JP2004288380A - Organic electroluminescent element - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element with high luminescent efficiency and long luminous life. <P>SOLUTION: The organic electroluminescent element contains a compound expressed in formula (1). Here in the formula (1), R1 denotes a hydrogen atom or a substituent, at least one or more of R2 to R9 are fluorine atom or fluorine-containing alkyl group and the others denote a hydrogen atom or a substituent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【００３４】
【化４】

【００３５】
【化５】

【００３６】
【化６】

【００３７】
【化７】

【００３８】
【化８】

【００３９】
【化９】

【００４０】
【化１０】

【００４１】
【化１１】

【００４２】
【化１２】

【００４３】
【化１３】

【００４４】
【化１４】

【００４５】
【化１５】

【００４６】
【化１６】

【００４７】
上記一般式（１）または（２）で表される化合物は、有機ＥＬ素子を構成する、下記に示すような何れかの層（例えば、正孔輸送層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層等）に含有していてもよいが、特に、後述するようにホスト化合物として発光層に含有する場合、または、発光層に隣接する層に含有する場合に、更に、高発光輝度、高発光効率を示し、かつ、耐久性が向上した有機ＥＬ素子が提供できることができる。
【００４８】
本発明に係る一般式（１）または（２）で表される化合物の、有機ＥＬ素子を構成するいずれか１層中での含有量としては、５０質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは、８０〜９５質量％であり、特に好ましくは、９０〜９５質量％である。
【００４９】
本発明に係る、一般式（１）または（２）で表されるフッ素を含有するカルバゾール化合物は従来公知の方法によって製造が可能である。代表的には、米国特許第２，８６１，９９０号（Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．）、Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌ．Ｃｏｍｐｄ．，２３，３，１９８７，ｐ２７５〜２８１、Ｔｅｔｒａｈｅｄｏｒｏｎ，８，１９６０，ｐ６７〜７２、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，３９，１９７４，ｐ２５４６〜２５５２、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ，２０，２００２，ｐ２３１０〜２３１１に開示された方法を参考にすることにより製造することができる。以下に、合成経路の一例を示すが、その他の化合物も同様の方法によって製造することが可能である。
【００５０】
【化１７】

【００５１】
製造された各化合物は、ＮＭＲ（核磁気共鳴スペクトル）及びマススペクトルにより同定することができる。
【００５２】
《ホスト化合物》：発光層中の主成分
本発明に係るホスト化合物について説明する。
【００５３】
ここで、「ホスト化合物」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」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。
【００５４】
ここで、本発明に係るホスト化合物としては、前記一般式（１）または（２）で表される化合物、従来公知の蛍光性化合物、後述する蛍光性化合物等を用いることができる。
【００５５】
《燐光性化合物》：発光層中のドーパント化合物の一種
本発明に係る、ドーパント化合物として用いられる燐光性化合物について説明する。
【００５６】
「燐光性化合物」とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上の化合物である。燐光量子収率は好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．１以上である。
【００５７】
上記燐光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記燐光量子収率が達成されることが好ましい。
【００５８】
本発明に係る燐光性化合物としては、元素周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物が好ましく、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、ルテニウム化合物、ロジウム化合物または白金化合物（白金錯体系化合物）等が挙げられ、中でも最も好ましく用いられるのはイリジウム化合物である。
【００５９】
ホスト化合物及びドーパント化合物として燐光性化合物を各々含有する発光層を有する本発明の有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子を構成するいずれか１層には、前記一般式（１）または（２）で表される化合物を有し、発光極大波長が５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
本発明に用いられるホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位は、発光材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも高く、発光材料の最低励起三重項エネルギー準位の１．０５〜１．３８倍であることが好ましい。ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位は、６８ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８４．９ｋＪ／ｍｏｌ）〜９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３７７．１ｋＪ／ｍｏｌ）であることが好ましい。
【００６１】
本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に隣接する層に含まれる有機材料の最低励起三重項エネルギー準位は、発光層を構成する材料の最低励起三重項エネルギー準位よりも高く、発光層を構成する材料の最低励起三重項エネルギー準位の１．０５〜１．３８倍であることが好ましい。本発明の有機ＥＬ素子において、発光層に隣接する層に含まれる有機材料の最低励起三重項エネルギー準位が、６８ｋｃａｌ／ｍｏｌ（２８４．９ｋＪ／ｍｏｌ）〜９０ｋｃａｌ／ｍｏｌ（３７７．１ｋＪ／ｍｏｌ）であることが好ましい。
【００６２】
以下に、本発明に係る燐光性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。また、これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００６３】
【化１８】

