TWI538560B - 有機電致發光元件 - Google Patents

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Description

有機電致發光元件
本發明是有關於一種有機電致發光元件(以下有時亦稱為「有機電激發光元件」、「有機EL元件」)。
有機電致發光元件具有自發光、高速響應等的特長，而被期待應用於平板顯示器(flat panel display)等，特別是報告了將電洞傳輸性的有機薄膜(電洞傳輸層)與電子傳輸性的有機薄膜(電子傳輸層)積層而成的二層型(積層型)有機電致發光元件以來，有機電致發光元件作為以10V以下的低電壓進行發光的大面積發光元件而備受關注。積層型的有機電致發光元件以正極/電洞傳輸層/發光層/電子傳輸層/負極作為基本構成，其中，發光層如上述二層型的情形般，亦可使上述電洞傳輸層或上述電子傳輸層兼具該功能。
對於此種有機電致發光元件，為了實現高的發光效率而正在進行各種研究。例如專利文獻1中，作為與磷光發光性摻雜劑組合而構成磷光材料的主體材料，已大量提出有具有芘(pyrene)骨架或蒽(anthracene)骨架的稠合芳香族環化合物。
然而，該提案的稠合芳香族環化合物均是三重態能量小，關於將此種三重態能量小的化合物用於發光層的陰極側鄰接層，既無揭示亦無暗示。其原因在於，發光層的陰極側鄰接層亦被稱為激發抑制層，就使發光效率提高的方 面而言，較理想的是大於發光層中產生的能量(陰極側鄰接層的三重態能量較大)(參照專利文獻2)。
此處，圖1A為表示發光層6與陰極側鄰接層7的三重態能量的關係的圖，陰極側鄰接層7的三重態能量(T1)小於發光層6的發光材料的三重態能量(T1)，因此，能量容易自發光層6向陰極側鄰接層7移動，發光層6的發光效率下降。相對於此，圖1B中，由於發光層6的發光材料的三重態能量(T1)相對於陰極側鄰接層7的三重態能量(T1)為相同水準(level)以上，能量不易自發光層6向陰極側鄰接層7移動，發光層6的發光效率提高。
另一方面，若採用具有大於發光層的發光材料的三重態能量的三重態能量的陰極側鄰接層，雖可實現發光層的發光效率的提高，但有驅動耐久性惡化的問題。
因此現狀為，期望儘快提供一種可實現高亮度及高電流密度下的發光效率的提高與驅動耐久性的提高的有機電致發光元件。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-16693號公報
[專利文獻2]日本專利第3992929號公報
本發明的目的在於提供一種可實現高亮度及高電流密度下的發光效率的提高與驅動耐久性的提高的有機電致發光元件。
為了解決上述課題，本發明者們反覆進行了努力研究，結果發現，於具有至少包含於發光層的陰極側鄰接的陰極側鄰接層、及於該陰極側鄰接層的陰極側鄰接的電子傳輸層的有機層的有機電致發光元件中，若以上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述發光層的發光材料的三重態能量的方式構成，則或許因電子注入性提高、發光層內的發光分布變平坦化，而意外可獲得高亮度及高電流密度下的發光效率提高、並且驅動耐久性亦優異的有機電致發光元件。
本發明是基於本發明者的上述見解，用以解決上述課題的方法如下。即，
<1>一種有機電致發光元件，其特徵在於：其是於陽極與陰極之間具有至少包含至少一層發光層、及於該發光層的陰極側鄰接的陰極側鄰接層的有機層，上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述發光層的發光材料的三重態能量。
<2>如上述<1>所記載的有機電致發光元件，其中有機層更包含於陰極側鄰接層的陰極側鄰接的電子傳輸層，上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述電子傳輸層的三重態能量。
<3>如上述<1>所記載的有機電致發光元件，其中陰極側鄰接層含有稠合芳香族環化合物。
<4>如上述<1>所記載的有機電致發光元件，其中 陰極側鄰接層含有具有下述通式(II)所表示的芘衍生物骨架的化合物、及具有下述通式(I)所表示的蒽衍生物骨架的化合物的至少一種，
其中，上述通式(I)中，Ar1及Ar2分別獨立為由經取代或未經取代的核碳數6~20的芳香族環所衍生的基。上述芳香族環可經1個或2個以上的取代基取代。上述取代基是選自經取代或未經取代的核碳數6~50的芳基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷基、經取代或未經取代的碳數3~50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基、經取代或未經取代的核碳數6~50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基。於上述芳香族環經2個以上的取代基取代時，上述取代基可相同亦可不同，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構。
R1～R8是選自氫原子、經取代或未經取代的核碳數6～50的芳基、經取代或未經取代的核原子數5～50的雜芳基、經取代或未經取代的碳數1～50的烷基、經取代或未經取代的碳數3～50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1～50的烷氧基、經取代或未經取代的碳數6～50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5～50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5～50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1～50的烷氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基。另外，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構。
其中，上述通式(II)中，Ar1a及Ar2a分別表示經取代或未經取代的核碳數6～50的芳香族環基。
L分別為經取代或未經取代的伸苯基、經取代或未經取代的伸萘基、經取代或未經取代的伸茀基或經取代或未經取代的伸二苯幷矽雜環戊二烯基(dibenzosilolylene)。
m為0～2的整數，nb為1～4的整數，s為0～2的整數，t為0～4的整數。
另外，L或Ar1a鍵結於芘的1位～5位的任一個，L或Ar2a鍵結於芘的6位～10位的任一個。
其中，於nb+t為偶數時，Ar1a、Ar2a、L滿足下述(1)或(2)。
(1)　Ar1a≠Ar2a(此處≠表示不同結構的基)
(2)　Ar1a=Ar2a時
(2-1)　m≠s及/或nb≠t，或
(2-2)　m=s且nb=t時，
(2-2-1)L或芘分別鍵結於Ar1a及Ar2a上的不同鍵結位置，或
(2-2-2)　於L或芘鍵結於Ar1a及Ar2a上的相同鍵結位置時，L或Ar1a及Ar2a於芘上的取代位置為1位與6位、或2位與7位的情形不存在。
<5>如上述<1>所記載的有機電致發光元件，其中陰極側鄰接層的厚度為1nm～10nm。
[發明的效果]
