【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも、基板上に膜付けした陽極と、発光層と、陰極とからなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層として燐光発光性有機金属錯体を核にして、この核に結合基を介して９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させることで、発光層から高発光効率の発光光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と記す）は自発光で高速応答性を有し、視野角依存性がなく、低消費電力が期待される表示素子であり、次世代ディスプレイとして期待されている。現在、車載オーディオ用表示パネルにはモノカラーを部分的に組み合わせたエリアカラー方式が実用化され、また、携帯電話用表示パネルにはエリアカラー方式や赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）をマスク蒸着法によりパターン化したフルカラー表示が実用化されている。
【０００３】
上記したようにＲＧＢ３色フルカラー表示も可能であることから、低電圧で駆動し、発光層から高輝度の発光光を生じさせて、色再現性の高い有機ＥＬ素子を得ようとする種々の研究が行われている。
【０００４】
有機ＥＬ素子の典型的な構造は、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明電極（陽極）がコートされたガラスなどの透明基板上に有機材料からなる発光層を成膜し、更に、発光層上に例えばマグネシウム−銀（ＭｇＡｇ）合金からなる金属電極（陰極）を積層したものである。
【０００５】
この際、発光層の有機材料は、蛍光性を有する共役及び非共役高分子材料から低分子材料，金属錯体さらには燐光発光性を有し非常に高発光効率で発光する重金属錯体まで幅広く使用されており、発光層の有機材料の種類により溶液からの塗布などの湿式法とか、真空蒸着などの乾式法が選択される。
【０００６】
更に、有機ＥＬ素子は、単一の発光層よりなる単層型や、複数の異なる材料を電荷注入性，電荷輸送性，発光性などの機能別に積層した積層型に分けられており、発光層から出射した発光光は透明な陽極を膜付けした透明基板側又は透明な陰極側を通して取り出すことができる。
【０００７】
上記のような有機ＥＬ素子は各種の構造形態が開発されているが、発光層に有機金属錯体を適用したものがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
また、近年では、発光層に燐光発光性材料を適用した有機ＥＬ素子が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００９】
更に、発光層にデンドリマーを適用した有機ＥＬ素子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｔａｎｇら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ． ５１， ９１３ （１９８７）
【００１１】
【非特許文献２】
Ｂａｌｄｏ ら， Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ７５， ４ （１９９９）
【００１２】
【特許文献１】
ＷＯ ０２／０６６５５２ Ａ１ 号公報
【００１３】
図１は従来例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図、
図２は従来例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図、
図３は従来例２の有機ＥＬ素子において、燐光発光性材料を用いて発光層を形成する化合物１を示した図である。
【００１４】
まず、図１に示した従来例１の有機ＥＬ素子２０は、上記した非特許文献１に開示されているものである。
【００１５】
上記した従来例１の有機ＥＬ素子２０では、ガラスなどの透明基板２１上にインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）などによる陽極２２が膜付けされており、この陽極２２上にアリールジアミン化合物からなる正孔（ホール）輸送層２３と、トリス−（８−キノリナート）−アルミニウム｛通称：Ａｌｑ３｝からなる有機金属錯体の電子輸送性発光層２４とが積層され、更に、電子輸送性発光層２４上にＭｇＡｇ合金による陰極２５が成膜されている。そして、陽極２２と陰極２５とに接続した電源Ｅにより電圧を印加すると、陽極２２より正孔（ホール）注入が行われ、また、陰極２５より電子注入が行われ、正孔（ホール）及び電子は正孔輸送層２３と電子輸送性発光層２４との界面側で再結合して発光する。そして、電子輸送性発光層２４から出射した発光光は、透明な陽極２２及び透明基板２１を通して外部に取り出される。この際の発光光は電子輸送性発光層２４の発光色に依存し単色発光であり、ここではＡｌｑ３が発光するため緑色発光である。
【００１６】
次に、図２に示した従来例２の有機ＥＬ素子３０は、上記した非特許文献２に開示されているものである。
【００１７】
上記した従来例２の有機ＥＬ素子３０では、ガラスなどの透明基板３１上に陽極３２が膜付けされており、この陽極３２上に正孔輸送層３３，発光層３４，正孔阻止層３５，電子輸送層３６がこの順に積層されており、更に、電子輸送性層３６上に陰極３７が成膜されている。ここでは、発光層３４にＩｒ錯体を用いた高発光効率の燐光発光性材料が適用されており、この燐光発光性材料は、燐光発光性金属錯体をドーパントとして図３に示したような低分子ホスト４，４‘−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル…｛略称：ＣＢＰ｝と共蒸着を行うものである。この場合も陽極３２と陰極３７とに接続した電源Ｅにより電圧を印加すると、発光層３４から出射した発光光は、透明な陽極３２及び透明基板３１を通して外部に取り出される。この際、蛍光性のドーパントと同様、ドーパント濃度が高すぎると濃度消光を生じることが報告されている。
【００１８】
この濃度消光を避けるために、発光層として発光性材料を核部分とし、周囲にジアリールフェニル基やジエチニルフェニル基などの共役系からなる構造を、分岐構造として結合させたデンドリマー（図示せず）を用いた有機ＥＬ素子（図示せず）が上記した特許文献１に開示されている。この際、分岐部分にはキャリア輸送機能が向上するように共役構造で構成される。また、正孔（ホール）と電子のどちらかを優先的に輸送する機能を持たせることも可能である。そして、上記したデンドリマーでは分子自体が大きくなり、且つ、最外殻に表面基として種々の官能基で終端させることもできるから、溶媒からの塗布法においても発光層を形成できるという利点も同時に得られる。核部分にはクマリン化合物やジスチリル化合物などの蛍光色素あるいはランタノイド金属錯体やＩｒ，Ｐｔなどの白金族を中心金属とした燐光発光性金属錯体が用いられる。これらは塗布法により作製されるが蒸着法で作製した有機ＥＬ素子と略同等の発光効率を得ている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非特許文献１，２に開示された従来例１，２の有機ＥＬ素子２０，３０、又は、特許文献１に開示されたデンドリマー（図示せず）を用いた有機ＥＬ素子において、発光層２４，３４に用いられる発光材料、又は、デンドリマー（図示せず）に用いられる発光材料は、低分子発光材料，高分子発光材料を問わず、発光色は発光層に含有される他の発光材料によって制御することが可能である。通常は短波長側の励起エネルギーを受け取り長波長側成分が発光することになる。従って、バンドギャップの大きいホスト材料に含有された長波長発光材料の種類を選択することによりＲＧＢ発光を得ることができる。この際、ホストが紫外から青色程度の光学ギャップを有する材料で、且つ、核部分の発光材料の光吸収波長域に発光波長を有することが望ましい。
【００２０】