【００６４】
【化１９】

【００６５】
【化２０】

【００６６】
以上のほか、以下、ＷＯ ００／７０６５５、特開２００２−２８０１７８、同２００１−１８１６１６、同２００２−２８０１７９、同２００１−１８１６１７、同２００２−２８０１８０、同２００１−２４７８５９、同２００２−２９９０６０、同２００１−３１３１７８、同２００２−３０２６７１、同２００１−３４５１８３、同２００２−３２４６７９、ＷＯ ０２／１５６４５、特開２００２−３３２２９１、同２００２−５０４８４、同２００２−３３２２９２、同２００２−８３６８４、特表２００２−５４０５７２、特開２００２−１１７９７８、同２００２−３３８５８８、同２００２−１７０６８４、同２００２−３５２９６０、同ＷＯ ０１／９３６４２、同２００２−５０４８３、同２００２−１００４７６、同２００２−１７３６７４、同２００２−３５９０８２、同２００２−１７５８８４、同２００２−３６３５５２、同２００２−１８４５８２、同２００３−７４６９、特表２００２−５２５８０８、特開２００３−７４７１、特表２００２−５２５８３３、特開２００３−３１３６６、同２００２−２２６４９５、同２００２−２３４８９４、同２００２−２３５０７６、同２００２−２４１７５１、同２００１−３１９７７９、同２００１−３１９７８０、同２００２−６２８２４、同２００２−１００４７４、同２００２−２０３６７９、同２００２−３４３５７２、同２００２−２０３６７８等に記載されている化合物を使用することもできる。
【００６７】
《蛍光性化合物》
本発明に用いられる蛍光性化合物について説明する。
【００６８】
本発明では、ホスト化合物と燐光性化合物の他に、蛍光性化合物を少なくとも１種含有してもよい。この場合、ホスト化合物と燐光性化合物からのエネルギー移動等で、有機ＥＬ素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は１０％以上であることが好ましく、更に好ましくは、３０％以上である。
【００６９】
具体的な蛍光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または、希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００７０】
ここでの蛍光量子収率も、前記第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３６２頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定することができる。
【００７１】
前記燐光性化合物は、前記のような燐光量子収率が、２５℃において０．００１以上であるほか、前記ホストの最低励起三重項エネルギーよりも低いそれを有するものであり、つまりより長波長なリン光極大波長を有するものである。燐光性化合物の燐光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができる。
【００７２】
本発明に用いられる蛍光性化合物が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図４．１６において、分光放射輝度計ＣＳ−１０００（ミノルタ製）で測定した結果をＣＩＥ色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【００７３】
《有機ＥＬ素子の層構成》
本発明に係る有機ＥＬ素子の層構成について説明する。
【００７４】
本発明の有機ＥＬ素子は、一対の電極（陽極、陰極）の間に、少なくとも１層の発光層を挟持した構造を有する。ここで、発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことであり、具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する化合物を含有する層のことを指す。
【００７５】
本発明の有機ＥＬ素子は、必要に応じ発光層の他に、正孔輸送層、電子輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。具体的には以下に示される構造が挙げられる。
【００７６】
（ｉ）陽極／発光層／陰極
（ｉｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（ｉｉｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ｉｖ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
《発光層》
本発明に係る発光層について説明する。
【００７７】
本発明では、上記一般式（１）または（２）で表される化合物を用いて発光層を形成することが好ましい。その形成方法としては、例えば、蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法により薄膜を形成することができるが、本発明では、特に分子堆積膜が好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態、または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、分子堆積膜はＬＢ法により形成された薄膜（分子累積膜）と、凝集構造、高次構造の相違やそれに起因する機能的な相違により区別することができる。
【００７８】
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、樹脂等の結着材と共に発光材料として上記化合物を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により塗布して薄膜形成することにより得ることができる。
【００７９】
（発光層の膜厚）
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、５ｎｍ〜５μｍの範囲に膜厚調整することが好ましい。
【００８０】
次に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等、発光層と組み合わせて有機ＥＬ素子を構成するその他の層について説明する。
【００８１】
《正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層》
本発明に用いられる、正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上、発光層に陰極、電子注入層、または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上する等発光性能の優れた素子となる。
【００８２】
《正孔注入材料、正孔輸送材料》
この正孔注入層、正孔輸送層の材料（以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という）については、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝性材料において、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。
【００８３】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、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、または、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。正孔注入材料、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。
【００８４】
上記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、更に、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（α−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。
【００８５】
更に、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。
【００８６】
または、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。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、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、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。
【００８７】
（正孔注入層の膜厚、正孔輸送層の膜厚）
正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍ程度での範囲に調整することが好ましい。この正孔注入層、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く、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００８８】
《電子輸送層、電子輸送材料》
本発明に係る電子輸送層は、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。
【００８９】
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等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等が挙げられる。更に、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。
【００９０】
更に、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。
【００９１】
または、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（Ａｌｑ３）、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）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａまたは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。
【００９２】
その他、メタルフリーまたはメタルフタロシアニン、更には、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等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。または、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等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。
【００９３】
この電子輸送層は、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法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。
【００９４】
（電子輸送層の膜厚）
電子輸送層の膜厚は特に制限はないが、５ｎｍ〜５μｍの範囲に調整することが好ましい。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料一種または二種以上からなる一層構造であってもよいし、或いは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００９５】
また、本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記燐光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも１種含有させてもよく、それにより更にＥＬ素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が３３０〜４４０ｎｍ、更に好ましくは３６０〜４１０ｎｍの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。
【００９６】
または、本発明においては、発光効率、及び耐久性の点から一般式（１）で表される化合物を電子輸送層に含有することが好ましい。
【００９７】
《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。
【００９８】
樹脂フィルムとしては、特に限定はなく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン（商品名：ＪＳＲ（株）製）或いはアペル（商品名：三井化学（株）製）といったノルボルネン系（またはシクロオレフィン系）樹脂、有機無機ハイブリッド樹脂等をあげることが出来る。有機無機ハイブリッド樹脂としては、有機樹脂とゾルゲル反応によって得られる無機高分子（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等）を組み合わせて得られるものが挙げられる。
【００９９】
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。
【０１００】
被膜の具体例としてはゾル−ゲル法により形成されたシリカ層、ポリマーの塗布等により形成された有機層（たとえば重合性基を有する有機材料膜に紫外線照射や加熱等の手段で後処理を施した膜を含む）、ＤＬＣ膜、金属酸化物膜または金属窒化物膜などが挙げられる。金属酸化物膜、金属窒化物膜を構成する金属酸化物、金属窒化物としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、窒化珪素などの金属窒化物、酸窒化珪素、酸窒化チタンなどの金属酸窒化物が挙げられる。
【０１０１】
前記、表面に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た樹脂フィルムの水蒸気透過率は、０．０１ｇ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【０１０２】
次に、有機ＥＬ素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極／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ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１０３】
まず適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲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て陽極を作製する。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／電子注入層からなる薄膜を形成させる。
【０１０４】
更に、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層（電極界面層）を存在させてもよい。
