CN114364686A

CN114364686A - 包含吡咯亚甲基硼络合物的发光元件材料、发光元件、显示装置及照明装置

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Publication number: CN114364686A
Application number: CN202080063315.4A
Authority: CN
Inventors: 川本一成; 徳田贵士; 长尾和真
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-04-15
Also published as: TW202116785A; JPWO2021085460A1; WO2021085460A1; KR20220091466A; JP7589548B2; US20220407007A1

Abstract

本发明提供一种包含通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的发光效率高的发光元件材料及发光元件。X¹及X²分别可相同也可不同，且选自由烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、环烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素及氰基所组成的群组中。这些官能基可进一步具有取代基。Ar¹～Ar⁴分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。这些芳基及杂芳基可为单环也可为稠环。其中，在Ar¹及Ar²中的一者或两者为单环的情况下，所述单环具有一个以上的二级烷基、一个以上的三级烷基、一个以上的芳基或一个以上的杂芳基作为取代基，或者具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基。R¹及R²分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。R³～R⁵分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基、硅烷基及与邻接基之间的环结构所组成的群组中。这些官能基可进一步具有取代基。R⁶及R⁷分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基及硅烷基所组成的群组中。其中，R⁶也可为通过在与Ar⁴之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构，R⁷也可为通过在与Ar³之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构。这些官能基可进一步具有取代基。

Description

包含吡咯亚甲基硼络合物的发光元件材料、发光元件、显示装置及照明装置

技术领域

本发明涉及一种包含吡咯亚甲基硼络合物的发光元件材料、发光元件、显示装置及照明装置。

背景技术

通过自阴极注入的电子与自阳极注入的空穴在夹持于两极的发光层内再结合而发光的有机薄膜发光元件具有薄型、低驱动电压、高亮度发光、以及通过选择发光材料而实现多色发光的特征。

其中，红色发光材料作为光的三原色之一、即红色发光所需的原材料正在进行开发。作为现有的红色发光材料，已知有双(二异丙基苯基)苝等苝系、紫环酮系、并四苯系、卟啉系、Eu络合物(《化学快报(Chem.Lett.)》，1267(1991))等。

另外，作为获得红色发光的方法，也研究了在主体材料中混入微量的红色荧光材料作为掺杂剂的方法。特别是作为掺杂剂材料，可列举含有显示出高亮度发光的吡咯亚甲基金属络合物的材料(例如，参照专利文献1)。另外，近年来，以高发光效率为目标，对包含热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence，TADF)材料与吡咯亚甲基化合物的发光元件进行了研究(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-12676号公报

专利文献2：国际公开第2016/056559号

发明内容

发明所要解决的问题

就亮度提高与节电的观点而言，有机薄膜发光元件理想的是发光效率高。特别是在近年来使用不断扩大的移动显示装置中，节电化成为特别重要的课题，要求比现有技术中使用的红色发光材料更高的发光效率。

另外，在使用发光材料作为掺杂剂的情况下，已知若提高掺杂浓度，则发光效率降低，即发生浓度淬灭，但现有的材料相对于掺杂浓度增加，发光效率的降低率大，掺杂浓度依赖性大，因此存在掺杂浓度管理困难的课题。

本发明的目的在于解决所述现有技术的问题，提供一种发光效率高且掺杂浓度依赖性小的红色发光元件材料及使用其的发光元件。

解决问题的技术手段

本发明为一种包含通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的发光元件材料。

[化1]

X¹及X²分别可相同也可不同，且选自由烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、环烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素及氰基所组成的群组中。这些官能基可进一步具有取代基。

Ar¹～Ar⁴分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。这些芳基及杂芳基可为单环也可为稠环。其中，在Ar¹及Ar²中的一者或两者为单环的情况下，所述单环具有一个以上的二级烷基、一个以上的三级烷基、一个以上的芳基或一个以上的杂芳基作为取代基，或者具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基。

R¹及R²分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。

R³～R⁵分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基、硅烷基及与邻接基之间的环结构所组成的群组中。这些官能基可进一步具有取代基。

R⁶及R⁷分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基及硅烷基所组成的群组中。其中，R⁶也可为通过在与Ar⁴之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构，R⁷也可为通过在与Ar³之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构。这些官能基可进一步具有取代基。

发明的效果

通过本发明，可获得一种发光效率高、掺杂浓度依赖性小的红色发光元件。

具体实施方式

以下对本发明的吡咯亚甲基硼络合物、含有其的发光元件材料、发光元件、显示装置及照明装置的优选的实施方式进行详细说明。其中，本发明并不限定于以下的实施方式，可根据目的或用途进行各种变更来实施。

＜吡咯亚甲基硼络合物＞

本发明的吡咯亚甲基硼络合物是由通式(1)所表示。

[化2]

本发明中，将具有通式(2)所表示的吡咯亚甲基骨架者、以及在吡咯亚甲基骨架的一部分中具有缩环结构而环结构扩大者一起称为“吡咯亚甲基”。

[化3]

在本发明的所有基中，氢也可为氘。在以下所说明的化合物或其部分结构中也相同。

在本发明的说明中，所谓“未经取代”，是指与作为对象的基本骨架或官能基键结的原子仅为氢原子或氘原子。

在本发明的说明中，作为“经取代”时的取代基，优选为选自烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基、硅烷基及侧氧基中的基。进而优选为在以下的各官能基的说明中设为优选的具体的取代基。另外，这些取代基可进一步由所述取代基取代。

在本发明的说明中，在例如记载为碳数6～40的经取代或未经取代的芳基的情况下，表示也包括与芳基键结的取代基所含的碳数在内而为6～40。规定了碳数的其他取代基也同样如此。

所谓烷基，例如表示甲基、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，其可经取代，也可未经取代。经取代时的追加的取代基并无特别限制，例如可列举烷基、卤素、芳基、杂芳基等，关于所述方面，在以下的记载中也为相通的。另外，烷基的碳数并无特别限定，就获取的容易性或成本的方面而言，优选为1以上且20以下、更优选为1以上且8以下的范围。

所谓环烷基，例如表示环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基，其可经取代，也可未经取代。环烷基的碳数并无特别限定，优选为3以上且20以下的范围。

所谓杂环基，例如表示吡喃环、哌啶环、环状酰胺等在环内具有碳以外的原子的脂肪族环，其可经取代，也可未经取代。杂环基的碳数并无特别限定，优选为2以上且20以下的范围。

所谓烯基，例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等含有双键的不饱和脂肪族烃基，其可经取代，也可未经取代。烯基的碳数并无特别限定，优选为2以上且20以下的范围。

所谓环烯基，例如表示环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等含有双键的不饱和脂环式烃基，其可经取代，也可未经取代。环烯基的碳数并无特别限定，优选为3以上且20以下的范围。

所谓炔基，例如表示乙炔基等含有三键的不饱和脂肪族烃基，其可经取代，也可未经取代。炔基的碳数并无特别限定，优选为2以上且20以下的范围。

所谓芳基，可为单环或稠环中的任一种，例如表示苯基、萘基、芴基、苯并芴基、二苯并芴基、菲基、蒽基、苯并菲基、苯并蒽基、

基、芘基、荧蒽基、三亚苯基(triphenylenylgroup)、苯并荧蒽基、二苯并蒽基、苝基、螺旋烃基(helicenyl group)等芳香族烃基。其中，优选为苯基、萘基、芴基、菲基、蒽基、芘基、荧蒽基、三亚苯基。芳基可经取代，也可未经取代。此处，本发明中，将联苯基、三联苯基等多个苯基经由单键键结而成的官能基视为具有芳基作为取代基的苯基。芳基的碳数并无特别限定，优选为6以上且40以下、更优选为6以上且30以下的范围。另外，苯基中，在所述苯基中的邻接的两个碳原子上分别具有取代基的情况下，也可以这些取代基彼此形成环结构。其结果，所形成的基根据其结构可相当于“经取代的苯基”、“具有两个以上的环缩环而成的结构的芳基”、“具有两个以上的环缩环而成的结构的杂芳基”中的任一种以上。

所谓杂芳基，可为单环或稠环中的任一种，例如表示吡啶基、呋喃基、噻吩基、喹啉基、异喹啉基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、萘啶基、噌啉基、酞嗪基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并咔唑基、咔啉基(carbolinyl group)、吲哚并咔唑基、苯并呋喃并咔唑基、苯并噻吩并咔唑基、二氢茚并咔唑基、苯并喹啉基、吖啶基、二苯并吖啶基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、菲咯啉基等于一个或多个环内具有碳及氢以外的原子、即杂原子的环状芳香族基。作为杂原子，优选为氮原子、氧原子或硫原子。杂芳基可经取代，也可未经取代。杂芳基的碳数并无特别限定，优选为2以上且40以下、更优选为2以上且30以下的范围。

所谓烷氧基，例如表示甲氧基、乙氧基、丙氧基等经由醚键而键结有脂肪族烃基的官能基，其可经取代，也可未经取代。烷氧基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。

所谓烷硫基，是指烷氧基的醚键的氧原子被取代为硫原子者。其可经取代，也可未经取代。烷硫基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。

所谓芳基醚基，例如表示苯氧基等经由醚键而键结有芳香族烃基的官能基，其可经取代，也可未经取代。芳基醚基的碳数并无特别限定，优选为6以上且40以下的范围。

所谓芳基硫醚基，是指芳基醚基的醚键的氧原子被取代为硫原子者。其可进一步经取代。芳基硫醚基的碳数并无特别限定，优选为6以上且40以下的范围。

所谓卤素，表示选自氟、氯、溴及碘中的原子。

所谓氰基，是指结构为-C≡N所表示的官能基。此处，与其他官能基键结的是碳原子。

所谓醛基，是指结构为-C(＝O)H所表示的官能基。此处，与其他官能基键结的是碳原子。

所谓酰基，例如表示乙酰基、丙酰基、苯甲酰基、丙烯酰基等经由羰基而键结有烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基的官能基，其可进一步经取代。酰基的碳数并无特别限定，优选为2以上且40以下，更优选为2以上且30以下。