根據本發明，可解決先前的問題，可提供一種能實現高的發光效率與驅動耐久性的提高的有機電致發光元件。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
(有機電致發光元件)
本發明的有機電致發光元件是於陽極與陰極之間具有至少包含至少一層發光層、及於該發光層的陰極側鄰接的陰極側鄰接層的有機層，且具有於上述陰極側鄰接層的陰極側鄰接的電子傳輸層，進而視需要具有其他層。
本發明的特徵在於：上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述發光層的發光材料的三重態能量。若上述陰極側鄰接層的三重態能量大於上述發光層的發光材料的三重態能量，則雖然有利於防止激子擴散，但通常三重態能量大的材料於傳輸電子時通過的電子親和力(electron affinity)的能量水準(energy level)有時亦較高，有時會成為自電子傳輸層向發光層的電荷的障壁。再者，由於發光層的主體材料的三重態能量大於發光層的發光材料的三重態能量，故與陰極側鄰接層的三重態能量的大小關係只要以發光層的發光材料的三重態能量來進行比較便足夠。
另外，上述陰極側鄰接層的三重態能量較佳為小於上述電子傳輸層的三重態能量。若上述陰極側鄰接層的三重態能量大於上述電子傳輸層的三重態能量，則於來自發光層的激子擴散而飛越鄰接層的激子多時，有時於電子傳輸層中激子被消耗而效率下降。
因此，陰極側鄰接層、發光層的發光材料、電子傳輸層三者中，陰極側鄰接層的三重態能量成為最小的值。
此處，有機電致發光元件中的上述陰極側鄰接層、發光層的發光材料及電子傳輸層的三重態能量均可(1)保持有機電致發光元件的狀態而使用傾斜切割技術，將有機電致發光元件傾斜切割後，使用顯微光致發光(Photo Luminescence，PL)法，根據各層的混合的PL光譜的差分來推定三重態能量；或(2)藉由進行飛行時間式二次離子質譜(Time of fight-Secondary Ion Mass Spectrometry，TOF-SIMS)等的表面分析來鑑定分子式後，合成該分子並根據單膜而求出三重態能量的方法等來進行測定。
<發光層>
關於上述發光層，其材料、形狀、構造、大小等並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如，上述形狀可列舉膜狀、片狀等，另外，其平面形狀可列舉四角形、圓形等，上述構造可列舉單層構造、積層構造等，上述大小可根據用途等而適當選擇。
關於上述發光層的材料，就可獲得來自三重態激子的發光(磷光)的觀點而言，適合的是磷光發光材料與主體化合物。
再者，上述發光層亦可含有兩種以上的磷光發光材料以提高顏色純度、或擴大發光波長範圍。
-磷光發光材料-
上述磷光發光材料並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉含有過渡金屬原子、鑭系(lanthanoid)原子的錯合物等。
上述過渡金屬原子例如可列舉釕(ruthenium)、銠(rhodium)、鈀(palladium)、鎢(tungstate)、錸(rhenium)、鋨(osmium)、銥(iridium)、鉑等。該些中，較佳為錸、銥、鉑，特佳為銥、鉑。
上述鑭系原子例如可列舉鑭(lanthanum)、鈰(cerium)、鐠(praseodymium)、釹(neodymium)、釤(samarium)、銪(europium)、釓(gadolinium)、鋱(terbium)、鏑(dysprosium)、鈥(holmium)、鉺(Erbium)、銩(thulium)、鐿(ytterbium)、鎦(lutecium)等。該些中，特佳為釹、銪、釓。
上述錯合物的配位基例如可列舉：G.Wilkinson等著的Comprehensive Coordination Chemistry(Pergamon Press公司1987年發行)、H.Yersin著的「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」Springer-Verlag公司1987年發行、山本明夫著的「有機金屬化學-基礎與應用-」(裳華房公司1982年發行)等中記載的配位基等。
具體的配位基可列舉鹵素配位基(較佳為氯配位基)、芳香族碳環配位基(例如環戊二烯陰離子(cyclopentadiene anion)、苯陰離子或萘基陰離子等)、含氮雜環配位基(例如苯基吡啶(phenyl pyridine)、苯并喹啉(benzoquinoline)、羥喹啉(quinolinol)、聯吡啶(bipyridyl)、或啡啉(phenanthroline)等)、二酮配位基(例如乙醯丙酮等)、羧酸配位基(例如乙酸配位基等)、醇化物(alcoholate)配位基(例如酚化物配位基等)、一氧化碳配位基、異腈基(isonitrile)配位基、氰基配位基等。該些中，特佳為含氮雜環配位基。
上述錯合物可於化合物中含有1個過渡金屬原子，另外，亦可為含有2個以上的過渡金屬原子的多核錯合物(polynuclear complex)。亦可同時含有不同種類的金屬原子。該些中，磷光發光材料例如可列舉下述化合物，但不限定於該些化合物。
作為上述含有銥的錯合物的磷光發光材料並無特別限制，可根據目的而適當選擇，較佳為下述通式(2)、通式(3)及通式(4)中的任一個所表示的化合物。
其中，上述通式(2)、通式(3)及通式(4)中，n表示1～3的整數。X-Y表示雙牙配位基。環A表示可含有氮原子、硫原子及氧原子中的任一個的環結構。R11表示取代基，m1表示0～6的整數。於m1為2以上時，鄰接的R11彼此亦可鍵結而形成可含有氮原子、硫原子及氧原子中的任一個的環，該環可進一步經取代基取代。R12表示取代基，m2表示0～4的整數。於m2為2以上時，鄰接的R12彼此亦可鍵結而形成可含有氮原子、硫原子及氧原子中的任一個的環，該環可進一步經取代基取代。再者，R11與R12亦可鍵結而形成可含有氮原子、硫原子及氧原子中的任一個的環，該環可進一步經取代基取代。
上述環A表示可含有氮原子、硫原子及氧原子中的任一個的環結構，可合適地列舉5員環、6員環等。該環可經取代基取代。
X-Y表示雙牙配位基，可合適地列舉雙牙的單陰離子性配位基等。
上述雙牙的單陰離子性配位基例如可列舉：吡啶甲酸鹽(picolinate，pic)、乙醯丙酮酸鹽(acetylacetonate，acac)、二(三甲基乙醯基)甲烷化物(dipivaloylmethanate，第三丁基acac)等。
上述以外的配位基例如可列舉Lamansky等人的國際公開第2002/15645號手冊的89頁～91頁所記載的配位基。
上述R11及R12的取代基並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如表示鹵素原子、烷氧基、胺基、烷基、環烷基、可含有氮原子或硫原子的芳基、可含有氮原子或硫原子的芳氧基，該些基亦可進一步經取代。
上述R11及R12中相互鄰接的基亦可彼此鍵結而形成可含有氮原子、硫原子或氧原子的環，可合適地列舉5員環、6員環等。該環可進一步經取代基取代。
上述通式(2)、通式(3)及通式(4)中的任一個所表示的具體化合物例如可列舉下述化合物，但不限定於該些化合物。
上述磷光發光材料的其他例可列舉如下化合物。