【０１０５】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率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、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【０１０６】
陽極バッファー層は、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。
【０１０７】
陰極バッファー層は、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、酸化リチウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【０１０８】
上記バッファー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０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【０１０９】
更に上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、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）」の第２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層等のような機能層を有していてもよい。
【０１１０】
《電極》
次に有機ＥＬ素子の電極について説明する。有機ＥＬ素子の電極は、陰極と陽極からなる。この有機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。
【０１１１】
上記陽極は蒸着やスパッタリング等の方法によりこれらの電極物質の薄膜を形成させ、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、或いはパターン精度をあまり必要としない場合（１００μｍ以上程度）は、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、または、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【０１１２】
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、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（Ａｌ２Ｏ３）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等が好適である。上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法で薄膜を形成させることにより作製することができる。または、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〜１μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍ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何れか一方が、透明または半透明であれば発光効率が向上するので好都合である。
【０１１３】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
次に、有機ＥＬ素子の作製方法について説明する。
【０１１４】
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、蒸着法等があるが、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、真空蒸着法が好ましい。薄膜化に真空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、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０℃〜３００℃、膜厚５ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１１５】
前記の様に、適当な基板上に所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲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て陽極を作製した後、該陽極上に前記の通り正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層／電子注入層からなる各層薄膜を形成させた後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍ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て陰極を設け、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この様に正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、発光層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた有機ＥＬ素子に、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５〜４０Ｖ程度を印加すると、発光が観測できる。または、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。更に、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。
【０１１６】
《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よいし、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）として使用してもよい。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よい。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。
【０１１７】
【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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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）。
【０１２４】
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。
【０１２５】
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図３は、画素を構成する駆動回路の等価回路図である。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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なく、製造コストの低減が計れる。
【０１３７】
本発明に係わるカルバゾール誘導体化合物は、また、実質白色の発光を生じる有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることが出来る。
【０１３８】
有機ＥＬ素子は現在のところ単一の発光材料で白色発光を示すものがないため、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得ている。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の３原色の３つの発光極大波長を含有させたものでも良いし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した２つの発光極大波長を含有したものでも良い。
【０１３９】
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数の燐光または蛍光で発光する材料を、複数組み合わせたもの、蛍光または燐光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでも良い。
【０１４０】
例えば、本発明において、発光層の材料として、発光ホストとして、本発明に係わるカルバゾール誘導体をもちい、リン光性ドーパントとして、前記リン光性ドーパントのなかから、補色の関係にあるドーパントを混合して用いることにより、白色発光においても、高い発光効率を得ることができる。
【０１４１】
発光層にホスト材料としてこれまで知られている化合物を併用して用いることができるほか、正孔輸送層を設ける場合は、材料に特に制限はないが、陽極からの正孔を、発光する層に伝達する機能を有していれば良く、前記の、従来、光導電材料において、正孔の電荷注入材料として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔輸送層に用いられてい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。
【０１４２】
電子輸送層を設ける場合においても、特に制限がなく、カソード電極からの電子を発光する層に伝達する機能を有していれば、従来公知の材料の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１４３】
白色有機エレクトロルミネッセンス素子は、基本的には発光が補色の関係にあるドーパントを混合するだけでよく、発光部のパターニングのみで発光材料を得ることが出来る。従って、発光層もしくは正孔輸送層或いは電子輸送層等の形成時のみマスクにより塗り分ければよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、形成が容易であり、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、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上するる。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機ＥＬ装置と異なり、素子自体が発光白色である。
【０１４４】
このようにして得られた白色表示素子に、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、白色の発光が観測できる。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。
【０１４５】
白色発光有機ＥＬ素子は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源に用いることができるが、家庭用照明用、車内照明、また露光光源のような一種のランプとして、また液晶表示装置のバックライトとして表示装置にも有用に用いられる。
【０１４６】
その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
【０１４７】
【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。
【０１４８】
実施例１
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製》
陽極としてガラス上にＩＴＯを１５０ｎｍ製膜したガラス基板（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透明電極を設けたガラス基板を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。
【０１４９】
このガラス基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、５つのタンタル製抵抗加熱ボートに、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣＰ、Ａｌｑ_３をそれぞれ入れ、真空蒸着装置（第１真空槽）に取付けた。
【０１５０】
さらにタンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第２真空槽に取り付けた。
【０１５１】
まず、第１の真空槽を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／秒で透明支持基板に膜厚２５ｎｍの厚さになるように蒸着し、正孔注入／輸送層を設けた。
【０１５２】
さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストであるＣＢＰと発光ドーパントであるＩｒ−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。
【０１５３】
ついで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／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０．１〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子注入層を設けた。
【０１５４】
次に、前記の如く電子注入層まで製膜した素子を真空のまま第２真空槽に移した後、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が配置されるように装置外部からリモートコントロールして設置した。
【０１５５】
第２真空槽を２×１０^−４Ｐａまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度０．０１〜０．０２ｎｍ／秒で膜厚０．５ｎｍの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度１〜２ｎｍ／秒で膜厚１５０ｎｍの陰極をつけた。
【０１５６】
さらにこの有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図５に示したような封止構造にして、ＯＬＥＤ１−１を作製した。なお、補水剤である酸化バリウム５は、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素樹脂系半透過膜（ミクロテックス Ｓ−ＮＴＦ８０３１Ｑ 日東電工製）でガラス製封止缶４に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機ＥＬ素子の接着には紫外線硬化型の接着剤７（東亞合成；０６２９Ｂ）を用い、紫外線ランプを照射することで両者を接着し封止した封止構造を有する素子を作製した。図において１は透明電極を設けたガラス基板、２が前記正孔注入／輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等からなる有機ＥＬ層、３は陰極を示す。
【０１５７】
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１５の作製》
上記の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１の作製において、発光ホストを表１に記載の化合物にかえた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−２〜１−１５を各々作製した。
【０１５８】
【化２１】

