1：1的方式叠层为20nm的厚度。
[0190] 接下来，蒸镀了化合物2E-1 1nm后，以蒸镀速度比为镁：银＝10：1(＝0.5nm/s：0.05nm/s)蒸镀镁与银的共蒸镀膜60nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的元件。这里所谓的膜厚，为水晶振动式膜厚监视器显示值。将该发光元件以10mA/cm2进行了直流驱动后，获得了发光效率为45.3m/W的绿色发光。另外，关于发光效率(lm/W)，由通过分光放射亮度计(CS-1000，コニカミノルタ社制)的测定获得的正面亮度(cd/cm2)、和投入到元件的功率密度(W/cm2)和放射角(sr，球面度)算出。将该发光元件以10mA/cm2的直流进行了连续驱动后，在5430小时亮度减半。另外，H-4、D-2为以下所示的化合物。
[0191]
[0192] 实施例32、33、比较例13～18
[0193] 作为空穴输送层，使用了表4所记载的材料，除此以外，与实施例31同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表4中。
[0194]
[0195] 实施例34～36、比较例19～24
[0196] 作为第二空穴输送层，使用了表5所记载的材料，除此以外，与实施例1同样地操作而制作出发光元件。将这些发光元件在80℃下以10mA/cm2的直流进行了连续驱动的情况下的亮度半衰期示于表5中。另外，HT-20为以下所示的化合物。
[0197]
[0198]
[0199] 实施例37
[0200] 将使ITO透明导电膜堆积了165nm的玻璃基板(ジオマテック(株)制，11Ω/□，溅射品)切断为38×46mm，进行了蚀刻。将所得的基板以“セミコクリーン56”(商品名，フルウチ化学(株)制)进行15分钟超声波洗涤后，用超纯水洗涤。在即将制作元件前将该基板进行1小时UV-臭氧处理，设置在真空蒸镀装置内，进行排气直到装置内的真空度变为5×10-4Pa以下为止。通过电阻加热法，作为空穴注入层，蒸镀了HAT-CN6 10nm。接下来，作为第一空穴输送层，蒸镀了化合物HT-1 40nm。接下来，作为第二空穴输送层，蒸镀了化合物HT-3 10nm。接下来，作为发光层，将化合物H-5、化合物D-3、化合物B-1以重量比计成为80：1：20的方式蒸镀为20nm的厚度。接下来，作为空穴阻挡层，将化合物ET-2叠层为10nm的厚度。进一步作为电子输送层，使用化合物2E-1作为供电子性材料，将化合物ET-1以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为ET-1：2E-1＝1：1的方式蒸镀为30nm的厚度。
[0201] 接下来，蒸镀了1nm化合物2E-1后，以蒸镀速度比为镁：银＝10：1(＝0.5nm/s：0.05nm/s)蒸镀镁与银的共蒸镀膜60nm而制成阴极，制作出5×5mm见方的元件。这里所谓的膜厚，为水晶振动式膜厚监视器显示值。将该发光元件以10mA/cm2进行了直流驱动后，获得了外部量子效率7.5％的红色发光。另外，H-5、D-3、B-1为以下所示的化合物。
[0202]
[0203] 实施例38～40比较例25～30
[0204] 作为发光层的材料，使用了表6所记载的化合物，除此以外，与实施例37同样地操作而制作发光元件，进行了评价。将结果示于表6中。另外D-4～D-6和B-2为以下所示的化合物。
[0205]
[0206]
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