JP2004111193A - Organic electroluminescence element and display device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescence element having high luminance, excellent quantum yield and long half-life period, and to provide a display device using the organic electroluminescence element. <P>SOLUTION: The organic electroluminescence element contains compound which has partial substructure expressed with generalized formula (1) or tautomer of the compound. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００４３】
一般式（１）において、Ｘ_２およびＸ_３で表される原子は特に制限はないが、好ましくは炭素原子または窒素原子であり、更に該原子は任意の置換基で置換されていてもよい。
【００４４】
上記の任意の置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基、ハロゲン原子、アルコキシル基、シクロアルコキシル基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アミド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。
【００４５】
また、Ｘ_２とＸ_３とで互いに縮合して環を形成してもよく、更に、Ｘ_２はＺ１１で形成される環と縮合してもよく、Ｘ_３はＺ１２で形成される環と縮合してもよい。尚、形成される環は任意の位置に任意の数の置換基を有していてもよく、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。
【００４６】
一般式（１）において、Ｍで表される金属としては、周期表３族〜１１属までの遷移金属元素が好ましく、中でも、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｙ等の遷移金属元素が好ましく用いられるた、特に好ましく用いられるのは、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔである。
【００４７】
《一般式（２）で表される部分構造を有する化合物、その互辺異性体》
一般式（２）で表される部分構造を有する化合物、その互辺異性体について詳細に説明する。
【００４８】
一般式（２）において、Ｘ_１、Ｘ_４，Ｍ、Ｚ１１、Ｚ１２は、前記一般式（１）に記載と同義である。
【００４９】
一般式（２）において、Ｚ１３で形成される芳香族環は、前記一般式（１）のＺ１１、Ｚ１２で形成される芳香族環と同義である。
【００５０】
一般式（２）において、Ｚ１３で形成される非芳香族環は、前記一般式（１）のＺ１１、Ｚ１２で形成される非芳香族環と同義である。
【００５１】
尚、Ｚ１３で形成される芳香族環、非芳香族環は、ともに任意の位置に任意の数の置換基を有していてもよく、それらが互いに縮合してさらに環を形成してもよい。また、上記の任意の置換基は、前記一般式（１）に記載の任意の置換基と同義である。
【００５２】
《一般式（３）で表される部分構造を有する化合物、その互辺異性体》
次に、一般式（３）について説明する。
【００５３】
一般式（３）において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、各々表される置換基としては、上記一般式（１）における、任意の置換基と同義である。
【００５４】
ここで、任意の置換基について、具体的に説明する。
任意の置換基の具体例としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、（ｔ）ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基等）、アルキニル基（例えば、プロパルギル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、複素環基（例えば、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、フリル基、ピロリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、セレナゾリル基、スルホラニル基、ピペリジニル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基等）、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコキシル基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）、シクロアルコキシル基（例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等）、アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基（例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基等）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基等）、アシル基（例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等）、カルバモイル基（例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基等）、スルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基等）、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等）、アミノ基（例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基等）、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。
【００５５】
尚、これらの基は、更に上記の置換基によって置換されていてもよいし、また、それらが互いに縮合して更に環を形成してもよい。
【００５６】
《一般式（４）で表される部分構造を有する化合物、その互辺異性体》
次に、一般式（４）について説明する。
【００５７】
一般式（４）において、Ｒ_１、Ｒ_３で各々表される置換基は、前記一般式（３）においてＲ_１、Ｒ_３で各々表される置換基と同義である。
【００５８】
一般式（４）において、Ｚ１４で形成される芳香族環、非芳香族環は、各々、前記一般式（２）における、Ｚ１３で形成される芳香族環、非芳香族と同義である。
【００５９】
一般式（４）において、Ｚ１５で形成される芳香族環、非芳香族環は、各々、前記一般式（２）における、Ｚ１３で形成される芳香族環、非芳香族と同義である。
【００６０】
一般式（４）において、Ｍで表される金属は、前記一般式（１）におけるＭと同義である。
【００６１】
以下に、前記一般式（１）〜（４）で各々表される部分構造を有する化合物の具体例を例示化合物１〜４６として示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６２】
【化６】