【０１５９】
【化２２】

【０１６０】
得られた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜ＯＬＥＤ１−１５の各々について下記のような評価を行った。
【０１６１】
《発光寿命、外部取り出し量子効率》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１〜１−１５の各々の素子を温度２３℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で５．０ｍＡ／ｃｍ^２の低電流条件下による連続点灯を行い、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ^２］および発光効率をみるため外部取り出し量子効率（η）を測定した。ここで、発光輝度［ｃｄ／ｍ^２］については、ミノルタ製ＣＳ−１０００を用いて測定した。また、
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
であり、外部取り出し量子効率の測定法は、分光放射輝度計ＣＳ−１０００により測定した発光スペクトルを各波長の光子のエネルギーから３８０〜７８０ｎｍの光子数を求め、さらにランバーシアン仮定に基づき発光面から発光した光子数を求めた。また、電流量から電子数を求めた。
【０１６２】
また、発光寿命については、ＯＬＥＤ１−１〜１−１５の各々の素子を温度２３℃、２．５ｍＡ／ｍ^２の低電流条件下による連続点灯を行ったときの、初期輝度が半分になるのに要する時間（τ_１／２）を測定した。
【０１６３】
また、外部取り出し量子効率（発光効率）および発光寿命は、各々有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１−１を１００としたときの相対値で表した。得られた結果を表１に示す。尚、発光色はすべての素子で緑色であった。
【０１６４】
【表１】

【０１６５】
表１から、本発明に係わるカルバゾール誘導体をホスト化合物として用いたときに、発光効率が高く、又、発光寿命も長いことがわかる。
【０１６６】
実施例２
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１の作製》
実施例１のＯＬＥＤ１−１の正孔注入／輸送層をα−ＮＰＤからｍ−ＭＴＤＡＴＸＡに、発光層の作製に用いたＣＢＰはそのままにして、発光ドーパントＩｒ−１をＩｒ−１２に変更した以外は実施例１と同様な方法、膜厚で陰極まで製膜した。この素子を、窒素雰囲気下にて作製し、実施例１と同様に封止して大気中に曝すことなく有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を得た。
【０１６７】
【化２３】

【０１６８】
《有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−２〜２−１１の作製》
上記の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１の発光層に用いた比較化合物ＣＢＰを表２に記載の化合物にかえた以外は同様にして、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−２〜２−１１をそれぞれ作製した。
【０１６９】
《発光寿命》
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１〜２−１１の各々の素子を、温度２３℃、２．５ｍＡ／ｍ^２の低電流条件下による連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（τ_１／２）を測定した。また、点灯開始直後の発光輝度（Ｌ）［ｃｄ／ｍ^２］および外部取り出し量子効率（η）を測定した。輝度の測定にはミノルタ製ＣＳ−１０００を用い、外部取り出し量子効率（η）を前記と同様に評価した。
【０１７０】
発光寿命、外部取り出し量子効率（η）（発光効率）は、それぞれ有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２−１を１００としたときの相対値で表し、得られた結果を表２に示す。尚、発光色はいずれも青色だった。
【０１７１】
【表２】