所谓酯基，例如表示烷基、环烷基、芳基、杂芳基等经由酯键键结而成的官能基，其可进一步经取代。酯基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。更具体而言，可列举：甲氧基羰基等甲基酯基、乙氧基羰基等乙基酯基、丙氧基羰基等丙基酯基、丁氧基羰基等丁基酯基、异丙氧基甲氧基羰基等异丙基酯基、己氧基羰基等己基酯基、苯氧基羰基等苯基酯基等。

所谓酰胺基，例如表示烷基、环烷基、芳基、杂芳基等经由酰胺键键结而成的官能基，其可进一步经取代。酰胺基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。更具体而言，可列举：甲基酰胺基、乙基酰胺基、丙基酰胺基、丁基酰胺基、异丙基酰胺基、己基酰胺基、苯基酰胺基等。

所谓磺酰基，例如表示烷基、环烷基、芳基、杂芳基等经由-S(＝O)₂-键键结而成的官能基，其可进一步经取代。磺酰基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。

所谓磺酸酯基，例如表示烷基、环烷基、芳基、杂芳基等经由磺酸酯键键结而成的官能基。此处，所谓磺酸酯键，是指酯键的羰基部、即、-C(＝O)-经取代为磺酰基部、即、-S(＝O)₂-而成者。另外，其可进一步经取代。磺酸酯基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。

所谓磺酰胺基，例如表示烷基、环烷基、芳基、杂芳基等经由磺酰胺键键结而成的官能基。此处，所谓磺酰胺键，是指酰胺键的羰基部、即、-C(＝O)-经取代为磺酰基部、即、-S(＝O)₂-而成者。另外，其可进一步经取代。磺酰胺基的碳数并无特别限定，优选为1以上且20以下的范围。

所谓氨基，是指经取代或未经取代的氨基。作为进行取代的情况下的取代基，例如可列举芳基、杂芳基、直链烷基、分支烷基。此处，作为芳基、杂芳基，优选为苯基、萘基、吡啶基、喹啉基。另外，其可进一步经取代。碳数并无特别限定，优选为2以上且50以下、更优选为6以上且40以下、特别优选为6以上且30以下的范围。

所谓硅烷基，表示键结有经取代或未经取代的硅原子的官能基，例如表示三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、丙基二甲基硅烷基、乙烯基二甲基硅烷基等烷基硅烷基；或苯基二甲基硅烷基、叔丁基二苯基硅烷基、三苯基硅烷基、三萘基硅烷基等芳基硅烷基。另外，其可进一步经取代。硅烷基的碳数并无特别限定，优选为1以上且30以下的范围。

所谓侧氧基，是指氧原子相对于碳原子以双键键结、即成为＝O的结构的官能基。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物由于具有牢固且平面性高的骨架，因此显示出高荧光量子产率。另外，发光光谱的半值宽度小，因此可实现有效率的发光与高颜色纯度。

X¹及X²表示相对于硼的吡咯亚甲基以外的配体。X¹及X²自上述中选择，就发光特性与热稳定性的观点而言，优选为烷基、烷氧基、芳基醚基、卤素或氰基。另外，就激发状态稳定且可获得更高的荧光量子产率的观点以及可提高耐久性的观点而言，X¹及X²更优选为拉电子性基，具体而言，更优选为氟原子、含氟烷基、含氟烷氧基、含氟芳基醚基或氰基，进而优选为氟原子或氰基，最优选为氟原子。在X¹及X²为拉电子性基的情况下，可降低吡咯亚甲基骨架的电子密度，增加化合物的稳定性。另外，X¹及X²分别可相同也可不同，就合成的容易度的观点而言，优选为相同。

Ar¹及Ar²是有助于吡咯亚甲基硼络合物化合物的稳定性及发光效率的基。所谓稳定性，是指电气稳定性及热稳定性。电气稳定性是指在对发光元件连续通电的状态下不易发生分解等化合物的变质。热稳定性是指由于制造时的升华精制或蒸镀等加热步骤或发光元件周边的环境温度而不易发生化合物的变质。若化合物变质，则发光效率降低，因此化合物的稳定性对于提高发光元件的耐久性至关重要。就化合物的稳定性与发光效率的观点而言，Ar¹及Ar²优选为经取代或未经取代的芳基。

Ar¹及Ar²可为单环也可为稠环。其中，在Ar¹及Ar²中的一者或两者为单环的情况下，所述单环具有一个以上的二级烷基、一个以上的三级烷基、一个以上的芳基或一个以上的杂芳基作为取代基，或者具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基。通过具有这些取代基的Ar¹及Ar²，可抑制后述的中位(meso position)的取代基的旋转、振动，且提高荧光量子产率。

关于Ar¹及Ar²，为了防止吡咯亚甲基硼络合物彼此的凝聚、避免浓度淬灭，所述群组中优选为位阻大的基。就所述观点而言，Ar¹及Ar²优选为选自由具有一个以上的三级烷基作为取代基的苯基、具有一个以上的芳基作为取代基的苯基、具有一个以上的杂芳基作为取代基的苯基、具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基且这些中的至少一个相对于与吡咯环的键结部位在2位经取代的苯基、以及缩合环式芳香族烃基所组成的群组中。

另外，旋转或振动的自由度越小，越可抑制热失活引起的效率降低，因此Ar¹及Ar²优选为具有刚直的结构或对称性高的结构的官能基。就所述观点而言，Ar¹及Ar²更优选为具有一个以上的叔丁基作为取代基的苯基、具有一个以上的苯基作为取代基的苯基、相对于与吡咯环的键结部位至少在2位与6位甲基经取代的苯基中的任一种且以与吡咯的键为对称轴呈线对称地具有取代基的苯基、或未经取代的缩合环式芳香族烃基。进而，就制造容易性的观点而言，进而优选为2,6-二甲基苯基、均三甲苯基、4-叔丁基苯基、3,5-二叔丁基苯基、4-联苯基或1-萘基。

Ar³及Ar⁴是有助于控制发光波长的基。为了使吡咯亚甲基硼络合物发红色光，可列举通过使芳基或杂芳基与吡咯亚甲基金属络合物骨架直接键结而使共轭扩张从而使发光长波长化的方法。由于所述原因，Ar³及Ar⁴为经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基，就化合物的稳定性的观点而言，更优选为经取代或未经取代的芳基。

另外，为了提高发光效率，有效的是抑制吡咯亚甲基硼络合物的位于中位的取代基、即与两个吡咯环之间的碳键结的取代基的旋转、振动，减少能量损失，并提高荧光量子产率。为了抑制位于中位的取代基的旋转、振动，位于中位的取代基所具有的R¹及R²选自经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。其中，优选为至少一者为经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。另一方面，就制造的容易性的观点而言，R¹及R²中的一者优选为经取代或未经取代的烷基，更优选为甲基。

R³～R⁵选自所述官能基群组中，用于调整峰值波长、结晶性、升华温度等。特别是对峰值波长产生影响的是相对于与吡咯亚甲基骨架的键为4位的位置的取代基、即R⁴。若R⁴是供电子性基，则发光峰值波长偏移至短波长侧。作为供电子性基，具体而言，可例示甲基、乙基、叔丁基、环己基、甲氧基、乙氧基、苯基、甲苯基、萘基、呋喃基、二苯并呋喃基等。特别是在R⁴是供电子性强的甲氧基、乙氧基等烷氧基的情况下，短波长偏移大，对波长调整有用。另一方面，若R⁴是拉电子性基，则发光峰值波长偏移至长波长侧。作为拉电子性基，具体而言，可例示氟原子、三氟甲基、氰基、吡啶基、嘧啶基等。特别是在R⁴是选自拉电子性强的氟原子、三氟甲基及氰基中的基的情况下，长波长偏移大，对波长调整有用。其中，供电子性基及拉电子性基并不限定于这些。

R⁶及R⁷选自所述官能基群组中，主要影响峰值波长、发光光谱的半值宽度、稳定性或结晶性。

所谓“R⁶是通过在与Ar⁴之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构”的情况，是指通过R⁶所表示的基与Ar⁴键结而形成Ar⁴与吡咯亚甲基骨架中的吡咯环之间的交联结构。Ar⁴中的与R⁶的键结部位是除了与吡咯亚甲基骨架中的吡咯环直接键结的部位以外的任意的部位，自Ar⁴中的与R⁶的键结部位经由R⁶而与吡咯环连接的最短的键结路径包含一个或两个原子，且所述最短的键结路径中的各自的键为共价键。若构成交联结构的原子为可形成两个以上的共价键的原子，则并无特别限定。关于“R⁷是通过在与Ar³之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构”，也同样地进行说明。

就发光光谱的半值宽度的狭小化、影响元件耐久性的稳定性及包括再结晶精制在内的制造的容易性的观点而言，优选为R⁶及R⁷中的至少一者、更优选为两者为氢原子、或者经取代或未经取代的烷基。另外，由于同样的原因，优选为通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物为通式(3)～通式(5)中的任一者所表示的吡咯亚甲基硼络合物。

[化4]

X¹及X²、Ar¹～Ar⁴以及R¹～R⁷为如上所述。Y¹及Y²是包含一个原子或串联排列的两个原子的交联结构，所述原子选自由经取代或未经取代的碳原子、经取代或未经取代的硅原子、经取代或未经取代的氮原子、经取代或未经取代的磷原子、氧原子及硫原子所组成的群组中。在所述交联结构包含串联排列的两个原子的情况下，所述两个原子可利用双键连结。此处，所谓包含一个原子或串联排列的两个原子的交联结构，表示形成交联部的主链的原子为一个或两个。作为此种交联结构，可例示通式(6)～通式(14)所示的结构，但并不限定于这些。

[化5]

*表示与吡咯环的连结部，**表示与Ar³或Ar⁴的连结部。R¹¹～R²⁶选自与R³～R⁵相同的官能基群组中。就化合物的稳定性及制造的容易性的观点而言，R¹¹～R²⁶优选为选自氢原子、烷基、环烷基及芳基中的任一种，更优选为氢原子或烷基，进而优选为氢原子。

