有机发光元件
阅读：730发布：2020-05-12
专利汇可以提供有机发光元件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的有机发光元件效率高且寿命长，其具有： 激子 产生层，包含最低 激发单重态 能阶与最低 激发三重态 能阶的差为0.3eV以下的化合物或发出延迟 荧光 的激态复合物；以及 发光层 ，包含发光材料。，下面是有机发光元件专利的具体信息内容。
1.一种有机发光元件，具有：激子产生层，包含满足下述式(1)的化合物或发出延迟荧光的激态复合物；以及发光层，包含发光材料；
ΔEST≦0.3eV (1)
(在上式中，ΔEST是最低激发单重态能阶ES1与最低激发三重态能阶ET1的差)。
2.根据权利要求1所述的有机发光元件，其中在所述激子产生层与所述发光层之间具有隔离层。
3.根据权利要求1或2所述的有机发光元件，其中在所述发光层的阳极侧及阴极侧中的任一侧具有所述激子产生层。
4.根据权利要求1或2所述的有机发光元件，其中在所述发光层的阳极侧及阴极侧分别具有所述激子产生层。
5.根据权利要求4所述的有机发光元件，其中在所述发光层与形成得比该发光层更靠阳极侧的激子产生层之间具有第1隔离层，且在所述发光层与形成得比该发光层更靠阴极侧的激子产生层之间具有第2隔离层。
6.根据权利要求1或2所述的有机发光元件，其中在所述激子产生层的阳极侧及阴极侧分别具有所述发光层。
7.根据权利要求6所述的有机发光元件，其中在所述激子产生层与形成得比该激子产生层更靠阳极侧的发光层之间具有第1隔离层，且在所述激子产生层与形成得比该激子产生层更靠阴极侧的发光层之间具有第2隔离层。
8.根据权利要求5或7所述的有机发光元件，其中所述第1隔离层及所述第2隔离层包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的有机发光元件，其中所述发光层包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机发光元件，其中所述激子产生层(当存在多层激子产生层时为至少1层激子产生层)包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
11.根据权利要求10所述的有机发光元件，其中所述发光层及所述激子产生层(当存在多层激子产生层时为至少1层激子产生层)包含相同的载子传输性化合物。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的有机发光元件，其中包含所述载子传输性化合物的层以直接与所述发光层及所述激子产生层中形成得最靠近阳极侧的层的阳极侧相接的方式形成。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的有机发光元件，其中包含所述载子传输性化合物的层以直接与所述发光层及所述激子产生层中形成得最靠近阴极侧的层的阴极侧相接的方式形成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的有机发光元件，其中所述发光层包含量子点。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的有机发光元件，其放射延迟荧光。
有机发光元件
技术领域
[0001] 本发明涉及一种效率高且寿命长的有机发光元件。
背景技术
[0002] 业界正积极进行提高有机电激发光元件(有机EL元件)等有机发光元件的发光效率的研究。例如，关于发光层的材料，积极进行与可从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的化合物的利用相关的研究。通常荧光发光材料若在室温下被电流激发，会以25∶75的机率产生单重态激子及三重态激子，其中单重态激子辐射失活为基态单重态而放射荧光，但三重态激子由于寿命长，所以在跃迁至基态之前，因热辐射而失去能量，从而发生无辐射失活。因此，无法将产生机率高的三重态激子的能量有效用于发光。相对于此，在可从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的化合物中，因从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越所产生的单重态激子也在跃迁至基态单重态时放射荧光，所以产生机率高的三重态激子的能量也可间接有助于荧光发光。因此，与使用不产生反向系间窜越的通常荧光发光材料的情况相比，可期待明显较高的发光效率。
[0003] 作为利用可产生此种反向系间窜越的化合物的有机发光元件，提出多种具有将热活性型延迟荧光体与主体材料进行共蒸镀所形成的单一的发光层的元件(例如参照专利文献1、2)。此处，热活性型延迟荧光体是通过热能的吸收而产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越的化合物，且为观察到从由基态单重态直接激发的单重态激子的荧光放射后，延迟观察到从经由反向系间窜越所产生的单重态激子的荧光放射(延迟荧光放射)的化合物。
[0004] 背景技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本专利特开2013-256490号公报
[0007] 专利文献2：日本专利特开2014-135466号公报
发明内容
[0008] [发明所要解决的问题]
[0009] 然而，本发明者等人实际制作将包含所述热活性型延迟荧光体及主体材料的单一的共蒸镀膜作为发光层的有机发光元件，并评价其元件特性，结果判明可谓效率低且驱动寿命也不足够长，有进一步改善的余地。
[0010] 在此种情况下，本发明者等人以提供效率高且驱动寿命长的有机发光元件为目的而进行了努力研究。
[0011] [解决问题的技术手段]
[0012] 本发明者等人进行了努力研究，结果发现：通过使用在包含发光材料的发光层的单侧或两侧配置包含最低激发单重态能阶ES1与最低激发三重态能阶ET1的差ΔEST较小的化合物的激子产生层而成的积层构造，可实现能获得高效率并且驱动寿命长的有机发光元件。本发明是基于此种见解而提出的，具有以下构成。
[0013] [1]一种有机发光元件，具有：激子产生层，包含满足下述式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物；及发光层，包含发光材料；
[0014] ΔEST≤0.3eV (1)
[0015] (在上式中，ΔEST是最低激发单重态能阶ES1与最低激发三重态能阶ET1的差)。
[0016] [2]根据[1]所述的有机发光元件，在所述激子产生层与所述发光层之间具有隔离层。
[0018] [4]根据[1]或[2]所述的有机发光元件，在所述发光层的阳极侧及阴极侧分别具有所述激子产生层。
[0019] [5]根据[4]所述的有机发光元件，在所述发光层与形成得比该发光层更靠阳极侧的激子产生层之间具有第1隔离层，在所述发光层与形成得比该发光层更靠阴极侧的激子产生层之间具有第2隔离层。
[0020] [6]根据[1]或[2]所述的有机发光元件，在所述激子产生层的阳极侧及阴极侧分别具有所述发光层。
[0021] [7]根据[6]所述的有机发光元件，在所述激子产生层与形成得比该激子产生层更靠阳极侧的发光层之间具有第1隔离层，在所述激子产生层与形成得比该激子产生层更靠阴极侧的发光层之间具有第2隔离层。
[0022] [8]根据[5]或[7]所述的有机发光元件，所述第1隔离层及所述第2隔离层包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
[0023] [9]根据[1]至[8]中任一项记载的有机发光元件，所述发光层包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
[0024] [10]根据[1]至[9]中任一项记载的有机发光元件，所述激子产生层(当存在多层激子产生层时为至少1层激子产生层)包含载子传输性化合物(其中，所述载子传输性化合物是与所述满足式(1)的化合物、所述发出延迟荧光的激态复合物、所述发光材料均不同的化合物)。
[0025] [11]根据[10]所述的有机发光元件，所述发光层及所述激子产生层(当存在多层激子产生层时为至少1层激子产生层)包含相同的载子传输性化合物。
[0026] [12]根据[9]至[11]中任一项记载的有机发光元件，包含所述载子传输性化合物的层以直接与所述发光层及所述激子产生层中形成得最靠近阳极侧的层的阳极侧相接的方式形成。
[0027] [13]根据[9]至[12]中任一项记载的有机发光元件，包含所述载子传输性化合物的层以直接与所述发光层及所述激子产生层中形成得最靠近阴极侧的层的阴极侧相接的方式形成。
[0028] [14]根据[1]至[13]中任一项记载的有机发光元件，所述发光层包含量子点。
[0029] [15]根据[1]至[14]中任一项记载的有机发光元件，放射出延迟荧光。
[0030] [发明的效果]
[0032] 图1是表示有机电激发光元件的层构成例的概略剖视图。
具体实施方式
[0034] 以下，对本发明的内容详细地进行说明。以下记载的构成要件的说明有基于本发明的代表性的实施方式或具体例而进行的情况，但本发明并不限定于此种实施方式或具体例。另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围意指包含“～”前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。此外，本发明中使用的化合物的分子内存在的氢原子的同位素种类并无特别限定，例如分子内的氢原子可全部为1H，也可一部分或全部为2H(氘D)。
[0035] 本发明的有机发光元件包含：激子产生层，包含满足下述式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物；及发光层，包含发光材料。
[0036] ΔEST≤0.3eV (1)
[0037] 在式(1)中，ΔEST是最低激发单重态能阶ES1与最低激发三重态能阶ET1的差。
[0038] 在激子产生层与发光层之间也可形成隔离层。此外，激子产生层可形成多层，可形成在发光层的阳极侧、发光层的阴极侧、发光层的阳极侧及阴极侧两侧。此外，在激子产生层形成在发光层的阳极侧及阴极侧两侧的情况下，可仅在发光层与阳极侧的激子产生层之间形成隔离层，可仅在发光层与阴极侧的激子产生层之间形成隔离层，也可在阳极侧及阴极侧两侧形成隔离层。而且，在本发明中，发光层可形成在激子产生层的阳极侧及阴极侧两侧。此时，隔离层可仅形成在激子产生层与阳极侧的发光层之间，隔离层可仅形成在激子产生层与阴极侧的发光层之间，隔离层也可形成在阳极侧及阴极侧两侧。
[0039] 即，本发明的有机发光元件至少具有“激子产生层/(隔离层)/发光层”的积层构造、或“发光层/(隔离层)/激子产生层”的积层构造。此外，可具有“激子产生层/(隔离层)/发光层/(隔离层)/激子产生层”的积层构造，也可具有“发光层/(隔离层)/激子产生层/(隔离层)/发光层”的积层构造。此处，“/”表示各层间的边界，“/”的前后的层意指相互积层。此外，关于积层构造的表示，左侧为阳极侧，右侧为阴极侧。“()”内记载的层是视需要设置的层。以下的积层构造中的“/”、“()”也为相同的含义。
[0040] 在本发明的有机发光元件中，以此方式满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物及发光材料包含在不同的层，具有在包含发光材料的发光层的单侧或两侧配置包含满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的激子产生层而成的积层构造，由此可获得效率高且寿命长的元件。以下，说明对获得较高效率的机制进行探讨的内容。