【００６３】
【化７】

【００６４】
【化８】

【００６５】
【化９】

【００６６】
【化１０】

【００６７】
【化１１】

【００６８】
前記一般式（１）〜（４）で表される各々の部分構造を有する化合物は、中心金属Ｍと配位子とからなる、いわゆる金属錯体であるが、前記金属錯体の配位子の部分は、例えば、Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｅｔｔｅｒ誌、ｖｏｌ３、Ｎｏ．１６、ｐ２５７９〜２５８１（２００１）等を参考にして容易に合成することが出来、また、前記配位子と中心金属Ｍ（金属イオンでもよい）との金属錯体は、前記の参考文献に記載の方法を適用することにより合成できる。
【００６９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子とは、該素子を構成する少なくとも一つの層に前記一般式（１）〜（５）で表される群から選択される、少なくとも一つを有する化合物を含有することが、本発明に記載の効果を得るための必須要件であるが、好ましくは、上記の化合物が発光層に含有されることである。
【００７０】
本発明に係る前記一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する化合物を、後述するドーパントとして用いる場合には、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成するいずれか１層中での含有量としては、３０質量％以下であることが好ましく、更に好ましくは、０．１質量％〜２０質量％であり、特に好ましくは、０．１質量％〜１５質量％である。
【００７１】
一方、本発明に関わる前記一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する化合物を後述するホスト化合物として単独で用いてもよいし、また、別途、ドーパントと併用してもよい。
【００７２】
《有機ＥＬ素子の構成層》
本発明の有機ＥＬ素子の構成層について説明する。
【００７３】
本発明において、有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００７４】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【００７５】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、注入層、正孔輸送層、電子輸送層等について説明する。
【００７６】
《注入層》：電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【００７７】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日　エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【００７８】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【００７９】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００８０】
上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００８１】
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日　エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【００８２】
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００８３】
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００８４】
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
【００８５】
正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
本発明の有機ＥＬ素子においては、発光層のホスト、発光層に隣接する正孔輸送層、発光層に隣接する電子輸送層すべての材料の蛍光極大波長が４１５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８６】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【００８７】
発光層に使用される材料（以下、発光材料という）は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。このような発光材料は、主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｎｔｈ．，１２５巻，１７〜２５頁に記載の化合物等を用いることができる。
【００８８】
発光材料は、発光性能の他に、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていても良く、正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。
【００８９】
発光材料は、ｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【００９０】
この発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。本発明の有機ＥＬ素子の好ましい態様は、発光層が二種以上の材料からなり、その内の一種が本発明の化合物であるときである。
【００９１】
また、この発光層は、特開昭５７−５１７８１号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については、特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲である。
【００９２】
発光層の材料が２種以上であるとき、主成分をホスト、その他の成分をドーパントといい、本発明に係る、前記一般式（１）〜（４）で表される各部分構造を有する各々の化合物は、後述するドーパントとして用いられることが好ましい。
【００９３】
その場合、主成分であるホスト化合物に対するドーパントの混合比は好ましくは質量で０．１質量％〜１５質量％未満である。
【００９４】
（ホスト化合物）
「ホスト化合物（単にホストともいう）」とは、２種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比（質量）の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物（単に、ドーパントともいう）」という。例えば、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂという２種で構成し、その混合比がＡ：Ｂ＝１０：９０であれば化合物Ａがドーパント化合物であり、化合物Ｂがホスト化合物である。更に、発光層を化合物Ａ、化合物Ｂ、化合物Ｃの３種から構成し、その混合比がＡ：Ｂ：Ｃ＝５：１０：８５であれば、化合物Ａ、化合物Ｂがドーパント化合物であり、化合物Ｃがホスト化合物である。
【００９５】
発光層のホスト化合物は、有機化合物または錯体であることが好ましく、本発明においては、好ましくは蛍光極大波長が４１５ｎｍ以下である。ホスト化合物の極大波長を４１５ｎｍ以下にすることにより可視光、特にＢＧＲ発光が可能となる。
【００９６】
つまり蛍光極大波長を４１５ｎｍ以下にすることにより、通常のπ共役蛍光もしくは燐光材料において、π−π吸収を４２０ｎｍ以下に有するエネルギー移動型のドーパント発光が可能である。また４１５ｎｍ以下の蛍光を有することから非常にワイドエネルギーギャップ（イオン化ポテンシャル−電子親和力、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ）であるので、キャリアトラップ型にも有利に働く。
【００９７】
このようなホスト化合物としては、有機ＥＬ素子に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができ、また後述の正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが発光層ホスト化合物としても使用できる。
【００９８】
ポリビニルカルバゾールやポリフルオレンのような高分子材料でもよく、さらに前記ホスト化合物を高分子鎖に導入した、または前記ホスト化合物を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
【００９９】
ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【０１００】
（ドーパント）
次にドーパントについて述べる。
【０１０１】
原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをドーパントに移動させることでドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはドーパントがキャリアトラップとなり、ドーパント化合物上でキャリアの再結合が起こりドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、ドーパント化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１０２】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１０３】
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１０４】
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えばトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１０５】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１０６】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４’，４’’−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１０７】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１０８】
また、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１０９】
また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、正孔輸送材料は、正孔輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１１０】
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１１１】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
【０１１２】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。
【０１１３】
さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１１４】
この電子輸送層に用いられる材料（以下、電子輸送材料という）の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１１５】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１１６】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１１７】
電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、４１５ｎｍ以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、電子輸送層に用いられる化合物は、電子輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１１８】
《基体（基板、基材、支持体等ともいう）》
本発明の有機ＥＬ素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１１９】
樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。
【０１２０】
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。
【０１２１】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は１％以上であることが好ましく、より好ましくは２％以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％）＝有機ＥＬ素子外部に発光した光子数／有機ＥＬ素子に流した電子数×１００である。
【０１２２】
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。
本発明の多色表示装置は少なくとも２種類の異なる発光極大波長を有する有機ＥＬ素子からなるが、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。
【０１２３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明の有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１２４】
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１２５】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０^−６Ｐａ〜１０^−２Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１２６】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１２７】
本発明の多色表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
【０１２８】
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
【０１２９】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
【０１３０】
このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が＋、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１３１】
本発明の多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の３種の有機ＥＬ素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
【０１３２】
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、ＡＶ機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１３３】
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
【０１３４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた有機ＥＬ素子として用いてもよい。
【０１３５】
このような共振器構造を有した有機ＥＬ素子の使用目的としては光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
【０１３６】
《表示装置》
本発明の有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。または、異なる発光色を有する本発明の有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
【０１３７】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【０１３８】
図１は、有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機ＥＬ素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【０１３９】
ディスプレイ１は、複数の画素を有する表示部Ａ、画像情報に基づいて表示部Ａの画像走査を行う制御部Ｂ等からなる。
【０１４０】
制御部Ｂは、表示部Ａと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Ａに表示する。
【０１４１】
図２は、表示部Ａの模式図である。
表示部Ａは基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、複数の画素３等とを有する。表示部Ａの主要な部材の説明を以下に行う。
【０１４２】
図においては、画素３の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示している。
【０１４３】
配線部の走査線５及び複数のデータ線６は、それぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。
【０１４４】
画素３は、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【０１４５】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素の模式図である。
【０１４６】
画素は、有機ＥＬ素子１０、スイッチングトランジスタ１１、駆動トランジスタ１２、コンデンサ１３等を備えている。複数の画素に有機ＥＬ素子１０として、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
【０１４７】
図３において、制御部Ｂからデータ線６を介してスイッチングトランジスタ１１のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Ｂから走査線５を介してスイッチングトランジスタ１１のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ１３と駆動トランジスタ１２のゲートに伝達される。
【０１４８】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ１３が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ１２の駆動がオンする。駆動トランジスタ１２は、ドレインが電源ライン７に接続され、ソースが有機ＥＬ素子１０の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン７から有機ＥＬ素子１０に電流が供給される。
【０１４９】
制御部Ｂの順次走査により走査信号が次の走査線５に移ると、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ１１の駆動がオフしてもコンデンサ１３は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ１２の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機ＥＬ素子１０の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ１２が駆動して有機ＥＬ素子１０が発光する。
【０１５０】
すなわち、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の画素それぞれの有機ＥＬ素子１０に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ１１と駆動トランジスタ１２を設けて、複数の画素３それぞれの有機ＥＬ素子１０の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【０１５１】
ここで、有機ＥＬ素子１０の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、２値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
【０１５２】
また、コンデンサ１３の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
【０１５３】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機ＥＬ素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
【０１５４】
図４は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図４において、複数の走査線５と複数の画像データ線６が画素３を挟んで対向して格子状に設けられている。
【０１５５】
順次走査により走査線５の走査信号が印加されたとき、印加された走査線５に接続している画素３が画像データ信号に応じて発光する。
【０１５６】
パッシブマトリクス方式では画素３にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【０１５７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０１５８】
実施例１
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製》：比較用
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板（ＮＨテクノグラス社製：ＮＡ−４５）にパターニングを行った後、このＩＴＯ透明電極を設けた透明支持基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【０１５９】
この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、比較化合物１、ＢＣ、Ａｌｑ_３をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【０１６０】
次いで、真空槽を４×１０^−４Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ〜０．２ｎｍ／ｓｅｃで透明支持基板に膜厚５０ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０１６１】
さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートと比較化合物１の入ったボートをそれぞれ独立に通電してＣＢＰと比較化合物１の蒸着速度が１００：７になるように調節し膜厚３０ｎｍの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
【０１６２】
ついで、ＢＣの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの電子輸送層を設けた。更に、Ａｌｑ_３の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。
【０１６３】
次に、真空槽をあけ、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム３ｇを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を０．５ｇ入れ、再び真空槽を２×１０^−４Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒でマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極（２００ｎｍ）とすることにより、図５に示す比較用有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を作製した。
【０１６４】
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１９の作製》
上記の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、発光層の作製に用いた比較化合物１を表１に記載の化合物に替えた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１９を各々作製した。
【０１６５】
【化１２】