關於上述磷光發光材料的含量，相對於形成上述發光層的所有化合物重量，較佳為0.5 wt%(重量百分比)～30 wt%，更佳為0.5 wt%～20 wt%，進而佳為3 wt%～10 wt%。
若上述含量小於0.5 wt%，則有時發光效率變小，若上述含量超過30 wt%，則有時會由於磷光發光材料自身的締合而導致發光效率下降。
-主體化合物-
上述主體化合物可使用電洞傳輸性優異的電洞傳輸性主體化合物及電子傳輸性優異的電子傳輸性主體化合物。
--電洞傳輸性主體化合物--
上述電洞傳輸性主體化合物並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：吡咯(pyrrole)、吲哚(indole)、咔唑(carbazole)、氮雜吲哚(azaindole)、氮雜咔唑(azacarbazole)、吡唑(pyrazole)、咪唑(imidazole)、聚芳基烷烴(poly aryl alkane)、吡唑啉(pyrazoline)、吡唑啉酮(pyrazolone)、苯二胺(phenylene diamine)、芳基胺、胺基取代查酮(chalcone)、苯乙烯基蒽(styryl anthracene)、茀酮(fluorenone)、腙(hydrazone)、二苯乙烯(stilbene)、矽氮烷(silazane)、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系(dimethylidyne)化合物、卟啉(porphyrin)系化合物、聚矽烷系化合物、聚(N-乙烯基咔唑)、苯胺系共聚物、噻吩低聚物(thiophene oligomer)、聚噻吩等的導電性高分子低聚物、有機矽烷、碳膜或該些化合物的衍生物等。
該些化合物中，較佳為吲哚衍生物、咔唑衍生物、氮雜吲哚衍生物、氮雜咔唑衍生物、芳香族三級胺化合物、噻吩衍生物，更佳為分子內具有吲哚骨架、咔唑骨架、氮雜吲哚骨架、氮雜咔唑骨架、或芳香族三級胺骨架的化合物，特佳為具有咔唑骨架的化合物。
另外，本發明中，亦可使用將上述主體化合物的一部分或全部的氫取代為氘的主體材料(日本專利特願2008-126130號說明書、日本專利特表2004-515506號公報)。
作為此種電洞傳輸性主體化合物的具體化合物例如可列舉下述化合物，但不限定於該些化合物。
關於上述電洞傳輸性主體化合物的含量，相對於形成上述發光層的所有化合物重量，較佳為10wt%~99.9wt%，更佳為20wt%~99.5wt%，進而佳為30wt%~99wt%。
--電子傳輸性主體化合物--
上述電子傳輸性主體化合物並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：吡啶、嘧啶(pyrimidine)、三嗪(triazine)、咪唑，吡唑、***(triazole)、噁唑(oxazole)、噁二唑(oxadiazole)、茀酮、蒽醌二甲烷(anthraquinone dimethane)、蒽酮(anthrone)、二苯醌(diphenylquinone)、二氧化噻喃(thiopyran dioxide)、碳二醯亞胺(carbodiimide)、亞茀基甲烷(fluorenylidene methane)、二苯乙烯基吡嗪(distyryl pyrazine)、氟取代芳香族化合物、萘苝(naphthalene perylene)等的雜環四羧酸酐、酞菁(phthalocyanine)或該些化合物的衍生物(可與其他環形成稠合環)，8-羥喹啉衍生物的金屬錯合物，金屬酞菁，以苯幷噁唑、苯幷噻唑為配位基的金屬錯合物所代表的各種金屬錯合物等。
上述電子傳輸性主體化合物例如可列舉金屬錯合物、唑衍生物(苯幷咪唑衍生物、咪唑吡啶(imidazopyridine)衍生物等)、嗪衍生物(吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物等)等。其中，本發明中就耐久性方面而言，較佳為金屬錯合物化合物。上述金屬錯合物化合物更佳為具有配位於金屬的含有至少一個氮原子或氧原子或硫原子的配位 基的金屬錯合物。
金屬錯合物中的金屬離子並無特別限制，較佳為鈹離子、鎂離子、鋁離子、鎵離子、鋅離子、銦離子、錫離子、鉑離子或鈀離子，更佳為鈹離子、鋁離子、鎵離子、鋅離子、鉑離子或鈀離子，進而佳為鋁離子、鋅離子或鈀離子。
關於上述金屬錯合物中所含的配位基，已知有各種公知的配位基，例如可列舉「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」(Springer-Verlag公司，H.Yersin著，1987年發行)、「有機金屬化學-基礎與應用-」(裳華房公司，山本明夫著，1982年發行)等所記載的配位基。
上述配位基例如為含氮雜環配位基(較佳為碳數1~30，更佳為碳數2~20，特佳為碳數3~15，且可為單牙配位基亦可為2牙以上的配位基。較佳為2牙以上、6牙以下的配位基。另外，2牙以上、6牙以下的配位基與單牙的混合配位基亦較佳。
上述配位基例如可列舉嗪配位基(例如可列舉吡啶配位基、聯吡啶配位基、三聯吡啶配位基等)、羥基苯基唑配位基(例如可列舉羥基苯基苯幷咪唑配位基、羥基苯基苯幷噁唑配位基、羥基苯基咪唑配位基、羥基苯基咪唑吡啶配位基等)、烷氧基配位基(較佳為碳數1~30、更佳為碳數1~20、特佳為碳數1~10，例如可列舉甲氧基、乙氧基、丁氧基、2-乙基己氧基等)、芳氧基配位基(較佳為碳數6~30、更佳為碳數6~20、特佳為碳數6~12，例如可列舉苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、4-聯苯氧基等)、雜芳氧基配位基(較佳為碳數1～30、更佳為碳數1～20、特佳為碳數1～12，例如可列舉吡啶氧基、吡嗪氧基、嘧啶氧基、喹啉氧基等)、烷硫基配位基(較佳為碳數1～30、更佳為碳數1～20、特佳為碳數1～12，例如可列舉甲硫基、乙硫基等)、芳硫基配位基(較佳為碳數6～30、更佳為碳數6～20、特佳為碳數6～12，例如可列舉苯硫基等)、雜芳硫基配位基(較佳為碳數1～30、更佳為碳數1～20、特佳為碳數1～12，例如可列舉吡啶硫基、2-苯幷咪唑硫基、2-苯幷噁唑硫基、2-苯幷噻唑硫基等)、烷氧基配位基(較佳為碳數1～30、更佳為碳數3～25、特佳為碳數6～20，例如可列舉三苯基烷氧基、三乙氧基烷氧基、三異丙基烷氧基等)、芳香族烴陰離子配位基(較佳為碳數6～30、更佳為碳數6～25、特佳為碳數6～20，例如可列舉苯基陰離子、萘基陰離子、蒽基陰離子等)、芳香族雜環陰離子配位基(較佳為碳數1～30、更佳為碳數2～25、特佳為碳數2～20，例如可列舉吡咯陰離子、吡唑陰離子、吡唑陰離子、***陰離子、噁唑陰離子、苯并噁唑陰離子、噻唑陰離子、苯幷噻唑陰離子、噻吩陰離子、苯幷噻吩陰離子等)、假吲哚(indolenine)陰離子配位基等，較佳為含氮雜環配位基、芳氧基配位基、雜芳氧基或烷氧基配位基，更佳為含氮雜環配位基、芳氧基配位基、烷氧基配位基、芳香族烴陰離子配位基或芳香族雜環陰離子配位基。
上述金屬錯合物電子傳輸性主體化合物例如可列舉日本專利特開2002-235076號公報、日本專利特開2004-214179號公報、日本專利特開2004-221062號公報、日本專利特開2004-221065號公報、日本專利特開2004-221068號公報、日本專利特開2004-327313號公報等所記載的化合物。