【０１７２】
表２から、発光ドーパンをかえた系においても、本発明に係わるカルバゾール誘導体をホスト化合物として用いると、発光効率が高く、又、発光寿命も長いことがわかる。
【０１７３】
実施例３
《フルカラー表示装置の作製》
〈青色発光素子〉
前記ＯＬＥＤ２−１０を青色発光素子として用いた。
【０１７４】
〈緑色発光素子〉
前記ＯＬＥＤ１−６を緑色発光素子として用いた。
【０１７５】
〈赤色発光素子〉
上記の緑色発光素子ＯＬＥＤ１−６の作製において、発光ドーパントをＩｒ−１からＩｒ−９に換えた以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
【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２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た。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、フルカラー表示が可能となる。
【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、かつ、鮮明なフルカラー動画表示が得られることが判った。
【０１７８】
実施例４
実施例１の透明電極基板の電極を２０ｍｍ×２０ｍｍにパターニングし、その上に実施例１と同様に正孔注入／輸送層としてα−ＮＰＤを５０ｎｍの厚さで製膜し、更に本発明の化合物５６の入った前記加熱ボートとＩｒ−１２の入ったボートおよびＩｒ−９の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光ホストである化合物５６と発光ドーパントであるＩｒ−１２およびＩｒ−９の蒸着速度が１００：５：０．６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。
【０１７９】
次いで、ＢＣＰを１０ｎｍ製膜して電子輸送層を設けた。更に、Ａｌｑ_３を４０ｎｍで製膜し電子注入層を設けた。
【０１８０】
次に、真空槽を開け、電子注入層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファー層として弗化リチウム０．５ｎｍおよび陰極としてアルミニウム１１０ｎｍを蒸着製膜した。
【０１８１】
この素子を実施例１と同様な方法および同様な構造の封止缶を用いて封止し平面ランプを作製した。
【０１８２】
この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用出来ることが判った。尚、発光ホストを本発明の他の化合物に置き換えても同様に白色の発光が得られることが判った。
【０１８３】
【発明の効果】
本発明により、高い発光効率を有し、かつ、半減寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置並びに照明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】表示部の模式図である。
【図３】画素を構成する駆動回路の等価回路図である。
【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】封止構造を有する有機ＥＬ装置の模式図である。
【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 containing a novel host compound having a high luminous efficiency and a long luminous life, a display device using the device, and a lighting device.
[0002]
[Prior art]
The use of a carbazole derivative represented by CBP as a light-emitting material for an organic electroluminescence device is known in JP-A-2000-21572 and the like.
[0003]
It is also known to use a carbazole derivative together with a phosphorescent dopant as a light emitting host.
[0004]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-8860, 2001-313179, and the like also describe use with phosphorescent dopants (Patent Documents 2 and 3).
[0005]
However, when a blue to blue-green phosphorescent compound is used as a light-emitting dopant, even when the CBP or carbazole derivative is used as a host compound, the quantum efficiency of external extraction is low and the result is insufficient (for example, See Non-Patent Document 1.) There is still room for improvement. In addition, regarding the prolongation of the life, the use of a phosphorescent compound as a dopant and the use of a specific pentacoordinate metal complex in addition to the carbazole derivative for the hole blocking layer have resulted in prolongation of the life (for example, see Patent Reference 2).
[0006]
However, the carbazole derivatives described in the above cited documents have insufficient luminous efficiency in a high luminance region (high current density region), and there is room for further improvement in the lifetime, and the carbazole derivative still has a luminescence that can withstand practical use. It has not reached efficiency and longevity. For practical use in the future, development of an organic EL device that emits light with high efficiency and low power consumption is desired.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-21572
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-8860
[0009]
[Patent Document 3]
JP 2001-313179 A
[0010]
[Non-patent document 1]
Proceedings of the 62nd Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics 12-a-M8
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and a long luminous life.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the following means.
[0013]
1. An organic electroluminescence device comprising the compound represented by the general formula (1).
[0014]
2. An organic electroluminescence device comprising a compound represented by the general formula (2).
[0015]
3. 2. The organic electroluminescent device according to the above item 1, wherein the compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent dopant are contained in a light emitting layer.
[0016]
4. 3. The organic electroluminescence device according to the item 2, wherein the compound represented by the general formula (2) and a phosphorescent dopant are contained in a light emitting layer.
[0017]
5. An organic electroluminescent device comprising the general formula (1) or (2) and emitting substantially white light.
[0018]
6. A display device comprising the organic electroluminescent element according to any one of the above items 1 to 5.
[0019]
7. A lighting device comprising the organic electroluminescent element according to any one of the above items 1 to 5.
[0020]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present inventors have conducted intensive studies on a host material for phosphorescence, and as a result, a compound composed of a specific carbazole derivative having a fluorine-containing substituent has photochemical or electrochemical stability. In addition to finding that the compound has excellent heat resistance and exhibits phosphorescence at a relatively short wavelength, when an organic electroluminescent EL device (also referred to as an organic EL device) is produced using the compound of the present invention, light emission of the organic EL device is obtained. The inventors have found that the brightness and the life are improved, and have reached the present invention.
[0021]
In particular, they have found that it is possible to provide an organic EL element which achieves both improvement in light emission luminance, light emission efficiency and durability in blue light emission, and a display device having high light emission luminance and good durability using the same.
[0022]
The carbazole derivative compound represented by the general formula (1) according to the present invention will be described.
[0023]
In the general formula (1), ₁ Represents a hydrogen atom or a substituent; ₂ ~ R ₉ Is at least one of a fluorine atom and a fluorine-containing alkyl group, and the other is a hydrogen atom or a substituent.
[0024]
R ₁ As the monovalent substituent represented by the formula, typically, an alkyl group (methyl group, ethyl group, i-propyl group, hydroxyethyl group, methoxymethyl group, trifluoromethyl group, t-butyl group, cyclopentyl Group, cyclohexyl group, benzyl group, etc.), aryl group (substituted phenyl group (tolyl group, xylyl group, trimethylphenyl group, tetramethylphenyl group, biphenyl group, terphenyl group), naphthyl group, p-tolyl group, p- Chlorophenyl group, etc.), alkenyl group (vinyl group, propenyl group, styryl group, etc.), alkynyl group (ethynyl group, etc.), alkyloxy group (methoxy group, ethoxy group, i-propoxy group, butoxy group, etc.), aryloxy group (Phenoxy group, etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group, i-propylquio group, etc.), ant Ruthio group (phenylthio group, etc.), amino group, alkylamino group (dimethylamino group, diethylamino group, ethylmethylamino group, etc.), arylamino group (anilino group, diphenylamino group, etc.), halogen atom (fluorine atom, chlorine atom , Bromine atom, iodine atom, etc.), cyano group, nitro group, heterocyclic group (pyrrole group, pyrrolidyl group, pyrazolyl group, imidazolyl group, pyridyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzoxazolyl group, etc.), silyl Groups (trimethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, dimethylphenylsilyl group, triphenylsilyl group, etc.) and the like.