就合成及精制的容易度的观点而言，本发明的吡咯亚甲基硼络合物优选为同时满足Ar¹＝Ar²、Ar³＝Ar⁴及R⁶＝R⁷。在满足所述关系的情况下，原料的吡咯衍生物可为一种，可以一阶段进行向中位的导入，因此在合成上有优势。另外，由于分子的对称性提高，因此结晶性变高，利用再结晶进行的精制变得更容易。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的分子量并无特别限定，优选为在蒸镀步骤变得容易的范围内。具体而言，就可获得稳定的蒸镀速率的观点而言，通式(1)的吡咯亚甲基硼络合物的分子量优选为500以上，更优选为600以上，进而优选为700以上。另外，就防止蒸镀温度变得过高而分解的观点而言，分子量优选为1200以下，更优选为1000以下。

以下示出通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的一例，但并不限定于这些。

[化6]

[化7]

[化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物可参考《有机化学期刊(J.Org.Chem.)》(vol.64,No.21,第7813页-第7819页(1999))、《应用化学英文国际版(Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.)》(vol.36,第1333页-第1335页(1997))、《有机快报(Org.Lett.)》(vol.12,第296页(2010))等中所记载的方法来制造。

进而，为了向吡咯亚甲基骨架中导入芳基或杂芳基，例如可列举在钯等金属催化剂下使用吡咯亚甲基化合物的卤化衍生物与硼酸或硼酸酯衍生物的偶合反应而生成碳-碳键的方法，但并不限定于此。同样地，为了向吡咯亚甲基骨架中导入氨基或咔唑基，例如可列举在钯等金属催化剂下使用吡咯亚甲基化合物的卤化衍生物与胺或咔唑衍生物的偶合反应而生成碳-氮键的方法，但并不限定于此。

所得的吡咯亚甲基硼络合物优选为在进行再结晶或管柱色谱等有机合成精制后，进一步通过一般被称为升华精制的利用减压加热进行的精制来去除低沸点成分，提高纯度。升华精制中的加热温度并无特别限定，就防止吡咯亚甲基硼络合物的热分解的观点而言，优选为330℃以下，更优选为300℃以下。另外，就在蒸镀时容易管理蒸镀速率的观点而言，优选为230℃以上，更优选为250℃以上。

就发光元件可显示出稳定的特性的观点而言，以所述方式制造的吡咯亚甲基硼络合物的纯度优选为99重量％以上。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的光学特性可通过测定稀释溶液的吸收光谱、发光光谱及荧光量子产率而获得。作为溶媒，只要是溶解吡咯亚甲基硼络合物且溶媒的吸收光谱与吡咯亚甲基硼络合物的吸收光谱不重叠的透明溶媒，则并无特别限定，具体而言，可例示甲苯等。溶液的浓度若为具有充分的吸光度且不发生浓度淬灭的浓度范围内，则并无特别限定，优选为1×10^-4mol/L～1×10^-7mol/L的范围，更优选为1×10^-5mol/L～1×10^-6mol/L的范围。吸收光谱可通过一般的紫外可见分光光度计测定。另外，发光光谱可通过一般的荧光分光光度计测定。进而，荧光量子产率的测定优选为利用使用了积分球的绝对量子产率测定装置。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物优选为通过照射激发光而呈现在580nm以上且750nm以下的区域观测到峰值波长的发光。以后，将在580nm以上且750nm以下的区域观测到峰值波长的发光称为“红色的发光”。就扩大色域且提高颜色再现性的观点而言，发光的峰值波长优选为600nm以上且650nm以下的区域，更优选为600nm以上且640nm以下的区域。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物优选为通过照射波长430nm以上且600nm以下的范围的激发光而呈现红色的发光。在将通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物用作发光元件的掺杂剂材料的情况下，通过吸收来自主体材料的发光，吡咯亚甲基硼络合物发出红光。一般的主体材料在波长430nm以上且600nm以下的范围内具有发光，因此若可通过所述波长范围的激发光显示红色的发光，则有助于发光元件的高效率化。

为了实现高颜色纯度，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物通过激发光的照射而发出的光优选为发光光谱尖锐。另外，在显示装置或照明装置中成为主流的顶部发光元件中，通过微腔(microcavity)结构所带来的共振效果，可实现高亮度及高颜色纯度，若发光材料的发光光谱尖锐，则更强烈地表现出所述共振效果，有利于高效率化。就所述观点而言，发光光谱的半值宽度优选为60nm以下，更优选为50nm以下，进而优选为45nm以下。

发光元件的发光效率依赖于发光材料的荧光量子产率。因此，于在稀释溶液中进行测定的情况下，理想的是尽可能接近100％的荧光量子产率。关于通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物，通过R¹、R²、Ar¹及Ar²为如上所述，抑制中位的旋转、振动，减少热失活，由此可获得高荧光量子产率。就以上观点而言，吡咯亚甲基硼络合物的荧光量子产率优选为90％以上，更优选为95％以上。其中，此处所示的荧光量子产率是利用绝对量子产率测定装置测定以甲苯为溶媒的稀释溶液而得的荧光量子产率。

假定通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物在发光元件中以薄膜形式使用、特别是作为掺杂剂使用。因此，优选为评价掺杂了通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的薄膜(以下，设为掺杂薄膜)的光学特性。

对掺杂薄膜的形成方法进行说明。掺杂薄膜形成于在可见光区域无吸收的透明基板上。作为此种透明基板，可例示石英玻璃板。在所述基板上共蒸镀矩阵材料与通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物而形成薄膜。此处，作为矩阵材料，可使用无激发光的吸收的宽能隙(band gap)材料，具体而言可例示3,3'-二(N-咔唑基)联苯(mCBP)。此时，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的掺杂浓度优选为与实际用于发光元件中时的掺杂浓度相同，优选为自0.1重量％～20重量％的范围内选择。掺杂薄膜的膜厚只要充分吸收激发光且容易制造，则并无特别限定，优选为100nm～1000nm的范围内。另外，也可在形成掺杂薄膜后利用透明密封树脂密封。

关于来自掺杂薄膜的发光波长，一般观察到与溶液状态相同或更长的波长的倾向。因此，包含通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的掺杂薄膜的发光峰值波长优选为580nm以上且750nm以下的区域，更优选为600nm以上且660nm以下的区域，进而优选为600nm以上且650nm以下的区域。

关于掺杂薄膜的发光光谱的半值宽度，一般观察到与溶液状态相同或更大的倾向。因此，包含通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的掺杂薄膜的发光光谱的半值宽度优选为70nm以下，更优选为60nm以下，进而优选为50nm以下。

掺杂薄膜的荧光量子产率由于受掺杂薄膜的形成状态、与矩阵材料的组合及激发光波长等的影响而变动，因此难以利用绝对值进行比较。因此，优选为在某一定条件下测定各材料的掺杂薄膜的荧光量子产率，并根据它们的相对比较进行评价。若使用所述评价方法并使掺杂浓度一定来进行比较，则包含通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的掺杂薄膜可获得比现有的包含吡咯亚甲基硼络合物的掺杂薄膜更高的荧光量子产率。

一般，已知在掺杂剂的浓度变高时，由于分子间相互作用而发生浓度淬灭。因此，在掺杂薄膜中，也观察到随着掺杂浓度变高荧光量子产率变低的负相关。在荧光量子产率与掺杂浓度的负相关大时，在发光元件的制造中掺杂浓度的允许范围变小，因此不利。通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物由于中位的取代基或Ar¹及Ar²引起的位阻的影响，分子的凝聚受到抑制，并且由于吡咯亚甲基硼络合物自身的荧光量子产率高，故即使发生发光自吸收，无辐射去活化也小，因此在包含所述吡咯亚甲基硼络合物的掺杂薄膜中，难以发生浓度淬灭，因此可减小荧光量子产率与掺杂浓度的负相关，即可减小掺杂浓度依赖性。

另外，通过调查掺杂薄膜的发光光谱的角度依赖性，可测定分子取向性。由于来自掺杂剂分子自身的发光具有角度依赖性，因此在掺杂薄膜中，与掺杂剂分子存在于随机的方向的情况相比，在一定方向排列并存在、即、进行取向的情况下，朝向某一定角度的光的放射强度变强。若考虑具有此种掺杂薄膜的发光元件，则通过使放射强度变强的角度与光输出方向一致，可增多输出至外部的光，元件的发光效率提高。特别是在利用共振效果的顶部发光元件中，光输出方向受到限定，因此就提高发光效率的观点而言，优选为提高掺杂薄膜的分子取向性。如上所述，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物由于中位的取代基与Ar¹及Ar²之间的位阻，各自的旋转、振动受到抑制而采用刚直的结构，因此与柔软结构的分子相比容易排列，可提高掺杂薄膜的分子取向性。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的热特性可通过热重量分析装置(Thermogravimetric Analyzer，TGA)或示差扫描热量测定装置(Differential ScanningCalorimeter，DSC)进行测定。为了能够耐受减压加热精制(所谓的升华精制)或蒸镀时的热负荷，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物的分解温度优选为300℃以上。另外，在所述吡咯亚甲基硼络合物具有熔点的情况下，所述熔点可高于分解温度，也可低于分解温度，为了稳定地进行减压加热精制，优选为250℃以上。

＜发光元件材料＞

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物可实现高发光效率，因此在发光元件中可用作发光元件材料。此处，所谓本发明中的发光元件材料表示发光元件的任一层中使用的材料，如后述那样，除了为空穴注入层、空穴传输层、发光层和/或电子传输层中使用的材料以外，也包括电极的保护膜层(覆盖层)中使用的材料。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物具有高发光性能，因此优选为发光层中使用的材料。特别是在红色区域显示出强发光，因此可优选地用作红色发光材料。

本发明的发光元件材料可由通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物单独构成，也可构成为所述吡咯亚甲基硼络合物与其他多种化合物的混合物，就可稳定地制造发光元件的观点而言，优选为由通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物单独构成。此处，所谓通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物单独，是指所述化合物含有99重量％以上。

＜发光元件＞

其次，对本发明的发光元件的实施方式进行说明。本发明的发光元件包括阳极与阴极以及位于所述阳极与所述阴极之间的一个以上的有机层，所述有机层的至少一个为发光层，所述发光层优选为通过电能来发光的有机电场发光元件。

本发明的发光元件可为底部发光型或顶部发光型中的任一种。

此种发光元件中的阳极与阴极之间的层结构除了仅包含发光层的结构以外，可列举如1)发光层/电子传输层、2)空穴传输层/发光层、3)空穴传输层/发光层/电子传输层、4)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层、5)空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层、6)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层、7)空穴注入层/空穴传输层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层、8)空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层那样的层叠结构。