此種電子傳輸性主體化合物具體而言，例如可列舉以下材料，但不限定於該些材料。
關於上述電子傳輸性主體化合物的含量，相對於形成上述發光層的所有化合物重量，較佳為10 wt%～99.9 wt%，更佳為20 wt%～99.5 wt%，進而佳為30 wt%～99 wt%。
上述發光層是具有以下功能的層：於施加電場時，自陽極、電洞注入層或電洞傳輸層接受電洞，自陰極、電子注入層或電子傳輸層接受電子，提供電洞與電子的再結合場所而進行發光。
上述發光層並無特別限制，可依照公知的方法來形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等的乾式製膜法，濕式塗佈方式，轉印法，印刷法，噴墨方式等而合適地形成。
上述發光層的厚度並無特別限制，可根據目的而適當選擇，較佳為2nm~500nm，就發光效率的觀點而言，更佳為3nm~200nm，進而佳為10nm~200nm。另外，上述發光層可為一層亦可為兩層以上。
<陰極側鄰接層>
上述陰極側鄰接層是與發光層於陰極側鄰接的有機層，作為防止自陽極側傳輸至發光層的電洞通過至陰極側的電洞阻擋層而發揮功能。
上述陰極側鄰接層的三重態能量如上所述，小於上述發光層的發光材料的三重態能量。
上述陰極側鄰接層較佳為含有稠合芳香族環化合物。
上述稠合芳香族環化合物並無特別限制，可根據目的而適當選擇，較佳為含有具有下述通式(II)所表示的芘衍生物骨架的化合物、及具有下述通式(I)所表示的蒽衍生物骨架的化合物的至少一種。
其中，上述通式(I)中，Ar1及Ar2分別獨立為由經取代或未經取代的核碳數6~20的芳香族環所衍生的基。上述芳香族環可經1個或2個以上的取代基取代。上述取代基是選自經取代或未經取代的核碳數6~50的芳基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷基、經取代或未經取代的碳數3~50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基、經取代或未經取代的核碳數6~50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基中。於上述芳香族環經2個以上的取代基取代時，上述取代基可相同亦可不同，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構。
R1~R8是選自氫原子、經取代或未經取代的核碳數6~50的芳基、經取代或未經取代的核原子數5~50的雜芳基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷基、經取代或未經取代的碳數3~50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基、經取代或未經取代的碳數6~50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5～50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5～50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1～50的烷氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基中。另外，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構。
其中，上述通式(II)中，Ar1a及Ar2a分別表示經取代或未經取代的核碳數6～50的芳香族環基。
L分別為經取代或未經取代的伸苯基、經取代或未經取代的伸萘基、經取代或未經取代的伸茀基或經取代或未經取代的伸二苯幷矽雜環戊二烯基。
m為0～2的整數，nb為1～4的整數，s為0～2的整數，t為0～4的整數。
另外，L或Ar1a鍵結於芘的1位～5位的任一個，L或Ar2a鍵結於芘的6位～10位的任一個。
其中，於nb+t為偶數時，Ar1a、Ar2a、L滿足下述(1)或(2)。
(1)　Ar1a≠Ar2a(此處≠表示不同結構的基)
(2)　Ar1a=Ar2a時
(2-1)　m≠s及/或nb≠t，或
(2-2)　m=s且nb=t時，
(2-2-1)L或芘分別鍵結於Ar1a及Ar2a上的不同鍵結位置，
(2-2-2)　於L或芘鍵結於Ar1a及Ar2a上的相同鍵結位置時，L或Ar1a及Ar2a於芘上的取代位置為1位與6位、或2位與7位的情形不存在。
以下列舉上述具有下述通式(II)所表示的芘衍生物骨架的化合物的具體例，但本發明不限定於該些化合物。
以下列舉上述具有通式(I)所表示的蒽衍生物骨架的化合物的具體例，但本發明不限定於該些化合物。
上述陰極側鄰接層並無特別限制，可依照公知的方法來形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等的乾式製膜法，濕式塗佈方式，轉印法，印刷法，噴墨方式等而合適地形成。
上述陰極側鄰接層的厚度較佳為1 nm～10 nm，更佳為2 nm～5 nm。若上述厚度小於1 nm，則有時無法形成陰極側鄰接層，高效率化或高耐久性化的效果不充分，若上述厚度超過10 nm，則於陰極側鄰接層的電子移動度高時，有時會導致有機電致發光元件高電壓化。
<電子傳輸層>
上述電子傳輸層是具有自陰極或陰極側接受電子並傳輸至陽極側的功能的層，如上所述，上述電子傳輸層的三重態能量較佳為大於陰極側鄰接層的三重態能量。
上述電子傳輸層的材料並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：下述結構式所表示的2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(浴銅靈(bathocuproine)，BCP)、於BCP中摻有Li的材料、下述結構式所表示的三(8-羥基喹啉)鋁(Alq)等的以8-羥喹啉或其衍生物作為配位基的有機金屬錯合物、下述結構式所表示的BAlq(雙-(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-(苯基酚化)鋁(III)，Bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolate)-aluminium(III))等的喹啉衍生物、噁二唑衍生物、***衍生物、啡啉衍生物、苝衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹噁啉衍生物、二苯醌衍生物、硝基取代茀衍生物等。該些材料中，特佳為於BCP中摻有Li的材料、BAlq。
上述電子傳輸層例如可藉由蒸鍍法、濕式製膜法、電子束法、濺鍍法、反應性濺鍍法、分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy，MBE)法、簇離子束(cluster ion beam)法、離子電鍍法(ion plating method)、電漿聚合法(高頻激發離子電鍍法)、分子積層法、蘭慕爾-布羅吉(Langmuir-Blodgett，LB)法、印刷法、轉印法等上述方法而合適地形成。
上述電子傳輸層的厚度並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如較佳為1 nm～500 nm，更佳為10 nm～50 nm。