【０１６６】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１９の各々について下記のような評価を行った。
【０１６７】
《発光輝度、外部取り出し量子効率、輝度の半減する時間》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１９の各々の素子を温度２３度、乾燥窒素ガス雰囲気下で１０Ｖ直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ^２］、外部取り出し量子効率（η）および輝度の半減する時間（τ）を測定した。ここで、発光輝度の測定などは、ＣＳ−１０００（ミノルタ製）を用いた。
【０１６８】
また、点灯開始時の色度を測定し、ＣＩＥ色度図上での色名を評価した。評価結果を表１に記載するにあたり、発光輝度、外部取り出し量子効率、輝度の半減する時間（半減寿命ともいう）は、各々有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００とした時の相対値で表した。得られた結果を表１に示す。
【０１６９】
【表１】

【０１７０】
表１から、ＯＬＥＤ１−１〜１−１２で示される、青から青緑発光の素子において、比較化合物１を用いたＯＬＥＤ１−１と比べて、本発明に係る化合物を用いたＯＬＥＤ１−２〜ＯＬＥＤ１−１２の各試料は、発光輝度、量子効率および半減寿命のいずれにおいても優れていることが判る。
【０１７１】
また、ＯＬＥＤ１−１３〜１−１９で示される、緑色発光している素子においては、比較化合物２を用いたＯＬＥＤ１−１３と比べて、本発明に係る化合物を用いたＯＬＥＤ１−１４〜１−１９は各々、輝度の半減する時間（半減寿命）において優れた性能を示していることが明かである。
【０１７２】
実施例２
《フルカラー表示装置の作製》
（青色発光素子の作製）
実施例１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、正孔注入／輸送層にα−ＮＰＤの代わりに、ｍ−ＭＴＤＡＴＸＡを用い、発光層に、ＣＢＰ＋比較化合物１の代わりにＴＣＴＡ＋例示化合物４（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用い、電子輸送層にＢＣを用い、引き続きフッ化リチウム０．５ｎｍ及びアルミニウム１１０ｎｍを蒸着して、陰極バッファー層、陰極を各々形成した以外は同様にして、青色発光素子を作製した。
【０１７３】
（緑色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の作製において、発光層にＴＣＴＡ＋例示化合物４の代わりに、ＴＣＴＡ＋例示化合物２６（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用いた以外は同様にして、緑色発光素子を作製した。
【０１７４】
（赤色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の作製において、ＴＣＴＡ＋例示化合物４の代わりに、ＴＣＴＡ＋比較化合物３（蒸着速度が１００：７になるように調節）を用いた以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
【０１７５】
【化１３】

【０１７６】
上記で作製した、各々赤色、緑色、青色発光有機ＥＬ素子を同一基板上に並置し、図１に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図２には、作製した前記表示装置の表示部Ａの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線５及びデータ線６を含む配線部と、並置した複数の画素３（発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走査線５及び複数のデータ線６はそれぞれ導電材料からなり、走査線５とデータ線６は格子状に直交して、直交する位置で画素３に接続している（詳細は図示せず）。前記複数画素３は、それぞれの発光色に対応した有機ＥＬ素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線５から走査信号が印加されると、データ線６から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
【０１７７】
該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度が高く、高耐久性を有し、且つ、鮮明なフルカラー動画表示が得られることが判った。
【０１７８】
【発明の効果】
本発明により、高い発光輝度を示し、量子効率に優れ、且つ、半減寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図２】表示部Ａの模式図である。
【図３】画素の模式図である。
【図４】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【図５】有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の概略模式図である。
【符号の説明】
１　ディスプレイ
３　画素
５　走査線
６　データ線
７　電源ライン
１０　有機ＥＬ素子
１１　スイッチングトランジスタ
１２　駆動トランジスタ
１３　コンデンサ
Ａ　表示部
Ｂ　制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence element and a display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electroluminescence display (ELD) as a light-emitting electronic display device. ELD includes an inorganic electroluminescence element and an organic electroluminescence element (also referred to as an organic EL element). Inorganic electroluminescent devices have been used as flat light sources, but require a high AC voltage to drive the light emitting devices.
[0003]
On the other hand, an organic electroluminescence element has a configuration in which a light-emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the light-emitting layer and recombination causes exciton (exciton). ), And emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated. The device can emit light at a voltage of about several volts to several tens of volts. Since it is a light emitting type, it has a wide viewing angle and high visibility, and because it is a thin-film type solid-state element, it is attracting attention from the viewpoint of space saving and portability.
[0004]
As for the development of an organic EL device for practical use in the future, an organic EL device which emits light with high efficiency and low power consumption is desired. For example, a stilbene derivative, a distyryl arylene derivative or a tris A technique of doping a styrylarylene derivative with a trace amount of a phosphor to improve emission luminance and extend the life of the device (see, for example, Patent Document 1), and using an 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound. A device having an organic light emitting layer doped with a small amount of phosphor (see, for example, Patent Document 2), and a device having an organic light emitting layer doped with a quinacridone-based dye using an 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound (for example, And Patent Document 3) are known.
[0005]
In the technique disclosed in the above document, when light emission from an excited singlet is used, the generation ratio of a singlet exciton to a triplet exciton is 1: 3, so that the generation probability of a luminescent excited species is 25%. Because of this and the light extraction efficiency is about 20%, the limit of the external extraction quantum efficiency (ηext) is set to 5%.
[0006]
However, since Princeton University reported an organic EL device using phosphorescence from excited triplets (for example, see Non-Patent Document 1), research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has been active. (For example, see Non-Patent Document 2 and Patent Document 4.)
[0007]
When the excited triplet is used, the upper limit of the internal quantum efficiency becomes 100%. Therefore, the luminous efficiency is quadrupled in principle as compared with the case of the excited singlet, and the performance almost equal to that of the cold cathode tube is obtained. It is also applicable to and is attracting attention.
[0008]
For example, many compounds have been studied for synthesis centering on heavy metal complexes such as iridium complexes (for example, see Non-Patent Document 3).
[0009]
Also, studies using tris (2-phenylpyridine) iridium as a dopant have been made (for example, see Non-Patent Document 2).
[0010]
In addition, L as a dopant ₂ Ir (acac) eg (ppy) ₂ Ir (acac) (for example, see Non-Patent Document 4) and tris (2- (p-tolyl) pyridine) iridium (Ir (ptpy) ₃ ), Tris (benzo [h] quinoline) iridium (Ir (bzq) ₃ ), Ir (bzq) ₂ ClP (Bu) ₃ (For example, see Non-Patent Document 5).
[0011]
In addition, the aforementioned S.I. See Lamansky et al. , J. et al. Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), etc., have also been attempted to make devices using various iridium complexes.
[0012]
Further, in order to obtain high luminous efficiency, a compound having a hole transporting property is used as a host of a phosphorescent compound (for example, see Non-Patent Document 6).
[0013]
Further, various electron-transporting materials are used as a host of a phosphorescent compound by doping them with a novel iridium complex (for example, see Non-Patent Document 4). Further, high luminous efficiency is obtained by introducing a hole blocking layer (for example, see Non-Patent Document 5).
[0014]
However, although the external extraction efficiency of about 20%, which is the theoretical limit, has been achieved for green light emission, other light emission colors have not yet been obtained with sufficient efficiency and need to be improved. In an organic EL device for practical use, further development of an organic EL device which emits light with high efficiency and low power consumption is desired.
[0015]
[Patent Document 1]
Patent No. 3093796
[0016]
[Patent Document 2]
JP-A-63-264692
[0017]
[Patent Document 3]
JP-A-3-255190
[0018]
[Patent Document 4]
U.S. Pat. No. 6,097,147
[0019]
[Non-patent document 1]
M. A. Baldo et al. , Nature, 395, 151-154 (1998)
[0020]
[Non-patent document 2]
M. A. Baldo et al. , Nature, Vol. 403, No. 17, pp. 750-753 (2000)
[0021]
[Non-Patent Document 3]
S. See Lamansky et al. , J. et al. Am. Chem. Soc. 123, 4304 pages (2001)
[0022]
[Non-patent document 4]
M. E. FIG. Thompson et al. , The 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu)
[0023]
[Non-Patent Document 5]
Moon-Jae Youn. 0g, Tetsuo Tsutsui et al. , The 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu)
[0024]
[Non-Patent Document 6]
Ikai et al. , The 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu)
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element (hereinafter, also abbreviated as organic EL) and a display device that exhibit high emission luminance, have excellent quantum efficiency, and have a long half-life.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following constitutions 1 to 7.
[0027]
1. An organic electroluminescent device comprising a compound having a partial structure represented by the general formula (1) or a tautomer of the compound.
[0028]
2. 2. The organic electroluminescent device according to the item 1, wherein the partial structure represented by the general formula (1) is a partial structure represented by the general formula (2).
[0029]
3. An organic electroluminescent device comprising a compound having a partial structure represented by the general formula (3) or a tautomer of the compound.
[0030]
4. An organic electroluminescent device comprising a compound having a partial structure represented by the general formula (4) or a tautomer of the compound.
[0031]
5. The organic electroluminescent device according to any one of the above items 1 to 4, wherein the metal represented by M is iridium, platinum or osmium.
[0032]
6. An organic electroluminescence device comprising a light emitting layer containing a compound having at least one partial structure selected from the partial structure group consisting of the general formulas (1) to (4).
[0033]
7. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of the above items 1 to 6.
[0034]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As a result of intensive studies, the present inventors have shown that by using a compound having at least one partial structure selected from the group consisting of the general formulas (1) to (4), a high emission luminance can be obtained and quantum efficiency can be improved. It has been found that it is possible to provide an organic electroluminescence device (hereinafter, also abbreviated as an organic EL) having excellent half life and a display device having the device. In addition, it was found that a high-efficiency full-color image display device can be obtained by combining the above compounds.
[0035]
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (1), its isomeric isomer >>
The compound having a partial structure represented by the general formula (1) and its isomeric isomer will be described in detail.
[0036]
In the general formula (1), Z11 represents an atomic group necessary for forming a heteroaromatic ring or a non-aromatic ring together with a carbon atom and a nitrogen atom. In the present invention, Z11 forms an aromatic ring. Is preferred.
[0037]
In the general formula (1), examples of the aromatic ring formed by Z11 include a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a benzimidazole ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, a quinazoline ring, And a phthalazine ring.
[0038]
In the general formula (1), examples of the non-aromatic ring formed by Z11 include a pyrrolidine ring, an imidazolidine ring, a morpholine ring, and an oxazolidine ring.
[0039]
In the general formula (1), Z12 represents an atomic group necessary for forming an aromatic ring or a non-aromatic ring together with a carbon atom. In the present invention, it is preferable that Z12 forms an aromatic ring.
[0040]
In the general formula (1), examples of the aromatic ring formed by Z12 include a benzene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a furan ring, and a thiophene ring.
[0041]
In the general formula (1), examples of the non-aromatic ring formed by Z12 include the following rings.
[0042]
Embedded image