ここで、ドーパント色素分散型発光層における課題は、ドーパント色素濃度を濃くできないことにある。ホスト中に分散あるいは共蒸着する色素量は、低濃度であるとホスト側からのエネルギー移動が充分ではないし、キャリアトラップ型でもトラップの効率が低下する。高濃度にすると発光色素分子の形状や双極子モーメントの方向，大きさなどが影響して分子間相互作用を起こすことがある。こうした場合、励起状態が隣の色素へ格子振動や熱エネルギーとして失活してしまい発光色度は向上するが発光効率が低下する濃度消光が知られている。そこで、発光色素分子の励起状態の失活を抑えながら高濃度にすることができる発光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が求められている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、少なくとも、基板上に膜付けした陽極と、発光層と、陰極とからなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層は、中心金属が白金族より選ばれる元素のいずれか一つを含有する燐光発光性有機金属錯体を核とし、この核に結合基を介して９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【００２２】
また、第２の発明は、上記した第１の発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記９−フェニルカルバゾール基を含む前記分子団がデンドロンであり、このデンドロンを前記核を中心に分岐させた分岐構造体がデンドリマーであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を図４乃至図１６を参照して、詳細に説明する。
【００２４】
図４〜図７は発光層の核となる化合物２〜化合物５を示した図、
図８は発光層の核となる化合物２〜化合物５の外側に結合基を介して結合される化合物６を示した図、
図９及び図１０は発光層としてデンドリマー第１世代の化合物７及び化合物８を示した図、
図１１及び図１２は発光層としてデンドリマー第２世代の化合物９及び化合物１０を示した図である。
【００２５】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に膜付けした陽極と、発光層と、陰極とを少なくとも形成するにあたって、発光層として、中心金属が白金族より選ばれる元素のいずれか一つを含有する燐光発光性有機金属錯体を核とし、この核に結合基を介して９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させたことを特徴とするものである。
【００２６】
更に、９−フェニルカルバゾール基を含む分子団がデンドロンであり、このデンドロンを核を中心に分岐させた分岐構造体がデンドリマーであることを特徴とするものである。
【００２７】
即ち、発光層の核部分となる発光材料は、燐光発光性有機金属錯体で、燐光発光性を有し赤色（Ｒ）又は緑色（Ｇ）もしくは青色（Ｂ）のいずれかの色を発色するものであれば使用可能であり、長波長で発光する材料である。この際、燐光発光性有機金属錯体の中心金属には白金族が好ましく、白金族であるＲｕ（ルテニウム），Ｒｈ（ロジウム），Ｐｄ（パラジウム），Ｏｓ（オスミウム），Ｉｒ（イリジウム），Ｐｔ（白金）の元素のいずれか一つの中から選ばれる。
【００２８】
また、燐光発光性有機金属錯体の中心金属に対する配位子は、それぞれ中心金属に応じて２から６配位までの形をとる。配位する元素はＣ（炭素），Ｏ（酸素），Ｎ（窒素），Ｓ（硫黄）などが知られている。配位子はキノリナート誘導体，ベンゾキノリナート誘導体，フェニルピリジナート誘導体，ベンゾチエニルピリジナート誘導体，ポルフィン誘導体などが知られており、配位子のエネルギー準位あるいは中心金属と配位子とのスピン軌道相互作用により異なる発光色の有機金属錯体が得られる。青色から赤色に至る広範囲な発光材料が報告されている。
【００２９】
ここで、本発明の要部となる発光層に用いられる燐光発光性有機金属錯体として、例えば中心金属にＩｒ（イリジウム）を適用した場合に、核となる発光材料は、例えば図４〜図７に示した化合物２〜化合物５が挙げられ、この化合物２〜化合物５のうちのいずれか一つの化合物を核として、この核の外周部位に結合基を介して図８に示した化合物６となる９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させたものである。
【００３０】
この際、上記した化合物２〜化合物５の燐光発光性材料の発光機構は、それ自身がキャリアトラップとして発光することに加えて周囲のホスト材料からのエネルギー移動が生じる。これは近接分子からではデクスター移動として、より離れた分子からはフェルスター移動として知られている。一重項状態から一重項状態、三重項状態から三重項状態への移動の経路があり、燐光発光性材料であれば三重項状態を利用した方が有利である。従って、燐光発光性材料の周囲にバンドギャップの高い材料を存在させることが必要となる。この時、燐光発光性材料に結合基を介して結合させておけば常に同じ状態が得られることとなり安定した発光状態が作り出せる。但し、この時、配位子側のπ共役系を大きくしてしまうとバンドギャップが小さくなり、励起エネルギーが他の低い準位へ遷移してしまい効率の低下が生じる。ここでは、化合物２及び化合物３が緑色に発光する材料であり、また、化合物４は赤色に発光する材料であり、更に、化合物５は青色に発光する材料である。
【００３１】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂ発光材料が燐光発光性材料である場合、発光材料周囲の材料あるいは分子団は発光ピーク波長が紫外から青色の高エネルギー領域で、且つ、９−フェニルカルバゾール基を含む分子団であることが望ましい。特に青色発光材料はホスト側の分子団とのエネルギーギャップが小さくなるから、励起状態の逆遷移が生じ発光効率が低下することもある。従って、バンドギャップが大きく共役系の短い９−フェニルカルバゾール基を含む分子団が望ましい。
【００３２】
この際、図８に示した化合物６となる９−フェニルカルバゾール基は、電子輸送性を有し且つホール輸送性もあるようなバイポーラ性を有し酸化還元に対して安定な挙動を示すものであり、フェニル基を介して結合基とカルバゾール基の結合はパラ位，メタ位，オルト位結合のいずれでも良い。また、９−フェニルカルバゾール基を含む分子団は、エネルギーギャップが大きく且つ核となる燐光発光性有機金属錯体よりも短波長で発光する材料である。
【００３３】
そして、燐光発光性有機金属錯体を核として９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を周囲に結合させていくと、９−フェニルカルバゾール基は溶解性がやや乏しいために不溶の化合物となりやすい。このため前述のπ共役系を短くすることに加えて、溶解性を向上させるためにも結合基を用いる。更に、９−フェニルカルバゾール基を含む分子団の周縁部には溶解性の高い炭化水素長鎖を結合させる。この際、９−フェニルカルバゾール基を含む分子団がデンドロンであり、このデンドロンを燐光発光性有機金属錯体による核を中心に分岐させた分岐構造体がデンドリマーであり、このデンドリマーは単世代から複数世代の分子団に囲まれた形状をなしている。
【００３４】
より具体的に説明する、本発明の要部となる発光層に用いられる燐光発光性有機金属錯体の例として、核となる発光材料に例えば図４に示した化合物２…通称、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を適用した場合に、図９及び図１０に示したようにＩｒ（ｐｐｙ）３の外側に結合基Ｚを介して９−フェニルカルバゾール基を結合させた化合物７及び化合物８はデンドリマー第１世代であり、また、図１１及び図１２に示したようにＩｒ（ｐｐｙ）３の外側に結合基Ｚを介してデンドリマー第１世代の９−フェニルカルバゾール基を結合させ、更に、デンドリマー第１世代の外側に結合基Ｚを介して９−フェニルカルバゾール基を結合させた化合物９及び化合物１０はデンドリマー第２世代である。
【００３５】
この際、図９〜図１２に示した化合物７〜化合物１０中の結合基Ｚは、−（ＣＨ２）ｎ−｛但し、ｎは１〜２０の整数｝，−ＣＲ１Ｒ２−｛但し、Ｒ１，Ｒ２は同じあるいは独立して、−Ｆ，−ＣＦ３，アルキル基，アルコキシ基，アリール基｝，−Ｏ−，−Ｓ−，−ＣＯＯ−，−ＣＯＮＨ−，−ＳＯ−，−ＳＯ２などがあげられる。
【００３６】
また、９−フェニルカルバゾール基の周縁部に結合したＸは、−Ｒ３，−ＯＲ３，−Ａｒであり、このＸは溶解性向上に寄与すると共に、他の分子とのスペーサーの役割を果たしている。但し、Ｒ３は、Ｃ１以上Ｃ２０以下の直鎖又は分岐したアルキル基であり、また、Ａｒはアリール基である。
【００３７】