上述電子傳輸層可為單層構造，亦可為積層構造。
本發明的有機電致發光元件是於陽極與陰極之間具有至少包含至少一層發光層、及於該發光層的陰極側鄰接的陰極側鄰接層的有機層，亦可具有於上述陰極側鄰接層的陰極側鄰接的電子傳輸層，進而視需要亦可具有其他層。
上述其他層並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉電子注入層、電洞注入層、電洞傳輸層、電子阻擋層等。
-電子注入層-
上述電子注入層是具有自陰極或陰極側接受電子並傳輸至陽極側的功能的層。
上述電子注入層可為由一種或兩種以上的材料形成的單層構造，亦可為由相同組成或不同種組成的多層所構成的多層構造。
上述電子注入層的厚度並無特別限制，可根據目的而適當選擇，較佳為0.1 nm～200 nm，更佳為0.2 nm～100 nm，進而佳為0.5 nm～50 nm。
-電洞注入層、電洞傳輸層-
上述電洞注入層及電洞傳輸層是具有自陽極或陽極側接受電洞並傳輸至陰極側的功能的層。該電洞注入層及電洞傳輸層可為單層構造，亦可為由相同組成或不同種組成的多層所構成的多層構造。
該些層中所用的電洞注入材料或電洞傳輸材料可為低分子化合物亦可為高分子化合物。
上述電洞注入材料或電洞傳輸材料並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉吡咯衍生物、咔唑衍生物、***衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基取代查酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、二苯乙烯衍生物、矽氮烷衍生物、芳香族三級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二次甲基系化合物、酞菁系化合物、卟啉系化合物、噻吩衍生物、有機矽烷衍生物、碳等。該些材料可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
上述電洞注入層及電洞傳輸層中，可含有受電子性摻雜劑。
上述受電子性摻雜劑只要為受電子性而具有將有機化合物氧化的性質，則無機化合物、有機化合物均可使用。
上述無機化合物並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：氯化鐵、氯化鋁、氯化鎵、氯化銦、五氯化銻等的鹵化金屬；五氧化釩、三氧化鉬等的金屬氧化物等。
上述有機化合物並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：具有硝基、鹵素、氰基、三氟甲基等作為取代基的化合物；醌系化合物、酸酐系化合物、富勒烯(fullerene)等。該些化合物可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
上述受電子性摻雜劑的使用量並無特別限制，是根據材料的種類而不同，相對於電洞傳輸層材料或電洞注入材料，較佳為0.01 wt%～50 wt%，更佳為0.05 wt%～30 wt%，進而佳為0.1 wt%～30 wt%。
上述電洞注入層及電洞傳輸層並無特別限制，可依照公知的方法來形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等的乾式製膜法，濕式塗佈法，轉印法，印刷法，噴墨方式等而合適地形成。
上述電洞注入層及電洞傳輸層的厚度較佳為1 nm～500 nm，更佳為5 nm～250 nm，進而佳為10 nm～200 nm。
-電子阻擋層-
上述電子阻擋層是具有防止自陰極側傳輸至發光層的電子通過至陽極側的功能的層，通常是作為與發光層於陽極側鄰接的有機層而設置。
構成上述電子阻擋層的化合物例如可利用作為上述電洞傳輸材料而列舉的材料。另外，上述電子阻擋層可為由上述材料的一種或兩種以上形成的單層構造，亦可為由相同組成或不同種組成的多層所構成的多層構造。
上述電子阻擋層並無特別限制，可依照公知的方法來形成，例如可藉由蒸鍍法、濺鍍法等的乾式製膜法，濕式塗佈法，轉印法，印刷法，噴墨方式等而合適地形成。
上述電子阻擋層的厚度較佳為1 nm～200 nm，更佳為1 nm～50 nm，進而佳為3 nm～10 nm。
<電極>
本發明的有機電致發光元件具有一對電極、即陽極與陰極。於上述有機電致發光元件的性質方面而言，較佳為陽極及陰極中的至少一個電極為透明。通常，陽極只要具有作為對有機層供給電洞的電極的功能即可，陰極只要具有作為對有機層注入電子的電極的功能即可。
關於上述電極，其形狀、構造、大小等並無特別限制，可根據有機電致發光元件的用途、目的而自公知的電極材料中適當選擇。
構成上述電極的材料例如可合適地列舉金屬、合金、金屬氧化物、導電性化合物或該些材料的混合物等。
-陽極-
構成上述陽極的材料例如可列舉：摻有銻、氟等的氧化錫(ATO、FTO)，氧化錫，氧化鋅，氧化銦，氧化銦錫(ITO)，氧化鋅銦(IZO)等的導電性金屬氧化物；金、銀、鉻、鎳等的金屬；該些金屬與導電性金屬氧化物的混合物或積層物；碘化銅、硫化銅等的無機導電性物質；聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等的有機導電性材料，或該些材料與ITO的積層物等。該些材料中，較佳為導電性金屬氧化物，就生產性、高導電性、透明性等的方面而言特佳為ITO。
-陰極-
構成上述陰極的材料例如可列舉：鹼金屬(例如Li、Na、K、Cs等)、鹼土金屬(例如Mg、Ca等)、金、銀、鉛、鋁、鈉-鉀合金、鋰-鋁合金、鎂-銀合金、銦、鐿等的稀土金屬等。該些材料可單獨使用，就兼具穩定性與電子注入性的觀點而言，可合適地併用兩種以上。
該些材料中，就電子注入性的方面而言，較佳為鹼金屬、鹼土金屬，就保存穩定性優異的方面而言，特佳為以鋁作為主體的材料。
上述所謂以鋁作為主體的材料，是指鋁單獨、鋁與0.01 wt%～10 wt%的鹼金屬或鹼土金屬的合金或者該些金屬的混合物(例如鋰-鋁合金、鎂-鋁合金等)。
上述電極的形成方法並無特別限制，可依照公知的方法來進行，例如可列舉：印刷方式、塗佈方式等的濕式方式；真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍法等的物理方式；化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、電漿CVD法等的化學方式等。該些方法中，可依照考慮與上述構成電極的材料的適性而適當選擇的方法而形成於上述基板上。例如於選擇ITO作為陽極的材料時，可依照直流或高頻濺鍍法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等來形成。於選擇金屬等作為陰極的材料時，可將其一種或兩種以上同時或依序依照濺鍍法等來形成。
再者，於形成上述電極時進行圖案化的情形時，可藉由利用光微影(photolithography)等的化學蝕刻來進行，或藉由利用雷射等的物理蝕刻來進行，另外，亦可重疊遮罩(mask)並實施真空蒸鍍或濺鍍等來進行，亦可藉由剝離法(lift-off method)或印刷法來進行。
<基板>
本發明的有機電致發光元件較佳為設置於基板上，能以電極與基板直接接觸的形態設置，亦能以隔著中間層的形態設置。