进而，也可为经由中间层而将多个所述层叠结构层叠而成的串联(tandem)型的发光元件。所谓串联型的发光元件，是指在阳极与阴极之间具有至少两个以上的发光层的发光元件。优选为在两个以上的发光层之间具有至少一层以上的电荷产生层。在发光元件具有两个以上的发光层的情况下，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物包含在其中至少一个发光层中。即，通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物可包含在全部的发光层中，另外也可仅包含在一部分的发光层中。串联型发光元件通过具有多个发光层，可以低电流实现高亮度，因此具有高效率、长寿命的特征。另外，包含R、G、B三种颜色的发光层的串联型发光元件成为高效率的白色光元件，主要用于电视机或照明领域。所述方式与RGB涂抹方式的发光元件相比，也具有可简化步骤的优点。作为中间层，一般可列举中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子汲取层、连接层、中间绝缘层等，可使用已知的材料结构。作为中间层，优选为具有至少一层以上的电荷产生层。作为串联型的优选的具体例，可列举如9)空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/电荷产生层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层那样的中间层为电荷产生层的层叠结构。作为此种构成中间层的材料，具体而言可优选地使用吡啶衍生物或菲咯啉衍生物。

另外，所述各层可分别为单一层、多层的任一种，也可掺杂。进而，也可列举如下的元件结构，所述元件结构包括阳极、一层以上的包含发光层的有机层及阴极，进而包括使用了覆盖材料的层，所述覆盖材料用来实现因光学干涉效果而使发光效率提高。

本发明的发光元件优选为顶部发光型的有机电场发光元件。在顶部发光型的有机电场发光元件的情况下，阳极优选为反射来自发光层的光的金属电极、即反射电极。另外，阳极可构成反射电极层与透明电极层的层叠结构。在为反射电极层与透明电极层的层叠结构的情况下，为了控制自发光元件输出的发光波长，也可使反射电极层上的透明电极层的膜厚变化。于在阳极上适当地层叠有机层后，在阴极中使用例如制成薄膜的半透明的银等作为半透明电极，由此可在有机电场发光元件中导入一部分的光反射而在元件内共振的微腔结构。若以所述方式在有机电场发光元件中导入微腔结构，则与有机电场发光元件不具有微腔结构的情况相比，自有机层发出、经过阴极而射出的光的光谱由于共振效果变得更陡峭，且朝向正面的射出强度大大增加。在此种顶部发光型的元件中，若由于微腔效果发光材料的发光光谱尖锐，则可进一步提高发光效率。在将此种发光元件用于显示器的情况下，可有助于色域提高及亮度提高。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物在所述元件结构中可用于任一层，但由于荧光量子产率高且具有薄膜稳定性，因此优选为用于发光层中。

以下列举发光元件的结构的具体例，但本发明的结构并不限定于这些。

(基板)

为了保持发光元件的机械强度，使热变形少，且具有防止水蒸气或氧侵入发光层的阻隔性，优选为在基板上形成发光元件。作为基板，并无特别限定，例如可列举玻璃板、陶瓷板、树脂制膜、树脂薄膜、金属制薄板等。其中，就透明且容易加工的观点而言，可优选地使用玻璃基板，特别是在经过基板输出光的底部发光元件中，优选为具有高透明性的玻璃基板。另外，主要在智能手机等移动设备中增加了可挠性显示器或折叠式显示器，在所述用途中，可优选地使用树脂制膜或使清漆硬化后的树脂薄膜。作为树脂制薄膜，可使用耐热膜，具体而言，可例示聚酰亚胺膜、聚萘二甲酸乙二酯膜等。

另外，也可在基板的表面设置用于驱动有机EL的各种配线、电路以及基于TFT的开关元件。

(阳极)

阳极形成于所述基板上。此处，也可在基板与阳极之间介隔存在有各种配线、电路及开关元件。阳极中所使用的材料只要为可将空穴效率良好地注入至有机层中的材料，则并无特别限定，在底部发光型的元件中优选为透明或半透明电极，在顶部发光型的元件中优选为反射电极。

作为透明或半透明电极的材质，可例示氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化铟锡(IndiumTin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)等导电性金属氧化物；金、银、铝、铬等金属；聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物。其中，在使用金属时，优选为使膜厚变薄，以便可使光半透过。以上中，就透明性与稳定性的观点而言，更优选为氧化铟锡(ITO)。

作为反射电极的材质，以对所有的光无吸收而具有高反射率的材质为宜，具体而言，可例示铝、银、铂等金属。

阳极的形成方法可根据其形成材料采用最优选的方法，可列举溅射法、蒸镀法、喷墨法等。例如，在由金属氧化物形成阳极的情况下可使用溅射法，在由金属形成阳极的情况下可使用蒸镀法。阳极的膜厚并无特别限定，优选为数nm～数百nm。

另外，这些电极材料可单独使用，但也可将多种材料层叠或混合来使用。

(阴极)

阴极夹着有机层而形成于阳极的相反侧的表面，特别是优选为形成于电子传输层或电子注入层表面。阴极中所使用的材料只要为可将电子效率良好地注入至发光层中的材料，则并无特别限定，在底部发光型的元件中优选为反射电极，在顶部发光型的元件中优选为半透明电极。

一般而言，优选为铂、金、银、铜、铁、锡、铝、铟等金属；这些金属与锂、钠、钾、钙、镁等低功函数金属的合金或多层层叠膜；氧化锌、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等导电性金属氧化物等。其中，就电阻值或制膜容易度、膜的稳定性、发光效率等方面而言，优选为以铝、银或镁为主成分。另外，若阴极包含镁与银，则对本发明中的电子传输层及电子注入层的电子注入变得容易，可进行低电压驱动，因此优选。阴极的膜厚并无特别限定，在为反射电极的情况下，优选为50nm～200nm，在半透明电极的情况下，优选为5nm～50nm。

(保护层)

为了保护阴极，优选为在阴极上层叠保护层(覆盖层)。作为构成保护层的材料，并无特别限定，例如可列举：铂、金、银、铜、铁、锡、铝及铟等金属；使用这些金属的合金；二氧化硅、氧化钛、氧化铌、氧化钽、氧化锌、氧化锑、氧化钪、氧化锆、氧化硒、氧化铟、氧化锡、氧化铪、氧化镱、氧化镧、氧化钇、氧化钍、氧化镁、硒化锌、硫化锌、碳化硅、氮化镓及氮化硅等无机物；如氟化锂、氟化钙、氟化钠、氟化铝、氟化镁、氟化钡、氟化镱、氟化钇、氟化镨、氟化钆、氟化镧、氟化钕、氟化铈那样的金属氟化物；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；芳基胺衍生物、咔唑衍生物、苯并咪唑衍生物、三唑衍生物及硼络合物等低分子有机化合物等。其中，在发光元件为自阴极侧输出光的元件结构(顶部发光结构)的情况下，保护层中所使用的材料选自在可见光区域具有透光性的材料中。此时，就提高光输出效率的观点而言，保护层优选为一个以上的高折射率层与一个以上的低折射率层的层叠结构。此处，高折射率层优选为包含选自由芳基胺衍生物、咔唑衍生物、苯并咪唑衍生物、三唑衍生物等低分子有机化合物、以及二氧化硅、氧化钛、氧化铌、氧化钽、氧化锌、氧化锑、氧化钪、氧化锆、氧化硒、氧化铟、氧化锡、氧化铪、氧化镱、氧化镧、氧化钇、氧化钍、氧化镁、硒化锌、硫化锌、碳化硅、氮化镓、氮化硅等无机物所组成的群组中的至少一种材料。另外，低折射率层优选为包含选自由硼络合物、以及如氟化锂、氟化钙、氟化钠、氟化铝、氟化镁、氟化钡、氟化镱、氟化钇、氟化镨、氟化钆、氟化镧、氟化钕、氟化铈那样的金属氟化物所组成的群组中的至少一种材料。

(空穴注入层)

空穴注入层是插入至阳极与空穴传输层之间而使空穴注入容易的层。空穴注入层可为一层，也可将多层层叠。若在空穴传输层与阳极之间存在空穴注入层，则以更低的电压驱动，耐久寿命也提高，不仅如此，进而元件的载子平衡提高，发光效率也提高，因此优选。

作为空穴注入材料的优选的一例，可列举供电子性空穴注入材料(施体材料)。这些材料由于最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)能级比空穴传输层浅，且接近阳极的功函数，因此是可减小与阳极的能量障壁的材料。具体而言，可例示：联苯胺衍生物、4,4',4"-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺(4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine，m-MTDATA)、4,4',4"-三(1-萘基(苯基)氨基)三苯基胺(4,4',4"-tris(1-naphthyl(phenyl)amino)triphenylamine，1-TNATA)等星爆状(starburst)芳基胺等芳香族胺系材料群组；咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、二苯乙烯系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟呤衍生物等杂环化合物；聚合物系中在侧链具有所述单量体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、如聚-3,4-亚乙二氧基噻吩(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene，PEDOT)/聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，PPS)那样的聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑及聚硅烷等。其中，就具有较空穴传输层中使用的化合物更浅的HOMO能级、自阳极向空穴传输层顺利地注入传输空穴的观点而言，可更优选地使用联苯胺衍生物或星爆状芳基胺系材料群组。这些材料可单独使用，也可混合使用两种以上的材料。另外，也可层叠多种材料而作为空穴注入层。