そして、発光層の核に例えば化合物２…通称、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を適用した場合には、化合物７〜化合物１０のうちでいずれか一つの化合物を用いて発光層を成膜すれば良いものである。
【００３８】
尚、発光層の核に例えば化合物３〜化合物５のいずれか一つの化合物を用いた場合でも、ここでの図示を省略するものの、この核に結合基を介して９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させれば良いものである。
【００３９】
次に、本発明に係る実施例１，２の有機ＥＬ素子と、比較対象の比較例１，２の有機ＥＬ素子について以下順を追って説明する。
【００４０】
＜実施例１＞
図１３は本発明に係る実施例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【００４１】
図１３に示した如く、本発明に係る実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａは、透明な無アルカリガラス基板１１上に、陽極（ＩＴＯ）１２，ホール注入層（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）１３，発光層（化合物７）１４Ａ，陰極（Ｃａ）１５，保護膜（Ａｇ）１６をこの順に積層したものであり、とくに、発光層１４Ａに先に図９を用いて説明した化合物７からなるデンドリマー第１世代を適用したものである。
【００４２】
より具体的に説明すると、本発明に係る実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａを製造するにあたって、実験用基板として、例えば厚さ０．７ｍｍ，５０ｍｍ角に形成し、且つ、上面に陽極１２としてシート抵抗値が２０Ω／ｃｍ２程度のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を膜付けした透明な無アルカリガラス基板１１を用意し、この無アルカリガラス基板１１を中性洗剤，純水，アセトン，ＩＰＡ（２−プロパノール）でそれぞれ１０分間ずつ超音波洗浄を行った後、酸素プラズマ中で２分間表面処理を行った。
【００４３】
この後、ホール注入層１３の材料としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）とポリスチレンスルフォネート（ＰＳＳ）とを水系分散液により混合して作製したバイエル社製のＢａｙｔｒｏｎを用いて、ホール注入層１３を無アルカリガラス基板１１の上面に膜付けした陽極１２上にスピンコートにより６０ｎｍの厚みで成膜した。
【００４４】
更に、発光層１４Ａとして先に図９を用いて説明した化合物７（但し、図９中のＺは−Ｏ−、Ｘは−ＯＣ４Ｈ９とする）をクロロホルム中に溶解させ、この化合物７を含む溶液をホール注入層１３上にスピンコートにより７０ｎｍの厚みで成膜した。そして、発光層１４Ａを不図示の乾燥炉内（又はホットプレート上）で乾燥させた後、不図示の真空蒸着装置内にセットして、発光層１４Ａ上に陰極１５としてＣａを３０ｎｍの厚さで蒸着により成膜し、更に、陰極１５上に保護層１６としてＡｇを３００ｎｍの厚さで蒸着により成膜した。
【００４５】
尚、実施例１では、陽極１２としてＩＴＯ膜を用いて説明したが、これに限ることなく、陽極１２としてＡｕなどを用いても良く、また、陰極１５としてＣａなどのアルカリ土類金属を用いた場合を説明したが、これに限ることなく、陰極１５として仕事関数の低い金属材料であるＡｌ，Ｍｇとか、Ｌｉ，Ｃｓなどのアルカリ金属とか、Ａｇなどとか、これらの合金などを用いても良い。
【００４６】
この後、露点温度−７０°ＣのＮ２（窒素）雰囲気下でガラスキャップと紫外線硬化樹脂を用いて封止を行って実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａを完成させた。
【００４７】
そして、完成した実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａに対して、陽極１２と、陰極１５との間に電圧を印加えると、発光層１４Ａが発光して、透明な無アルカリガラス基板１１側から発光光が出射され、この実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａの特性を測定したところ、最高輝度電流効率で２５ｃｄ／Ａが得られた。これにより、発光層１４Ａから高発光効率の発光光を得ることができ、且つ、発光層１４Ａを複数の発光材料で共蒸着することなくスピンコートにより成膜できるので、発光層１４Ａを容易に成膜することができる。
【００４８】
＜実施例２＞
図１４は本発明に係る実施例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【００４９】
図１４に示した本発明に係る実施例２の有機ＥＬ素子１０Ｂは、先に図１３を用いて説明した本発明に係る実施例１の有機ＥＬ素子１０Ａに対して発光層１４Ｂのみが異なるものであり、とくに、発光層１４Ｂは先に図１１を用いて説明した化合物９からなるデンドリマー第２世代を適用したものである。
【００５０】
尚、実施例２において、実施例１と同じ構成部材に対して同一の符番を付し、且つ、実施例１に対して異なる部材に新たな符番を付して、異なる点を中心にして説明する。
【００５１】
即ち、実施例２の有機ＥＬ素子１０Ｂでは、発光層１４Ｂとして先に図１１を用いて説明した化合物９（但し、図１１中のＺは−Ｏ−、Ｘは−ＯＣ６Ｈ１３とする）をクロロホルム中に溶解させ、この化合物９を含む溶液をホール注入層１３上にスピンコートにより７０ｎｍの厚みで成膜した。
【００５２】
従って、ホール注入層１２の形成までの工程と、陰極１５の形成以降の工程は実施例１と同様に行うことで、透明な無アルカリガラス基板１１上に、陽極（ＩＴＯ）１２，ホール注入層（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）１３，発光層（化合物９）１４Ｂ，陰極（Ｃａ）１５，保護膜（Ａｇ）１６をこの順に積層して、実施例２の有機ＥＬ素子１０Ｂを完成させた。
【００５３】
そして、完成した実施例２の有機ＥＬ素子１０Ｂに対して、陽極１２と、陰極１５との間に電圧を印加えると、発光層１４Ｂが発光して、透明な無アルカリガラス基板１１側から発光光が出射され、この実施例２の有機ＥＬ素子１０Ｂの特性を測定したところ、最高輝度電流効率で２７ｃｄ／Ａが得られた。これにより、発光層Ｂから実施例１よりも一層高発光効率の発光光を得ることができ、且つ、発光層１４Ｂを複数の発光材料で共蒸着することなくスピンコートにより成膜できるので、発光層１４Ｂを容易に成膜することができる。
【００５４】
＜比較例１＞
図１５は比較例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【００５５】
図１５に示した比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃは、先に図１３，図１４を用いて説明した本発明に係る実施例１，２の有機ＥＬ素子１０Ａ，１０Ｂに対して発光層１４Ｃのみが異なるものであり、とくに、発光層１４Ｃは先に図３，図４を用いて説明した化合物１，２とＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）とを混合・分散してスピンコートしたものである。
【００５６】
尚、比較例１において、実施例１，２と同じ構成部材に対して同一の符番を付し、且つ、実施例１，２に対して異なる部材に新たな符番を付して、異なる点を中心にして説明する。
【００５７】
即ち、比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃでは、発光層１４Ｃとして、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）と、先に図３を用いて説明した化合物１のＣＢＰと、図４を用いて説明した化合物２のＩｒ（ｐｐｙ）３とを７２：２３：５からなるｗｔ％比でクロロホルム中に混合・溶解してスピンコートによりホール注入層１３上に７０ｎｍの厚みで成膜させた。尚、化合物１のＣＢＰと、化合物２のＩｒ（ｐｐｙ）３は、共に単体ではスピンコートできないものである。
【００５８】