[0025]
Also. R ₂ ~ R ₉ Wherein any one or more of the groups represented by is a fluorine-containing alkyl, wherein the fluorine-containing alkyl group is a hydrogen atom in an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. Any perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms have been substituted with fluorine, a fluorine-substituted alkyl group in which some of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms, or a substituent other than fluorine May be contained. Examples of the fluorine-substituted alkyl group include a monofluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a perfluoropropyl group, a 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, and And 1-chloro-1,2,2-trifluoroethyl group.
[0026]
Also, R ₂ ~ R ₉ In the case where at least one of the groups represented by is a fluorine-containing alkyl, the other groups represent a hydrogen atom or a substituent. ₁ Represents the same group as in the case of the group represented by
[0027]
In the carbazole compound having a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group according to the present invention, as the substituent, a plurality of carbazole compounds (having a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group) are further linked by an arbitrary linking group. The linking group may be a linking group such as carbon, silicon, nitrogen, boron, oxygen, sulfur, a metal, a linking group formed of a metal ion, etc., or carbon, silicon, nitrogen, boron, oxygen , A linking group formed by containing sulfur, a metal, a metal ion and the like, and a linking group in which the carbazole compound comprises a condensed polycyclic group, a heteromonocyclic group, and the like.
[0028]
Further, a compound having the carbazole compound containing a fluorine-containing or fluorine-containing alkyl group as a component of a polymer (or an oligomer) is also included.
[0029]
Next, the compound represented by the general formula (2) will be described.
Where R ₂₁ Represents a fluorine-containing alkyl group; ₂₂ ~ R ₂₉ Represents a hydrogen atom or a substituent; ₂₁ The fluorine-containing alkyl group represented by the general formula (1) ₂ ~ R ₉ Has the same meaning as a fluorine-containing alkyl group represented by at least one of the groups represented by ₂₂ ~ R ₂₉ The substituent represented by the general formula (1) is also represented by R ₁ Is synonymous with
[0030]
These also include those in which a plurality of carbazole rings are bonded by the above-described linking group, and those including these as components in a polymer (or oligomer).
[0031]
The molecular weight of the compound represented by formula (1) or (2) according to the present invention is preferably in the range of 350 to 3000. Generally, in order to manufacture a high-performance organic EL element, it is preferable to use a material that can be formed by a vacuum evaporation method and that forms uniform amorphous glass. Depending on the structure of the compound, if the molecular weight is less than 350, only an organic EL device having a low glass transition point and low heat resistance can be produced, and a stable organic EL device cannot be produced because of lack of stability in a glassy state and easy crystallization. Cannot be made. On the other hand, if the molecular weight exceeds 3,000, film formation by vacuum evaporation tends to be impossible, which is a problem in producing a high-performance organic EL device.
[0032]
Hereinafter, specific compound examples of the fluorine-containing carbazole derivative according to the present invention are shown, but the present invention is not limited thereto.
[0033]
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[0034]
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[0035]
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[0047]
The compound represented by the general formula (1) or (2) may be any one of the following layers (for example, a hole transporting layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron) constituting an organic EL device. Transport layer, etc.), but particularly when contained in the light-emitting layer as a host compound as described later, or when contained in a layer adjacent to the light-emitting layer, further high emission luminance and high light emission It is possible to provide an organic EL device which exhibits luminous efficiency and has improved durability.
[0048]
The content of the compound represented by the general formula (1) or (2) according to the present invention in any one layer constituting the organic EL device is preferably 50% by mass or more, more preferably. Is 80 to 95% by mass, particularly preferably 90 to 95% by mass.
[0049]
The fluorine-containing carbazole compound represented by the general formula (1) or (2) according to the present invention can be produced by a conventionally known method. Typically, US Pat. No. 2,861,990 (Du Pont de Nemours & Co.), Heterocycl. Compd. , 23, 3, 1987, pp. 275-281, Tetrahedron, 8, 1960, pp. 67-72, J. Am. Org. Chem. , 39, 1974, pp. 2546-2552, Chem. Commun, 20, 2002, p2310-2311. In the following, an example of a synthetic route is shown, but other compounds can be produced by the same method.
[0050]
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[0051]
Each compound produced can be identified by NMR (nuclear magnetic resonance spectrum) and mass spectrum.
[0052]
<< Host compound >>: Main component in light emitting layer
The host compound according to the present invention will be described.
[0053]
Here, the “host compound” means a compound having the largest mixing ratio (mass) in a light emitting layer composed of two or more compounds, and the other compounds are called “dopant compounds”. . For example, the light-emitting layer is composed of two kinds of 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.
[0054]
Here, as the host compound according to the present invention, a compound represented by the general formula (1) or (2), a conventionally known fluorescent compound, a fluorescent compound described later, and the like can be used.
[0055]
<< phosphorescent compound >>: a kind of dopant compound in the light emitting layer
The phosphorescent compound used as a dopant compound according to the present invention will be described.
[0056]
The “phosphorescent compound” is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, and a compound having a phosphorescence quantum yield of 0.001 or more at 25 ° C. The phosphorescence quantum yield is preferably at least 0.01, more preferably at least 0.1.
[0057]
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, 4th Edition, Experimental Chemistry Course, Spectroscopy II, p. 398 (1992 edition, Maruzen). Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescent compound according to the present invention preferably achieves the above-mentioned phosphorescence quantum yield in any of the solvents.
[0058]
