具体实施方式

本发明的有机EL元件在相对向的阳极与阴极之间具有一个以上的发光层，发光层的至少一层包含蒸镀层，所述蒸镀层含有第一主体与第二主体、以及发光性掺杂剂材料。所述蒸镀层可通过真空蒸镀来制作。第一主体为所述通式(1)所表示的化合物，第二主体为所述通式(2)所表示的化合物。所述有机EL元件在相对向的阳极与阴极之间具有包含多个层的有机层，多个层的至少一层为发光层，发光层也可为多个。

对所述通式(1)进行说明。

环A为式(1a)所表示的芳香族烃环，环B为式(1b)所表示的杂环，环A及环B分别与所邻接的环在任意位置缩合。

Ar¹表示苯基、联苯基或联三苯基。优选为苯基、联苯基，更优选为苯基。此处，联苯基为-Ph-Ph所表示的基，联三苯基为-Ph-Ph-Ph或Ph(-Ph)-Ph所表示的基。此处，Ph为苯基或亚苯基等。

R独立地表示碳数1～10的脂肪族烃基、碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基。优选为表示碳数1～8的脂肪族烃基、苯基或碳数3～9的芳香族杂环基。更优选为碳数1～6的脂肪族烃基、苯基或碳数3～6的芳香族杂环基。

作为所述碳数1～10的脂肪族烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。优选为碳数1～4的烷基。

作为所述碳数6～10的芳香族烃基或碳数3～12的芳香族杂环基的具体例，可列举：自苯、萘、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异噁唑、噁唑、噁二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噁二唑、噻二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、苯并噻唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑、苯并噻二唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、二苯并硒吩、或咔唑中取出1个H而生成的芳香族基。优选为可列举：自苯、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异噁唑、噁唑、噁二唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噁二唑、噻二唑、苯并三嗪、酞嗪、四唑、吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并噁唑、苯并噻唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并异噻唑、或苯并噻二唑生成的芳香族基。更优选为可列举：自苯、吡啶、嘧啶、三嗪、噻吩、异噻唑、噻唑、哒嗪、吡咯、吡唑、咪唑、三唑、噻二唑、吡嗪、呋喃、异噁唑、噁唑、或噁二唑生成的芳香族基。

a、b、c表示取代数，且各自独立地表示0～3的整数，优选为0或1的整数。m与n表示重复数，且各自独立地表示0～4的整数，且不会成为m＝n。此处，m+n优选为2以上的整数，更优选为2或3的整数。

以下示出通式(1)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化5]

[化6]

[化7]

[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

其次，对成为第二主体的通式(2)、及作为其优选形式的通式(3)进行说明。在通式(2)及通式(3)中，共通的符号具有相同的含义。

Ar²与Ar³表示碳数6～14的芳香族烃基、或所述芳香族烃基的2个～3个连结而成的连结芳香族基。优选为表示碳数6～12的芳香族烃基，更优选为表示碳数6～10的芳香族烃基，Ar²与Ar³的至少一者为缩合芳香族烃基。

Ar²与Ar³的具体例可列举：自苯、萘、蒽、菲、芴等芳香族烃、或这些芳香族烃的芳香族环的2个连结而成的化合物中取出1个H而生成的芳香族基或连结芳香族基。优选为可列举：自苯、萘、蒽、菲生成的芳香族基或这些芳香族基的2个连结而成的连结芳香族基，更优选为自苯、萘或菲生成的芳香族基。Ar³进而优选为萘基或菲基。所述芳香族基或连结芳香族基可具有取代基，优选的取代基为碳数1～12的烷基或碳数1～12的烷氧基。

此处，连结芳香族基例如由如-Ar⁴-Ar⁵那样的式子表示。此处，Ar⁴、Ar⁵独立地为碳数6～14的芳香族烃基。Ar⁴为二价或三价的基，Ar⁵为一价。此处，构成连结芳香族基的芳香族基可相同，也可不同。