従って、ホール注入層１２の形成までの工程と、陰極１５の形成以降の工程は実施例１，２と同様に行うことで、透明な無アルカリガラス基板１１上に、陽極（ＩＴＯ）１２，ホール注入層（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）１３，共蒸着による発光層１４Ｃ，陰極（Ｃａ）１５，保護膜（Ａｇ）１６をこの順に積層して、比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃを完成させた。
【００５９】
そして、完成した比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃに対して、陽極１２と、陰極１５との間に電圧を印加えると、発光層１４Ｃが発光して、透明な無アルカリガラス基板１１側から発光光が出射され、この比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃの特性を測定したところ、最高輝度電流効率で１６ｃｄ／Ａが得られた。この比較例１では、実施例１，実施例２よりも最高輝度電流効率が低下していることは明らかである。
【００６０】
＜比較例２＞
図１６は比較例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【００６１】
図１６に示した比較例２の有機ＥＬ素子１０Ｄも、先に図１３，図１４を用いて説明した本発明に係る実施例１，２の有機ＥＬ素子１０Ａ，１０Ｂ及び先に図１５を用いて説明した比較例１の有機ＥＬ素子１０Ｃに対して発光層１４Ｄのみが異なるものであり、とくに、発光層１４Ｄは先に図３，図４を用いて説明した化合物１，２とポリスチレンとを混合・分散してスピンコートしたものである。
【００６２】
尚、比較例２において、実施例１，２及び比較例１と同じ構成部材に対して同一の符番を付し、且つ、実施例１，２及び比較例１に対して異なる部材に新たな符番を付して、異なる点を中心にして説明する。
【００６３】
即ち、比較例２の有機ＥＬ素子１０Ｄでは、発光層１４Ｄとして、ポリスチレンと、先に図３を用いて説明した化合物１のＣＢＰと、図４を用いて説明した化合物２のＩｒ（ｐｐｙ）３とを７２：２３：５からなるｗｔ％比でクロロホルム中に混合・溶解してスピンコートによりホール注入層１３上に７０ｎｍの厚みで成膜させた。
【００６４】
従って、ホール注入層１２の形成までの工程と、陰極１５の形成以降の工程は実施例１，２及び比較例１と同様に行うことで、透明な無アルカリガラス基板１１上に、陽極（ＩＴＯ）１２，ホール注入層（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）１３，共蒸着による発光層１４Ｄ，陰極（Ｃａ）１５，保護膜（Ａｇ）１６をこの順に積層して、比較例２の有機ＥＬ素子１０Ｄを完成させた。
【００６５】
そして、完成した比較例２の有機ＥＬ素子１０Ｄに対して、陽極１２と、陰極１５との間に電圧を印加えると、発光層１４Ｄが発光して、透明な無アルカリガラス基板１１側から発光光が出射され、この比較例２の有機ＥＬ素子１０Ｄの特性を測定したところ、最高輝度電流効率で６ｃｄ／Ａが得られた。この比較例２では、実施例１，実施例２及び比較例１よりも更に最高輝度電流効率が低下していることは明らかである。
【００６６】
尚、上記した実施例１，２では、基板上に膜付けした陽極と、発光層と、陰極とを少なくとも形成すれば良く、図示を省略するものの、これ以外に、陽極と発光層との間に正孔注入層，正孔輸送層などを介在させたり、あるいは、発光層と陰極との間に正孔阻止層，電子輸送層，電子注入層などを介在させても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子によると、基板上に膜付けした陽極と、発光層と、陰極とを少なくとも形成する際、発光層は、中心金属が白金族より選ばれる元素のいずれか一つを含有する燐光発光性有機金属錯体を核とし、この核に結合基を介して９−フェニルカルバゾール基を含む分子団を結合させたため、発光層から高発光効率の発光光を得ることができ、且つ、発光層を複数の発光材料で共蒸着することなく湿式法（例えばスピンコートなど）により成膜できるので、上記した発光層を容易に成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【図２】従来例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【図３】従来例２の有機ＥＬ素子において、燐光発光性材料を用いて発光層を形成する化合物１を示した図である。
【図４】発光層の核となる化合物２を示した図である。
【図５】発光層の核となる化合物３を示した図である。
【図６】発光層の核となる化合物４を示した図である。
【図７】発光層の核となる化合物５を示した図である。
【図８】発光層の核となる化合物２〜化合物５の外側に結合基を介して結合される化合物６を示した図である。
【図９】発光層としてデンドリマー第１世代の化合物７を示した図である。
【図１０】発光層としてデンドリマー第１世代の化合物８を示した図である。
【図１１】発光層としてデンドリマー第２世代の化合物９を示した図である。
【図１２】発光層としてデンドリマー第２世代の化合物１０を示した図である。
【図１３】本発明に係る実施例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【図１４】本発明に係る実施例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【図１５】比較例１の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【図１６】比較例２の有機ＥＬ素子を説明するために模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ…実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、
１０Ｂ…実施例２の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、
１１…無アルカリガラス基板、１２…陽極、１３…ホール注入層、
１４…発光層、１５…陰極、１６…保護層。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an organic electroluminescence device comprising at least an anode formed on a substrate, a light-emitting layer, and a cathode. The present invention relates to an organic electroluminescence device capable of obtaining emission light with high emission efficiency from a light-emitting layer by bonding a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group to the light-emitting layer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Organic electroluminescent devices (hereinafter, referred to as organic EL devices) are self-luminous, have high-speed response, have no viewing angle dependence, and are expected to have low power consumption. I have. At present, an area color system in which a mono color is partially combined has been put to practical use for a display panel for an in-vehicle audio, and an area color system, red (R), green (G), and blue ( A full-color display in which B) is patterned by a mask evaporation method has been put to practical use.