[0041] 即，推测满足式(1)的化合物若通过激发能的供给而成为激发三重态，则因ΔEST小而以一定的机率产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越。假设在使该满足式(1)的化合物及发光材料共存于单一的发光层的情况下，则如上所述，成为激发三重态的满足式(1)的化合物的一部分产生反向系间窜越而跃迁至激发单重态，但成为激发三重态的满足式(1)的化合物的另一部分是其激发三重态能量通过德克斯特机构而转移至发光材料，从而失活。此处，因反向系间窜越而跃迁至激发单重态的满足式(1)的化合物的激发单重态能量是通过福斯特机构或德克斯特机构而转移至发光材料，从而该发光材料跃迁至激发单重态。而且，在该发光材料失活为基态单重态时，放射荧光而发光层发光。另一方面，从满足式(1)的化合物通过德克斯特机构而接收激发三重态能量的发光材料跃迁至激发三重态，但从激发三重态向基态单重态的跃迁由于为自旋禁阻，所以耗费时间，在大部分的发光材料中，在此期间发生热辐射而失去能量，发生无辐射失活。因此，在使满足式(1)的化合物及发光材料共存于单一的发光层的情况下，成为激发三重态的满足式(1)的化合物的另一部分激发三重态能量(即，从满足式(1)的化合物通过德克斯特机构而转移至发光材料的激发三重态能量)未用于发光，发光效率变低。
[0042] 另一方面，根据本发明，由于满足式(1)的化合物及发光材料包含在不同的层，所以满足式(1)的化合物与发光材料之间的距离变长。此处，从激发三重态的分子向基态单重态的分子的能量转移是在福斯特机构中禁阻，仅可在德克斯特机构中发生，但可实现通过德克斯特机构的能量转移的距离为0.3～1nm，该距离远远短于可实现福斯特转移的距离(1～10nm)。因此，若满足式(1)的化合物与发光材料之间的距离变长，则明显抑制通过德克斯特机构从处于激发三重态的满足式(1)的化合物向处于基态单重态的发光材料的能量转移，相应地，满足式(1)的化合物从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的机率变高。结果为，接收该激发单重态能量而放射荧光的发光材料的比率也变大，所以可获得较高的发光效率。根据以上情况，可说明根据本发明能获得较高的发光效率。
[0043] 发出延迟荧光的激态复合物也可通过基本上相同的原理实现较高的发光效率。
[0045] 以下，对本发明的有机发光元件所具有的包含激子产生层及发光层的积层构造、视需要设置的隔离层等详细地进行说明。
[0046] [激子产生层]
[0047] 激子产生层(exciton generation layer)包含满足下述式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物。
[0048] ΔEST≤0.3eV (1)
[0049] 激子产生层所包含的满足式(1)的化合物可为满足式(1)的化合物群中的1种，也可为2种以上的组合。此外，可为单一的化合物，也可为激态复合物。激态复合物是种类不同的2种以上的分子(受体分子及供体分子)的聚集体，若供应激发能，则从一分子向另一分子产生电子跃迁而转换为激发态。
[0050] 式(1)中的ΔEST是通过以下的方法算出化合物的最低激发单重态能阶ES1及最低激发三重态能阶ET1，根据ΔEST＝ES1-ET1求出的值。
[0051] (1)最低激发单重态能阶ES1
[0052] 将测定对象化合物及mCP以测定对象化合物成为浓度6重量％的方式进行共蒸镀，由此在Si基板上制作厚度100nm的试样。在常温(300K)下测定该试样的荧光光谱。累计激发光刚入射后至入射后100纳秒的发光，由此获得将纵轴设为发光强度、将横轴设为波长的荧光光谱。荧光光谱是将纵轴设为发光，将横轴设为波长。对该发光光谱的短波侧的上升划切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将通过如下所示的换算式将该波长值换算为能量值所获得的值设为ES1。
[0053] 换算式：ES1[eV]＝1239.85/λedge
[0055] (2)最低激发三重态能阶ET1
[0056] 将与最低激发单重态能阶ES1相同的试样冷却至5[K]，对磷光测定用试样照射激发光(337nm)，使用快速照相机，测定磷光强度。累计激发光入射后1毫秒至入射后10毫秒的发光，由此获得将纵轴设为发光强度、将横轴设为波长的磷光光谱。对该磷光光谱的短波长侧的上升划切线，求出该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将通过如下所示的换算式将该波长值换算为能量值所获得的值设为ET1。
[0057] 换算式：ET1[eV]＝1239.85/λedge
[0058] 对磷光光谱的短波长侧的上升的切线是以如下方式划出的。当光谱曲线上从磷光光谱的短波长侧移动至光谱的极大值中的最短波长侧的极大值时，朝长波长侧考虑曲线上的各点处的切线。该切线随着曲线上升(即，随着纵轴增加)而斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点处划出的切线设为对该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
[0059] 另外，将具有光谱的最大波峰强度的10％以下的波峰强度的极大点不包含在所述最短波长侧的极大值，最接近最短波长侧的极大值的斜率的值取极大值的点处划出的切线作为对该磷光光谱的短波长侧的上升的切线。
[0060] 满足式(1)的化合物的ΔEST优选为更低，具体而言，优选为0.3eV以下，优选为0.2eV以下，更优选为0.1eV以下，理想为0eV。
[0061] 作为满足式(1)的化合物，可广泛采用以往已知为放射出延迟荧光的化合物，且测定ΔEST所获得的结果为0.3eV以下的化合物。
[0062] 作为放射出延迟荧光的化合物(延迟荧光体)，可优选列举WO2013/154064号公报的段落0008～0048及0095～0133、WO2013/011954号公报的段落0007～0047及0073～0085、WO2013/011955号公报的段落0007～0033及0059～0066、WO2013/081088号公报的段落0008～0071及0118～0133、日本专利特开2013-256490号公报的段落0009～0046及0093～0134、日本专利特开2013-116975号公报的段落0008～0020及0038～0040、WO2013/133359号公报的段落0007～0032及0079～0084、WO2013/161437号公报的段落0008～0054及0101～0121、日本专利特开2014-9352号公报的段落0007～0041及0060～0069、日本专利特开2014-9224号公报的段落0008～0048及0067～0076中所记载的通式所包含的化合物，尤其可优选列举例示化合物。这些公报作为本说明书的一部分而引用至本文中。
[0063] 此外，作为放射出延迟荧光的化合物(延迟荧光体)，可优选列举日本专利特开2013-253121号公报、WO2013/133359号公报、WO2014/034535号公报、WO2014/115743号公报、WO2014/122895号公报、WO2014/126200号公报、WO2014/136758号公报、WO2014/133121号公报、WO2014/136860号公报、WO2014/196585号公报、WO2014/189122号公报、WO2014/
168101号公报、WO2015/008580号公报、WO2014/203840号公报、WO2015/002213号公报、WO2015/016200号公报、WO2015/019725号公报、WO2015/072470号公报、WO2015/108049号公报、WO2015/080182号公报、WO2015/072537号公报、WO2015/080183号公报、日本专利特开
2015-129240号公报、WO2015/129714号公报、WO2015/129715号公报、WO2015/133501号公报、WO2015/136880号公报、WO2015/137244号公报、WO2015/137202号公报、WO2015/137136号公报、WO2015/146541号公报、WO2015/159541号公报中所记载的通式所包含的化合物，尤其可优选列举例示化合物。这些公报也作为本说明书的一部分而引用至本文中。
168101号公报、WO2015/008580号公报、WO2014/203840号公报、WO2015/002213号公报、WO2015/016200号公报、WO2015/019725号公报、WO2015/072470号公报、WO2015/108049号公报、WO2015/080182号公报、WO2015/072537号公报、WO2015/080183号公报、日本专利特开
2015-129240号公报、WO2015/129714号公报、WO2015/129715号公报、WO2015/133501号公报、WO2015/136880号公报、WO2015/137244号公报、WO2015/137202号公报、WO2015/137136号公报、WO2015/146541号公报、WO2015/159541号公报中所记载的通式所包含的化合物，尤其可优选列举例示化合物。这些公报也作为本说明书的一部分而引用至本文中。
[0064] 以下，例示满足式(1)的化合物的具体例。但是，本发明中可使用的满足式(1)的化合物不应由这些具体例限定性地进行解释。
[0065] [化1-1]
[0066]
[0067] [化1-2]
[0068]
[0069] 而且，通过以下记载的通式(A)～(G)表示，且满足式(1)的化合物也可优选用于本发明的激子产生层。
[0070] 首先，对通式(A)所表示的化合物进行说明。
[0071] [化2]
[0072] 通式(A)
[0073]
[0074] 在通式(A)中，R1～R5中的0～4者表示氰基，R1～R5中的至少一个表示取代胺基，剩余的R1～R5表示氢原子、或氰基及取代胺基以外的取代基。
[0075] 此处所谓的取代胺基优选为二芳基胺基，构成二芳基胺基的2个芳基可相互连结而成为例如咔唑基。此外，取代胺基可为R1～R5中的任一个，例如可优选例示R1、R3、R4的组合、R2、R4的组合等。
[0076] 关于通式(A)所包含的化合物群及化合物的具体例，可参照作为本说明书的一部分而引用至本文中的WO2015/080183号公报及WO2015/129715号公报。
[0077] 其次，对通式(B)所表示的化合物进行说明。通式(B)及通式(C)是以所述通式(A)所包含化合物中优选化合物群为例进行概括化而成。
[0078] [化3]
[0079] 通式(B)
[0080]
[0081] 在通式(B)中，R1、R2、R3、R4及R5中的一个以上分别独立地表示在1位或8位中的至少一个具有取代基的9-咔唑基、在1位或9位中的至少一个具有取代基的10-啡 基、或在1位或9位中的至少一个具有取代基的10-啡噻 基。剩余表示氢原子或取代基，但该取代基并非为在1位或8位中的至少一个具有取代基的9-咔唑基、在1位或9位中的至少一个具有取代基的10-啡 基、或在1位或9位中的至少一个具有取代基的10-啡噻 基。构成所述9-咔唑基、所述10-啡 基及所述10-啡噻 基的各环骨架的1个以上的碳原子可经氮原子
取代。
取代。
[0082] 列举通式(B)的R1、R2、R3、R4及R5中的一个以上所表示的“在1位或8位中的至少一个具有取代基的9-咔唑基”的具体例(m-D1～m-D9)。
[0083] [化4]
[0084]
[0085] 列举通式(B)的R1、R2、R3、R4及R5中的除所述“一个以上”以外的剩余所表示的“取代基”的具体例(Cz、Cz1～12)。
[0086] [化5]
[0087]
[0088] 列举通式(B)所表示的化合物的具体例。
[0089] [化6]
[0090]
[0091] 其次，对通式(C)所表示的化合物进行说明。
[0092] [化7]
[0093] 通式(C)
[0094]
[0095] 在通式(C)中，R1、R2、R4及R5中的3个以上分别独立地表示经取代或未经取代的9-咔唑基、经取代或未经取代的10-啡 基、经取代或未经取代的10-啡噻 基、或氰基。剩余表示氢原子或取代基，但该取代基并非为经取代或未经取代的9-咔唑基、经取代或未经取代的10-啡 基、或者经取代或未经取代的10-啡噻 基。构成所述9-咔唑基、所述10-啡 基及所述10-啡噻 基的各环骨架的1个以上的碳原子可经氮原子取代。R3分别独立地表示氢原子或取代基，但该取代基并非为经取代或未经取代的9-咔唑基、经取代或未经取代的10-啡 基、氰基、经取代或未经取代的10-啡噻 基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的炔基。