以下示出通式(2)～通式(3)所表示的化合物的具体例，但并不限定于这些例示化合物。

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

通过将选自所述通式(1)所表示的化合物中的第一主体与选自所述通式(2)所表示的化合物中的第二主体用作发光层的主体材料，可提供优异的有机EL元件。

第一主体与第二主体也可自分别不同的蒸镀源进行蒸镀而使用，但优选为在蒸镀前进行预混合而制成预混合物，将所述预混合物自一个蒸镀源同时蒸镀而形成发光层。在所述情况下，也可在预混合物中混合用以形成发光层所需的发光性掺杂剂材料或视需要使用的其他主体，但在成为所期望的蒸气压的温度存在大的差的情况下，也可自其他蒸镀源进行蒸镀。

另外，关于第一主体与第二主体的混合比(重量比)，相对于第一主体与第二主体的合计，第一主体的比例可为20％～60％，优选为多于20％且少于55％，更优选为40％～50％。

其次，参照附图对本发明的有机EL元件的结构进行说明，但本发明的有机EL元件的结构并不限定于此。

图1是表示本发明中所使用的一般的有机EL元件的结构例的剖面图，1表示基板、2表示阳极、3表示空穴注入层、4表示空穴传输层、5表示发光层、6表示电子传输层、7表示阴极。本发明的有机EL元件也可与发光层邻接而具有激子阻挡层，另外，在发光层与空穴注入层之间也可具有电子阻挡层。激子阻挡层也可插入至发光层的阴极侧、阴极侧的任一侧，也可同时插入至两侧。在本发明的有机EL元件中，具有阳极、发光层、以及阴极作为必需的层，但除了必需层以外也可具有空穴注入传输层、电子注入传输层，进而也可在发光层与电子注入传输层之间具有空穴阻挡层。再者，空穴注入传输层是指空穴注入层与空穴传输层的任一者或两者，电子注入传输层是指电子注入层与电子传输层的任一者或两者。

也可为与图1相反的结构，即在基板1上顺次层叠阴极7、电子传输层6、发光层5、空穴传输层4、阳极2，在所述情况下，也可视需要对层进行追加、省略。

-基板-

本发明的有机EL元件优选为支撑于基板上。所述基板并无特别限制，只要为自现有便于有机EL元件中所使用的基板即可，例如可使用包含玻璃、透明塑料、石英等的基板。

-阳极-

作为有机EL元件中的阳极材料，可优选地使用包含功函数(work function)大(4eV以上)的金属、合金、导电性化合物或这些的混合物的材料。作为此种电极材料的具体例，可列举Au等金属，CuI、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、SnO₂、ZnO等导电性透明材料。另外，也可使用IDIXO(In₂O₃-ZnO)等非晶质，且可制成透明导电膜的材料。阳极可通过蒸镀或溅射等方法，使这些电极材料形成薄膜，通过光刻法形成所期望的形状的图案，或者在并不很需要图案精度的情况下(100μm以上左右)，也可在所述电极材料的蒸镀或溅射时，介隔所期望的形状的掩模而形成图案。或者在使用如有机导电性化合物那样的可涂布的物质的情况下，也可使用印刷方式、涂布方式等湿式成膜法。在自所述阳极取出发光的情况下，理想的是使透过率大于10％，另外，作为阳极的片电阻优选为数百Ω/Υ以下。膜厚也取决于材料，通常在10nm～1000nm、优选为10nm～200nm的范围内选择。

-阴极-

另一方面，作为阴极材料，可使用包含功函数小(4eV以下)的金属(电子注入性金属)、合金、导电性化合物或这些的混合物的材料。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、稀土金属等。这些中，自电子注入性及相对于氧化等的耐久性的方面考虑，适宜的是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/氧化铝混合物、锂/铝混合物、铝等。阴极可通过如下方式而制作：通过蒸镀或溅射等方法而使这些阴极材料形成薄膜。另外，作为阴极，片电阻优选为数百Ω/Υ以下，膜厚通常在10nm～5μm、优选为50nm～200nm的范围内选择。再者，为了使所发出的光透过，若有机EL元件的阳极或阴极的任一者为透明或半透明，则发光亮度提高，从而有利。

另外，在阴极中以1nm～20nm的膜厚形成所述金属后，在其上形成在阳极的说明中所列举的导电性透明材料，由此可制作透明或半透明的阴极，通过应用所述方法，可制作阳极与阴极这两者具有透过性的元件。