As the phosphorescent compound according to the present invention, a complex compound containing a metal belonging to Groups 8 to 10 of the periodic table is preferable, and an iridium compound, an osmium compound, a ruthenium compound, a rhodium compound or a platinum compound (platinum complex) is more preferable. Systemic compound) and the like, among which the iridium compound is most preferably used.
[0059]
In the organic EL device of the present invention having a light emitting layer containing a phosphorescent compound as a host compound and a dopant compound, any one of the layers constituting the organic EL device may be represented by the formula (1) or (2). And the emission maximum wavelength is preferably 500 nm or less.
[0060]
The lowest excited triplet energy level of the host material used in the present invention is higher than the lowest excited triplet energy level of the light emitting material, and is 1.05 to 1.38 times the lowest excited triplet energy level of the light emitting material. It is preferable that The lowest excitation triplet energy level of the host material is preferably from 68 kcal / mol (284.9 kJ / mol) to 90 kcal / mol (377.1 kJ / mol).
[0061]
In the organic EL device of the present invention, the lowest excitation triplet energy level of the organic material contained in the layer adjacent to the light emitting layer is higher than the lowest excitation triplet energy level of the material forming the light emitting layer, It is preferably 1.05 to 1.38 times the lowest excited triplet energy level of the constituent material. In the organic EL device of the present invention, the lowest excitation triplet energy level of the organic material contained in the layer adjacent to the light emitting layer is from 68 kcal / mol (284.9 kJ / mol) to 90 kcal / mol (377.1 kJ / mol). It is preferable that
[0062]
Hereinafter, specific examples of the phosphorescent compound according to the present invention are shown, but the present invention is not limited thereto. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711.
[0063]
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[0064]
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[0065]
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[0066]
In addition to the above, WO 00/70655, JP-A-2002-280178, 2001-181616, 2002-280179, 2001-181617, 2002-280180, 2001-24759, 2002-299060, and 2001- No. 31178, No. 2002-302671, No. 2001-345183, No. 2002-324679, WO 02/15645, JP-A No. 2002-332291, No. 2002-50484, No. 2002-332292, No. 2002-83684, Special Table 2002-540572, Special Features Open 2002-117978, 2002-338588, 2002-170684, 2002-352960, WO 01/93642, 2002-502483, 2002-100476, 2 02-173674, 2002-359082, 2002-158584, 2002-363552, 2002-184582, 2003-7469, JP-T-2002-525808, JP-A-2003-7471, JP-T-2002-525833, JP-A-2003 -31366, 2002-226495, 2002-234894, 2002-235076, 2002-241751, 2001-319779, 2001-319780, 2002-62824, 2002-100474, 2002-203679, 2002 Compounds described in -343572, 2002-203678 and the like can also be used.
[0067]
《Fluorescent compound》
The fluorescent compound used in the present invention will be described.
[0068]
In the present invention, at least one fluorescent compound may be contained in addition to the host compound and the phosphorescent compound. In this case, the electroluminescence as the organic EL element is obtained from the fluorescent compound due to the energy transfer between the host compound and the phosphorescent compound. Preferred as the fluorescent compound is a compound having a high fluorescence quantum yield in a solution state. Here, the fluorescence quantum yield is preferably 10% or more, more preferably 30% or more.
[0069]
Specific fluorescent compounds include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squarium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, and perylene dyes , A stilbene-based dye, a polythiophene-based dye, or a rare-earth complex-based phosphor.
[0070]
The fluorescence quantum yield here can also be measured by the method described in Spectroscopy II, p. 362 (1992 edition, Maruzen) of the fourth edition of Experimental Chemistry Lecture 7.
[0071]
The phosphorescent compound has a phosphorescence quantum yield as described above of not less than 0.001 at 25 ° C. and has a lower than the lowest excited triplet energy of the host, that is, a longer wavelength. It has a phosphorescent maximum wavelength. The maximum phosphorescent emission wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited. In principle, the emission wavelength obtained by selecting a central metal, a ligand, a substituent of a ligand, and the like is changed. Can be.
[0072]
The color emitted by the fluorescent compound used in the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Edition of Color Science Handbook” (edited by The Japan Society of Color Science, The University of Tokyo Press, 1985), and is shown in FIG. (Minolta) is determined by the color when the result of measurement is applied to the CIE chromaticity coordinates.
[0073]
<< Layer Configuration of Organic EL Element >>
The layer structure of the organic EL device according to the present invention will be described.
[0074]
The organic EL device of the present invention has a structure in which at least one light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes (anode and cathode). Here, in a broad sense, the light-emitting layer is a layer that emits light when an electric current is applied to an electrode formed of a cathode and an anode. Specifically, when an electric current is applied to an electrode formed of a cathode and an anode, Refers to a layer containing a compound that emits light.
[0075]
The organic EL device of the present invention has a structure in which a hole transport layer, an electron transport layer, an anode buffer layer, a cathode buffer layer, and the like are provided in addition to a light emitting layer as necessary, and is sandwiched between a cathode and an anode. Specifically, the structure shown below is mentioned.
[0076]
(I) anode / light-emitting layer / cathode
(Ii) anode / hole transport layer / light-emitting layer / cathode
(Iii) anode / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
(Iv) anode / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
(V) anode / anode buffer layer / hole transport layer / emission layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode
<< Light-emitting layer >>
The light emitting layer according to the present invention will be described.
[0077]
In the present invention, it is preferable to form the light emitting layer using the compound represented by the general formula (1) or (2). As a forming method, a thin film can be formed by a known method such as a vapor deposition method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. In the present invention, a molecular deposition film is particularly preferable. Here, the molecular deposition film refers to a thin film formed by depositing the compound from a gaseous state or a film formed by solidifying the compound from a molten state or a liquid state. In general, a molecular deposition film can be distinguished from a thin film (molecule accumulation film) formed by the LB method by a difference in an aggregated structure and a higher-order structure and a functional difference resulting therefrom.
[0078]