[0096] 例示通式(C)的R1、R2、R4及R5的具体例(D1～D42)。
[0097] [化8-1]
[0098]
[0099] [化8-2]
[0100]
[0101] [化8-3]
[0102]
[0103] 列举通式(C)所表示的化合物的具体例。
[0104] [化9]
[0105]
[0106] 其次，对通式(D)所表示的化合物进行说明。
[0107] [化10]
[0108] 通式(D)
[0109]
[0110] 在通式(D)中，
[0111] Sp表示苯环或联苯环，
[0112] Cz表示在1位及8位中的至少一个具有取代基的9-咔唑基(此处，构成9-咔唑基的咔唑环的环骨架的1～8位的碳原子中的至少一个可经氮原子取代，但不存在1位及8位均经氮原子取代的情况)，
[0113] D表示哈密特的σp值为负的取代基，
[0114] A表示哈密特的σp值为正的取代基(但是，氰基除外)，
[0115] a表示1以上的整数，m表示0以上的整数，n表示1以上的整数，但a+m+n不超过可在Sp所表示的苯环或联苯环进行取代的最大取代基数。
[0116] 例示Cz所表示的“在1位及8位中的至少一个具有取代基的9-咔唑基”的具体例(m-D1～m-D14)。
[0117] [化11]
[0118]
[0119] 例示D所表示的取代基的具体例(Cz、Cz1～12)。
[0120] [化12]
[0121]
[0122] 例示A所表示的取代基的具体例(A-1～A-77)。*表示键结位置。
[0123] [化13-1]
[0124]
[0125] [化13-2]
[0126]
[0127] [化13-3]
[0128]
[0129] 通式(D)所表示的化合物优选为下述通式S-1～S-18所表示的化合物。R11～R15、R21～R24、R26～R29分别独立地表示取代基Cz、取代基D、取代基A中的任一个。其中，通式S-1～S-18分别在R11～R15、R21～R24、R26～R29中的该通式所具有者之中，具有至少1个取代基Cz及取代基A。Ra、Rb、Rc、Rd分别独立地表示烷基。Ra彼此、Rb彼此、Rc彼此、Rd彼此可相同，也可不同。
[0130] [化14]
[0131]
[0132] 列举通式(D)所表示的化合物的具体例。
[0133] [化15]
[0134]
[0135] 其次，对通式(E)所表示的化合物进行说明。
[0136] [化16]
[0137] 通式(E)
[0138]
[0139] 在通式(E)中，
[0140] Ar表示经取代或未经取代的伸苯基、经取代或未经取代的联苯二基、或者经取代或未经取代的杂伸芳基。
[0141] R1～R10表示氢原子或取代基，R1及R8中的至少一个为取代基。此外，R1～R8中的至少一个为二苯并呋喃基或二苯并噻吩基。
[0142] 列举与通式(E)的Ar键结的咔唑基的具体例。
[0143] [化17]
[0144]
[0145] 列举通式(E)所表示的化合物的具体例。以下的X为O或S。
[0146] [化18]
[0147]
[0148] 其次，对通式(F)所表示的化合物进行说明。
[0149] [化19]
[0150] 通式(F)
[0151]
[0152] 在通式(F)中，R1及R2分别独立地表示氟化烷基，D表示哈密特的σp值为负的取代基，A表示哈密特的σp值为正的取代基。
[0153] 作为A所包含的取代基的具体例，可列举通式(D)所例示的A所表示的取代基的具体例(A-1～A-77)。
[0154] 以下，例示通式(F)所表示的化合物的具体例。
[0155] [化20-1]
[0156]
[0157] [化20-2]
[0158]
[0159] [化20-3]
[0160]
[0161] [化20-4]
[0162]
[0163] [化20-5]
[0164]
[0165] [化20-6]
[0166]
[0167] [化20-7]
[0168]
[0169] 其次，对通式(G)所表示的化合物进行说明。
[0170] [化21]
[0171] 通式(G)
[0172]
[0173] 在通式(G)中，R1～R8、R12及R14～R25分别独立地表示氢原子或取代基，R11表示经取代或未经取代的烷基。其中，R2～R4中的至少一个为经取代或未经取代的烷基，R5～R7中的至少一个为经取代或未经取代的烷基。
[0174] 例示通式(G)所表示的化合物的具体例。
[0175] [化22]
[0176]
[0177] 以下，例示可构成发出延迟荧光的激态复合物的聚集体的受体分子及供体分子的具体例。但是，本发明中可使用的发出延迟荧光的激态复合物不应由这些具体例限定性地进行解释。
[0178] [化23-1]
[0179] 受体分子
[0180]
[0181] [化23-2]
[0182]
[0183] 供体分子
[0184]
[0185] [化23-3]
[0186]
[0187] [化23-4]
[0188]
[0189] 激子产生层可包含仅包含构成满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的受体分子及供体分子的材料，也可包含其他材料。激子产生层中的构成满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的受体分子及供体分子的含量的下限值例如可设为超过1质量％，超过5质量％，超过10质量％，也可超过20质量％，超过50质量％，超过75质量％。而且，浓度并非固定，也可在发光层的厚度方向上具有浓度梯度。
[0190] 作为其他材料，可列举主体材料。关于主体材料，优选为使用至少最低激发三重态能阶ET1高于满足式(1)的化合物的最低激发三重态能阶ET1的材料。由此，可使处于激发三重态的主体材料的能量顺利地转移至满足式(1)的化合物，并且可将满足式(1)的化合物的激发三重态能量封闭在该化合物的分子内，可将其能量有效地用于有机发光元件的发光。在使用主体材料的情况下，优选为将激子产生层中的满足式(1)的化合物的含量设为50质量％以下，考虑到效率，也可设为25质量以下、15质量％以下、10％质量以下。
[0191] 作为主体材料，可使用有机电激发光元件所使用的公知的主体材料。作为此种主体材料，可例示：4，4′-双(咔唑)联苯、9，9-二(4-二咔唑-苄基)弗(CPF)、3，6-双(三苯基硅烷基)咔唑(mCP)、聚(N-辛基-2，7-咔唑-O-9，9-二辛基-2，7-弗)(PCF)、1，3，5-三(咔唑-9-基)苯(TCP)、9，9-双[4-(咔唑-9-基)-苯基]弗(FL-2CBP)等咔唑衍生物；4-(二苯基膦酰基)-N，N-二苯基苯胺(HM-A1)等苯胺衍生物；1，3-双(9-苯基-9H-弗-9-基)苯(mDPFB)、1，4-双(9-苯基-9H-弗-9-基)苯(pDPFB)等弗衍生物；1，3，5-三[4-(二苯基胺基)苯基]苯(TDAPB)；1，4-双三苯基硅烷基苯(UGH-2)；1，3-双(三苯基硅烷基)苯(UGH-3)；9-(4-叔丁基苯基)-3，6-双(三苯基硅烷基)-9H-咔唑(CzSi)等。
[0192] 在激子产生层中，除主体材料、及构成满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的受体分子及供体分子以外，也可进而包含掺杂剂。激子产生层中的掺杂剂的含量优选为少于构成满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的受体分子及供体分子的含量，例如可以10质量％以下、5质量％以下、3质量％以下、1质量％以下、0.5质量％以下使用，此外，可以0.001质量％以上、0.01质量％以上、0.1质量％以上使用。作为掺杂剂，例如可采用与发光层所使用的发光材料相同的材料。通过采用与发光层相同的发光材料作为激子产生层的掺杂剂，能量从满足式(1)的化合物转移至激子产生层内的掺杂剂及发光层内的发光材料，这些均发光。由此，可将满足式(1)的化合物的能量更高效率地用于发光。另外，包含此种掺杂剂的激子产生层由于掺杂剂发光，所以也作为发光层发挥作用。
[0193] 此外，作为其他形态，激子产生层可为将构成满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的受体分子及供体分子分散在高分子材料(粘结用树脂)或无机材料中而构成。
[0194] 激子产生层的厚度并无特别限定，当在发光层的单侧设置激子产生层的情况、及在发光层的两侧设置激子产生层的情况中的任一情况下，均优选为100nm以下，更优选为50nm以下，进而更优选为30nm以下，进一步更优选为10nm以下，尤其优选为5nm以下。由此，可更确实地抑制跃迁至激发三重态的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的能量向发光层所包含的发光材料转移，获得较高的发光效率。
[0195] 当存在多层激子产生层时，各激子产生层所包含的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的种类、视需要使用的其他材料的种类、组成比、厚度可相同也可不同。
[0196] [发光层]
[0197] 发光层包含发光材料。发光层所包含的发光材料可为单独1种，也可为2种以上的组合。此外，在使用2种以上的发光材料的情况下，各发光材料的发光色可为相同的色相，也可为不同的色相。通过使用不同色相的发光材料，可获得其混合色或白色的发光。
[0198] 发光层所使用的发光材料的种类并无特别限制，可为荧光发光材料、延迟荧光材料、磷光发光材料中的任一种，更优选为荧光发光材料或延迟荧光发光材料，更优选为荧光发光材料。此外，关于发光材料，优选为使用最低激发单重态能阶ES1与最低激发三重态能阶ET1的差ΔEST大于满足式(1)的化合物的化合物，更优选为使用AEST＞0.3eV的化合物，例如也可使用ΔEST＞0.5eV的化合物。
[0199] 此外，发光材料优选为与激子产生层所包含的满足式(1)的化合物相比，最低激发单重态能阶ES1较低。由此，可使激子产生层中跃迁至激发单重态的满足式(1)的化合物的能量顺利地转移至发光层的发光材料，可将其能量有效地用于发光材料的发光。在发光材料的最低激发单重态能阶ES1高于激子产生层所包含的满足式(1)的化合物的情况下，两者的最低激发单重态能阶ES1的差优选为0.5eV以下，更优选为0.3eV以下，进而优选为0.2eV以下。
[0200] 发光材料所发出的光的种类并无特别限定，优选为可见光、红外光、紫外光，更优选为可见光。
[0201] 以下，每一种发光色具体地例示可用作发光材料的优选化合物。但是，本发明中可使用的发光材料并非由以下的例示化合物限定性地进行解释。另外，在以下的例示化合物的构造式中，Et表示乙基，i-Pr表示异丙基。
[0202] [化24]
[0203] (1)绿色发光化合物
[0204]
[0205] [化25]
[0206]
[0207] [化26]
[0208]
[0209] [化27]
[0210]
[0211] (2)红色发光化合物
[0212] [化28]
[0213]
[0214] [化29]
[0215]
[0216] [化30]
[0217]
[0218] [化31]
[0219]
[0220] [化32]
[0221]
[0222] (3)蓝色发光化合物
[0223] [化33]
[0224]
[0225] [化34]
[0226]
[0227] [化35]
[0228]
[0229] [化36]
[0230]
[0231] [化37]
[0232]
[0233] [化38]
[0234]
[0235] [化39]
[0236]
[0237] [化40]
[0238]
[0239] [化41]
[0240]
[0241] (4)黄色发光化合物
[0242] [化42]
[0243]
[0244] 除以上的各发光色的化合物以外，也可使用下述化合物作为发光材料。
[0245] [化43]
[0246]