另外，作为空穴注入材料的另一优选的一例，可列举电子接受性空穴注入材料(受体材料)。此处，空穴注入层可由受体材料单独构成，也可将受体材料掺杂至所述施体材料中使用。受体材料是如下材料：在单独使用时在与邻接的空穴传输层之间形成电荷迁移络合物，另外在掺杂至施体材料中使用时在与施体材料之间形成电荷迁移络合物。若使用此种材料，则可获得空穴注入层的导电性提高、以及有助于元件的驱动电压降低、发光效率的提高、耐久寿命提高等效果，因此更优选。作为受体材料，可例示：如氯化铁(III)、氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锑那样的金属氯化物；如氧化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钌那样的金属氧化物；如三(4-溴苯基)六氯锑酸铵(Tris(4-bromophenyl)Aminiumhexachloroantimonate，TBPAH)那样的电荷迁移络合物；如1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯-六甲腈(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile，HAT-CN6)、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane，F4-TCNQ)、氟化铜酞菁、四氰基醌二甲烷衍生物、轴烯(radialene)衍生物那样在分子内具有硝基、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。这些化合物中，金属氧化物或含氰基的化合物由于容易操作，且也容易蒸镀，故可容易地获得所述效果，因此优选，特别优选为1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯-六甲腈(HAT-CN6)或(2E,2'E,2”E)-2,2',2”-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(全氟苯基)-乙腈)、(2E,2'E,2”E)-2,2',2”-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(4-氰基全氟苯基)-乙腈)等轴烯衍生物。在空穴注入层由受体性化合物单独构成的情况、或在空穴注入层中掺杂受体性化合物的情况的任一情况下，空穴注入层可为一层，也可将多个层层叠而构成。

(空穴传输层)

空穴传输层是将自阳极注入的空穴传输至发光层的层。空穴传输层可为一层，也可将多层层叠而构成，任一者均可。

空穴传输层由一种空穴传输材料单独形成或者通过将两种以上的空穴传输材料层叠或混合而形成。另外，空穴传输材料优选为空穴注入效率高且效率良好地传输所注入的空穴。因此，要求空穴传输材料为如下的物质：具有适当的电离电位(ionizationpotential)，而且空穴迁移率大，进而稳定性优异，难以产生成为陷阱的杂质。

作为满足此种条件的物质，并无特别限定，例如可列举：联苯胺衍生物；被称为星爆状芳基胺的芳香族胺系材料群组；咔唑衍生物、吡唑啉衍生物、二苯乙烯系化合物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、苯并噻吩衍生物、二苯并噻吩衍生物、芴衍生物、螺芴衍生物、噁二唑衍生物、酞菁衍生物、卟呤衍生物等杂环化合物；聚合物系中在侧链具有所述单量体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚芴、聚乙烯基咔唑及聚硅烷等。

本发明中的空穴传输层中也包括可效率良好地阻挡电子的迁移的电子阻挡层作为相同含义的电子阻挡层。电子阻挡层设置于空穴传输层与发光层之间。电子阻挡层及空穴传输层可为单独的层，也可层叠多种材料而构成。

(发光层)

发光层是通过因空穴与电子的再结合而产生的激发能量而发光的层。发光层可由单一的材料构成，就颜色纯度的观点而言，优选为具有第一化合物、以及显示出强发光的掺杂剂、即、第二化合物。作为第一化合物，例如可列举承担电荷迁移的主体材料、或者热活化延迟荧光材料作为优选例。

通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物具有特别优异的荧光量子产率且发光光谱的半值宽度窄，可实现高颜色纯度，因此优选为作为发光层的掺杂剂、即、第二化合物使用。第二化合物的掺杂量若过多则会发生浓度淬灭现象，因此相对于发光层整体的重量，优选为使用20重量％以下，更优选为10重量％以下，进而优选为5重量％以下，最优选为2重量％以下。另外，若掺杂浓度过低，则不易发生充分的能量迁移，因此相对于发光层整体的重量，优选为使用0.1重量％以上，更优选为0.5重量％以上。

发光层也可含有第一化合物及第二化合物以外的化合物作为发光材料(主体材料或掺杂剂材料)。将此种化合物称为其他发光材料。

主体材料可为一种化合物，也可混合使用两种以上，另外，也可层叠使用。作为主体材料，并无特别限定，可使用萘、芘、蒽、荧蒽等具有缩合芳基环的化合物或其衍生物；N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺等芳香族胺衍生物；以三(8-羟基喹啉)铝(III)为代表的金属螯合化类咢辛(oxinoid)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，噁二唑衍生物，吡咯并吡啶衍生物，紫环酮衍生物，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，在聚合物系中，可使用聚苯乙炔衍生物、聚对苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等，但并不限定于这些。作为主体材料特别优选的是蒽衍生物或并四苯衍生物。

作为掺杂剂材料，优选为通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物，也可包含其以外的荧光发光材料。作为其他掺杂剂材料，具体而言，可列举：萘、芘、蒽、荧蒽等具有缩合芳基环的化合物或其衍生物；具有杂芳基环的化合物或其衍生物；二苯乙烯基苯衍生物、氨基苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、二苯乙烯衍生物、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、香豆素衍生物、唑衍生物及其金属络合物、以及芳香族胺衍生物等。

另外，作为掺杂剂材料，也可包含磷光发光材料。作为进行磷光发光的掺杂剂，优选为包含选自由铱(Ir)、钌(Ru)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)、及铼(Re)所组成的群组中的至少一种金属的金属络合物化合物，就高效率发光的观点而言，更优选为铱络合物或铂络合物。配体优选为具有苯基吡啶骨架或苯基喹啉骨架或碳烯(carbene)骨架等含氮杂芳基，但并不限定于这些。

其中，就提高颜色纯度的观点而言，掺杂剂材料优选为包含一种通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物。

发光层中除了所述主体材料或掺杂剂材料以外，也可进一步包含用以调整发光层内的载子平衡或用以使发光层的层结构稳定化的第三成分。其中，作为第三成分，优选为选择如在主体材料及掺杂剂材料之间不会发生相互作用的材料。

对使用热活化延迟荧光材料作为第一化合物的情况进行详细说明。热活化延迟荧光材料一般也被称为TADF材料，其为通过减小最低激发单重态状态的能级与最低激发三重态状态的能级的能隙来促进自最低激发三重态状态向最低激发单重态状态的逆系间跨越(inverse intersystem crossing)，并提高单重态激子的生成概率的材料。TADF材料中的最低激发单重态能级与最低激发三重态能级的差(设为ΔEST)优选为0.3eV以下。通过所述TADF机构，可将理论内部效率提高至100％。进而，在自作为第一化合物的热活化延迟荧光材料的单重态激子向第二化合物的单重态激子发生福斯特(Forster)型能量迁移的情况下，观测到来自第二化合物的单重态激子的荧光发光。为了发生此种能量迁移，优选为第一化合物的最低激发单重态能级大于第二化合物的最低激发单重态能级。此处，在第二化合物是具有尖锐的发光光谱的荧光发光材料的情况下，可获得高效率且高颜色纯度的发光元件。如此，若发光层含有热活化延迟荧光材料，则可实现高效率发光，有助于显示器的低消耗电力化。热活化延迟荧光材料可为通过单一的材料来显示出热活化延迟荧光的材料，也可为如形成激发络合物(exciplex)的情况那样通过多种化合物来显示出热活化延迟荧光的材料。

作为热活化延迟荧光性材料，可为单一的化合物，也可混合使用多种化合物，可使用已知的材料。具体而言，例如可列举：苯甲腈衍生物、三嗪衍生物、二亚砜衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、二氢啡嗪衍生物、噻唑衍生物、噁二唑衍生物等。特别是优选为在同一分子内具有供电子性部(施体部)与拉电子性部(受体部)的化合物。

此处，作为供电子性部(施体部)，可列举芳香族氨基或π电子过剩型杂环官能基。具体而言，可例示二芳基氨基、咔唑基、苯并咔唑基、二苯并咔唑基、吲哚并咔唑基、二氢吖啶基、吩噁嗪基及二氢啡嗪基等。另外，作为拉电子性部(受体部)，可列举具有拉电子性基作为取代基的苯基或π电子不足型杂环官能基。具体而言，可例示具有选自羰基、磺酰基、氰基中的拉电子性基作为取代基的苯基或三嗪基。这些官能基可分别经取代也可未经取代。

作为此种热活化延迟荧光性材料，并无特别限定，可列举以下例子。

[化16]

[化17]

[化18]

[化19]

[化20]

[化21]

[化22]

[化23]

[化24]

[化25]

[化26]

[化27]

[化28]

[化29]

另外，在由多种化合物显示出热活化延迟荧光性的情况下，优选为通过电子传输性的材料(受体)与空穴传输性的材料(施体)的组合来形成激发络合物(exciplex)。激发络合物的最低激发单重态状态的能级与最低激发三重态状态的能级的差小，因此容易发生自最低激发三重态状态的能级向最低激发单重态状态的能级的能量迁移，发光效率提高。另外，通过调节电子传输性材料与空穴传输性材料的混合比，可调节激发络合物的发光波长，提高能量迁移的效率。

作为此种电子传输性材料，可列举含有π电子不足型杂芳香环的化合物或金属络合物。具体而言，可例示：双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)、双(8-羟基喹啉)锌(II)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)等金属络合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)1,3,4-噁二唑、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑等具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3'-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶等具有二嗪骨架的杂环化合物；3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶等具有吡啶骨架的杂环化合物。

另一方面，作为空穴传输性材料，可列举含有π电子过剩型杂芳香环的化合物或芳香族胺化合物。具体而言，可例示：4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(简称：TPD)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-螺-9,9'-二芴-2-胺等具有芳香族胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯、4,4'-二(N-咔唑基)联苯(CBP)、3,3'-二(N-咔唑基)联苯(mCBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCN1)、9-([1,1-联苯]-4-基)-9'-([1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9-([1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-9'-(萘-2-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9,9',9”-三苯基-9H,9'H,9”H-3,3':6',3”-三咔唑等具有咔唑骨架的化合物；4,4',4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩等具有噻吩骨架的化合物；4,4',4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃等具有呋喃骨架的化合物。

在第一化合物为热活化延迟荧光性材料的情况下，优选为发光层进一步含有第三化合物，且第三化合物的最低激发单重态能量大于第一化合物的最低激发单重态能量。另外，进而优选为第三化合物的最低激发三重态能量大于第一化合物的最低激发三重态能量。由此，第三化合物可具有将发光材料的能量封闭在发光层内的功能，可效率良好地发光。

作为第三化合物，优选为电荷传输能力高且玻璃化温度高的有机化合物。作为第三化合物，并无特别限定，可列举以下例子。

[化30]

[化31]

[化32]

[化33]

[化34]

[化35]

[化36]

[化37]

[化38]

[化39]

[化40]