[0003]
As described above, since RGB three-color full-color display is also possible, various studies have been made to obtain an organic EL device having high color reproducibility by driving at a low voltage and generating high-luminance light from the light-emitting layer. Has been done.
[0004]
A typical structure of the organic EL element is that a light emitting layer made of an organic material is formed on a transparent substrate such as glass coated with a transparent electrode (anode) such as indium-tin oxide (ITO). A metal electrode (cathode) made of, for example, a magnesium-silver (MgAg) alloy is laminated on the light emitting layer.
[0005]
At this time, the organic material of the light emitting layer is widely used from conjugated and non-conjugated polymer materials having a fluorescent property to low molecular materials, metal complexes, and heavy metal complexes having a phosphorescent property and emitting light with very high luminous efficiency. Depending on the type of organic material of the light emitting layer, a wet method such as coating from a solution or a dry method such as vacuum deposition is selected.
[0006]
Further, the organic EL elements are classified into a single-layer type composed of a single light-emitting layer and a laminated type in which a plurality of different materials are laminated according to functions such as charge injection properties, charge transport properties, and light-emitting properties. Emitted light can be taken out through the transparent substrate side or the transparent cathode side on which a transparent anode is coated.
[0007]
Various structural forms have been developed for the organic EL device as described above, and there is a device in which an organometallic complex is applied to a light-emitting layer (for example, see Non-Patent Document 1).
[0008]
In recent years, an organic EL device in which a phosphorescent material is applied to a light emitting layer has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2).
[0009]
Further, an organic EL device in which a dendrimer is applied to a light emitting layer is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0010]
[Non-patent document 1]
Tang et al., Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)
[0011]
[Non-patent document 2]
Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999)
[0012]
[Patent Document 1]
WO 02/066552 A1
[0013]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL element of Conventional Example 1,
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Conventional Example 2,
FIG. 3 is a diagram showing Compound 1 which forms a light emitting layer using a phosphorescent material in the organic EL device of Conventional Example 2.
[0014]
First, the organic EL element 20 of Conventional Example 1 shown in FIG. 1 is disclosed in the above-mentioned Non-Patent Document 1.
[0015]
In the organic EL element 20 of the above-described conventional example 1, an anode 22 made of indium-tin oxide (ITO) or the like is formed on a transparent substrate 21 made of glass or the like, and a positive electrode made of an aryldiamine compound is formed on the anode 22. A hole (hole) transporting layer 23 and an electron transporting light emitting layer 24 of an organometallic complex composed of tris- (8-quinolinato) -aluminum {commonly referred to as Alq3} are laminated, and further on the electron transporting light emitting layer 24. A cathode 25 made of an MgAg alloy is formed. When a voltage is applied from a power supply E connected to the anode 22 and the cathode 25, holes (holes) are injected from the anode 22, electrons are injected from the cathode 25, and holes and electrons are injected. Recombine on the interface side between the hole transport layer 23 and the electron transporting light emitting layer 24 to emit light. Then, the emitted light emitted from the electron transporting light emitting layer 24 is extracted outside through the transparent anode 22 and the transparent substrate 21. The emission light at this time is monochromatic emission depending on the emission color of the electron transporting emission layer 24, and is green emission here because Alq3 emits light.
[0016]
Next, the organic EL element 30 of Conventional Example 2 shown in FIG. 2 is disclosed in Non-Patent Document 2 described above.
[0017]
In the organic EL element 30 of Conventional Example 2 described above, an anode 32 is formed on a transparent substrate 31 such as glass, and a hole transport layer 33, a light emitting layer 34, a hole blocking layer 35, The electron transport layer 36 is stacked in this order, and a cathode 37 is formed on the electron transport layer 36. Here, a phosphorescent material having a high luminous efficiency using an Ir complex is applied to the light-emitting layer 34. The phosphorescent material is a low-molecular-weight material as shown in FIG. Co-deposition with host 4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl ... {abbreviation: CBP}. Also in this case, when a voltage is applied by the power supply E connected to the anode 32 and the cathode 37, the light emitted from the light emitting layer 34 is extracted to the outside through the transparent anode 32 and the transparent substrate 31. At this time, it is reported that concentration quenching occurs when the dopant concentration is too high, similarly to the fluorescent dopant.
[0018]
In order to avoid this concentration quenching, a dendrimer (not shown) in which a light-emitting material is used as a light-emitting layer as a core portion and a structure composed of a conjugated system such as a diarylphenyl group or a diethynylphenyl group is bonded as a branched structure. Patent Document 1 discloses an organic EL element (not shown) using the above. At this time, the branch portion is configured with a conjugate structure so that the carrier transport function is improved. It is also possible to have a function of preferentially transporting either holes or electrons. In the above-mentioned dendrimer, since the molecule itself becomes large and the outermost shell can be terminated with various functional groups as a surface group, the advantage that a light emitting layer can be formed even by a coating method from a solvent is also obtained. Can be As the core portion, a fluorescent dye such as a coumarin compound or a distyryl compound, a lanthanoid metal complex, or a phosphorescent metal complex having a platinum group as a central metal such as Ir or Pt is used. These are produced by a coating method, but have approximately the same luminous efficiency as an organic EL device produced by an evaporation method.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the organic EL devices 20 and 30 of Conventional Examples 1 and 2 disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2, or the organic EL device using a dendrimer (not shown) disclosed in Patent Document 1, The light-emitting material used for the light-emitting materials 24 and 34 or the light-emitting material used for the dendrimer (not shown) may be a low-molecular light-emitting material or a high-molecular light-emitting material, and the light-emitting color may be other light-emitting materials contained in the light-emitting layer Can be controlled by Normally, the excitation energy on the short wavelength side is received, and the long wavelength side component emits light. Therefore, RGB emission can be obtained by selecting the type of long-wavelength light-emitting material contained in a host material having a large band gap. At this time, it is desirable that the host is a material having an optical gap of about ultraviolet to blue and has an emission wavelength in a light absorption wavelength region of the light emitting material in the core portion.