[0247] 在发光层中，也可使用量子点。量子点是具有量子封闭效应的纳米尺寸的半导体粒子。通过调节量子点的构成材料种类或粒径，可控制量子点的带隙值。因此，有容易准备在所需的波长区域发光的量子点的优点。由此，可不使用彩色滤光片而实现目标的发光色度，因此可实现高效率。本发明中可使用的量子点的直径优选为2～10nm，更优选为4～8nm，进而优选为5～6nm。
[0248] 量子点的构成材料种类并无特别限制。通常，可优选使用包含选自周期表第14～16族中的1种以上的元素的量子点。例如，可为包含C、Si、Ge、Sn、P、Se、Te等单一元素的单一成分，也可为包含2种以上的元素的化合物。作为包含2种以上的元素的量子点，可列举：
SiC、SnO2、Sn(II)Sn(IV)S3、SnS2、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、Al2S3、Al2Se3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、In2O3、In2S3、In2Se3、In2Te3、TlCl、TlBr、TlI、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、As2S3、As2Se3、As2Te3、Sb2S3、Sb2Se3、Sb2Te3、Bi2S3、Bi2Se3、Bi2Te3、Cu2O、Cu2Se、CuCl、CuBr、CuI、AgCl、AgBr、NiO、CoO、CoS、Fe3O4、FeS、MnO、MoS2、WO2、VO、VO2、Ta2O5、TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9、MgS、MgSe、CdCr2O4、CdCr2Se4、CuCr2S4、HgCr2Se4、BaTiO3。此外，也可将这些混合而使用。在所述的例示中，可优选采用CdSe、ZnSe、CdS、CdSeS/ZnS。此外，在本发明中，也可使用市售的量子点。例如，可优选使用Aldorich公司制造的型号753785或753742等。
SiC、SnO2、Sn(II)Sn(IV)S3、SnS2、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、Al2S3、Al2Se3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、In2O3、In2S3、In2Se3、In2Te3、TlCl、TlBr、TlI、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、As2S3、As2Se3、As2Te3、Sb2S3、Sb2Se3、Sb2Te3、Bi2S3、Bi2Se3、Bi2Te3、Cu2O、Cu2Se、CuCl、CuBr、CuI、AgCl、AgBr、NiO、CoO、CoS、Fe3O4、FeS、MnO、MoS2、WO2、VO、VO2、Ta2O5、TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9、MgS、MgSe、CdCr2O4、CdCr2Se4、CuCr2S4、HgCr2Se4、BaTiO3。此外，也可将这些混合而使用。在所述的例示中，可优选采用CdSe、ZnSe、CdS、CdSeS/ZnS。此外，在本发明中，也可使用市售的量子点。例如，可优选使用Aldorich公司制造的型号753785或753742等。
[0249] 本发明中使用的量子点可为表面经涂覆。
[0251] 发光层可仅包含发光材料，也可包含其他材料。发光层中的发光材料的含量的下限值例如可设为超过0.1质量％，超过1质量％，超过5质量％，超过10质量％，也可为超过20质量％，超过50质量％，超过75质量％。而且，浓度并非固定，也可在发光层的厚度方向上具有浓度梯度。作为其他材料，可列举主体材料。关于主体材料，优选为使用至少最低激发单重态能阶ES1高于发光材料的最低激发单重态能阶ES1的材料。由此，可使处于激发单重态的主体材料的能量顺利地转移至发光材料，并且可将发光材料的激发单重态能量封闭在发光材料的分子中，从而可充分地发挥其发光效率。作为发光层所使用的主体材料的具体例，可列举与“激子产生层”一栏中所例示的主体材料的具体例相同的材料。此外，发光层也可为将发光材料分散在高分子材料(粘结用树脂)或无机材料中而构成。在使用主体材料的情况下，优选为将发光层中的发光材料的含量设为50重量％以下，考虑到效率，也可设为25重量以下、10％以下、5％以下。
[0252] 在发光层中，优选为不包含满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物(含量零)。但是，本发明并非完全排除以不会对本发明的效果造成不良影响的范围的少量包含满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的形态。具体而言，在发光层中，只要不对本发明的效果造成不良影响，则满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物例如可以0.1重量％以下、优选为0.01重量％以下、进而优选为0.001重量以下的量包含。
[0253] 发光层的厚度并无特别限定，优选为1nm以上，更优选为3nm以上，也可设为10nm以上或50nm以上。由此，可更确实地抑制跃迁至激发三重态的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的能量转移至发光层所包含的发光材料，获得较高的发光效率。此外，就谋求有机发光元件的薄型化的方面而言，发光层的厚度优选为10nm以下，更优选为8nm以下，进而优选为6nm以下。
[0254] 激子产生层及发光层优选为包含与激子产生层所包含的满足式(1)的化合物、发出延迟荧光的化合物及发光层所包含的发光材料均不同的化合物(在本说明书中，将此种化合物称为“载子传输性化合物”)。载子传输性化合物是选自主体化合物、电子传输性的化合物、作为电子传输性的化合物发挥作用的化合物。此外，当存在隔离层时，隔离层也优选为包含此种载子传输性化合物。当存在2层以上的激子产生层时，优选为其中的至少1层包含载子传输性化合物，更优选为所有层均包含载子传输性化合物。当存在2层以上的隔离层时，优选为其中的至少1层包含载子传输性化合物，更优选为所有层均包含载子传输性化合物。此外，当构成有机发光元件的多个层包含载子传输性化合物时，这些载子传输性化合物相互可相同，也可不同。例如，发光层及激子产生层所包含的载子传输性化合物相互可相同，也可不同。
[0255] 作为此处所谓的载子传输性化合物，可列举“激子产生层”、“发光层”一栏所说明的主体材料所使用的化合物。在激子产生层及发光层中，除满足式(1)的化合物、发出延迟荧光的化合物或发光材料以外，也可仅包含载子传输性化合物，可仅其一部分包含载子传输性化合物，优选为仅包含载子传输性化合物。此外，关于隔离层，也可仅包含载子传输性化合物，也可仅其一部分包含载子传输性化合物，优选为仅包含载子传输性化合物。
[0256] 另外，各层所包含的载子传输性化合物可为1种，也可为2种以上。在包含2种以上的化合物的情况下，存在比在各层可不同。
[0257] 在本发明的有机发光元件中，发光至少从发光层所包含的发光材料产生。但是，发光的一部分可为从激子产生层所包含的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物、或者激子产生层或隔离层所包含的主体材料的发光。在本发明中，优选为发光的25％以上为从发光材料的发光，优选为发光的50％以上为从发光材料的发光，更优选为发光的80％以上为从发光材料的发光，进而优选为发光的90％以上为从发光材料的发光，进而更优选为发光的99％以上为从发光材料的发光。
[0258] 发光为荧光发光，可包含延迟荧光发光或磷光发光。延迟荧光是在通过能量供应而成为激发态的化合物中，产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越后，从该激发单重态恢复至基态时放射的荧光，且为与从直接产生的激发单重态的荧光(通常的荧光)相比延迟观察到的荧光。
[0259] [隔离层]
[0260] 本发明的有机发光元件可进而在激子产生层与发光层之间存在隔离层。通过存在隔离层，激子产生层所包含的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物与发光层所包含的发光材料的距离变得更长，所以可更确实地抑制激子产生层中跃迁至激发三重态的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的能量通过德克斯特机构转移至发光层所包含的发光材料。推测其结果为，满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物从激发三重态反向系间窜越至激发单重态的机率变高，可将跃迁至激发三重态的满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的激态复合物的能量有效地用于荧光发光。
[0261] 分别在发光层的阳极侧及阴极侧存在激子产生层的情况下，可仅在任一侧的激子产生层与发光层之间存在隔离层，也可在两侧的激子产生层与发光层之间分别存在隔离层。优选为在两侧分别存在隔离层的形态。
[0262] 隔离层的材料可为无机材料、有机材料、具有无机部分及有机部分的有机无机混合材料中的任一种，优选为包含有机化合物，更优选为仅包含有机化合物。
[0263] 存在多层隔离层的情况下，各隔离层的材料可相同，也可不同，优选为各隔离层包含载子传输性化合物。多层隔离层可通过载子传输性化合物构成整体，也可通过载子传输性化合物构成一部分，优选为通过载子传输性化合物构成整体。此外，多层隔离层的载子传输性化合物可为1种，也可为2种以上。
[0264] 此外，至少1层隔离层与所述发光层优选为包含与发光层所包含的发光材料不同的载子传输性化合物。作为与发光材料不同的载子传输性化合物，可列举“发光层”一栏所说明的主体材料所使用的化合物。隔离层可通过与发光层所包含者相同的载子传输性化合物构成整体，也可通过与发光层所包含者相同的载子传输性化合物构成一部分，优选为通过发光层及载子传输性化合物构成整体。发光层可通过与至少1层隔离层所包含者相同的载子传输性化合物构成除发光材料以外的材料的整体，也可通过与隔离层所含物相同的载子传输性化合物构成其一部分，优选为通过与隔离层相同的载子传输性化合物构成除发光材料以外的材料的整体。发光层及隔离层的化合物可为1种，也可为2种以上。
[0265] 隔离层的厚度优选为10nm以下，更优选为5nm以下，进而更优选为3nm以下，进一步更优选为1.5nm以下，尤其优选为1.3nm以下。由此，可使有机发光元件的驱动电压较低。此外，就抑制从满足式(1)的化合物、或发出延迟荧光的化合物向发光材料的激发三重态能量的转移的观点而言，隔离层的厚度优选为0.1nm以上，优选为0.5nm以上，更优选为1nm以上。
[0266] [其他层]
[0267] 在本发明的有机发光元件为有机电激发光元件的情况下，进一步可以与发光层及激子产生层中最靠近阳极侧存在的层直接相接的方式形成层，此外，也可以与发光层及激子产生层中最靠近阴极侧存在的层直接相接的方式形成层，也可在所述两者形成层。为方便起见，将这些以直接相接的方式形成的层称为外侧层。本发明的有机发光元件可采用包含“外侧层/发光层/(隔离层)/激子产生层”、“外侧层/激子产生层/发光层”、“发光层/(隔离层)/激子产生层/外侧层”、“激子产生层/(隔离层)/发光层/外侧层”的构造。
[0268] 外侧层的材料可为无机材料、有机材料、具有无机部分及有机部分的有机无机混合材料中的任一种，优选为包含有机无机混合材料或有机化合物。此外，也可为包含有机化合物的共蒸镀膜。
[0269] 在阳极侧及阴极侧两侧具有外侧层的情况下，这些外侧层的材料可相同，也可不同。外侧层优选为包含载子传输性化合物。此外，在发光层及激子产生层(及隔离层)包含载子传输性化合物的情况下，外侧层也优选为包含该化合物。作为化合物，可列举“激子产生层”、“发光层”的栏所说明的主体材料。外侧层可通过激子产生层、发光层(及隔离层)及载子传输性化合物构成整体，也可通过载子传输性化合物构成其一部分，优选为通过载子传输性化合物构成整体。此外，外侧层所包含的载子传输性化合物可为1种，也可为2种以上。