另外，第三化合物可由单一材料构成，也可由两种以上的材料构成。在使用两种以上的材料作为第三化合物的情况下，优选为电子传输性的第三化合物与空穴传输性的第三化合物的组合。通过以适当的混合比组合电子传输性的第三化合物与空穴传输性的第三化合物，可调整发光层内的电荷平衡，抑制发光区域的偏移，从而可提高发光元件的可靠性，提高耐久性。另外，也可在电子传输性的第三化合物与空穴传输性的第三化合物之间形成激发络合物。就以上观点而言，优选为分别满足式1～式4的关系式。更优选为满足式1及式2，进而优选为满足式3及式4。另外，进一步更优选为全部满足式1～式4。

S₁(电子传输性的第三化合物)＞S₁(第一化合物) (式1)

S₁(空穴传输性的第三化合物)＞S₁(第一化合物) (式2)

T₁(电子传输性的第三化合物)＞T₁(第一化合物) (式3)

T₁(空穴传输性的第三化合物)＞T₁(第一化合物) (式4)

此处，S₁表示各化合物的最低激发单重态状态的能级，T₁表示各化合物的最低激发三重态状态的能级。

作为电子传输性的第三化合物，可列举含有π电子不足型杂芳香环的化合物等。具体而言，可例示：2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(CO11)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(2mDBTPDBq-II)、2-[3'-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(6mDBTPDBq-II)、2-[3'-(9H-咔唑-9-基)联苯基-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(2mCzBPDBq)等具有喹喔啉骨架或二苯并喹喔啉骨架的杂环化合物；4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(4,6mCzP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架(嘧啶骨架或吡嗪骨架)的杂环化合物；3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(3,5DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(TmPyPB)、3,3',5,5'-四[(间吡啶基)-苯-3-基]联苯(BP4mPy)等具有吡啶骨架的杂环化合物。

另外，作为所述空穴传输性的第三化合物，可列举含有π电子过剩型杂芳香环的化合物等。具体而言，可例示1,3-双(N-咔唑基)苯、4,4'-二(N-咔唑基)联苯(CBP)、3,3'-二(N-咔唑基)联苯(mCBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCN1)、9-([1,1-联苯]-4-基)-9'-([1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9-([1,1':4',1”-三联苯]-4-基)-9'-(萘-2-基)-9H,9'H-3,3'-二咔唑、9,9',9”-三苯基-9H,9'H,9”H-3,3':6',3”-三咔唑等具有咔唑骨架的化合物。

(电子传输层)

电子传输层是自阴极注入电子并传输电子的层。作为电子传输层中所使用的电子传输材料，要求为电子亲和力大、电子迁移率大、稳定性优异、以及不易产生成为陷阱的杂质的物质。另外，低分子量的化合物容易结晶化而使膜质劣化，因此优选为分子量为400以上的化合物。

本发明中的电子传输层中也包括可效率良好地阻挡空穴的迁移的空穴阻挡层作为相同含义的空穴阻挡层。空穴阻挡层设置于发光层与电子传输层之间。空穴阻挡层及电子传输层可由单独的层构成，也可将多种材料层叠构成。

作为电子传输材料，可列举多环芳香族衍生物、苯乙烯基系芳香环衍生物、醌衍生物、氧化磷衍生物、三(8-羟基喹啉)铝(III)等羟喹啉络合物、苯并羟喹啉络合物、羟基唑络合物、次甲基偶氮(azomethine)络合物、托酚酮(tropolone)金属络合物及黄酮醇金属络合物等各种金属络合物。就降低驱动电压、可获得高效率发光而言，优选为使用具有含有电子接受性氮的杂芳基的化合物。此处，所谓电子接受性氮，表示在与邻接原子之间形成有多重键的氮原子。含有电子接受性氮的杂芳基的电子亲和力大，因此容易注入来自阴极的电子，可以更低的电压驱动。另外，对发光层供给的电子变多，再结合概率变高，因此发光效率提高。作为具有含有电子接受性氮的杂芳基结构的化合物，例如可列举吡啶衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、喹唑啉衍生物、萘啶衍生物、苯并喹啉衍生物、菲咯啉衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、三唑衍生物、噁二唑衍生物、噻二唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、菲并咪唑衍生物及联吡啶或三联吡啶等寡聚吡啶衍生物等作为优选的化合物。其中，就电子传输能力的观点而言，可优选地使用三(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-噁二唑基]亚苯等噁二唑衍生物；N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等三唑衍生物；2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(bathocuproin)或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"-联吡啶基))-1,1-二甲基-3,4-二苯基硅罗等联吡啶衍生物；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)苯基膦氧化物等萘啶衍生物及三嗪衍生物。

另外，若这些衍生物具有缩合多环芳香族骨架，则玻璃化温度提高，且电子迁移率变大，可实现低电压化，因此更优选。作为此种缩合多环芳香族骨架，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。

电子传输材料可单独使用，也可将两种以上混合使用。另外，电子传输层也可含有施体性材料。此处，所谓施体性材料，是指通过改善电子注入障壁而使自阴极或电子注入层向电子传输层的电子注入变容易，进而提高电子传输层的导电性的化合物。

作为施体性材料的优选例，可列举：Li等碱金属、LiF等含有碱金属的无机盐、喹啉醇锂等碱金属与有机物的络合物、碱土金属、含有碱土金属的无机盐、碱土金属与有机物的络合物、Eu或Yb等稀土金属、含有稀土金属的无机盐、稀土金属与有机物的络合物等。作为施体性材料，特别优选为金属锂、稀土金属、喹啉醇锂(Liq)。

(电子注入层)

本发明中，也可在阴极与电子传输层之间设置电子注入层。一般电子注入层是出于帮助电子自阴极向电子传输层的注入的目的而形成，包含：具有含有电子接受性氮的杂芳基环结构的化合物、或所述施体性材料。优选为后述的通式(30)所表示的菲咯啉衍生物。

另外，电子注入层也可使用绝缘体或半导体的无机物。通过使用这些材料，可防止发光元件的短路，且可提高电子注入性，因此优选。

作为此种绝缘体，优选为使用选自由碱金属硫属化物、碱土金属硫属化物、碱金属的卤化物以及碱土金属的卤化物所组成的群组中的至少一种金属化合物。

(电荷产生层)

本发明中的电荷产生层可由一层形成，也可层叠多层而形成。另外，一般将容易产生电子作为电荷的电荷产生层称为n型电荷产生层，将容易产生空穴的电荷产生层称为p型电荷产生层。电荷产生层优选为包含两层。具体而言，优选为用作包含n型电荷产生层及p型电荷产生层的pn接合电荷产生层。所述pn接合电荷产生层通过在发光元件中施加电压而产生电荷，或者将电荷分离为空穴及电子，将这些空穴及电子经由空穴传输层及电子传输层注入发光层。具体而言，在层叠有多个发光层的发光元件中，作为中间层发挥功能。n型电荷产生层向存在于阳极侧的第一发光层供给电子，p型电荷产生层向存在于阴极侧的第二发光层供给空穴。因此，可改善层叠有多个发光层的发光元件的发光效率，可降低驱动电压，也提高元件的耐久性。

所述n型电荷产生层包含n型掺杂剂及主体，这些可使用现有的材料。主体与n型掺杂剂的比率优选为主体/n型掺杂剂＝99.5/0.5～50/50的范围，进而优选为99/1～90/10的范围。作为n型掺杂剂，可优选地使用所述施体性材料，具体而言，可使用碱金属、碱土金属或稀土金属。其中，优选为碱金属或其盐、或者稀土金属，进而优选为金属锂、氟化锂(LiF)、喹啉醇锂(Liq)或金属镱。另外，作为主体，可优选地使用所述电子传输层中所使用的电子传输材料，其中，优选为使用三嗪衍生物、菲咯啉衍生物及寡聚吡啶衍生物，进而优选为通式(30)所表示的菲咯啉衍生物。

[化41]

Ar⁵为经两个菲咯啉基取代的芳基。取代位置为任意位置。所述芳基也可在其他位置具有其他取代基。作为所述芳基，就合成容易性、升华性的观点而言，优选为选自苯基、萘基、菲基、芘基及芴基中。

R⁷¹～R⁷⁷分别可相同也可不同，且选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基中。特别是就化合物的稳定性及电荷迁移容易性的观点而言，优选为选自氢原子、烷基、芳基、杂芳基中。

作为通式(30)所表示的菲咯啉衍生物，可例示下述物质。

[化42]

所述p型电荷产生层包含p型掺杂剂及主体，这些可使用现有的材料。例如，作为p型掺杂剂，可优选地使用所述空穴注入层中使用的受体性化合物。具体而言，可使用1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯-六甲腈(HAT-CN6)、四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)、四氰基醌二甲烷衍生物、轴烯衍生物、碘、FeCl₃、FeF₃及SbCl₅等。特别优选为1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯-六甲腈(HAT-CN6)或(2E,2'E,2”E)-2,2',2”-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(全氟苯基)-乙腈)、(2E,2'E,2”E)-2,2',2”-(环丙烷-1,2,3-三亚基)三(2-(4-氰基全氟苯基)-乙腈)等轴烯衍生物。所述受体性化合物可单独形成薄膜。所述情况下，受体性化合物的薄膜更优选为膜厚10nm以下。作为主体，优选为芳基胺衍生物。

(发光元件的形成方法)

作为构成发光元件的所述各层的形成方法，可为干式工艺或湿式工艺中的任一种，可使用电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅射、分子层叠法、涂布法、喷墨法、印刷法等。虽无特别限定，但通常就元件特性的方面而言，优选为电阻加热蒸镀。

有机层的厚度取决于发光物质的电阻值，因此无法限定，但优选为1nm～1000nm。发光层、电子传输层及空穴传输层的膜厚分别优选为1nm以上且200nm以下，进而优选为5nm以上且100nm以下。

(发光元件的特性)

本发明的实施方式的发光元件具有可将电能转换为光的功能。此处，作为电能，主要使用直流电流，但也可使用脉冲电流或交流电流。电流值及电压值并无特别限制，根据元件的目的而要求的特性值不同，就元件的消耗电力或寿命的观点而言，优选为以低电压获得高亮度。

本发明的实施方式的发光元件优选为通过通电而呈现峰值波长为580nm以上且750nm以下的红色发光。就扩大色域、提高颜色再现性的观点而言，峰值波长优选为600nm以上且650nm以下的区域，更优选为600nm以上且640nm以下的区域。