[0020]
Here, the problem in the dopant dye-dispersed light emitting layer is that the dopant dye concentration cannot be increased. If the amount of the dye dispersed or co-evaporated in the host is low, the energy transfer from the host side is insufficient when the concentration is low, and the trapping efficiency is reduced even in the carrier trap type. When the concentration is increased, the shape and the direction and magnitude of the dipole moment of the luminescent dye molecule are influenced, and an intermolecular interaction may occur. In such a case, concentration quenching is known in which the excited state is deactivated to adjacent dyes as lattice vibration or thermal energy, and the luminescent chromaticity is improved but the luminous efficiency is reduced. Therefore, an organic electroluminescence device using a light emitting material capable of increasing the concentration while suppressing the deactivation of the excited state of the light emitting dye molecule is required.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and a first invention is an organic electroluminescence device including at least an anode formed on a substrate, a light-emitting layer, and a cathode.
The light-emitting layer has a phosphorescent organic metal complex containing a central metal containing any one element selected from the platinum group as a nucleus, and a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group via a bonding group in the nucleus. An organic electroluminescent device characterized by being bonded.
[0022]
Further, a second invention provides the organic electroluminescence device according to the first invention,
An organic electroluminescent device, wherein the molecular group containing the 9-phenylcarbazole group is a dendron, and a branched structure obtained by branching the dendron around the nucleus is a dendrimer.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the organic electroluminescence device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0024]
FIGS. 4 to 7 show Compounds 2 to 5 serving as nuclei of the light emitting layer.
FIG. 8 is a diagram showing a compound 6 bonded via a bonding group to the outside of the compounds 2 to 5 serving as nuclei of the light-emitting layer,
FIGS. 9 and 10 show the first-generation dendrimer compounds 7 and 8 as the light-emitting layer.
FIGS. 11 and 12 are diagrams showing the second-generation dendrimer compounds 9 and 10 as the light-emitting layer.
[0025]
The organic electroluminescence device according to the present invention, the anode formed on the substrate, the light emitting layer, and at least forming the cathode, as the light emitting layer, one of the elements whose central metal is selected from the platinum group. The phosphorescent organometallic complex contained therein is used as a nucleus, and a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is bonded to the nucleus via a bonding group.
[0026]
Furthermore, a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is a dendron, and a branched structure obtained by branching the dendron around a nucleus is a dendrimer.
[0027]
That is, the light-emitting material serving as a core portion of the light-emitting layer is a phosphorescent organometallic complex, which has a phosphorescent property and emits one of red (R), green (G), and blue (B). Any material can be used as long as it emits light at a long wavelength. In this case, the central metal of the phosphorescent organometallic complex is preferably a platinum group, and the platinum group is Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Os (osmium), Ir (iridium), Pt ( (Platinum) element.
[0028]
In addition, the ligand for the central metal of the phosphorescent organometallic complex takes a form of 2 to 6 coordination depending on the central metal. Known coordinating elements are C (carbon), O (oxygen), N (nitrogen), and S (sulfur). Known ligands include quinolinate derivatives, benzoquinolinate derivatives, phenylpyridinate derivatives, benzothienylpyridinate derivatives, and porphine derivatives, and the energy level of the ligand or the central metal and the ligand Can produce organometallic complexes of different emission colors. A wide range of luminescent materials ranging from blue to red has been reported.
[0029]
Here, for example, when Ir (iridium) is used as the central metal as a phosphorescent organometallic complex used in the light emitting layer as a main part of the present invention, the light emitting material serving as a nucleus includes, for example, FIGS. And any one of the compounds 2 to 5 as a nucleus, and becomes a compound 6 shown in FIG. 8 via a bonding group at an outer peripheral portion of the nucleus. It is obtained by bonding a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group.
[0030]
At this time, the light emission mechanism of the above-described phosphorescent materials of Compounds 2 to 5 is such that in addition to emitting light by itself as a carrier trap, energy transfer from the surrounding host material occurs. This is known as Dexter transfer from nearby molecules and Forster transfer from more distant molecules. There is a movement path from the singlet state to the singlet state and from the triplet state to the triplet state. In the case of a phosphorescent material, it is more advantageous to use the triplet state. Therefore, it is necessary to have a material having a high band gap around the phosphorescent material. At this time, if the phosphorescent material is bonded to the phosphorescent material via a bonding group, the same state is always obtained, and a stable light emitting state can be created. However, at this time, if the π-conjugated system on the ligand side is increased, the band gap is reduced, and the excitation energy is shifted to another low level, resulting in a decrease in efficiency. Here, compounds 2 and 3 are materials that emit green light, compound 4 is a material that emits red light, and compound 5 is a material that emits blue light.
[0031]
When the R, G, and B light-emitting materials are phosphorescent materials, the materials or molecular groups around the light-emitting materials have a light emission peak wavelength in a high-energy region from ultraviolet to blue and include a molecule containing a 9-phenylcarbazole group. It is desirable to be a group. In particular, since the energy gap between the blue light-emitting material and the molecular group on the host side becomes small, a reverse transition of the excited state occurs and the light emission efficiency may be reduced. Therefore, a molecular group including a 9-phenylcarbazole group having a large band gap and a short conjugate system is preferable.
[0032]
At this time, the 9-phenylcarbazole group which becomes the compound 6 shown in FIG. 8 has a bipolar property having an electron transporting property and a hole transporting property and shows a stable behavior with respect to oxidation and reduction. Yes, the bond between the bonding group and the carbazole group via the phenyl group may be any of the para-position, meta-position and ortho-position bonding. A molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is a material having a large energy gap and emitting light at a shorter wavelength than a phosphorescent organometallic complex serving as a nucleus.
[0033]
Then, when a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is bonded to the surroundings with the phosphorescent organometallic complex as a nucleus, the 9-phenylcarbazole group tends to become an insoluble compound because the solubility is slightly poor. Therefore, in addition to shortening the aforementioned π-conjugated system, a bonding group is used to improve solubility. Further, a highly soluble hydrocarbon long chain is bonded to the periphery of the molecular group containing a 9-phenylcarbazole group. At this time, a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is a dendron, and a branched structure obtained by branching the dendron around a nucleus of a phosphorescent organometallic complex is a dendrimer. It has a shape surrounded by molecular groups.
[0034]
As an example of a phosphorescent organometallic complex used in a light emitting layer which is a main part of the present invention, which will be described more specifically, for example, a compound 2 shown in FIG. 3 Is applied, as shown in FIGS. 9 and 10, Ir (ppy) 3 7 and 8 in which a 9-phenylcarbazole group is bonded to the outside of the compound through a bonding group Z are first-generation dendrimers, and as shown in FIGS. 11 and 12, Ir (ppy) 3 And a compound 9 in which a 9-phenylcarbazole group of the first generation of dendrimer is bonded to the outside of the first generation via a bonding group Z, and a 9-phenylcarbazole group is further bonded to the outside of the first generation of the dendrimer through the bonding group Z. Compound 10 is a second generation dendrimer.