[0270] 以上的激子产生层、发光层、隔离层及外侧层可视需要包含添加剂(供体、受体等)等。
[0271] [有机发光元件的具体的实施方式]
[0272] 本发明的有机发光元件如上所述，至少包含激子产生层及发光层，可在激子产生层与发光层之间存在隔离层，也可在其阳极侧或阴极侧存在外侧层。在以下的说明中，将包含激子产生层及发光层的积层构造的整体、及在包含激子产生层及发光层的积层构造进而追加隔离层及外侧层中的至少一个而成的积层构造的整体称为“发光部”。
[0273] 本发明的有机发光元件可为有机光致发光元件(有机PL元件)及有机电激发光元件(有机EL元件)中的任一个。有机光致发光元件具有在基板上至少形成有发光部的构造。
[0274] 有机电激发光元件至少包含发光部的有机EL层夹持在一对电极之间而构成。有机电激发光元件优选为在基板上依次积层第1电极、有机EL层及第2电极而构成。在此情况下，有机电激发光元件可为从基板侧提取发光部所产生的光的底部发光型，也可为从基板的相反侧(第2电极侧)提取发光部所产生的光的顶部发光型。
[0275] 第1电极及第2电极作为有机电激发光元件的阳极或阴极成对地发挥作用。即，在第1电极为阳极的情况下，第2电极成为阴极，在第1电极为阴极的情况下，第2电极成为阳极。
[0276] 有机EL层可仅包含发光部，也可除发光部以外，也具有1层以上的功能层。作为其他功能层，可列举：空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层、激子阻挡层等。空穴传输层可为具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层可为具有电子注入功能的电子注入传输层。作为有机EL层(有机层)的具体的层构成，可列举下述构成。但是，本发明中使用的有机EL层的层构成并不限定于这些具体例。另外，在下述层构成中，空穴注入层、空穴传输层及电子阻挡层配置得比发光部更靠阳极侧，空穴阻挡层、电子传输层及电子注入层配置得比发光部更靠阴极侧。
[0277] (1)发光部
[0278] (2)空穴传输层/发光部
[0279] (3)发光部/电子传输层
[0280] (4)空穴注入层/发光部
[0281] (5)空穴传输层/发光部/电子传输层
[0282] (6)空穴注入层/空穴传输层/发光部/电子传输层
[0283] (7)空穴注入层/空穴传输层/发光部/电子传输层/电子注入层
[0284] (8)空穴注入层/空穴传输层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层
[0285] (9)空穴注入层/空穴传输层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0286] (10)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/电子传输层
[0287] (11)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/电子传输层/电子注入层
[0288] (12)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层
[0289] (13)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0290] (14)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层
[0291] (15)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0292] (16)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层
[0293] (17)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0294] (18)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层
[0295] (19)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光部/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0296] (20)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层
[0297] (21)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/激子阻挡层/发光部/激子阻挡层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层
[0298] 此外，作为代表例，将具有(6)的层构成的有机电激发光示于图1。在图1中，1为基板，2为阳极，3为空穴注入层，4为空穴传输层，5为发光部，6为电子传输层，7为阴极。
[0299] 发光部包含激子产生层、隔离层、发光层等。
[0300] 构成发光部的各层、空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层及电子注入层分别可为单层构造，也可为多层构造。此外，这些层可包含单一的材料，也可包含共蒸镀膜的类的2种以上的材料。此外，空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层及电子注入层的材料可为有机材料，也可为无机材料。
[0301] 以下，针对有机电激发光元件的各构件及各层，以第1电极(基板侧的电极)为阳极、第2电极(与基板相反侧的电极)为阴极的情况为例详细地进行说明。另外，在该例中，将空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层设置在发光部与第1电极之间(比发光部靠近基板侧)，将电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层设置在发光部与第2电极之间。另一方面，在第1电极(基板侧的电极)为阴极，第2电极(与基板相反侧的电极)为阳极的情况下，将电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层设置在发光部与第1电极之间(比发光部靠近基板侧)，将空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层设置在发光部与第2电极之间。关于该情况下的有机EL层的各层的说明及优选的范围、构成材料的具体例，可参照下述相对应的层的说明及优选的范围、构成材料的具体例。此外，基板及发光部的说明也属于有机光致发光元件。
[0302] [基板]
[0304] [阳极(第1电极)]
[0305] 在本实施方式中，阳极是作为第1电极设置在基板的表面。
[0306] 作为有机电激发光元件中的阳极，可优选使用功函数较大(4eV以上)的以金属、合金、导电性化合物及它们的混合物作为电极材料。作为此种电极材料的具体例，可列举：Au等金属、CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料、Au合金、Al合金等。此外，也可使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且可制作透明导电膜的材料。阳极可为单层构造，也可为积层2种以上的导电膜而成的多层构造。作为多层构造的阳极的优选的例，可列举金属膜与透明导电膜的积层构造，更优选为包含ITO/Ag/ITO的积层构造。关于阳极，可通过蒸镀或溅镀等方法而将这些电极材料形成薄膜，通过光刻法而形成所需的形状的图案，或者也可在不怎么需要图案精度的情况下(100μm以上左右)，在所述电极材料的蒸镀或溅镀时经由所需形状的遮罩而形成图案。或者，在使用如有机导电性化合物般可涂布的材料的情况下，也可使用印刷方式、涂覆方式等湿式成膜法。
[0307] 阳极的透光率的优选范围是根据提取发光的朝向而不同，在为从基板侧提取发光的底部发光构造的情况下，理想为使透光率大于10％，优选为通过透明或半透明的材料构成阳极。另一方面，在为从阴极(第2电极)侧提取发光的顶部发光构造的情况下，阳极的透过率并无特别限制，可为非透光性。此外，在与该实施方式不同，第2电极为阳极的情况下，关于阳极的透过率，在顶部发光构造中理想为大于10％，在底部发光构造中并无特别限制，阳极也可为非透光性。
[0309] [阴极(第2电极)]
[0310] 在本实施方式中，阴极是作为第2电极设置在有机EL层的与阳极相反一侧。
[0311] 作为阴极，可使用功函数较小(4eV以下)的以金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物及它们的混合物作为电极材料。作为此种电极材料的具体例，可列举：钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土类金属等。这些之中，就电子注入性及对氧化等的耐久性的方面而言，优选为电子注入性金属与作为功函数的值大于其且稳定的金属的第二金属的混合物、例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等。阴极可通过利用蒸镀或溅镀等方法将这些电极材料形成薄膜而制作。
[0312] 阴极的透光率的优选范围根据提取发光的朝向而不同，在从阴极(第2电极)侧提取发光的情况下(在为顶部发光构造的情况下)，理想为使透过率大于10％，优选为通过透明或半透明的材料构成阴极。透明或半透明的阴极可通过将阳极的说明中所列举的导电性透明材料用于阴极而制作。另一方面，从基板侧提取发光的情况下(在为底部发光构造的情况下)，阴极的透过率并无特别限制，也可为非透光性。此外，在与该实施方式不同，第1电极为阴极的情况下，关于阴极的透过率，在底部发光构造中理想为大于10％，在顶部发光构造中并无特别限制，阴极也可为非透光性。
[0313] 此外，阴极的薄片电阻优选为数百Ω/□以下，膜厚在通常10nm～5μm、优选为50～200nm的范围内选择。
[0314] 此处，可在第1电极及第2电极中的成为光提取侧的电极设置偏光板。作为偏光板，例如，可使用将公知的直线偏光板与λ/4板组合而成。通过设置偏光板，可防止从第1电极及第2电极的外界光反射、或者在基板或密封基板的表面的外界光反射，可提升颜色转换发光元件的对比度。
[0315] [微小谐振器构造]
[0316] 在本发明的有机电激发光元件为顶部发光构造的情况下，也可视需要，将第1电极及第2电极设为反射性电极，调整这些电极间的光学距离L而构成微小谐振器构造(微腔构造)。在此情况下，优选为使用反射电极作为第1电极，使用半透明电极作为第2电极。
[0317] 作为半透明电极，可使用包含金属的半透明电极的单层、包含金属的半透明电极与包含其他材料的透明电极的积层构造，就光的反射率及透过率的观点而言，优选为使用包含银或银合金的半透明电极。
[0318] 作为半透明电极的第2电极的膜厚优选为5～30nm。通过使半透明电极的膜厚为5nm以上，可充分地反射光，而可充分地获得干涉效果。此外，通过使半透明电极的膜厚为
30nm以下，可抑制光的透过率的急遽降低，而可抑制亮度及发光效率的降低。
30nm以下，可抑制光的透过率的急遽降低，而可抑制亮度及发光效率的降低。
[0319] 此外，关于作为反射电极的第1电极，优选为使用光的反射率较高的电极。作为此种电极，可例示：铝、银、金、铝-锂合金、铝-钕合金、铝-硅合金等光反射性金属电极；或组合透明电极与光反射性金属电极而成的电极等。
[0320] 若通过第1电极及第2电极构成微小谐振器构造(微腔构造)，则通过第1电极及第2电极的干涉效果，可将有机EL层的发光在光提取方向上聚光。即，由于可使有机EL层的发光具有指向性，所以可降低向周围逸散的发光损耗，而可提升发光效率。此外，根据微小谐振器构造，也可调整有机EL层的发光光谱，可调整为所需的发光波峰波长及半值宽。