另外，就提高颜色纯度的观点而言，本发明的实施方式的发光元件优选为通电引起的发光光谱的半值宽度为60nm以下，更优选为50nm以下，进而优选为45nm以下。

本发明的发光元件由于发光光谱的半值宽度窄，因此如上所述，更优选为用于顶部发光型的发光元件。顶部发光型发光元件通过微腔所带来的共振效果，半值宽度越窄，发光效率越高。因此，可使高颜色纯度与高发光效率并存。

(发光元件的用途)

本发明的发光元件例如可优选地用作以矩阵和/或分段(segment)方式显示的显示器等显示装置。

本发明的实施方式的发光元件也可优选地用作各种设备等的背光。背光主要是出于提高自身不发光的显示器等显示装置的视认性的目的而使用，可用于液晶显示器、时钟、音频装置、汽车面板、显示板及标识等显示装置中。特别是本发明的发光元件可优选地用于液晶显示器中正在研究薄型化的个人计算机用途的背光中，可提供较之前更为薄型且轻量的背光。

本发明的发光元件也可优选地用作照明装置。本发明的实施方式的发光元件可使高发光效率与高颜色纯度并存，进而，可实现薄型化及轻量化，因此可实现兼具低消耗电力、鲜明的发光色、高设计性的照明装置。

实施例

以下，列举实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些例子限定。

合成例1

化合物D-1的合成方法

将吡咯(20-1)2.5g与2,4,6-三甲基苯甲醛0.64g溶解于二氯甲烷50ml中，向其中加入10滴三氟乙酸，在氮气流下在25℃下搅拌24小时。在加入水后，分离有机层，且在利用饱和食盐水50ml清洗后，添加硫酸镁，进行过滤。使用蒸发器自滤液中去除溶媒，获得作为残留物的吡咯亚甲基体(20-2)。

将所得的吡咯亚甲基体(20-2)溶解于1,2-二氯乙烷50ml中，加入二氯二氰基苯醌(Dichloro Dicyano Benzoquinone，DDQ)1.0g，在氮气流下在室温下搅拌2小时。接着，加入二异丙基乙胺5ml与三氟化硼二乙醚络合物3.5ml，在80℃下搅拌1小时。在将反应液冷却至室温后，注入水50ml，利用乙酸乙酯50ml进行萃取。在将有机层利用水50ml清洗后，添加硫酸镁，进行过滤。使用蒸发器自滤液中去除溶媒，接着通过硅胶管柱色谱法(庚烷/甲苯＝1/2)对残留物进行精制。进而向浓缩的精制物中加入甲醇50ml，在60℃下加热搅拌10分钟后放冷，过滤所析出的固体并进行真空干燥，获得红紫色粉末1.7g。通过高效液相色谱仪奈拉(Nexera)X2/四极型质谱仪LCMS-2020(岛津制作所制造，以下相同)分析所得的粉末，确认红紫色粉末为作为吡咯亚甲基金属络合物的化合物D-1。

化合物D-1：MS(m/z)分子量：754

化合物D-1在溶液中的发光特性以如下方式测定。首先，将化合物D-1溶于甲苯中，制备1.0×10^-5mol/L稀溶液。其次，将所述稀溶液注入至1cm见方石英玻璃槽中。接着，将装有所述稀溶液的槽设置于各装置的规定部位，进行发光特性评价。具体而言，使用分光光度计U-3010(日立高新技术(Hitachi High-tech Science)制造)测定波长300nm～800nm的范围的光的吸收光谱，使用荧光磷光分光光度计弗洛麦(FluoroMax-4P)(堀场制作所制造)测定激发光450nm下的发光光谱，使用荧光量子产率测定装置C11347-01(滨松光子(Hamamatsu Photonics)(股)制造)测定激发光540nm下的荧光量子产率。

吸收光谱(溶媒：甲苯)：λmax为572nm

发光光谱(溶媒：甲苯)：λmax为606nm、半值宽度为36nm

荧光量子产率(溶媒：甲苯，激发光：540nm)：95％

为了进一步提高纯度，利用以下方法进行升华精制。在玻璃管中设置装入有化合物D-1的金属容器，在使用油扩散泵减压至1×10^-3Pa的状态下，在270℃下加热后升华。回收附着在玻璃管壁的固体，通过液相色谱质谱法(Liquid Chromatography-MassSpectrometry，LC-MS)分析确认纯度为99％。

[化43]

合成例2

化合物D-2的合成方法

将吡咯(21-1)1.3g、2,4,6-三甲基苯甲酰氯0.71g与邻二甲苯70ml的混合溶液在氮气流下在130℃下加热搅拌5小时。在冷却至室温后添加甲醇，在过滤所析出的固体后，进行真空干燥，获得酮吡咯(21-2)1.8g。

其次，将酮吡咯(21-2)1.8g、吡咯(21-3)1.1g、三氟甲烷磺酸酐0.83g与甲苯30ml的混合溶液在氮气流下在110℃下加热搅拌6小时。在冷却至室温后，注入水50ml，利用乙酸乙酯50ml进行萃取。在将有机层利用水50ml清洗后，添加硫酸镁，进行过滤。使用蒸发器自滤液中去除溶媒，获得作为残留物的吡咯亚甲基体(21-4)。

接着，在氮气流下，在所得的吡咯亚甲基体与甲苯60ml的混合溶液中加入二异丙基乙胺5ml与三氟化硼二乙醚络合物3.5ml，在80℃下搅拌1小时。接着，注入水50ml，利用乙酸乙酯50ml萃取。在将有机层利用水50ml清洗后，添加硫酸镁，进行过滤。使用蒸发器自滤液中去除溶媒，接着通过硅胶管柱色谱法(庚烷/甲苯＝1/2)对残留物进行精制。进而向浓缩的精制物中加入甲醇50ml，在60℃下加热搅拌10分钟后放冷，过滤所析出的固体并进行真空干燥，获得红紫色粉末1.6g。通过LC-MS分析所得的粉末，确认红紫色粉末为作为吡咯亚甲基金属络合物的化合物D-2。

化合物D-2：MS(m/z)分子量：813

与化合物D-1的方法同样地测定化合物D-2在溶液中的发光特性。

吸收光谱(溶媒：甲苯)：λmax为584nm

发光光谱(溶媒：甲苯)：λmax为619nm、半值宽度为38nm

荧光量子产率(溶媒：甲苯，激发光：540nm)：95％

为了进一步进行精制，利用与化合物D-1同样的方法进行升华精制，通过LC-MS分析确认纯度为99％。

[化44]

下述实施例及比较例中使用的吡咯亚甲基金属络合物是以下所示的化合物。另外，这些吡咯亚甲基金属络合物化合物在甲苯溶液中的分子量、发光特性如表1所示。

[化45]

[化46]

[表1]

实施例1

(掺杂薄膜的荧光量子产率测定)

利用“塞米高克林(Semico clean)56”(商品名，古内化学(股)制造)对石英玻璃板(10mm×10mm)进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗，并进行干燥。在即将制作元件之前对所述玻璃板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10^-4Pa以下为止。通过电阻加热法，以掺杂浓度成为1重量％的方式将作为主体材料的mCBP、另外作为掺杂剂材料的化合物D-1蒸镀为500nm的厚度，获得1重量％掺杂薄膜。通过同样的方法，获得2重量％掺杂薄膜与4重量％掺杂薄膜。

1重量％掺杂薄膜的发光光谱是针对所制作的1重量％掺杂薄膜，使用荧光磷光分光光度计弗洛麦(FluoroMax-4P)(堀场制作所制造)，以激发光450nm求出。

发光峰值波长：λmax为612nm、半值宽度为43nm

另外，关于1重量％、2重量％及4重量％的各掺杂薄膜，使用荧光量子产率测定装置C11347-01(滨松光子(Hamamatsu Photonics)(股)制造)，求出激发光540nm下的荧光量子产率。另外，将掺杂浓度为1％时的荧光量子产率设为1时的各掺杂浓度下的荧光量子产率的比率作为QY比，通过下式求出。

QY比＝(掺杂浓度×重量％的薄膜的荧光量子产率)/(掺杂浓度1重量％的薄膜的荧光量子产率)

[x＝1、2或4]

结果如下所示。

掺杂浓度为1重量％；荧光量子产率为78％、QY比＝1

掺杂浓度为2重量％；荧光量子产率为77％、QY比＝0.99

掺杂浓度为4重量％；荧光量子产率为70％、QY比＝0.90

实施例2～实施例20、比较例1～比较例2

除了使用表2中记载的化合物代替化合物D-1来作为掺杂剂材料以外，与实施例1同样地求出掺杂薄膜的发光光谱、荧光量子产率及QY比。结果如表2所示。

根据表2可知，实施例1～20与比较例1～2相比，掺杂薄膜的荧光量子产率均高。另外，可知实施例1～20与比较例1～2相比，QY比均大，掺杂浓度增加引起的荧光量子产率的降低小，即掺杂浓度依赖性变小。

实施例21

(荧光发光元件评价)

将堆积有165nm的ITO透明导电膜的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/□，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。利用“塞米高克林(Semico clean)56”(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗，并进行干燥。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10^-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀5nm的HAT-CN6作为空穴注入层，且蒸镀50nm的HT-1作为空穴传输层。其次，将作为主体材料的H-1、另外作为掺杂剂材料的化合物D-1以掺杂浓度成为1.0重量％的方式，蒸镀为20nm的厚度来作为发光层。进而，使用ET-1，且使用2E-1作为施体性材料，以ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1的方式，层叠为35nm的厚度来作为电子传输层。其次，在蒸镀0.5nm的2E-1作为电子注入层后，将镁与银共蒸镀1000nm而制成阴极，制作5mm×5mm见方的元件。

使所述发光元件以1000cd/m²发光时的发光特性是发光峰值波长为613nm、半值宽度为43nm、外部量子效率为6.8％。另外，耐久性是以使初始亮度成为1000cd/m²的电流连续通电，在成为初始亮度的90％的亮度的时间(以下，设为LT90)内进行评价。其结果，所述发光元件的LT90为284小时。再者，HAT-CN6、HT-1、H-1、ET-1、2E-1为下述所示的化合物。