[0035]
At this time, the bonding group Z in Compounds 7 to 10 shown in FIGS. 2 ) N- {where n is an integer of 1 to 20}, -CR 1 R 2 − ｛However, R 1 , R 2 Are the same or independently, -F, -CF 3 , Alkyl group, alkoxy group, aryl group {, -O-, -S-, -COO-, -CONH-, -SO-, -SO 2 And so on.
[0036]
X bonded to the periphery of the 9-phenylcarbazole group is -R 3 , -OR 3 , -Ar, and X contributes to the improvement of solubility and plays a role of a spacer with other molecules. Where R 3 Is C 1 Above C 20 The following are linear or branched alkyl groups, and Ar is an aryl group.
[0037]
The nucleus of the light emitting layer is, for example, Compound 2. 3 Is applied, the light emitting layer may be formed using any one of the compounds 7 to 10.
[0038]
Note that, even when any one of compounds 3 to 5 is used as a nucleus of the light emitting layer, a molecule containing a 9-phenylcarbazole group via a bonding group in the nucleus is omitted, though not shown here. All you have to do is join the groups.
[0039]
Next, the organic EL elements of Examples 1 and 2 according to the present invention and the organic EL elements of Comparative Examples 1 and 2 to be compared will be sequentially described below.
[0040]
<Example 1>
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically illustrating the organic EL device of Example 1 according to the present invention.
[0041]
As shown in FIG. 13, an organic EL device 10A according to the first embodiment of the present invention includes a transparent alkali-free glass substrate 11, an anode (ITO) 12, a hole injection layer (PEDT / PSS) 13, and a light emitting layer ( Compound 7) 14A, a cathode (Ca) 15, and a protective film (Ag) 16 are laminated in this order. In particular, the first generation of the dendrimer consisting of the compound 7 described above with reference to FIG. Applied.
[0042]
More specifically, in manufacturing the organic EL device 10A of Example 1 according to the present invention, a 0.7 mm thick, 50 mm square, for example, and a sheet as the anode 12 are formed on the upper surface as an experimental substrate. Resistance value is 20Ω / cm 2 A transparent alkali-free glass substrate 11 coated with a film of indium tin oxide (ITO) is prepared, and the alkali-free glass substrate 11 is washed with a neutral detergent, pure water, acetone, and IPA (2-propanol) for 10 minutes each. After each ultrasonic cleaning, a surface treatment was performed in oxygen plasma for 2 minutes.
[0043]
After that, as the material of the hole injection layer 13, Baytron manufactured by Bayer, which was prepared by mixing polyethylene dioxythiophene (PEDT) and polystyrene sulfonate (PSS) with an aqueous dispersion, was used to form the hole injection layer 13. A film having a thickness of 60 nm was formed on the anode 12 provided on the upper surface of the alkali-free glass substrate 11 by spin coating.
[0044]
Further, as the light emitting layer 14A, the compound 7 described above with reference to FIG. 9 (however, Z in FIG. 9 is -O-, X is -OC 4 H 9 Was dissolved in chloroform, and a solution containing the compound 7 was formed on the hole injection layer 13 by spin coating to a thickness of 70 nm. Then, after the light emitting layer 14A is dried in a drying furnace (not shown) (or on a hot plate), the light emitting layer 14A is set in a vacuum evaporation apparatus (not shown), and Ca is formed on the light emitting layer 14A as a cathode 15 with a thickness of 30 nm as a cathode 15. Then, Ag was formed as a protective layer 16 on the cathode 15 by vapor deposition to a thickness of 300 nm.
[0045]
In the first embodiment, the ITO film is described as the anode 12. However, the present invention is not limited to this. Au or the like may be used as the anode 12, and an alkaline earth metal such as Ca may be used as the cathode 15. However, the present invention is not limited to this. For example, the cathode 15 may be made of a metal material having a low work function, such as Al or Mg, an alkali metal such as Li or Cs, Ag, or an alloy thereof. good.
[0046]
After that, the N at the dew point temperature -70 ° C 2 Sealing was performed using a glass cap and an ultraviolet curable resin in a (nitrogen) atmosphere to complete the organic EL element 10A of Example 1.
[0047]
Then, when a voltage is applied between the anode 12 and the cathode 15 with respect to the completed organic EL element 10A of Example 1, the light emitting layer 14A emits light and emits light from the transparent alkali-free glass substrate 11 side. Light was emitted, and the characteristics of the organic EL device 10A of Example 1 were measured. As a result, 25 cd / A was obtained at the highest luminance current efficiency. Thus, luminescent light with high luminous efficiency can be obtained from the luminescent layer 14A, and the luminescent layer 14A can be formed by spin coating without co-evaporating a plurality of luminescent materials, so that the luminescent layer 14A can be easily formed. Can be membrane.
[0048]
<Example 2>
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Example 2 according to the present invention.
[0049]
The organic EL element 10B of Example 2 according to the present invention shown in FIG. 14 is different from the organic EL element 10A of Example 1 according to the present invention described above with reference to FIG. 13 only in the light emitting layer 14B. In particular, the light-emitting layer 14B is formed by applying the second-generation dendrimer made of the compound 9 described above with reference to FIG.
[0050]
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different members from the first embodiment are denoted by new reference numerals. Will be explained.
[0051]
That is, in the organic EL device 10B of Example 2, as the light emitting layer 14B, the compound 9 described above with reference to FIG. 11 (however, Z in FIG. 11 is -O-, X is -OC 6 H Thirteen Was dissolved in chloroform, and a solution containing the compound 9 was formed on the hole injection layer 13 by spin coating to a thickness of 70 nm.
[0052]
Therefore, the steps up to the formation of the hole injection layer 12 and the steps after the formation of the cathode 15 are performed in the same manner as in the first embodiment, so that the anode (ITO) 12 and the hole injection layer are formed on the transparent alkali-free glass substrate 11. (PEDT / PSS) 13, a light-emitting layer (compound 9) 14B, a cathode (Ca) 15, and a protective film (Ag) 16 were laminated in this order to complete an organic EL device 10B of Example 2.
[0053]
Then, when a voltage is applied between the anode 12 and the cathode 15 with respect to the completed organic EL element 10B of Example 2, the light emitting layer 14B emits light and emits light from the transparent alkali-free glass substrate 11 side. Light was emitted, and the characteristics of the organic EL device 10B of Example 2 were measured. As a result, 27 cd / A was obtained at the highest luminance current efficiency. This makes it possible to obtain luminescent light with higher luminous efficiency than the first embodiment from the luminescent layer B and to form the luminescent layer 14B by spin coating without co-evaporating a plurality of luminescent materials. The layer 14B can be easily formed.