[0321] [发光部]
[0322] 发光部是通过分别从阳极及阴极注入的空穴及电子进行再结合而产生激子后进行发光的层，且至少包含激子产生层及发光层，可在这些层之间存在隔离层，也可在这些层的阳极侧或阴极侧存在外侧层。关于构成发光部的各层的说明及优选的范围、具体例，可参照所述“激子产生层”、“发光层”、“隔离层”、“其他层”一栏。
[0323] [注入层及电荷传输层]
[0324] 电荷传输层是为了将从各电极注入的电荷向发光部高效率地传输而设置在电极与发光部之间的层，且有空穴传输层及电子传输层。
[0325] 注入层是为了降低驱动电压或者提升发光亮度而设置在电极与有机层之间的层，且有空穴注入层及电子注入层，可存在于阳极与发光部或空穴传输层之间、及阴极与发光部或电子传输层之间。注入层可视需要进行设置。
[0326] [空穴注入层及空穴传输层]
[0327] 空穴注入层及空穴传输层是以更高效率地进行从作为阳极的第1电极的空穴的注入或向发光部的传输(注入)为目的，设置在阳极与发光部之间。空穴注入层及空穴传输层可仅设置其中任一个，也可设置两者，也可以兼具两者的功能的1层(空穴注入传输层)的形式设置。
[0328] 空穴注入层及空穴传输层可分别使用公知的空穴注入材料及空穴传输材料而构成。此外，在设置空穴注入层及空穴传输层两者的情况下，就更高效率地进行从阳极的空穴的注入、传输的方面而言，构成空穴注入层的材料优选为与空穴传输层所使用的材料相比，最高占据分子轨道(HOMO)的能阶较低的材料，构成空穴传输层的材料优选为与空穴注入层所使用的材料相比，空穴的迁移率较高的材料。
[0329] 作为空穴传输材料，为具有空穴的注入及传输性、电子的障壁性中的至少任一个，可为有机物、无机物中的任一个。作为可使用的公知的空穴传输材料，例如可列举：氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO2)等氧化物；无机p型半导体材料；N，N′-双(3-甲基苯基)-N，N′-双(苯基)-联苯胺(TPD)、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPD)等芳香族三级胺化合物；喹吖啶酮化合物、苯乙烯基胺化合物等低分子材料；聚苯胺(PANI)、聚苯胺-樟脑磺酸(polyaniline-camphorsulfonic acid；PANI-CSA)、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(poly(3，4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate)，PEDOT/PSS)、聚(三苯基胺)衍生物(Poly-TPD)、聚乙烯基咔唑(PVCz)、聚(对苯乙炔)(PPV)、聚(对萘乙炔)(PNV)等高分子材料；三唑衍生物、 二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、多芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查耳酮衍生物、 唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、弗酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺类共聚物，此外，可例举导电性高分子低聚物，尤其可列举噻吩低聚物等，优选为使用卟啉化合物、芳香族三级胺化合物及苯乙烯基胺化合物，更优选为使用芳香族三级胺化合物。
[0330] 作为空穴注入材料，可例示：酞菁铜等酞菁衍生物；4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基胺基)三苯基胺、4，4′，4″-三(1-萘基苯基胺基)三苯基胺、4，4′，4″-三(2-萘基苯基胺基)三苯基胺、4，4′，4″-三[联苯-2-基(苯基)胺基]三苯基胺、4，4′，4″-三[联苯-3-基(苯基)胺基]三苯基胺、4，4′，4″-三[联苯-4-基(3-甲基苯基)胺基]三苯基胺、4，4′，4″-三[9，9-二甲基-2-弗基(苯基)胺基]三苯基胺等胺化合物；氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO2)等氧化物等，但并不限定于这些。
[0331] 空穴注入层及空穴传输层可分别仅包含所述空穴注入材料、空穴传输材料，也可任意地包含满足式(1)的化合物或其他添加剂(供体、受体等)，也可包含所述空穴注入材料、空穴传输材料分散在高分子材料(粘结用树脂)或无机材料中而成的复合材料。
[0332] 通过在空穴注入层及空穴传输层中掺杂受体，可进一步提升其空穴注入性、空穴传输性。作为受体，可使用作为有机电激发光元件用受体材料公知的材料。作为受体材料的具体例，可例示：Au、Pt、W、Ir、POCl3、AsF6、Cl、Br、I、氧化钒(V2O5)、氧化钼(MoO2)等无机材料；TCNQ(7，7，8，8-四氰基喹诺二甲烷)、TCNQF4(四氟四氰基喹诺二甲烷)、TCNE(四氰乙烯)、HCNB(六氰基丁二烯)、DDQ(二环二氰基苯醌)等具有氰基的化合物；TNF(三硝基弗酮)、DNF(二硝基弗酮)等具有硝基的化合物；四氟苯醌、四氯苯醌、四溴苯醌等有机材料等。在这些之中，TCNQ、TCNQF4、TCNE、HCNB、DDQ等具有氰基的化合物由于可有效地增加载子浓度，所以更优选。
[0333] [电子注入层及电子传输层]
[0334] 电子注入层及电子传输层以更高效率地进行从作为阴极的第2电极的电子的注入或向发光部的传输(注入)为目的，设置在阴极与发光部之间。电子注入层及电子传输层可仅设置其中任一个，也可设置两者，也可以兼具两者的功能的1层(电子注入传输层)的形式设置。
[0335] 电子注入层及电子传输层可分别使用公知的电子注入材料及电子传输材料而构成。此外，在设置电子注入层及电子传输层两者的情况下，就更高效率地进行从阴极的电子的注入、传输的方面而言，构成电子注入层的材料优选为与电子传输层所使用的材料相比，最低未占据分子轨道(LUMO)的能阶较高的材料，构成电子传输层的材料优选为与电子注入层所使用的材料相比，电子的迁移率较高的材料。
[0336] 作为电子传输材料(也有兼具空穴阻挡材料的情况)，只要具有将从阴极注入的电子传输至发光部的功能即可。作为可使用的电子传输材料，例如可列举：作为n型半导体的无机材料、硝基取代弗衍生物、二苯基苯醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二酰亚胺、亚弗基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、 二唑衍生物等。而且，在所述 二唑衍生物中，将 二唑环的氧原子取代为硫原子而成的噻二唑衍生物、具有作为拉电子基而公知的喹喏啉环的喹喏啉衍生物也可用作电子传输材料。而且，也可使用将这些材料导入至高分子链，或者以这些材料作为高分子的主链的高分子材料。
[0337] 作为电子注入材料，尤其可例示：氟化锂(LiF)、氟化钡(BaF2)等氟化物；氧化锂(Li2O)等氧化物等。
[0338] 电子注入层及电子传输层可分别仅包含所述电子注入材料、电子传输材料，也可任意地包含满足式(1)的化合物或其他添加剂(供体、受体等)，也可包含所述电子注入材料、电子传输材料分散在高分子材料(粘结用树脂)或无机材料中而成的复合材料。
[0339] 通过在电子注入层及电子传输层中掺杂供体，可进一步提升其电子注入性、电子传输性。作为供体，可使用作为有机EL用供体材料公知的材料。作为所述供体材料，可例示：碱金属、碱土金属、稀土类元素、Al、Ag、Cu、In等无机材料；苯胺类；苯二胺类；N，N，N′，N′-四苯基联苯胺、N，N′-双-(3-甲基苯基)-N，N′-双-(苯基)-联苯胺、N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二苯基-联苯胺等联苯胺类；三苯基胺、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-胺基)-三苯基胺、4，4′，
4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-胺基)-三苯基胺、4，4′，4″-三(N-(1-萘基)-N-苯基-胺基)-三苯基胺等三苯基胺类；N，N′-二-(4-甲基-苯基)-N，N′-二苯基-1，4-苯二胺等三苯基二胺类的骨架具有芳香族三级胺的化合物；菲、芘、苝、蒽、并四苯、并五苯等缩合多环化合物(其中，缩合多环化合物可具有取代基)；TTF(tetrathiafulvalene，四硫富瓦烯)类、二苯并呋喃、啡噻 、咔唑等有机材料等。
4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基-胺基)-三苯基胺、4，4′，4″-三(N-(1-萘基)-N-苯基-胺基)-三苯基胺等三苯基胺类；N，N′-二-(4-甲基-苯基)-N，N′-二苯基-1，4-苯二胺等三苯基二胺类的骨架具有芳香族三级胺的化合物；菲、芘、苝、蒽、并四苯、并五苯等缩合多环化合物(其中，缩合多环化合物可具有取代基)；TTF(tetrathiafulvalene，四硫富瓦烯)类、二苯并呋喃、啡噻 、咔唑等有机材料等。
[0340] [阻挡层]
[0341] 阻挡层是可阻挡发光部中存在的电荷(电子或空穴)及/或激子向发光部外的扩散的层。电子阻挡层可配置在发光部与空穴传输层之间，阻挡电子朝空穴传输层而通过发光部。同样地，空穴阻挡层可配置在发光部与电子传输层之间，阻挡空穴朝电子传输层而通过发光部。此外，阻挡层可用于阻挡激子向发光部的外侧扩散。即，电子阻挡层、空穴阻挡层也可分别兼具作为激子阻挡层的功能。本说明书中所谓的电子阻挡层或激子阻挡层是以包含一层具有电子阻挡层及激子阻挡层的功能的层的含义使用。
[0342] [空穴阻挡层]
[0343] 空穴阻挡层是在广义上具有电子传输层的功能。空穴阻挡层有传输电子，并且阻挡空穴到达至电子传输层的作用，由此，可提升发光部中的电子与空穴的再结合机率。作为构成空穴阻挡层的材料，可列举与所述作为构成电子传输层及电子注入层的材料例示者相同的材料。
[0344] [电子阻挡层]
[0345] 电子阻挡层在广义上具有传输空穴的功能。电子阻挡层有传输空穴，并且阻挡电子到达至空穴传输层的作用，由此，可提升发光部中的电子与空穴再结合的机率。作为构成电子阻挡层的材料，可列举与所述作为构成空穴传输层及空穴注入层的材料例示者相同的材料。
[0346] [激子阻挡层]
[0347] 激子阻挡层具有防止发光层中产生的激子的能量转移至空穴传输层或电子传输层而该激子失活的功能。通过插入激子阻挡层，可更有效地将激子的能量用于发光，可提升元件的发光效率。
[0348] 激子阻挡层可与发光部邻接而插入至阳极侧、阴极侧中的任一个，也可同时插入至两者。即，在阳极侧具有激子阻挡层的情况下，可在空穴传输层与发光部之间，与发光部邻接而插入该层。此外，在阴极侧具有激子阻挡层的情况下，可在电子传输层与发光部之间，与发光部邻接而插入该层。而且，也可在空穴传输层与发光部之间、及电子传输层与发光部的两者，与发光部邻接而插入激子阻挡层。此外，在阳极与与发光部的阳极侧邻接的激子阻挡层之间，可具有空穴注入层或电子阻挡层等，在阴极与与发光部的阴极侧邻接的激子阻挡层之间，可具有电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层等。在配置阻挡层的情况下，优选为用作阻挡层的材料的激发单重态能量及激发三重态能量中的至少任一个高于发光材料的激发单重态能量及激发三重态能量。作为激子阻挡层的构成材料，可使用公知的激子阻挡材料中的任一种。
[0349] 作为构成有机EL层的发光部、空穴传输层、电子传输层、空穴注入层、电子注入层、空穴阻挡层、电子阻挡层、激子阻挡层等的形成方法，可例示如下方法等：使用使所述材料溶解或分散在溶剂中而成的有机EL层形成用组合物，通过利用旋转涂布法、浸渍法、刮刀法、喷出涂布法、喷雾涂布法等涂布法、或喷墨法、凸版印刷法、凹版印刷法、网版印刷法、微凹版涂布法等印刷法等的公知的湿式制程而形成；通过电阻加热蒸镀法、电子束(EB)蒸镀法、分子束磊晶(MBE)法、溅镀法、有机气相蒸镀(OVPD)法等公知的干式制程而形成所述材料；通过激光转印法等而形成。另外，在通过湿式制程而形成有机EL层17的情况下，有机EL层形成用组合物可调配调平剂、粘度调整剂等用以调整组合物的物性的添加剂而成。