-发光层-

发光层为在通过自阳极及阴极的各个所注入的空穴及电子进行再结合而生成激子后进行发光的层，在发光层中包含有机发光性掺杂剂材料与主体材料。

作为发光层中的主体材料，使用通式(1)所表示的第一主体与通式(2)所表示的第二主体。进而，可使用一种已知的主体材料或者也可并用多种，相对于主体材料的合计，其使用量可设为50wt％以下，优选为可设为25wt％以下。

第一主体与第二主体可自分别不同的蒸镀源进行蒸镀，或者也可在蒸镀前进行预混合而制成预混合物，由此自一个蒸镀源同时蒸镀第一主体与第二主体。

在将第一主体与第二主体预混合而使用的情况下，为了再现性良好地制作具有良好特性的有机EL元件，理想的是50％重量减少温度(T₅₀)的差小。50％重量减少温度是指在氮气流减压(50Pa)下的热重/示差热分析(Thermogravimetric-Differential ThermalAnalysis，TG-DTA)测定中，以每分钟10℃的速度自室温升温至550℃时，重量减少50％时的温度。认为在所述温度附近，最强烈地产生由蒸发或升华所引起的气化。

第一主体与第二主体优选为所述50％重量减少温度的差为20℃以内，更优选为15℃以内。作为预混合方法，可采用粉碎混合等已知的方法，理想的是尽可能地均匀混合。

在使用磷光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，磷光发光掺杂剂可为含有有机金属络合物的磷光发光掺杂剂，所述有机金属络合物包含选自钌、铑、钯、银、铼、锇、铱、铂及金中的至少一种金属。具体而言，可适宜地使用在《美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)》2001，123，4304或日本专利特表2013-53051号公报中所记载的铱络合物，但并不限定于这些。

磷光发光掺杂剂材料可在发光层中仅含有一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，磷光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1wt％～30wt％，更优选为1wt％～20wt％。

磷光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体可列举如下例子。

[化18]

[化19]

在使用荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为荧光发光掺杂剂，并无特别限定，例如可列举：苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯乙烯基苯衍生物、聚苯基衍生物、二苯基丁二烯衍生物、四苯基丁二烯衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、香豆素衍生物、缩合芳香族化合物、紫环酮衍生物、噁二唑衍生物、噁嗪衍生物、醛连氮衍生物、吡咯烷衍生物、环戊二烯衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物、喹吖啶酮衍生物、吡咯并吡啶衍生物、噻二唑并吡啶衍生物、苯乙烯基胺衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、芳香族二次甲基化合物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物或吡咯亚甲基衍生物的金属络合物、稀土络合物、过渡金属络合物所代表的各种金属络合物等，聚噻吩、聚亚苯、聚亚苯亚乙烯等聚合物化合物，有机硅烷衍生物等。优选为可列举：缩合芳香族衍生物、苯乙烯基衍生物、二酮基吡咯并吡咯衍生物、噁嗪衍生物、吡咯亚甲基金属络合物、过渡金属络合物或镧系络合物，更优选为可列举：萘、芘、三亚苯、苯并[c]菲、苯并[a]蒽、并五苯、苝、荧蒽、苊并荧蒽、二苯并[a,j]蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[a]萘、并六苯、萘并[2,1-f]异喹啉、α-萘并啡啶、菲并噁唑、喹啉并[6,5-f]喹啉、苯并萘并噻吩等。这些也可具有烷基、芳基、芳香族杂环基或二芳基氨基作为取代基。

荧光发光掺杂剂材料可在发光层中仅含有一种，也可含有两种以上。相对于主体材料，荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1％～20％，更优选为1％～10％。

在使用热活化延迟荧光发光掺杂剂作为发光性掺杂剂材料的情况下，作为热活化延迟荧光发光掺杂剂，并无特别限定，可列举锡络合物或铜络合物等金属络合物，或在WO2011/070963号公报中所记载的吲哚并咔唑衍生物、在《自然(Nature)》2012，492，234中所记载的氰基苯衍生物、咔唑衍生物、在《自然光子学(Nature Photonics)》2014，8，326中所记载的吩嗪衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、砜衍生物、啡噁嗪衍生物、吖啶衍生物等。

热活化延迟荧光发光掺杂剂材料并无特别限定，具体可列举如下例子。

[化20]