[0054]
<Comparative Example 1>
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically illustrating the organic EL device of Comparative Example 1.
[0055]
The organic EL element 10C of Comparative Example 1 shown in FIG. 15 is different from the organic EL elements 10A and 10B of Examples 1 and 2 according to the present invention described above with reference to FIGS. In particular, the light emitting layer 14C is formed by mixing and dispersing the compounds 1 and 2 and PVK (polyvinyl carbazole) described above with reference to FIGS.
[0056]
In Comparative Example 1, the same components as those in Embodiments 1 and 2 are assigned the same reference numerals, and different members from those in Embodiments 1 and 2 are assigned new reference numerals, and are different. The description will focus on the points.
[0057]
That is, in the organic EL device 10C of Comparative Example 1, PVK (polyvinyl carbazole), the CBP of the compound 1 described with reference to FIG. 3, and the Ir of the compound 2 described with reference to FIG. (Ppy) 3 Were mixed and dissolved in chloroform at a weight ratio of 72: 23: 5, and a film having a thickness of 70 nm was formed on the hole injection layer 13 by spin coating. In addition, CBP of compound 1 and Ir (ppy) of compound 2 3 Are those that cannot be spin coated alone.
[0058]
Therefore, the steps up to the formation of the hole injection layer 12 and the steps after the formation of the cathode 15 are performed in the same manner as in the first and second embodiments, so that the anode (ITO) 12 and the hole are formed on the transparent alkali-free glass substrate 11. An injection layer (PEDT / PSS) 13, a light-emitting layer 14C by co-evaporation, a cathode (Ca) 15, and a protective film (Ag) 16 were laminated in this order to complete an organic EL device 10C of Comparative Example 1.
[0059]
When a voltage is applied between the anode 12 and the cathode 15 with respect to the completed organic EL element 10C of Comparative Example 1, the light emitting layer 14C emits light and emits light from the transparent alkali-free glass substrate 11 side. Light was emitted, and the characteristics of the organic EL device 10C of Comparative Example 1 were measured. As a result, 16 cd / A was obtained at the highest luminance current efficiency. It is clear that the maximum luminance current efficiency is lower in Comparative Example 1 than in Examples 1 and 2.
[0060]
<Comparative Example 2>
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically illustrating the organic EL element of Comparative Example 2.
[0061]
The organic EL element 10D of Comparative Example 2 shown in FIG. 16 also uses the organic EL elements 10A and 10B of Examples 1 and 2 according to the present invention described above with reference to FIGS. Only the light-emitting layer 14D is different from the organic EL element 10C of Comparative Example 1 described above. In particular, the light-emitting layer 14D is formed by combining the compounds 1 and 2 described with reference to FIGS. It was mixed, dispersed, and spin-coated.
[0062]
In Comparative Example 2, the same components as those in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are given the same reference numerals, and members different from those in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 are newly added. The description is given focusing on the different points with reference numerals.
[0063]
That is, in the organic EL element 10D of Comparative Example 2, as the light-emitting layer 14D, polystyrene, CBP of the compound 1 described above with reference to FIG. 3, and Ir (ppy) of the compound 2 described with reference to FIG. 3 Were mixed and dissolved in chloroform at a weight ratio of 72: 23: 5, and a film having a thickness of 70 nm was formed on the hole injection layer 13 by spin coating.
[0064]
Therefore, the steps up to the formation of the hole injection layer 12 and the steps after the formation of the cathode 15 are performed in the same manner as in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, so that the anode (ITO) is formed on the transparent alkali-free glass substrate 11. ) 12, a hole injection layer (PEDT / PSS) 13, a light emitting layer 14D by co-evaporation, a cathode (Ca) 15, and a protective film (Ag) 16 are laminated in this order to complete an organic EL device 10D of Comparative Example 2. Was.
[0065]
Then, when a voltage is applied between the anode 12 and the cathode 15 with respect to the completed organic EL element 10D of Comparative Example 2, the light emitting layer 14D emits light and emits light from the transparent alkali-free glass substrate 11 side. Light was emitted, and the characteristics of the organic EL device 10D of Comparative Example 2 were measured. As a result, 6 cd / A was obtained at the highest luminance current efficiency. In Comparative Example 2, it is apparent that the maximum luminance current efficiency is further reduced as compared with Examples 1, 2 and Comparative Example 1.
[0066]
In the first and second embodiments, it is sufficient that at least the anode, the light emitting layer, and the cathode formed on the substrate are formed. A hole injection layer, a hole transport layer, or the like may be interposed between them, or a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or the like may be interposed between the light emitting layer and the cathode.
[0067]
【The invention's effect】
According to the organic electroluminescent device according to the present invention described in detail above, the anode formed on the substrate, the light-emitting layer, and at least the formation of the cathode, the light-emitting layer, the center metal is an element selected from the platinum group Since a phosphorescent organometallic complex containing any one of them is used as a nucleus and a molecular group containing a 9-phenylcarbazole group is bonded to the nucleus via a bonding group, high-emission efficiency light is obtained from the light-emitting layer. In addition, since the light-emitting layer can be formed by a wet method (for example, spin coating) without co-evaporation of a plurality of light-emitting materials, the above-described light-emitting layer can be easily formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL element of Conventional Example 1.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Conventional Example 2;
FIG. 3 is a diagram showing Compound 1 forming a light emitting layer using a phosphorescent material in the organic EL device of Conventional Example 2.
FIG. 4 is a view showing Compound 2 serving as a nucleus of a light emitting layer.
FIG. 5 is a view showing Compound 3 serving as a nucleus of a light emitting layer.
FIG. 6 is a diagram showing a compound 4 which is a nucleus of a light emitting layer.
FIG. 7 is a view showing a compound 5 which is a nucleus of a light emitting layer.
FIG. 8 is a diagram showing a compound 6 bonded via a bonding group to the outside of compounds 2 to 5 which are nuclei of a light emitting layer.
FIG. 9 is a diagram showing a first-generation dendrimer compound 7 as a light-emitting layer.
FIG. 10 is a diagram showing a dendrimer first generation compound 8 as a light emitting layer.
FIG. 11 is a view showing a dendrimer second generation compound 9 as a light emitting layer.
FIG. 12 is a diagram showing a dendrimer second generation compound 10 as a light emitting layer.
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Example 1 according to the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Example 2 according to the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL element of Comparative Example 1.
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic EL device of Comparative Example 2.
[Explanation of symbols]
10A: the organic electroluminescent element (organic EL element) of Example 1,
10B—the organic electroluminescent element (organic EL element) of Example 2,
11: alkali-free glass substrate, 12: anode, 13: hole injection layer,
14: light-emitting layer, 15: cathode, 16: protective layer.