[0350] 构成有机EL层的各层的膜厚优选为1～1000nm，更优选为10～200nm。若构成有机EL层的各层的膜厚为10nm以上，则以更高精度获得原本必需的物性[电荷(电子、空穴)的注入特性、传输特性、封闭特性]，因异物所引起的像素缺陷的抑制效果变高。此外，若构成有机EL层的各层的膜厚为200nm以下，则抑制因驱动电压的上升所引起的耗电的上升的效果变高。
[0351] 进一步地，以下记载有机电激发光元件中可使用的材料的具体例。但是，本发明中可使用的材料并非由以下的例示化合物限定性地进行解释。此外，可为作为具有特定的功能的材料所例示的化合物，也可以具有其他功能的材料的形式转用。另外，以下的例示化合物的构造式中的R、R′、R1～R10分别独立地表示氢原子或取代基。X表示形成环骨架的碳原子或杂原子，n表示3～5的整数，Y表示取代基，m表示0以上的整数。
[0352] 首先，列举在构成发光部的各层中可用作主体材料的优选的化合物。
[0353] [化44]
[0354]
[0355] [化45]
[0356]
[0357] [化46]
[0358]
[0359] [化47]
[0360]
[0361] [化48]
[0362]
[0363] 其次，列举可用作空穴注入材料的优选的化合物例。
[0364] [化49]
[0365]
[0366] 其次，列举可用作空穴传输材料的优选的化合物例。
[0367] [化50]
[0368]
[0369] [化51-1]
[0370]
[0371] [化51-2]
[0372]
[0373] [化52]
[0374]
[0375] [化53]
[0376]
[0377] [化54]
[0378]
[0379] [化55]
[0380]
[0381] 其次，列举可用作电子阻挡材料的优选的化合物例。
[0382] [化56]
[0383]
[0384] 其次，列举可用作空穴阻挡材料的优选的化合物例。
[0385] [化57]
[0386]
[0387] 其次，列举可用作电子传输材料的优选的化合物例。
[0388] [化58]
[0389]
[0390] [化59]
[0391]
[0392] [化60]
[0393]
[0394] 其次，列举可用作电子注入材料的优选的化合物例。
[0395] [化61]
[0396]
[0397] 而且，列举作为可添加的材料而优选的化合物例。例如，考虑以稳定化材料的形式添加。
[0398] [化62]
[0399]
[0400] 利用所述方法所制作的有机电激发光元件通过在所获得的元件的阳极与阴极之间施加电场而发光。此时，若为通过激发单重态能量的发光，则与其能阶对应的波长的光确认为荧光发光。此外，此时，也有确认到延迟荧光发光的情况。此外，若为通过激发三重态能量的发光，则与其能阶对应的波长确认为磷光。通常的荧光由于与延迟荧光发光相比荧光寿命短，所以发光寿命可通过荧光及延迟荧光加以区分。
[0401] 另一方面，关于磷光，在通常的有机化合物中，激发三重态能量不稳定，转换为热等，寿命短而立即失活，所以在室温下几乎无法观察。为了测定通常的有机化合物的激发三重态能量，可通过观察极低温的条件下的发光进行测定。
[0402] 本发明的有机电激发光元件的驱动方式并无特别限定，可为主动驱动方式及被动驱动方式中的任一种，优选为主动驱动方式。通过采用主动驱动方式，与被动驱动方式相比可使有机发光元件的发光时间较长，降低获得所需亮度的驱动电压，可实现低耗电化。
[0403] [有机电激发光显示装置]
[0404] 以下，对通过主动驱动方式驱动有机电激发光元件的有机电激发光显示装置的一例进行说明。
[0405] 主动驱动方式的有机电激发光显示装置例如在所述有机电激发光元件附加TFT(thin-film transistor，薄膜晶体管)电路、层间绝缘膜、平坦化膜及密封构造而构成。具体而言，此种主动驱动方式的有机电激发光显示装置概略包含：基板(电路基板)，具备TFT电路；有机电激发光元件(有机EL元件)，在电路基板上经由层间绝缘膜及平坦化膜而设置；
无机密封膜，覆盖有机EL元件；密封基板，设置在无机密封膜上；及密封材料，填充在基板与密封基板之间；且采用从密封基板侧提取光的顶部发光构造。
无机密封膜，覆盖有机EL元件；密封基板，设置在无机密封膜上；及密封材料，填充在基板与密封基板之间；且采用从密封基板侧提取光的顶部发光构造。
[0406] 该有机电激发光显示装置中使用的有机EL元件是包含除基板以外的剩余的部分、即第1电极、有机EL层及第2电极的积层体。
[0407] TFT基板具有基板、及设置在基板上的TFT电路而构成。
[0408] 作为基板，可例示：包含玻璃、石英等的无机材料基板；包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚咔唑、聚酰亚胺等的塑料基板；包含氧化铝等的陶瓷基板等绝缘性基板、或包含铝(Al)、铁(Fe)等的金属基板；在所述基板表面涂覆包含氧化硅(SiO2)等有机绝缘材料等的绝缘物而成的基板；通过阳极氧化等方法对包含Al等的金属基板的表面实施绝缘化处理而成的基板等，但并不限定于这些。
[0409] TFT电路具有X-Y矩阵状地配置的多个TFT(薄膜晶体管)及各种配线(信号电极线、扫描电极线、共通电极线、第1驱动电极及第2驱动电极)，在形成有机EL层之前，预先形成在基板上。该TFT电路作为有机电激发光元件的开关电路及驱动电路发挥作用。另外，在本发明的主动驱动方式的电激发光元件中，可在基板上设置金属-绝缘体-金属(MIM)二极管以代替TFT电路。
[0410] TFT具有活性层、栅极绝缘膜、源极电极、漏极电极及栅极电极而构成。TFT的种类并无特别限定，可使用交错型、逆交错型、顶栅极型、共面型等以往周知的种类。
[0411] 作为活性层的材料，可列举：非晶硅(amorphous silicon)、多晶硅(polysilicon)、微晶硅、硒化镉等无机半导体材料；氧化锌、氧化铟-氧化镓-氧化锌等氧化物半导体材料；聚噻吩衍生物、噻吩低聚物、聚(对苯乙炔)衍生物、并四苯、并五苯等有机半导体材料等。
[0412] 栅极绝缘膜可使用公知的材料形成。具体而言，作为栅极绝缘膜的材料，可例示通过等离子感应化学气相生长(PECVD)法或减压化学气相生长(LPCVD)法等所形成的SiO2；或将多晶硅膜进行热氧化而获得的SiO2等。
[0413] 构成TFT的源极电极、漏极电极及栅极电极、配线电路的信号电极线、扫描电极线、共通电极线、第1驱动电极及第2驱动电极例如可使用钽(Ta)、铝(Al)、铜(Cu)等公知的材料形成。
[0414] 层间绝缘膜以覆盖基板的上表面及TFT电路的方式设置。
[0415] 层间绝缘膜例如可使用氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN、Si2N4)、氧化钽(TaO、Ta2O5)等无机材料；丙烯酸类树脂、抗蚀材料等有机材料等公知的材料形成。作为层间绝缘膜的形成方法，可例示化学气相生长(CVD)法、真空蒸镀法等干式制程、或旋转涂布法等湿式制程，可视需要通过光刻法等进行图案化。
[0416] 此外，优选为对层间绝缘膜赋予遮光性，或者组合设置层间绝缘膜及遮光性绝缘膜。在该有机电激发光显示装置中，为了从密封基板侧提取发光，大部分包含透光性的材料。因此，担心外界光入射至TFT电路，使TFT特性不稳定。对此，若对层间绝缘膜赋予遮光性，或者组合设置层间绝缘膜及遮光性绝缘膜，则可抑制外界光向TFT电路的入射，获得稳定的TFT特性。作为遮光性的层间绝缘膜及遮光性绝缘膜的材料，可例示：使酞菁、喹吖啶酮等颜料或染料分散在聚酰亚胺等高分子树脂中而成者；或彩色光阻、黑矩阵材料、NixZnyFe2O4等无机绝缘材料等。
[0417] 平坦化膜设置在层间绝缘膜之上。平坦化膜是为了防止因TFT电路的表面的凸凹，产生有机EL元件的缺陷(例如第1电极或有机EL层的缺陷、第2电极的断线、第1电极与第2电极的短路、耐压的降低等)等而设置。另外，平坦化膜也可省略。
[0418] 平坦化膜并无特别限定，例如可使用氧化硅、氮化硅、氧化钽等无机材料、或聚酰亚胺、丙烯酸类树脂、抗蚀材料等有机材料等公知的材料形成。作为平坦化膜的形成方法，可例示CVD法、真空蒸镀法等干式制程、或旋转涂布法等湿式制程，但并不限定于这些方法。此外，平坦化膜可为单层构造及多层构造中的任一个。
[0419] 有机EL元件包含第1电极、有机EL层及第2电极，将第1电极侧设为平坦化膜侧，设置在该平坦化膜之上。但是，在不设置平坦化膜的情况下，有机EL元件是将第1电极侧设为层间绝缘膜侧而设置在该层间绝缘膜之上。
[0420] 有机EL元件的第1电极以与各像素对应的方式，X-Y矩阵状地配置多个，与TFT的漏极电极连接。该第1电极作为有机电激发光显示装置的像素电极发挥作用。第1电极优选为使用光的反射率较高的电极(反射电极)，以提升从发光部的发光的提取效率。作为此种电极，可例示：铝、银、金、铝-锂合金、铝-钕合金、铝-硅合金等光反射性金属电极；或组合透明电极及所述光反射性金属电极(反射电极)而成的电极等。
[0421] 此外，可在沿各第1电极的边缘的端部，设置包含绝缘材料的边缘盖。由此，可防止在第1电极与第2电极之间发生漏电。边缘盖可通过利用EB蒸镀法、溅镀法、离子镀覆法、电阻加热蒸镀法等公知的方法将绝缘材料成膜后，利用使用公知的干式蚀刻或湿式蚀刻的光刻法进行图案化而形成。作为构成边缘盖的绝缘材料，可例示SiO、SiON、SiN、SiOC、SiC、HfSiON、ZrO、HfO、LaO等具有透光性的公知的材料。
[0422] 边缘盖的膜厚优选为100～2000nm。通过使边缘盖的膜厚为100nm以上，可获得充分的绝缘性，可有效地抑制伴随第1电极与第2电极之间的漏电的耗电上升或非发光的产生。此外，通过使边缘盖的膜厚为2000nm以下，可有效地抑制成膜制程中的生产性的降低、或边缘盖的第2电极的断线。
[0423] 另一方面，有机EL元件的第2电极作为与像素电极对向的对向电极发挥作用。在该有机电激发光显示装置中，为了经由第2电极从密封基板侧提取从有机EL元件的发光部的发光，优选为使用半透明电极作为第2电极。作为半透明电极，可使用包含金属的半透明电极的单层、包含金属的半透明电极与包含其他材料的透明电极的积层构造，就光的反射率及透过率的观点而言，优选为使用包含银或银合金的半透明电极。
[0424] 有机EL层在第1电极与第2电极之间，以与第1电极大致相同的平面形状设置。关于有机EL层的说明、优选的范围及构成各层的材料的具体例，可参照所述有机电激发光元件的对应的记载。
[0425] 无机密封膜以覆盖形成在平坦化膜上的有机EL元件的上表面及侧面的方式设置。无机密封膜例如可使用SiO、SiON、SiN等具有透光性的无机材料形成。作为无机密封膜的形成方法，例如可列举：等离子CVD法、离子镀覆法、离子束法、溅镀法等。
[0426] 在无机密封膜的上设置有密封基板，在配置在电路基板与密封基板之间的有机EL元件的周围填充有密封材料。由此，可防止外部的氧或水分渗入至有机EL层内，使有机电激发光显示装置长寿命化。
[0427] 作为密封基板，可使用与电路基板中使用的基板相同的基板，但为了从密封基板侧提取发光，必须具有透光性。此外，密封基板为了提高色纯度，可设置彩色滤光片。
[0428] 密封材料可使用公知的密封材料，通过公知的方法形成。作为密封材料，可例示包含树脂(硬化性树脂)的材料。在此情况下，例如，在形成有有机EL元件及无机密封膜的基板的无机密封膜的上表面及/或侧面、或密封基板上，通过旋转涂布法、层压法等涂敷硬化性树脂组合物(光硬化性树脂组合物、热硬化性树脂组合物)，经由该涂敷层贴合基板与密封基板，使硬化性树脂组合物光硬化或热硬化，由此可形成密封材料。另外，密封材料必须具有透光性。
[0429] 此外，作为密封材料，可使用氮气、氩气等惰性气体，在此情况下，可列举通过玻璃等密封基板而密封氮气、氩气等惰性气体的方法。而且，在此情况下，为了有效地抑制因水分所引起的有机EL部的劣化，优选为与惰性气体一起封入氧化钡等吸湿剂。