上述基板的材料並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉氧化釔穩定氧化鋯(YSZ)、玻璃(無鹼玻璃、鹼石灰玻璃(soda lime glass)等)等的無機材料；聚對苯二甲酸乙二酯、聚鄰苯二甲酸丁二酯(polybutylene phthalate)、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯；聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚碸(polyether sulfone)、聚芳烴(polyarylate)、聚醯亞胺、聚環烯烴、降冰片烯樹脂(norbornene resin)、聚(氯三氟乙烯)等的有機材料等。
上述基板的形狀、構造、大小等並無特別限制，可根據有機電致發光元件的用途、目的等而適當選擇。通常而言，基板的形狀較佳為板狀。基板的構造可為單層構造，亦可為積層構造，另外，可由單一構件形成，亦可由兩個以上的構件形成。基板可為透明亦可為不透明，透明的情況下可為無色透明亦可為有色透明。
對於上述基板，可於其表面或背面設置防透濕層(阻氣層)。
上述防透濕層(阻氣層)的材料例如可列舉氮化矽、氧化矽等的無機物等。
上述防透濕層(阻氣層)例如可藉由高頻濺鍍法等來形成。
-保護層-
有機電致發光元件整體亦可藉由保護層加以保護。
上述保護層所含的材料只要具有抑制水分或氧等的促進元件劣化的物質進入至元件內的功能，則並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉：In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等的金屬；MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等的金屬氧化物；SiNx、SiNxOy等的金屬氮化物；MgF2、LiF、AlF3、CaF2等的金屬氟化物；聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醯亞胺、聚脲、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚二氯二氟乙烯、氯三氟乙烯與二氯二氟乙烯的共聚物、使含有四氟乙烯與至少一種共單體的單體混合物共聚合所得的共聚物、於共聚合主鏈上具有環狀結構的含氟共聚物、吸水率為1%以上的吸水性物質、吸水率為0.1%以下的防濕性物質等。
上述保護層的形成方法並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉真空蒸鍍法、濺鍍法、反應性濺鍍法、MBE(分子束磊晶)法、簇離子束法、離子電鍍法、電漿聚合法(高頻激發離子電鍍法)、電漿CVD法、雷射CVD法、熱CVD法、氣體源CVD法、塗佈法、印刷法、轉印法等。
-密封容器-
本發明的有機電致發光元件亦可使用密封容器將元件整體密封。進而，亦可於上述密封容器與有機電致發光元件之間的空間內封入水分吸收劑或非活性液體。
上述水分吸收劑並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉氧化鋇、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、五氧化二磷(phosphorus pentoxide)、氯化鈣、氯化鎂、氯化銅、氟化銫、氟化鈮、溴化鈣、溴化釩、分子篩(molecular sieve)、沸石(zeolite)、氧化鎂等。
上述非活性液體並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉石蠟(paraffin)類、液體石蠟類；全氟烷烴(perfluoroalkane)、全氟胺、全氟醚等的氟系溶劑；氯系溶劑、矽氧油(silicone oil)類等。
-樹脂密封層-
本發明的有機電致發光元件較佳為藉由利用樹脂密封層加以密封而抑制由來自大氣的氧或水分導致的元件性能劣化。
上述樹脂密封層的樹脂素材並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉丙烯酸系樹脂、環氧樹脂、氟系樹脂、聚矽氧系樹脂、橡膠系樹脂、酯系樹脂等。該些樹脂中，就防止水分的功能的方面而言特佳為環氧樹脂。上述環氧樹脂中，較佳為熱硬化型環氧樹脂或光硬化型環氧樹脂。
上述樹脂密封層的製作方法並無特別限制，可根據目的而適當選擇，例如可列舉塗佈樹脂溶液的方法、將樹脂片壓接或熱壓接的方法、藉由蒸鍍或濺鍍等進行乾式聚合的方法等。
-密封黏接劑-
上述密封黏接劑具有防止水分或氧自端部滲入的功能。
上述密封黏接劑的材料可使用與上述樹脂密封層所用的材料相同的材料。該些材料中，就防止水分滲入的方面而言，較佳為環氧系黏接劑，特佳為光硬化型黏接劑或熱硬化型黏接劑。
亦可於上述密封黏接劑中添加填料(filler)。上述填料例如較佳為SiO2、SiO(氧化矽)、SiON(氮氧化矽)、SiN(氮化矽)等的無機材料。藉由添加該填料，密封黏接劑的黏度提昇，加工適性提昇及耐濕性提昇。
上述密封黏接劑亦可含有乾燥劑。上述乾燥劑例如可列舉氧化鋇、氧化鈣、氧化鍶等。關於上述乾燥劑的添加量，相對於上述密封黏接劑而較佳為0.01wt%~20wt%，更佳為0.05wt%~15wt%。若上述添加量小於0.01wt%，則乾燥劑的添加效果變弱，若上述添加量超過20wt%，則有時難以於密封黏接劑中均勻分散乾燥劑。
本發明中，可藉由分注器(dispenser)等將放入有上述乾燥劑的密封黏接劑以任意量而塗佈，塗佈後重疊第2基板並進行硬化，藉此加以密封。
圖2是表示本發明的有機電致發光元件的層構成的一例的概略圖。有機電致發光元件11具有將形成於玻璃基板1上的陽極2(例如ITO電極)、電洞注入層3、電洞傳輸層4、電子阻擋層5、發光層6、陰極側鄰接層(電洞阻擋層)7、電子傳輸層8、電子注入層9、陰極10(例如Al-Li電極)依序積層而成的層構成。再者，陽極2(例如ITO電極)與陰極10(例如Al-Li電極)是經由電源而彼此連接。
-驅動-
本發明的有機電致發光元件可藉由在陽極與陰極之間施加直流(視需要亦可含有交流成分)電壓(通常為2V(伏特)~15V)、或直流電流而獲得發光。
本發明的有機電致發光元件可藉由薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)而應用於主動式矩陣(active matrix)。可應用非晶矽、高溫多晶矽、低溫多晶矽、微晶矽、氧化物半導體、有機半導體、碳奈米管等作為薄膜電晶體的活性層。
本發明的有機電致發光元件例如可應用WO2005/088726號手冊、日本專利特開2006-165529號公報、美國專利申請案公開2008/0237598A1說明書等所記載的薄膜電晶體。
本發明的有機電致發光元件並無特別限制，可藉由各種公知的方法來提高光取出效率。例如可藉由對基板表面形狀進行加工(例如形成微細凹凸圖案)，控制基板、ITO層、有機層的折射率，控制基板、ITO層、有機層的厚度等，而提高光的取出效率，使外部量子效率提高。
自本發明的有機電致發光元件的光取出方式可為頂部發光(top emission)方式，亦可為底部發光(bottom emission)方式。