[0043]
In the general formula (1), X ₂ And X ₃ The atom represented by is not particularly limited, but is preferably a carbon atom or a nitrogen atom, and the atom may be substituted with an arbitrary substituent.
[0044]
Examples of the optional substituent include, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heterocyclic group, a halogen atom, an alkoxyl group, a cycloalkoxyl group, an aryloxy group, an alkylthio group, and a cycloalkylthio group. Group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfonamide group, sulfamoyl group, ureido group, acyl group, acyloxy group, carbamoyl group, amide group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, nitro group, Examples include a cyano group, an amino group, and a hydroxyl group.
[0045]
Also, X ₂ And X ₃ And a ring may be formed by condensing with each other. ₂ May be fused with the ring formed by Z11, and X ₃ May be fused with the ring formed by Z12. In addition, the formed ring may have an arbitrary number of substituents at an arbitrary position, and these may be condensed with each other to further form a ring.
[0046]
In the general formula (1), the metal represented by M is preferably a transition metal element belonging to Groups 3 to 11 of the periodic table, and among them, Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Co, Rh, and Ir. , Fe, Ru, Os, Mn, Tc, Re, Cr, Mo, Te, Re, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, Sc, Y, etc. The transition metal elements are preferably used, and particularly preferably Ir, Os, Pd, Rh, and Pt.
[0047]
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (2), its isomeric isomer >>
The compound having the partial structure represented by the general formula (2) and its isomeric isomer will be described in detail.
[0048]
In the general formula (2), X ₁ , X ₄ , M, Z11, and Z12 have the same meanings as described in the general formula (1).
[0049]
In the general formula (2), the aromatic ring formed by Z13 has the same meaning as the aromatic ring formed by Z11 and Z12 in the general formula (1).
[0050]
In the general formula (2), the non-aromatic ring formed by Z13 has the same meaning as the non-aromatic ring formed by Z11 and Z12 in the general formula (1).
[0051]
The aromatic ring and the non-aromatic ring formed by Z13 may each have an arbitrary number of substituents at an arbitrary position, and they may be fused with each other to further form a ring. . In addition, the optional substituent described above has the same meaning as the optional substituent described in the general formula (1).
[0052]
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (3), its isomeric isomer >>
Next, the general formula (3) will be described.
[0053]
In the general formula (3), R ₁ , R ₂ , R ₃ Has the same meaning as the optional substituent in the above general formula (1).
[0054]
Here, the optional substituent will be specifically described.
Specific examples of the optional substituent include, for example, an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a (t) butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, Tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, propargyl group, etc.), aryl group (eg, Phenyl group, naphthyl group, etc., heterocyclic group (for example, pyridyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, imidazolyl group, furyl group, pyrrolyl group, pyrazinyl group, pyrimidinyl group, pyridazinyl group, selenazolyl group, sulfolanyl group, piperidinyl group, Pyrazolyl group, tetrazolyl group, etc.), halogen atom (eg, , A chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a fluorine atom, etc.), an alkoxyl group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxyl Group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group) Group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group) , An ethyloxycarbonyl group, a butyloxycarbonyl group, an octyloxycarbonyl group, a dodecyloxycarbonyl group, etc.), an aryloxycarbonyl group (eg, a phenyloxycarbonyl group, a naphthyloxycarbonyl group, etc.), a sulfamoyl group (eg, an aminosulfonyl group) , Methylaminosulfonyl, dimethylaminosulfonyl, butylaminosulfonyl, hexylaminosulfonyl, cyclohexylaminosulfonyl, octylaminosulfonyl, dodecylaminosulfonyl, phenylaminosulfonyl, naphthylaminosulfonyl, 2-pyridylaminosulfonyl Group), a ureido group (eg, a methylureido group, an ethylureido group, a pentylureido group, a cyclohexylureido group, an octylureido group) , Dodecylureido, phenylureido, naphthylureido, 2-pyridylaminoureido, etc.), acyl (for example, acetyl, ethylcarbonyl, propylcarbonyl, pentylcarbonyl, cyclohexylcarbonyl, octylcarbonyl, 2 -Ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc., acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy) Group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (eg, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group) Group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, Methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl Group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, Rusulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc., alkylsulfonyl group or arylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group) Group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino) Group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc., nitrite B, a cyano group, a hydroxyl group and the like.
[0055]
In addition, these groups may be further substituted by the above substituents, or they may be fused with each other to form a ring.
[0056]
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (4), its isomeric isomer >>
Next, the general formula (4) will be described.
[0057]
In the general formula (4), R ₁ , R ₃ Is a group represented by R in the general formula (3). ₁ , R ₃ Has the same meaning as the substituents respectively represented by
[0058]
In the general formula (4), the aromatic ring and the non-aromatic ring formed by Z14 have the same meanings as the aromatic ring and the non-aromatic formed by Z13 in the general formula (2), respectively.
[0059]
In Formula (4), the aromatic ring and non-aromatic ring formed by Z15 have the same meanings as the aromatic ring and non-aromatic formed by Z13 in Formula (2), respectively.
[0060]
In the general formula (4), the metal represented by M has the same meaning as M in the general formula (1).
[0061]
Hereinafter, specific examples of the compound having a partial structure represented by each of the general formulas (1) to (4) are shown as exemplary compounds 1 to 46, but the present invention is not limited thereto.
[0062]
Embedded image