[0430] 本发明的有机电激发光元件可应用于单一的元件、包含阵列状地配置的构造的元件、阳极及阴极X-Y矩阵状地配置的构造中的任一个。根据本发明，通过以不同的层的形式形成激子产生层及发光层，可获得较高的效率及比长的驱动寿命，可获得实用性优异的有机发光元件。本发明的有机电激发光元件等有机发光元件可进而应用于各种用途。例如，如上所述，可使用本发明的有机电激发光元件，制造有机电激发光显示装置，关于详细内容，可参照时任静士、安达千波矢、村田英幸共著的“有机EL显示器”(OHM公司)。此外，尤其是本发明的有机电激发光元件也可应用于需求较大的有机电激发光照明或背光源。
[0431] [实施例]
[0432] 以下，列举实施例更具体地说明本发明的特征。以下所示的材料、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨，则可适当进行变更。因此，本发明的范围不应由以下所示的具体例限定性地进行解释。另外，发光特性的评价是使用电源电表(吉时利公司制造：2400系列)、半导体参数分析仪(安捷伦科技公司制造：E5273A)、光功率计测定装置
(Newport公司制造：1930C)、光学分光器(Ocean Optics公司制造：USB2000)、分光放射计(Topcon公司制造：SR-3)及快速照相机(浜松光子股份有限公司制造的C4334型)而进行。
(Newport公司制造：1930C)、光学分光器(Ocean Optics公司制造：USB2000)、分光放射计(Topcon公司制造：SR-3)及快速照相机(浜松光子股份有限公司制造的C4334型)而进行。
[0433] 此外，在本实施例中，将发光寿命为0.05μs以上的荧光判定为延迟荧光。
[0434] 另外，以下记载的表示发光元件的层构成的表中的“厚度”的单位为nm。此外，在单一层中包含2种以上的材料的情况下，将主体材料设为“材料1”，将掺杂剂材料设为“材料2”而显示。在为3种成分体系的情况下，为方便起见，将主体材料设为“材料1”，将除此以外的2种成分设为“材料2”而显示。此外，在“材料2”的栏显示层中的材料2的浓度(单位：重量％)。表中的“HIL”表示空穴注入层，“HTL”表示空穴传输层，“EBL”表示电子阻挡层，“INT”表示隔离层，“ASL”表示激子产生层，“EML”表示发光层，“HBL”表示空穴阻挡层，“ETL”表示电子传输层。
[0435] (实施例1)
[0436] 在膜厚100nm的形成有包含氧化铟锡(ITO)的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法，以真空度2×10-5Pa积层各薄膜。
[0437] 首先，在ITO上将HAT-CN蒸镀为10nm的厚度而形成空穴注入层，在其上，将TrisPCz蒸镀为30nm的厚度而形成空穴传输层。接着，将mCBP蒸镀为6.5nm的厚度而形成电子阻挡层。
[0438] 其次，将TBRb及mCBP从不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成5nm厚度的发光层。此时，TBRb的浓度设为1重量％。在其上，将4CzIPNMe及mCBP从不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成10nm厚度的激子产生层。此时，4CzIPNMe的浓度设为10重量％。
[0439] 其次，将T2T蒸镀为12nm的厚度而形成空穴阻挡层，在其上，将BpyTP2蒸镀为55nm的厚度而形成电子传输层。而且，将Liq形成为1nm的厚度，接着，将铝(Al)形成为100nm的厚度，由此形成阴极。
[0440] 通过以上的步骤，制作具有表1所示的层构成的实施例1的有机电激发光元件。
[0441] (实施例2～8)
[0442] 如表1所示般变更发光层中的TBRb的浓度，除此以外，以与实施例1相同的方式制作有机电激发光元件。
[0443] (比较例1)
[0444] 通过与实施例1相同的方法，制作比较例1的有机电激发光元件。但是，不形成激子产生层，发光层是将4CzIPNMe、TBRb及mCBP从不同的蒸镀源进行共蒸镀而制成15nm厚度的层。此外，在形成发光层时，4CzIPNMe的浓度设为10重量％，TBRb的浓度设为1重量％。比较例1的有机电激发光元件的层构成如表1所示。
[0445] (比较例2～8)
[0446] 如表1所示般变更发光层中的TBRb的浓度，除此以外，以与比较例1相同的方式制作有机电激发光元件。
[0447] 各实施例及各比较例中使用的4CzIPNMe的ΔEST为0.02eV。
[0448]
[0449] 针对各实施例及各比较例中所制作的有机电激发光元件，测定发光强度的瞬态衰减曲线，结果均可确认到延迟荧光。
[0450] 此外，将针对各实施例中所制作的有机电激发光元件，以1000cd/m2进行测定所获得的发光波峰波长、外量子效率、色度坐标(x，y)示于表2，将针对比较例中所制作的有机电激发光元件，以1000cd/m2进行测定所获得的发光波峰波长、外量子效率、色度坐标(x，y)示于表3。
[0451] [表2]
[0452]
[0453] [表3]
[0454]
[0455] 在表2及表3中，若比较发光层中的TbRB浓度相等的元件彼此，则可知实施例1～8的有机电激发光元件与对应的比较例1～8的有机电激发光元件相比，外量子效率均较高，发光的波峰波长短且蓝色纯度较高。此外，测定实施例1～8的有机电激发光元件的最大外量子效率，结果可获得超过10％的优选的结果，尤其是实施例1～4的有机电激发光元件的最大外量子效率为13～14％，表现出更优选的结果。
[0456] 而且，针对各实施例及各比较例中所制作的有机电激发光元件中发光层中的TBRb浓度为25重量％、50重量％、75重量％的元件(实施例5～实施例7中所制作的元件、比较例5～7中所制作的元件)，将初始亮度调整为约1000cd/m2而以定电流进行连续驱动，测定亮度成为初始亮度的95％为止的时间LT95％。将LT95％的测定结果示于表4。
[0457] [表4]
[0458]
[0459] 在表4中，若比较发光层中的TbRB浓度相等的元件彼此，则可知实施例5～8的有机电激发光元件与对应的比较例5～8的各有机电激发光元件相比，LT95％均明显较长，为长寿命。
[0460] 根据这些情况可知，通过以不同的层的形式形成包含ΔEST为0.3以下的化合物的激子产生层、及包含发光材料的发光层，与设置一起包含这些的单一的发光层的情况相比，大幅改善有机电激发光元件的效率及寿命。
[0461] (实施例9～12)
[0462] 通过与实施例1相同的方法，制作实施例9～12的有机电激发光元件。但是，在电子阻挡层与发光层之间，从电子阻挡层侧依次形成激子产生层及隔离层，在发光层与空穴阻挡层之间，从发光层侧依次形成隔离层、激子产生层、隔离层。实施例9～12的各有机电激发光元件的层构成如下表所示。
[0463]
[0464] 关于发光波峰波长，在实施例9的有机电激发光元件中为546.0nm，在实施例10的有机电激发光元件中为545.0nm，在实施例11的有机电激发光元件中为545.8nm，在实施例12的有机电激发光元件中为548.1nm。
[0465] 若比较实施例的电流密度，则与形成在激子产生层与发光层之间的2层隔离层的厚度为2nm的实施例10、11的有机电激发光元件相比，隔离层的厚度为1nm的实施例9、12的有机电激发光元件获得较高的电流密度。根据该情况可知，优选为形成在激子产生层与发光层之间的隔离层的厚度薄于2nm。
[0466] 实施例9～12的有机电激发光元件的最大外量子效率为13～14％，均可见较高的发光效率。
[0467] (比较例9、实施例13、实施例14)
[0468] 通过与实施例1相同的方法，制作比较例9、实施例13、实施例14的各有机电激发光元件。但是，在实施例13及实施例14中，在激子产生层与空穴阻挡层之间形成发光层。比较例9、实施例13、实施例14的各有机电激发光元件的层构成如下表所示。
[0469]
[0470] 针对比较例9、实施例13、实施例14的各有机电激发光元件，测定发光强度的瞬态衰减曲线，结果均可确认到延迟荧光。
[0471] 此外，将各有机电激发光元件的电流密度-外量子效率特性示于图2。与比较例9相比，实施例13及实施例14的各有机电激发光元件表现出较高的发光效率。根据该情况，确认到通过形成激子产生层，发光效率提升。
[0472] (实施例15)
[0473] 在将乙酸锌1g、单乙醇胺0.28g、2-甲氧基乙醇10ml的混合物在室温下搅拌一晚后，旋转涂布在膜厚100nm的形成有包含氧化铟锡(ITO)的阴极的玻璃基板上(5000rpm，60秒)。其后，在200℃下退火10分钟，由此形成电子注入层。在其上，旋转涂布(1000rpm，60秒)量子点的甲苯溶液(Aldrich制造，型号753785，粒径6nm，浓度1mg/ml，荧光波峰波长575nm)，在100℃下退火10分钟，由此形成约12nm的厚度的发光层。其后，通过真空蒸镀法，以真空度2×10-5Pa积层以下的薄膜。首先，将4CzIPN及mCBP从不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成15nm厚度的激子产生层。此时，4CzIPN的浓度设为20％。接着，将mCBP蒸镀为5nm厚度而形成电子阻挡层，在其上将TrisPCz蒸镀为30nm厚度而形成空穴传输层。接着，将HAT-CN蒸镀为20nm厚度而形成空穴注入层，接着，将铝(Al)形成为100nm厚度，由此形成阳极。
[0474] 通过以上的步骤，制作具有表7所示的层构成的实施例15的有机电激发光元件。
[0475] 实施例15中使用的4CzIPN的ΔEST为0.06eV。
[0476] (比较例10)
[0477] 通过与实施例15相同的方法，制作比较例10的有机电激发光元件。但是，在形成相当在激子产生层的层时，不使4CzIPN进行共蒸镀，形成15nm的仅包含mCBP的层。比较例10的有机电激发光元件的层构成如表7所示。
[0478]
[0479] 针对实施例15、比较例10的各有机电激发光元件，测定发光强度的瞬态衰减曲线，结果关于实施例15，可确认到延迟荧光，但关于比较例10，无法确认到延迟荧光。
[0480] 以0.1mA/cm2测定各有机电激发光元件的外量子效率，结果在比较例10中为3.5％，相对于此，在实施例15中表现出较高为5％的值。根据该情况，确认到在使用量子点的有机电激发光元件中，通过形成激子产生层，发光效率也提升。
[0481] (实施例16)
[0482] 通过与实施例1相同的方法，依次形成阳极、空穴注入层、空穴传输第1层、空穴传输第2层、电子阻挡层、激子产生层、隔离层、发光层、空穴阻挡层、电子传输层、阴极，由此制作实施例16的有机电激发光元件。该元件的层构成如表8所示。
[0483] (比较例11)
[0484] 通过与实施例16相同的方法，制作比较例11的有机电激发光元件。但是，形成1层总厚相同的空穴阻挡层以代替实施例16的隔离层、发光层、空穴阻挡层，其他层构成与实施例16相同。该比较例11的有机电激发光元件的层构成如表8所示。实施例16中的激子产生层在比较例11中作为发光层发挥作用。
[0485]
[0486] 针对实施例16、比较例11的各有机电激发光元件，测定发光强度的瞬态衰减曲线，结果对任一元件均确认到延迟荧光。此外，任一元件均发光波峰波长同等。
[0487] 以0.1mA/cm2测定各有机电激发光元件的外量子效率，结果在比较例11中为13.1％，相对于此，在实施例16中表现出较高为13.4％的值。根据该情况，确认到在形成使用延迟荧光材料作为辅助掺杂剂的激子产生层的情况下，发光效率也提升。
[0488] [化63]
[0489]
[0490] [产业上的可利用性]
[0491] 本发明的有机发光元件由于效率高且寿命长，所以可有效地用作显示装置或照明装置的发光元件。因此，本发明的产业上的可利用性高。
[0492] [符号的说明]
[0493] 1 基板
[0494] 2 阳极
[0495] 3 空穴注入层
[0496] 4 空穴传输层
[0497] 5 发光部
[0498] 6 电子传输层
[0499] 7 阴极
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