本發明的有機電致發光元件亦可具有共振器構造。例如可於透明基板上重合具有由折射率不同的多個積層膜所形成的多層膜反射鏡、透明或半透明電極、發光層及金屬電極。發光層中產生的光將多層膜反射鏡與金屬電極作為反射板而於其間反覆反射而共振。
其他較佳態樣中，於透明基板上，透明或半透明電極與金屬電極分別作為反射板而發揮功能，發光層中產生的光於其間反覆反射而共振。
為了形成共振構造，而將由兩塊反射板的有效折射率、反射板間的各層的折射率及厚度所決定的光路長調整為最適於獲得所需共振波長的值。第1態樣的情形的計算式是記載於日本專利特開平9-180883號公報中。第2態樣的情形的計算式是記載於日本專利特開2004-127795號公報中。
-用途-
本發明的有機電致發光元件並無特別限制，可根據目的而適當選擇，可合適地用於顯示元件、顯示器(display)、背光(backlight)、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標識、廣告牌、內部飾件(interior)、光通訊等。
關於使上述有機電致發光顯示器成為全彩型的方法，如「月刊顯示器」(2000年9月號)第33頁～第37頁所記載般，已知有將分別發出與顏色的三原色(藍色(B)、綠色(G)、紅色(R))對應的光的有機電致發光元件配置於基板上的三色發光法、使白色發光用的有機電致發光元件的白色發光通過彩色濾光片(color filter)而分成三原色的白色法、使藍色發光用的有機電致發光元件的藍色發光通過螢光色素層而轉換成紅色(R)及綠色(G)的顏色轉換法等。另外，亦可藉由將利用上述方法獲得的不同發光色的有機電致發光元件組合使用多個，來獲得所需的發光色的平面型光源。例如可列舉：將藍色及黃色的發光元件組合而成的白色發光光源，將藍色、綠色、紅色的發光元件組合而成的白色發光光源等。
[實例]
以下，對本發明的實例進行說明，但本發明不受該些實例的任何限定。
(實例1)
-有機電致發光元件的製作-
於0.5 mm厚、2.5 cm見方的玻璃基板上，以100 nm的厚度進行濺鍍而設置作為陽極的氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)。接著，將該附有ITO的玻璃基板放入至清洗容器中，於2-丙醇中進行超音波清洗後，進行30分鐘的紫外線(Ultraviolet，UV)-臭氧處理。於該附有ITO的玻璃基板上藉由真空蒸鍍法而蒸鍍以下的各層。
再者，以下的實例及比較例中的蒸鍍速度只要無特別說明，則為0.1 nm/s。蒸鍍速度是使用晶體振盪器(crystal oscillator)來測定。另外，以下的各層的厚度是使用晶體振盪器來測定。
首先，於陽極(ITO)上，以厚度成為120 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成於下述結構式所表示的4,4’,4”-三(N,N-(2-萘基)-苯基胺基)三苯基胺(2-TNATA)摻有0.3 wt%的下述結構式所表示的F4-TCNQ的電洞注入層。
繼而，於電洞注入層上，以厚度成為7 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為電洞傳輸層的下述結構式所表示的NPD(N,N’-二萘基-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺)。
然後，於電洞傳輸層上，以厚度成為3 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為電子阻擋層的下述結構式所表示的化合物。
接著，以厚度成為30 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為主體材料的下述結構式所表示的化合物A、及摻有相對於該化合物A為15 wt%的作為磷光發光材料的下述結構式所表示的化合物B的發光層。
然後，於發光層上，以厚度成為3 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為陰極側鄰接層的下述結構式所表示的化合物C(tbppy(1,3,6,8-四(4-聯苯基)芘))。
繼而，於陰極側鄰接層上，以厚度成為30 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為電子傳輸層的下述結構式所表示的雙-(2-甲基-8-羥喹啉)-4-(苯基酚化)鋁(III)(Bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolate)-alum inium(III)，BAlq)。
接著，於電子傳輸層上，以厚度成為1 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為電子注入層的氟化鋰(LiF)。
然後，於電子注入層上設置經圖案化的遮罩(發光區域為2 mm×2 mm的遮罩)，以厚度成為100 nm的方式藉由真空蒸鍍法而形成作為陰極的金屬鋁。
將藉由以上操作而製作的積層體放入至經氬氣置換的手套箱(glove box)內，使用不鏽鋼製的密封罐及紫外線硬化型的黏接劑(XNR5516HV，Nagase Ciba股份有限公司製造)進行密封。藉由以上操作而製作實例1的有機電致發光元件。
(實例2)
-有機電致發光元件的製作-
實例1中，除了將上述結構式所表示的化合物C換成下述結構式所表示的化合物D來作為陰極側鄰接層以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(實例3)
-有機電致發光元件的製作-
於實例1中，除了將上述結構式所表示的化合物C換成下述結構式所表示的化合物E(4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)苯基蒽(DPVDPAN))來作為陰極側鄰接層以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(實例4)
於實例1中，除了將陰極側鄰接層的厚度由3 nm變更為10 nm以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(實例5)
於實例1中，除了將上述結構式所表示的BAlq變更為於下述結構式所表示的BCP中摻有1 wt%的Li的材料來作為電子傳輸層以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(比較例1)
-有機電致發光元件的製作-
於實例1中，除了不設置陰極側鄰接層以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(比較例2)
-有機電致發光元件的製作-
於實例1中，除了將上述結構式所表示的化合物C換成下述結構式所表示的化合物F來作為陰極側鄰接層以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
(比較例3)
-有機電致發光元件的製作-
於實例1中，除了不設置陰極側鄰接層且將BAlq換成BCP+Li以外，與實例1同樣地製作有機電致發光元件。
繼而，對於所製作的實例1～實例5及比較例1～比較例3的發光材料、陰極側鄰接層及電子傳輸層，如以下般測定三重態能量。將結果示於表1中。