[化47]

实施例22～40、比较例3～4

除了使用表3中记载的化合物作为掺杂剂材料以外，与实施例21同样地制作发光元件，并进行评价。结果如表3所示。

[表3]

根据表3可知，实施例21～40与比较例3～4相比，外部量子效率均高。

实施例41

(热活化延迟荧光发光元件)

将堆积有165nm的ITO透明导电膜的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/□，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。利用“塞米高克林(Semico clean)56”(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10^-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀10nm的HAT-CN6作为空穴注入层，蒸镀180nm的HT-1作为空穴传输层。其次，以重量比计成为80：1：19的方式将主体材料H-2、化合物D-1、及作为TADF材料的化合物H-3蒸镀为40nm的厚度来作为发光层。进而，电子传输材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作为施体性材料，以化合物ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1的方式层叠为35nm的厚度来作为电子传输层。其次，在蒸镀0.5nm的2E-1作为电子注入层后，将镁与银共蒸镀1000nm而制成阴极，制作5mm×5mm见方的元件。

使所述发光元件以1000cd/m²发光时的发光特性是发光峰值波长为613nm、半值宽度为43nm、外部量子效率为16.4％。再者，H-2～H-6的结构为下述所示。

[化48]

实施例42～47、比较例5～6

除了使用表4中记载的化合物作为掺杂剂材料以外，与实施例41同样地制作发光元件，并进行评价。结果如表4所示。

实施例48

除了以重量比计成为74：1：25的方式将主体材料H-4、化合物D-4与TADF材料H-5蒸镀为40nm的厚度来作为发光层以外，与实施例41同样地制作发光元件，并进行评价。结果如表4所示。

实施例49

除了以重量比计成为74：1：25的方式将主体材料H-4、化合物D-4与TADF材料H-6蒸镀为40nm的厚度来作为发光层以外，与实施例41同样地制作发光元件，并进行评价。结果如表4所示。

[表4]

参照表4可知，实施例41～49及比较例5～6由于在发光层中使用TADF材料，因此与实施例21～40及比较例3～4相比，外部量子效率大幅提高。这些中，实施例41～49与比较例5～6相比，均可获得高效率的发光。

实施例50

(使用了两种主体材料的TADF底部发光型发光元件评价)

将堆积有165nm的ITO透明导电膜的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/□，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。利用“塞米高克林(Semico clean)56”(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10^-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀10nm的HAT-CN6作为空穴注入层，接着蒸镀180nm的HT-1作为空穴传输层。其次，以重量比计成为40：40：1：19的方式将第一主体材料H-2(空穴传输性的第三化合物)、第二主体材料H-7(电子传输性的第三化合物)、化合物D-1(第二化合物)、及作为TADF材料的化合物H-3(第一化合物)蒸镀为40nm的厚度来作为发光层。进而，电子传输材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作为施体性材料，以化合物ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1的方式层叠为35nm的厚度来作为电子传输层。其次，在蒸镀0.5nm的2E-1作为电子注入层后，将镁与银共蒸镀1000nm而制成阴极，制作5mm×5mm见方的底部发光型发光元件。

使所述发光元件以1000cd/m²发光时的发光特性是发光峰值波长为613nm、半值宽度为43nm、外部量子效率为16.5％，LT90为312小时。确认到了与使用一种主体材料的实施例41相比发光峰值波长、半值宽度、外部量子效率相同，LT90变大了约1.5倍，耐久性提高。再者，H-7为下述所示的化合物。

[化49]

另外，H-2、H-7的最低激发单重态能级：S₁及最低激发三重态能级：T₁如下所述。

S₁(H-2)：3.4eV

T₁(H-2)：2.6eV

S₁(H-7)：3.9eV

T₁(H-7)：2.8eV

实施例51

(串联型荧光发光元件评价)

将堆积有165nm的ITO透明导电膜的玻璃基板(吉奥马(Geomatec)(股)制造，11Ω/□，溅射品)切断成38mm×46mm，进行蚀刻。利用“塞米高克林(Semico clean)56”(商品名，古内化学(股)制造)对所得的基板进行15分钟超声波清洗后，利用超纯水进行清洗。在即将制作元件之前对所述基板进行1小时UV-臭氧处理，设置于真空蒸镀装置内，进行排气直至装置内的真空度成为5×10^-4Pa以下为止。首先，通过电阻加热法蒸镀5nm的HAT-CN6作为空穴注入层，接着蒸镀50nm的HT-1作为空穴传输层。其次，将作为主体材料的H-1(第一化合物)、另外作为掺杂剂材料的化合物D-1(第二化合物)以掺杂浓度成为1.0重量％的方式，蒸镀为20nm的厚度来作为发光层。进而，电子传输材料使用化合物ET-1，且使用2E-1作为施体性材料，以化合物ET-1与2E-1的蒸镀速度比成为1：1的方式层叠为35nm的厚度来作为电子传输层。接着，n型主体使用化合物ET-2，n型掺杂剂使用金属锂，以化合物ET-2与金属锂的蒸镀速度比成为99：1的方式层叠10nm作为n型电荷产生层。进而，层叠10nm的HAT-CN6作为p型电荷产生层。在其上与所述同样地依次蒸镀50nm的HT-1作为空穴传输层、20nm的在主体材料H-1中掺杂有1.0重量％的化合物D-1的薄膜作为发光层、35nm的ET-1与2E-1的比率成为1:1的薄膜作为电子传输层。其次，在蒸镀0.5nm的2E-1作为电子注入层后，将镁与银共蒸镀1000nm而制成阴极，制作5mm×5mm见方的串联型荧光发光元件。

使所述发光元件以1000cd/m²发光时的发光特性是发光峰值波长为613nm、半值宽度为43nm、外部量子效率为13.4％，LT90为561小时。确认到了与发光层仅一层的实施例21相比，外部量子效率与LT90均变大了约两倍，发光效率与耐久性提高。再者，ET-2为下述所示的化合物。

[化50]

如上所述，显示出通过本发明，可制作外部量子效率高的发光元件。由此，显示出在显示器等显示装置或照明装置的制造中，可提高发光效率。

Claims

1.一种发光元件材料，包含下述通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物：

X¹及X²分别可相同也可不同，且选自由烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、羟基、硫醇基、烷氧基、环烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂芳基、卤素及氰基所组成的群组中；这些官能基可进一步具有取代基；

Ar¹～Ar⁴分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基；这些芳基及杂芳基可为单环也可为稠环；其中，在Ar¹及Ar²中的一者或两者为单环的情况下，所述单环具有一个以上的二级烷基、一个以上的三级烷基、一个以上的芳基或一个以上的杂芳基作为取代基，或者具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基；

R¹及R²分别可相同也可不同，是经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基；

R³～R⁵分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基、硅烷基及与邻接基之间的环结构所组成的群组中；这些官能基可进一步具有取代基；

R⁶及R⁷分别可相同也可不同，且选自由氢原子、烷基、环烷基、杂环基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、羟基、硫醇基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、卤素、氰基、醛基、酰基、羧基、酯基、酰胺基、磺酰基、磺酸酯基、磺酰胺基、氨基、硝基及硅烷基所组成的群组中；其中，R⁶也可为通过在与Ar⁴之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构，R⁷也可为通过在与Ar³之间一个或两个原子进行共价键结而形成的交联结构；这些官能基可进一步具有取代基。

2.根据权利要求1所述的发光元件材料，其中R⁶及R⁷中的至少一者为氢原子、或者经取代或未经取代的烷基。

3.根据权利要求1所述的发光元件材料，其中通式(1)所表示的吡咯亚甲基硼络合物为通式(3)～通式(5)中的任一者所表示的吡咯亚甲基硼络合物：

X¹及X²、Ar¹～Ar⁴以及R¹～R⁷与通式(1)中者相同；Y¹及Y²是包含一个原子或串联排列的两个原子的交联结构，所述原子选自由经取代或未经取代的碳原子、经取代或未经取代的硅原子、经取代或未经取代的氮原子、经取代或未经取代的磷原子、氧原子及硫原子所组成的群组中；在所述交联结构包含串联排列的两个原子的情况下，所述两个原子可利用双键连结。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光元件材料，其中Ar¹及Ar²选自由具有一个以上的三级烷基作为取代基的苯基、具有一个以上的芳基作为取代基的苯基、具有一个以上的杂芳基作为取代基的苯基、具有合计两个以上的甲基与一级烷基作为取代基且这些中的至少一个相对于与吡咯环的键结部位在2位经取代的苯基、以及缩合环式芳香族烃基所组成的群组中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光元件材料，其中R¹及R²是经取代或未经取代的烷基。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的发光元件材料，其中R¹及R²中的至少一者是经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光元件材料，其中X¹及X²为氟原子。

8.一种发光元件，在阳极与阴极之间存在发光层且所述发光层通过电能发光，并且在所述发光层中含有如权利要求1至7中任一项所述的发光元件材料。

9.根据权利要求8所述的发光元件，其中所述发光层具有选自主体材料及热活化延迟荧光材料中的第一化合物与作为掺杂剂的第二化合物，第二化合物为根据权利要求1至7中任一项所述的发光元件材料。

10.根据权利要求8或9所述的发光元件，其中所述第一化合物为热活化延迟荧光材料。

11.根据权利要求10所述的发光元件，其中所述发光层进一步包含第三化合物，所述第三化合物的最低激发单重态能量大于所述第一化合物的最低激发单重态能量。

12.根据权利要求11所述的发光元件，其中所述第三化合物包含两种以上的材料。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的发光元件，其中在阳极与阴极之间具有至少两个以上的发光层，在两个以上的发光层之间具有至少一层以上的电荷产生层。

14.根据权利要求13所述的发光元件，其中在所述电荷产生层中含有通式(30)所表示的菲咯啉衍生物：

Ar⁵为经两个菲咯啉基取代的芳基；

R⁷¹～R⁷⁷分别可相同也可不同，且选自氢原子、烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基中。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的发光元件，其中所述发光元件为顶部发光型有机电场发光元件。

16.一种显示装置，包含如权利要求7至15中任一项所述的发光元件。

17.一种照明装置，包含如权利要求7至15中任一项所述的发光元件。