热活化延迟荧光发光掺杂剂材料可在发光层中仅含有一种，也可含有两种以上。另外，热活化延迟荧光发光掺杂剂也可与磷光发光掺杂剂或荧光发光掺杂剂混合而使用。相对于主体材料，热活化延迟荧光发光掺杂剂材料的含量优选为0.1％～50％，更优选为1％～30％。

-注入层-

注入层是为了降低驱动电压或提高发光亮度而设于电极与有机层间的层，因此有空穴注入层与电子注入层，也可存在于阳极与发光层或空穴传输层之间、及阴极与发光层或电子传输层之间。注入层可视需要而设置。

-空穴阻挡层-

关于空穴阻挡层，广义而言，具有电子传输层的功能，包含具有传输电子的功能且传输空穴的能力明显小的空穴阻挡材料，可通过传输电子且阻挡空穴而提高发光层中的电子与空穴的再结合概率。

在空穴阻挡层中，可使用已知的空穴阻挡层材料，优选为含有通式(1)所表示的化合物。

-电子阻挡层-

关于电子阻挡层，广义而言，具有空穴传输层的功能，可通过传输空穴且阻挡电子而提高发光层中的电子与空穴再结合的概率。

作为电子阻挡层的材料，可使用已知的电子阻挡层材料，另外，可视需要而使用后述的空穴传输层的材料。电子阻挡层的膜厚优选为3nm～100nm，更优选为5nm～30nm。

-激子阻挡层-

激子阻挡层为用以阻挡在发光层内由于空穴与电子再结合而生成的激子扩散至电荷传输层的层，通过插入本层，可将激子有效率地封入于发光层内，可使元件的发光效率提高。激子阻挡层可在两个以上的发光层邻接的元件中，插入至邻接的两个发光层之间。

作为激子阻挡层的材料，可使用已知的激子阻挡层材料。例如可列举1,3-二咔唑基苯(mCP)或双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚铝(III)(BAlq)。

-空穴传输层-

空穴传输层包含具有传输空穴的功能的空穴传输材料，空穴传输层可设置单层或多层。

空穴传输材料为具有空穴的注入或传输、电子的障壁性的任一者的材料，可为有机物、无机物的任一者。在空穴传输层中，可自现有已知的化合物中选择任意的化合物而使用。作为所述空穴传输材料，例如可列举：卟啉衍生物、芳基胺衍生物、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、经氨基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、以及导电性高分子寡聚物、尤其是噻吩寡聚物等，优选为使用卟啉衍生物、芳基胺衍生物及苯乙烯基胺衍生物，更优选为使用芳基胺化合物。

-电子传输层-

电子传输层包含具有传输电子的功能的材料，电子传输层可设置单层或多层。

作为电子传输材料(也存在兼作空穴阻挡材料的情况)，只要具有将自阴极注入的电子传达至发光层的功能即可。在电子传输层中，可自现有已知的化合物中选择任意的化合物而使用，例如可列举：萘、蒽、菲咯啉等多环芳香族衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)衍生物、氧化膦衍生物、经硝基取代的芴衍生物、二苯基醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳二酰亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、联吡啶衍生物、喹啉衍生物、噁二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噻唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物等。进而，也可使用将这些材料导入至高分子链或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。

实施例

以下，通过实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不限定于这些实施例，只要不超出其主旨，则可以多种方式实施。

实施例1

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，其次将NPD形成为30nm的厚度作为空穴传输层。其次，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。继而，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为第一主体的化合物1-1、作为第二主体的化合物2-1、作为发光掺杂剂的Ir(ppy)₃，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(ppy)₃的浓度成为10wt％、第一主体与第二主体的重量比成为30：70的蒸镀条件下进行共蒸镀。其次，将ET-1形成为20nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例2～实施例14

在实施例1中，第一主体及第二主体是使用表1所示的化合物，除此以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

实施例15～实施例17

事先将第一主体与第二主体混合，制成预混合物，并自相同的蒸镀源共蒸镀所述预混合物。

在实施例1中，量取第一主体(0.30g)与第二主体(0.70g)，利用研钵一面捣碎一面进行混合，由此获得预混合物，并且除了使用所获得的预混合物以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