<三重態能量的測定>
三重態能量是使用日立製作所製造的分光螢光光度計F7000，利用相較於螢光而發光壽命更長這一情況，根據遮蔽激發光後的顯微光致發光(PL)光譜而求出。
接著，對於所製作的實例1～實例5及比較例1～比較例3，如以下般測定外部量子效率、驅動電壓及驅動耐久性(亮度半衰時間)。將結果示於表2中。
<外部量子效率的測定>
使用KEITHLEY公司製造的電源量測單元2400(source measure unit 2400)型，對各元件通入電流密度為25 mA/cm2的直流電流而使其發光。使用Topcon公司製造輝度計SR-3測定其輝度及發光光譜。根據該些測定結果，藉由發光光譜換算法而算出外部量子效率。
<驅動電壓>
使用KEITHLEY公司製造的電源量測單元2400型，測量直流電流通電時的驅動電壓。
<驅動耐久性(亮度半衰時間)>
驅動耐久性是於初期亮度2,000 cd/m2下進行恆定電流驅動，將比較例1及比較例3的亮度半衰時間設定為100，以相對值來表示發光層中使用相同的磷光發光材料的有機電致發光元件的亮度半衰時間。
由表1及表2的結果得知，實例1～實例5與比較例1～比較例3相比，可實現高的發光效率與驅動耐久性的提高。
此處，實例1～實例5及比較例1～比較例3中，將上述結構式所表示的化合物B(磷光藍色發光材料，三重態能量：63 kcal/mol)用於發光層中，而於代替該磷光藍色發光材料而將下述結構式所表示的化合物G(磷光綠光發光材料，三重態能量：58 kcal/mol)用於發光層中的情形時，發光材料、陰極側鄰接層及電子傳輸層的三重態能量亦成為同樣的大小關係。因此表明，即便使用下述結構式所表示的化合物G(磷光綠光發光材料)時，雖然發光材料的發光波長於綠色時更短而三重態能量自身變得更小，但Pt錯合物相同，藉由陰極側鄰接層而可獲得同樣的效果。
[產業上之可利用性]
本發明的有機電致發光元件可實現較高的發光效率與驅動耐久性的提高，故例如可合適地用於顯示元件、顯示器、背光、電子照片、照明光源、記錄光源、曝光光源、讀取光源、標識、廣告牌、內部飾件、光通訊等。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞傳輸層
5．．．電子阻擋層
6．．．發光層
7．．．陰極側鄰接層(電洞阻擋層)
8．．．電子傳輸層
9．．．電子注入層
10．．．陰極
11．．．有機電致發光元件
T1．．．三重態能量
圖1A是表示發光層與陰極側鄰接層的三重態能量的關係的圖，表示陰極側鄰接層的三重態能量小於發光層的發光材料的三重態能量的狀態。
圖1B是表示發光層與陰極側鄰接層的三重態能量的關係的圖，表示發光層的發光材料的三重態能量相對於陰極側鄰接層的三重態能量為相同水準以上的狀態。
圖2是表示本發明的有機電致發光元件的層構成的一例的概略圖。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞傳輸層
5．．．電子阻擋層
6．．．發光層
7．．．陰極側鄰接層(電洞阻擋層)
8．．．電子傳輸層
9．．．電子注入層
10．．．陰極
11．．．有機電致發光元件

Claims (4)

  1. 一種有機電致發光元件，其是於陽極與陰極之間具有至少包含至少一層發光層、及於該發光層的陰極側鄰接的陰極側鄰接層的有機層，且上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述發光層的發光材料的三重態能量；其中上述陰極側鄰接層含有具有下述通式(II)所表示的芘衍生物骨架的化合物、及具有下述通式(I)所表示的蒽衍生物骨架的化合物的至少一種， 其中，上述通式(I)中，Ar1及Ar2分別獨立為由經取代或未經取代的核碳數6~20的芳香族環所衍生的基；上述芳香族環可經1個或2個以上的取代基取代；上述取代基是選自經取代或未經取代的核碳數6~50的芳基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷基、經取代或未經取代的碳數3~50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基、經取代或未經取代的核碳數6~50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷 氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基；於上述芳香族環經2個以上的取代基取代時，上述取代基可相同亦可不同，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構；R1~R8是選自氫原子、經取代或未經取代的核碳數6~50的芳基、經取代或未經取代的核原子數5~50的雜芳基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷基、經取代或未經取代的碳數3~50的環烷基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基、經取代或未經取代的碳數6~50的芳烷基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳氧基、經取代或未經取代的核原子數5~50的芳硫基、經取代或未經取代的碳數1~50的烷氧基羰基、經取代或未經取代的矽烷基、羧基、鹵素原子、氰基、硝基及羥基；另外，鄰接的取代基彼此亦可相互鍵結而形成飽和或不飽和的環狀結構； 其中，上述通式(II)中，Ar1a及Ar2a分別表示經取代或未經取代的核碳數6~50的芳香族環基；L分別為經取代或未經取代的伸苯基、經取代或未經取代的伸萘基、經取代或未經取代的伸茀基或經取代或未經取代的伸二苯并矽雜環戊二烯基 (dibenzosilolylene group)；m為0~2的整數，nb為1~4的整數，s為0~2的整數，t為0~4的整數；另外，L或Ar1a鍵結於芘的1位~5位的任一個，L或Ar2a鍵結於芘的6位~10位的任一個；其中，於nb+t為偶數時，Ar1a、Ar2a、L滿足下述(1)或(2)：(1)Ar1a≠Ar2a(此處≠表示不同結構的基)(2)Ar1a=Ar2a時(2-1)m≠s及/或nb≠t，或(2-2)m=s且nb=t時，(2-2-1)L或芘分別鍵結Ar1a及Ar2a上的不同鍵結位置，或(2-2-2)於L或芘鍵結於Ar1a及Ar2a上的相同鍵結位置時，L或Ar1a及Ar2a於芘上的取代位置為1位與6位、或2位與7位的情形不存在。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機電致發光元件，其中上述有機層更包含於上述陰極側鄰接層的陰極側鄰接的電子傳輸層，且上述陰極側鄰接層的三重態能量小於上述電子傳輸層的三重態能量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機電致發光元件，其中上述陰極側鄰接層含有稠合芳香族環化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機電致發光元件，其中上述陰極側鄰接層的厚度為1nm~10nm。
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