[0063]
Embedded image

[0064]
Embedded image

[0065]
Embedded image

[0066]
Embedded image

[0067]
Embedded image

[0068]
The compound having each of the partial structures represented by the general formulas (1) to (4) is a so-called metal complex comprising a central metal M and a ligand. Is described, for example, in Organic Letters, vol. 16, pages 2579 to 2581 (2001) and the like, and a metal complex of the ligand and the central metal M (may be a metal ion) is described in the above-mentioned reference. It can be synthesized by applying the method.
[0069]
The organic electroluminescent device of the present invention is that at least one layer constituting the device contains a compound having at least one selected from the group represented by the general formulas (1) to (5). Is an essential requirement for obtaining the effects described in the present invention. Preferably, the compound is contained in the light emitting layer.
[0070]
When the compound having a partial structure represented by any one of the general formulas (1) to (4) according to the present invention is used as a dopant described below, the content in any one layer constituting the organic electroluminescence device Is preferably 30% by mass or less, more preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and particularly preferably 0.1% by mass to 15% by mass.
[0071]
On the other hand, the compound having a partial structure represented by the general formulas (1) to (4) according to the present invention may be used alone as a host compound described later, or may be separately used in combination with a dopant. .
[0072]
<< Constituent Layer of Organic EL Element >>
The constituent layers of the organic EL device of the present invention will be described.
[0073]
In the present invention, preferred specific examples of the layer constitution of the organic EL element are shown below, but the present invention is not limited to these.
(I) anode / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
(Ii) anode / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
(Iii) anode / hole transport layer / emission layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode
(Iv) anode / hole transport layer / emission layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode
(V) anode / anode buffer layer / hole transport layer / emission layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode
"anode"
As the anode in the organic EL element, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more) as an electrode material is preferably used. Specific examples of such an electrode material include metals such as Au, CuI, indium tin oxide (ITO), and SnO. ₂ , ZnO and the like. In addition, IDIXO (In ₂ O ₃ A material capable of forming an amorphous transparent conductive film, such as —ZnO), may be used. The anode may be formed into a thin film by depositing or depositing these electrode substances by a method such as vapor deposition or sputtering, and may be formed into a pattern having a desired shape by a photolithography method. Degree), a pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. When light is extracted from the anode, the transmittance is desirably greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, the thickness depends on the material, but is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
[0074]
"cathode"
On the other hand, as a cathode, a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof are used as an electrode material. Specific examples of such an electrode material include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among them, from the viewpoint of electron injecting property and durability against oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a large work function, such as a magnesium / silver mixture, magnesium / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) Mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The cathode can be manufactured by forming a thin film from these electrode substances by a method such as evaporation or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 50 nm to 200 nm. In order to transmit light, if one of the anode and the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is advantageously improved.
[0075]
Next, an injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like used as constituent layers of the organic EL device of the present invention will be described.
[0076]
<< Injection layer >>: electron injection layer, hole injection layer
The injection layer is provided as necessary, and has an electron injection layer and a hole injection layer, and exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer as described above. You may let it.
[0077]
The injection layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. “The organic EL element and the forefront of its industrialization (published by NTT Corporation on November 30, 1998) )), Vol. 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166), which includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).
[0078]
The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, and JP-A-8-288069, and specific examples thereof include copper phthalocyanine. Typical examples include a phthalocyanine buffer layer, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
[0079]
The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, and JP-A-10-74586, and specifically, strontium and aluminum. A buffer layer such as a metal buffer layer, an alkali metal compound buffer layer such as lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer such as magnesium fluoride, and an oxide buffer layer such as aluminum oxide. .
[0080]
The buffer layer (injection layer) is desirably a very thin film, and the thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 100 nm, depending on the material.
[0081]
As described above, the blocking layer is provided as required in addition to the basic constituent layers of the organic compound thin film. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-204258 and 11-204359, and pages 237 of "Organic EL Devices and Their Forefront of Industrialization (published by NTT Corporation on November 30, 1998)" and the like. There is a hole blocking (hole block) layer.
[0082]
The hole blocking layer is an electron transporting layer in a broad sense, and is made of a material having a function of transporting electrons and having an extremely small ability to transport holes. And the recombination probability of holes can be improved.
[0083]
On the other hand, an electron blocking layer is a hole transporting layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has a very small ability to transport electrons, and it blocks electrons while transporting holes. Thus, the recombination probability of electrons and holes can be improved.
[0084]
The hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes. In a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
[0085]
The hole transport layer and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
In the organic EL device of the present invention, it is preferable that the fluorescent maximum wavelength of all the materials of the host of the light emitting layer, the hole transport layer adjacent to the light emitting layer, and the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is 415 nm or less.
[0086]
<< Light-emitting layer >>
The light-emitting layer according to the present invention is an electrode or an electron-transport layer, a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the hole-transport layer, and a light-emitting portion is in the light-emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
[0087]
The material used for the light-emitting layer (hereinafter, referred to as a light-emitting material) is preferably an organic compound or complex that emits fluorescence or phosphorescence, and is appropriately selected from known materials used for the light-emitting layer of the organic EL device. Can be used. Such a light emitting material is mainly an organic compound, and according to a desired color tone, for example, Macromol. Synth. And the like, vol. 125, pp. 17-25.
[0088]
The light emitting material may have a hole transport function and an electron transport function in addition to the light emitting performance, and most of the hole transport material and the electron transport material can be used as the light emitting material.
[0089]
The light-emitting material may be a polymer material such as p-polyphenylenevinylene or polyfluorene. Further, a polymer material in which the light-emitting material is introduced into a polymer chain or a polymer material in which the light-emitting material is a polymer main chain is used. May be.
[0090]
This light emitting layer can be formed by forming the above compound into a thin film by a known thinning method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 nm to 5 μm. This light-emitting layer may have a single-layer structure composed of one or two or more of these light-emitting materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. A preferred embodiment of the organic EL device of the present invention is when the light-emitting layer is composed of two or more materials, one of which is the compound of the present invention.
[0091]
Further, as described in JP-A-57-51781, this light-emitting layer is prepared by dissolving the light-emitting material together with a binder such as a resin in a solvent to form a solution, and then spin-coating the solution. It can be formed as a thin film. The thickness of the light emitting layer thus formed is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the situation, but is usually in the range of 5 nm to 5 μm.
[0092]
When the light-emitting layer is made of two or more materials, the main component is called a host, and the other components are called dopants, each having the partial structures represented by the general formulas (1) to (4) according to the present invention. Is preferably used as a dopant described below.
[0093]
In that case, the mixing ratio of the dopant to the host compound as the main component is preferably from 0.1% by mass to less than 15% by mass.
[0094]
(Host compound)