实施例18～实施例23

事先将第一主体与第二主体混合，制成预混合物，并自相同的蒸镀源共蒸镀所述预混合物，进而制作设置有空穴阻挡层的有机EL元件。

在实施例15～实施例17中，形成发光层后，将化合物1-4形成为10nm的厚度作为空穴阻挡层，将ET-1形成为10nm的厚度作为电子传输层，除此以外，与实施例15～实施例17同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表1中。表中，亮度、驱动电压、发光效率是驱动电流为20mA/cm²时的值，为初始特性。LT70是初始亮度衰减至70％所花费的时间，表示寿命特性。

[表1]

比较例1

在实施例1中，单独使用化合物1-1作为主体，除此以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。发光层的厚度、发光掺杂剂浓度与实施例1相同。

比较例2～比较例8

单独使用表2所示的化合物作为主体，除此以外，与比较例1同样地制作有机EL元件。

比较例9～比较例10

在实施例1中，使用化合物A作为第一主体，使用化合物2-1或化合物2-3作为第二主体，除此以外，与实施例1同样地制作有机EL元件。

比较例11～比较例12

在比较例9～比较例10中，使用化合物B作为第一主体，除此以外，与比较例9～比较例10同样地制作有机EL元件。

比较例13～比较例14

在比较例9～比较例10中，使用化合物C作为第一主体，除此以外，与比较例9～比较例10同样地制作有机EL元件。

比较例15～比较例16

在比较例9～比较例10中，使用化合物D作为第一主体，除此以外，与比较例9～比较例10同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表2中。

[表2]

根据表1得知，实施例1～实施例23的功率效率及寿命特性提高，显示出良好的特性。

实施例24

在形成有膜厚110nm的包含ITO的阳极的玻璃基板上，通过真空蒸镀法以真空度4.0×10^-5Pa来层叠各薄膜。首先，在ITO上，将HAT-CN形成为25nm的厚度作为空穴注入层，其次将NPD形成为45nm的厚度作为空穴传输层。其次，将HT-1形成为10nm的厚度作为电子阻挡层。继而，自分别不同的蒸镀源共蒸镀作为第一主体的化合物1-1、作为第二主体的化合物2-1、作为发光掺杂剂的Ir(piq)₂acac，将发光层形成为40nm的厚度。此时，在Ir(piq)₂acac的浓度成为6.0wt％的蒸镀条件下进行共蒸镀。其次，将ET-1形成为37.5nm的厚度作为电子传输层。进而，在电子传输层上，将LiF形成为1nm的厚度作为电子注入层。最后，在电子注入层上，将Al形成为70nm的厚度作为阴极，从而制作有机EL元件。

实施例25～实施例37

在实施例24中，第一主体及第二主体是使用表3所示的化合物，除此以外，与实施例24同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表3中。此处，LT95是初始亮度衰减至95％所花费的时间，表示寿命特性。

[表3]

比较例17

在实施例24中，单独使用化合物1-1作为主体，除此以外，与实施例24同样地制作有机EL元件。发光层的厚度、发光掺杂剂浓度与实施例24相同。

比较例18～比较例24

单独使用表4所示的化合物作为主体，除此以外，与比较例17同样地制作有机EL元件。

比较例25～比较例26

在实施例24中，使用化合物A作为第一主体，使用化合物2-1或化合物2-3作为第二主体，除此以外，与实施例24同样地制作有机EL元件。

比较例27～比较例28

在比较例25～比较例26中，使用化合物B作为第一主体，除此以外，与比较例25～比较例26同样地制作有机EL元件。

比较例29～比较例30

在比较例25～比较例26中，使用化合物C作为第一主体，除此以外，与比较例25～比较例26同样地制作有机EL元件。

比较例31～比较例32

在比较例25～比较例26中，使用化合物D作为第一主体，除此以外，与比较例25～比较例26同样地制作有机EL元件。

将所制作的有机EL元件的评价结果示于表4中。

[表4]

根据表3得知，实施例24～实施例37的功率效率及寿命特性提高，显示出良好的特性。

以下示出实施例中所使用的化合物。

[化21]

产业上的可利用性

本发明的有机电场发光元件中，自发光层内的能量流出少，可以低电压实现高效率且长寿命。