The “host compound (also simply referred to as a host)” means a compound having the largest mixing ratio (mass) in a light-emitting layer composed of two or more compounds, and a “dopant” for other compounds. Compound (also simply referred to as dopant). " For example, the light-emitting layer is composed of two kinds, compound A and compound B, and if the mixing ratio is A: B = 10: 90, compound A is a dopant compound and compound B is a host compound. Further, the light emitting layer is composed of three kinds of compound A, compound B and compound C, and if the mixing ratio is A: B: C = 5: 10: 85, compound A and compound B are dopant compounds, Compound C is the host compound.
[0095]
The host compound of the light emitting layer is preferably an organic compound or a complex, and in the present invention, the maximum fluorescence wavelength is preferably 415 nm or less. By setting the maximum wavelength of the host compound to 415 nm or less, visible light, in particular, BGR light emission becomes possible.
[0096]
That is, by setting the fluorescence maximum wavelength to 415 nm or less, energy transfer type dopant emission having π-π absorption at 420 nm or less can be performed in a normal π-conjugated fluorescent or phosphorescent material. Further, since it has fluorescence of 415 nm or less, it has a very wide energy gap (ionization potential-electron affinity, HOMO-LUMO), so that it also has an advantageous effect on a carrier trap type.
[0097]
As such a host compound, any one of known compounds used in an organic EL device can be selected and used, and most of the hole transporting material and the electron transporting material described later are composed of a light emitting layer host compound. Can also be used as
[0098]
A polymer material such as polyvinyl carbazole or polyfluorene may be used, and a polymer material in which the host compound is introduced into a polymer chain or in which the host compound is a polymer main chain may be used.
[0099]
As the host compound, a compound which has a hole-transporting ability and an electron-transporting ability, prevents a long wavelength emission, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
[0100]
(Dopant)
Next, the dopant will be described.
[0101]
In principle, there are two types. One is that the recombination of carriers occurs on the host where the carriers are transported, the excited state of the host compound is generated, and light is emitted from the dopant by transferring this energy to the dopant. The other is the energy transfer type, and the other is the carrier trap type, in which the dopant becomes a carrier trap, the carriers recombine on the dopant compound, and light emission from the dopant is obtained, but in any case, the excitation of the dopant compound The condition is that the energy of the state is lower than the energy of the excited state of the host compound.
[0102]
《Hole transport layer》
The hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes. In a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
[0103]
There is no particular limitation on the hole transporting material. Conventionally, in photoconductive materials, those commonly used as hole charge injecting and transporting materials and known materials used in hole injecting layers and hole transporting layers of EL devices are known. Any of these can be selected and used.
[0104]
The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be an organic substance or an inorganic substance. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbenes Derivatives, silazane derivatives, aniline-based copolymers, conductive polymer oligomers, especially thiophene oligomers, and the like can be given.
[0105]
As the hole transporting material, those described above can be used, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
[0106]
Representative examples of the aromatic tertiary amine compound and styrylamine compound include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N′-diphenyl-N, N ′ -Di (4-methoxy Enyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenyl) Vinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and two condensed aromatics described in U.S. Pat. No. 5,061,569. Those having a ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), described in JP-A-4-308688. 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which three triphenylamine units are linked in a starburst type.
[0107]
Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
[0108]
Further, inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
[0109]
In the present invention, the hole transporting material of the hole transporting layer preferably has a fluorescence maximum wavelength of 415 nm or less. That is, the hole transporting material is preferably a compound that has a hole transporting property, prevents a long wavelength emission, and has a high Tg.
[0110]
The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, and an LB method. The thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 to 5000 nm. The hole transport layer may have a single-layer structure made of one or more of the above materials.
[0111]
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons. In a broad sense, the electron transport layer includes an electron injection layer and a hole blocking layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
[0112]
Conventionally, the following materials are used as an electron transporting material (also serving as a hole blocking material) used for a single layer of an electron transporting layer and an electron transporting layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side with respect to the light emitting layer. Are known.
[0113]
Further, the electron transporting layer only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and as the material thereof, any one of conventionally known compounds can be selected and used. .
[0114]
Examples of materials used for the electron transporting layer (hereinafter, referred to as electron transporting materials) include heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, and naphthalene perylene; carbodiimides; Examples include fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, and oxadiazole derivatives. Further, in the oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which an oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as the electron transport material.
[0115]
Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
[0116]
Further, a metal complex of an 8-quinolinol derivative, for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum, Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu , Ca, Sn, Ga or Pb can be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those whose terminals are substituted with an alkyl group, a sulfonic acid group, or the like, can also be preferably used as the electron transport material. Further, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can be used as the electron transporting material, and like the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic materials such as n-type Si and n-type SiC can be used. Semiconductors can also be used as electron transport materials.
[0117]
Preferably, the compound used in the electron transport layer has a fluorescence maximum wavelength of 415 nm or less. That is, the compound used in the electron transporting layer is preferably a compound having electron transporting ability, preventing a long wavelength of light emission, and having a high Tg.
[0118]
<< Substrate (also referred to as substrate, substrate, support, etc.) >>
The substrate of the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, and the like, and is not particularly limited as long as it is transparent. A light-transmitting resin film can be used. A particularly preferred substrate is a resin film that can provide flexibility to the organic EL element.
[0119]
Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose triacetate. (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like.
[0120]
An inorganic or organic coating or a hybrid coating of both may be formed on the surface of the resin film.
[0121]
The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic electroluminescent device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 2% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons flowing to the organic EL element × 100.
[0122]
Further, a hue improving filter such as a color filter may be used in combination.
The multicolor display device of the present invention is composed of at least two kinds of organic EL elements having different emission maximum wavelengths. A preferred example of manufacturing an organic EL element will be described.
[0123]
<< Method of manufacturing organic EL element >>
As an example of a method for manufacturing an organic EL device of the present invention, a method for manufacturing an organic EL device including an anode / a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer / an electron injection layer / a cathode will be described.
[0124]
First, a thin film made of a desired electrode material, for example, a material for an anode is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably 10 nm to 200 nm, thereby producing an anode. I do. Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a hole blocking layer, which are element materials, is formed thereon.
[0125]
As a method of thinning the organic compound thin film, there are spin coating method, casting method, ink jet method, vapor deposition method, printing method and the like as described above, but a uniform film is easily obtained and pinholes are hardly generated. In view of the above, the vacuum evaporation method or the spin coating method is particularly preferable. Further, a different film forming method may be applied to each layer. When a vapor deposition method is adopted for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used and the like, but generally, the boat heating temperature is 50 to 450 ° C., and the degree of vacuum is 10 ° C. ^-6 Pa-10 ^-2 It is desirable to appropriately select a pressure within a range of Pa, a deposition rate of 0.01 nm to 50 nm / sec, a substrate temperature of −50 ° C. to 300 ° C., and a film thickness of 0.1 nm to 5 μm.
[0126]
After forming these layers, a thin film made of a material for a cathode is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in a range of 50 nm to 200 nm, and a cathode is provided. As a result, a desired organic EL device is obtained. In the production of this organic EL element, it is preferable to produce from the hole injection layer to the cathode consistently by one evacuation, but it is also possible to take it out in the middle and apply a different film forming method. At that time, it is necessary to consider that the operation is performed in a dry inert gas atmosphere.
[0127]
In the multicolor display device of the present invention, a shadow mask is provided only when a light-emitting layer is formed, and since other layers are common, patterning such as a shadow mask is unnecessary. A film can be formed by a printing method or the like.
[0128]
When patterning is performed only on the light emitting layer, the method is not particularly limited, but is preferably an evaporation method, an inkjet method, or a printing method. When using an evaporation method, patterning using a shadow mask is preferable.
[0129]
In addition, it is also possible to reverse the manufacturing order and manufacture the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order.
[0130]
When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Also, even if a voltage is applied in the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The waveform of the applied AC may be arbitrary.
[0131]
The multicolor display device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission light sources. In a display device and a display, full-color display can be performed by using three types of organic EL elements emitting blue, red, and green light.
[0132]
Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a teletext display, and information display in a car. In particular, it may be used as a display device for reproducing a still image or a moving image, and when used as a display device for reproducing a moving image, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
[0133]
Lighting sources include home lighting, interior lighting, backlights for watches and LCDs, signboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. But not limited thereto.
[0134]
Further, the organic EL device according to the present invention may be used as an organic EL device having a resonator structure.
[0135]
The intended use of the organic EL device having such a resonator structure includes a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. Not done. In addition, laser oscillation may be used for the above purpose.
[0136]
《Display device》
The organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or an exposure light source, a projection device of a type for projecting an image, or a display device of a type for directly viewing a still image or a moving image. (Display). When used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. Alternatively, a full-color display device can be manufactured by using two or more kinds of the organic EL elements of the present invention having different emission colors.
[0137]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An example of a display device including the organic EL element of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0138]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element. FIG. 3 is a schematic diagram of a display such as a mobile phone for displaying image information by light emission of an organic EL element.
[0139]
The display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
[0140]
The control unit B is electrically connected to the display unit A, sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside, and the pixels for each scanning line are converted into an image data signal by the scanning signal. In response, the light is sequentially emitted, the image is scanned, and image information is displayed on the display unit A.
[0141]
FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
The display section A has a wiring section including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 on a substrate. The main members of the display unit A will be described below.
[0142]
The figure shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
[0143]
The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions (for details, FIG. Not shown).
[0144]
When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data. By appropriately arranging pixels in a red region, pixels in a green region, and pixels in a blue region on the same substrate, full-color display becomes possible.
[0145]
Next, a light emitting process of the pixel will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
[0146]
Each pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like. A full-color display can be performed by using red, green, and blue light-emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels and juxtaposing them on the same substrate.
[0147]
In FIG. 3, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6. When a scanning signal is applied to the gate of the switching transistor 11 from the control unit B via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is transferred to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Transmitted to the gate.
[0148]
By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the driving of the drive transistor 12 is turned on. The driving transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7, a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and from the power supply line 7 to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.
[0149]
When the scanning signal is transferred to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, even when the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. The light emission of the organic EL element 10 continues until this. When the next scanning signal is applied by the sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
[0150]
That is, the organic EL element 10 emits light by providing a switching transistor 11 and a driving transistor 12 as active elements to the organic EL elements 10 of each of the plurality of pixels, and emitting light of the organic EL elements 10 of each of the plurality of pixels 3. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.
[0151]
Here, the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations based on a multi-valued image data signal having a plurality of gradation potentials, or ON / OFF of a predetermined light emission amount based on a binary image data signal. May be.
[0152]
Further, the holding of the potential of the capacitor 13 may be continued until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
[0153]
The present invention is not limited to the active matrix method described above, but may be a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light in accordance with a data signal only when a scanning signal is scanned.
[0154]
FIG. 4 is a schematic view of a display device using a passive matrix system. In FIG. 4, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape facing each other with the pixel 3 interposed therebetween.
[0155]
When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by the sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
[0156]
In the passive matrix system, there is no active element in the pixel 3, and the manufacturing cost can be reduced.
[0157]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0158]
Example 1
<< Preparation of organic EL element OLED1-1 >>: For comparison
After patterning a substrate (NA-45, manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) on which 150 nm of ITO was formed on glass as an anode, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning with iso-propyl alcohol. After drying with dry nitrogen gas, UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
[0159]
This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while five molybdenum resistance heating boats were loaded with α-NPD, CBP, Comparative Compound 1, BC, Alq ₃ Was put in each and attached to a vacuum evaporation apparatus.
[0160]
Then, the vacuum chamber was 4 × 10 ^-4 After the pressure was reduced to Pa, the heating boat containing the α-NPD was energized and heated, and deposited on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm to 0.2 nm / sec to a thickness of 50 nm. And a hole injection / transport layer.
[0161]
Further, the heating boat containing CBP and the boat containing Comparative Compound 1 were independently energized to adjust the deposition rate of CBP and Comparative Compound 1 to 100: 7 to a thickness of 30 nm. And a light emitting layer was provided.
[0162]
Then, the heating boat containing BC was energized and heated to provide an electron transporting layer having a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to 0.2 nm / sec. Furthermore, Alq ₃ Was heated by applying a current, and an electron injection layer having a thickness of 40 nm was provided at a deposition rate of 0.1 nm / sec to 0.2 nm / sec.
[0163]
Next, a vacuum chamber was opened, and a stainless steel rectangular perforated mask was set on the electron injection layer. Meanwhile, 3 g of magnesium was placed in a molybdenum resistance heating boat, and silver was placed in a tungsten deposition basket in a volume of 0.1 g. 5 g, and the vacuum chamber was again filled with 2 × 10 ^-4 After reducing the pressure to Pa, the boat containing magnesium was energized to deposit magnesium at a deposition rate of 1.5 nm / sec to 2.0 nm / sec. At this time, the silver basket was simultaneously heated and the deposition rate was set to 0.1 nm / sec. Silver was vapor-deposited in seconds to obtain a cathode (200 nm) made of the mixture of magnesium and silver, thereby producing a comparative organic EL element OLED1-1 shown in FIG.
[0164]
<< Preparation of organic EL element OLED1-2-1-19 >>
In the preparation of the above-mentioned organic EL element OLED1-1, the organic EL elements OLED1-2 to 1-19 were respectively prepared in the same manner except that the comparative compound 1 used for preparing the light emitting layer was changed to the compound described in Table 1. Produced.
[0165]
Embedded image

[0166]
The following evaluation was performed about each of the obtained organic EL elements OLED1-1 to 1-19.
[0167]
<< Emission luminance, quantum efficiency taken out, time to reduce luminance by half >>
Each of the organic EL elements OLED1-2 to 1-19 was continuously lit by applying a DC voltage of 10 V under a dry nitrogen gas atmosphere at a temperature of 23 ° C., and the light emission luminance (L) at the start of lighting (cd / m) ² ], The external extraction quantum efficiency (η) and the time (τ) at which the luminance was reduced by half were measured. Here, for the measurement of the light emission luminance and the like, CS-1000 (manufactured by Minolta) was used.
[0168]
Further, the chromaticity at the start of lighting was measured, and the color name on the CIE chromaticity diagram was evaluated. In describing the evaluation results in Table 1, the emission luminance, the external extraction quantum efficiency, and the time for halving the luminance (also referred to as half-life) were expressed as relative values when the organic EL element OLED1-1 was set to 100. Table 1 shows the obtained results.
[0169]
[Table 1]

[0170]
From Table 1, in the blue-to-blue-green light-emitting elements shown by OLEDs 1-1 to 1-12, OLED1-2 using the compound according to the present invention as compared with OLED1-1 using Comparative Compound 1 It can be seen that each sample of -12 is excellent in emission luminance, quantum efficiency and half-life.
[0171]
In addition, in the devices emitting green light shown by OLEDs 1-13 to 1-19, OLEDs 1-14 to 1-19 using the compound according to the present invention were compared with OLEDs 1-13 using Comparative Compound 2. It is clear that each of them exhibits excellent performance at the time when the luminance is reduced by half (half life).
[0172]
Example 2
<< Production of full-color display device >>
(Production of blue light emitting element)
In the production of the organic EL device OLED1-1 of Example 1, m-MTDATXA was used for the hole injection / transport layer instead of α-NPD, and TCTA + exemplary compound 4 instead of CBP + comparative compound 1 was used for the light emitting layer. The deposition rate was adjusted to 100: 7), BC was used for the electron transporting layer, then 0.5 nm of lithium fluoride and 110 nm of aluminum were successively deposited to form a cathode buffer layer and a cathode, respectively. Thus, a blue light emitting device was manufactured.
[0173]
(Production of green light emitting element)
In the production of the above blue light emitting device, a green light emitting device was prepared in the same manner except that TCTA + exemplary compound 26 (adjusted so that the deposition rate was 100: 7) was used instead of TCTA + exemplary compound 4 in the light emitting layer. Produced.
[0174]
(Production of red light emitting element)
A red light emitting device was produced in the same manner as in the production of the above blue light emitting device except that TCTA + Comparative Compound 3 (adjusted so that the deposition rate was 100: 7) was used instead of TCTA + Exemplary Compound 4.
[0175]
Embedded image

[0176]
The red, green, and blue light-emitting organic EL devices prepared above were arranged side by side on the same substrate, and an active matrix type full-color display device having the form shown in FIG. 1 was prepared. Only a schematic diagram of the display unit A of the display device is shown. That is, on the same substrate, a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (e.g., pixels in a red region, pixels in a green region, pixels in a blue region, etc.). The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions ( Details are not shown). The plurality of pixels 3 are driven by an active matrix method provided with an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor and an driving element as active elements, and a scanning signal is applied from a scanning line 5. Receives an image data signal from the data line 6 and emits light in accordance with the received image data. A full-color display device was manufactured by appropriately arranging the red, green, and blue pixels in this manner.
[0177]
It was found that by driving the full-color display device, high brightness, high durability, and clear full-color moving image display can be obtained.
[0178]
【The invention's effect】
According to the present invention, it was possible to provide an organic electroluminescent element and a display device that exhibit high emission luminance, have excellent quantum efficiency, and have a long half-life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element.
FIG. 2 is a schematic diagram of a display unit A.
FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
FIG. 4 is a schematic view of a display device using a passive matrix method.
FIG. 5 is a schematic diagram of an organic EL element OLED1-1.
[Explanation of symbols]
1 Display
3 pixels
5 scan lines
6 Data line
7 Power line
10 Organic EL device
11 Switching transistor
12 Driving transistor
13 Capacitor
A Display
B control unit

Claims (7)

An organic electroluminescent device comprising a compound having a partial structure represented by the following general formula (1) or a tautomer of the compound.

[Wherein, C represents a carbon atom, N represents a nitrogen atom, Z11 represents a group of atoms necessary for forming an aromatic ring or a non-aromatic ring together with the carbon atom and the nitrogen atom, and Z12 represents a carbon atom. Together with an atom group necessary to form an aromatic ring or a non-aromatic ring. X _{1, X 4} each represent a carbon atom or a nitrogen _atom, X 2, _{X 3} each independently represent an arbitrary _atom, X 2, _{X 3} are each also form a condensed ring together with the adjacent atoms Alternatively, a condensed ring may be formed together with a ring formed by adjacent Z11 or a ring formed by adjacent Z12. M represents a metal. Note that N and X ₁ and C and X ₄ are each bonded by a single bond or a double bond. ] The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the partial structure represented by the general formula (1) is a partial structure represented by the following general formula (2).

[In the formula, C represents a carbon atom, N represents a nitrogen atom, and Z11, Z12, X ₁ , and X ₄ have the same meanings as those described in the general formula (1). X ₁₂ and X ₁₃ each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and Z ₁₃ represents an atom group necessary for forming an aromatic ring or a non-aromatic ring together with X ₁₂ and X ₁₃ . M represents a metal. ] An organic electroluminescence device comprising a compound having a partial structure represented by the following general formula (3) or a tautomer of the compound.

[In the formula, R ₁ , R ₂ , and R ₃ each represent a substituent, and n1, n2, and n3 each represent an integer of 0 to 4. M represents a metal. ] An organic electroluminescence device comprising a compound having a partial structure represented by the following general formula (4) or a tautomer of the compound.

[In the formula, X ₁₂ and X ₁₃ each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom, and Z 14 represents an atom group necessary to form an aromatic ring or a non-aromatic ring together with X ₁₂ and a pyridine ring. , Z15 represents an atomic group necessary for forming an aromatic ring or nonaromatic ring together with X ₁₃ and the benzene ring. R ₁ and R ₃ each represent a substituent, and n4 and n5 each represent an integer of 0 to 3. M represents a metal. ] The organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal represented by M is iridium, platinum, or osmium. An organic electroluminescence device comprising a compound having at least one partial structure selected from the partial structure group consisting of the general formulas (1) to (4) in a light emitting layer. A display device comprising the organic electroluminescence device according to claim 1.

Images