Further, as described in JP-A-57-51781, this light-emitting layer is prepared by dissolving the above compound as a light-emitting material in a solvent together with a binder such as a resin in a solvent, and then spin-coating the solution. It can be obtained by forming a thin film by coating with such as.
[0079]
(Thickness of light emitting layer)
The thickness of the light emitting layer thus formed is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the situation, but is preferably adjusted to a range of 5 nm to 5 μm.
[0080]
Next, other layers constituting an organic EL element in combination with a light emitting layer, such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer, will be described.
[0081]
《Hole injection layer, hole transport layer, electron injection layer, electron transport layer》
The hole injection layer and the hole transport layer used in the present invention have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer, and the hole injection layer and the hole transport layer are connected to the anode and the light emitting layer. By intervening between them, many holes are injected into the light emitting layer at a lower electric field, and furthermore, electrons injected from the cathode, the electron injection layer, or the electron transport layer into the light emitting layer, Due to the electron barrier present at the interface between the hole injection layer or the hole transport layer, the element is accumulated at the interface within the light emitting layer and has excellent light emitting performance such as improved light emitting efficiency.
[0082]
《Hole injection material, hole transport material》
The material of the hole injection layer and the hole transport layer (hereinafter, referred to as a hole injection material and a hole transport material) has a property of transmitting the holes injected from the anode to the light emitting layer. There is no particular limitation as long as the material is a conventional photoconductive material, a material commonly used as a hole charge injection / transport material, a hole injection layer of an EL element, and a known material used for a hole transport layer. Any one of them can be selected and used.
[0083]
The hole injection material and the hole transport material have any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be any of an organic substance and an inorganic substance. Examples of the hole injection material and the hole transport material include a triazole derivative, an oxadiazole derivative, an imidazole derivative, a polyarylalkane derivative, a pyrazoline derivative and a pyrazolone derivative, a phenylenediamine derivative, an arylamine derivative, an amino-substituted chalcone derivative, and oxazole. Derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline-based copolymers, or conductive polymer oligomers, especially thiophene oligomers, are mentioned. As the hole injecting material and the hole transporting material, those described above can be used, and porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds, particularly aromatic tertiary amine compounds may be used. preferable.
[0084]
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- Tolaminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N -Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadri Phenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenyl Amino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and 2 described in U.S. Pat. No. 5,061,569. Having a plurality of condensed aromatic rings in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD); No. 08688,4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units are linked in a starburst form. MTDATA) and the like.
[0085]
Furthermore, 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.
[0086]
Alternatively, 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. The hole injection layer and the hole transport layer are formed by thinning the hole injection material and the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. Can be formed.
[0087]
(Thickness of hole injection layer, thickness of hole transport layer)
The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are not particularly limited, but are preferably adjusted to a range of about 5 nm to 5 μm. The hole injecting layer and the hole transporting layer may have a single-layer structure composed of one or two or more of the above materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0088]
《Electron transport layer, electron transport material》
The electron transporting layer according to the present invention may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material may be selected from conventionally known compounds. Can be.
[0089]
Examples of materials used for the electron transport layer (hereinafter, referred to as electron transport materials) include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene perylene, carbodiimide, 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.
[0090]
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.
[0091]
Or a metal complex of an 8-quinolinol derivative, for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq3), 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 also be used as the electron transport material.
[0092]
In addition, metal-free or metal phthalocyanine, and 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. Alternatively, a distyrylpyrazine derivative exemplified as a material for the light-emitting layer can also be used as an 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. Semiconductors can also be used as electron transport materials.
[0093]
The electron transport layer can be formed by forming the above compound by a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
[0094]
(Thickness of electron transport layer)
The thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably adjusted in the range of 5 nm to 5 μm. The electron transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of these electron transport materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0095]
Further, in the present invention, the fluorescent compound is not limited to the light emitting layer alone, and is the same as the fluorescent compound serving as the host compound of the phosphorescent compound in the hole transport layer adjacent to the light emitting layer or the electron transport layer. At least one kind of fluorescent compound having a maximum fluorescence wavelength may be contained in the region, whereby the luminous efficiency of the EL element can be further increased. As the fluorescent compound contained in the hole transporting layer or the electron transporting layer, a fluorescent compound having a maximum fluorescence wavelength of 330 to 440 nm, more preferably 360 to 410 nm, like the one contained in the light emitting layer. Compounds are used.
[0096]
Alternatively, in the present invention, it is preferable that the compound represented by the general formula (1) is contained in the electron transport layer from the viewpoint of luminous efficiency and durability.
[0097]
<< 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.
[0098]
The resin film is not particularly limited, specifically, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, and cellulose. Cellulose esters such as acetate phthalate and cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide, polyethersulfone , Polysulfones, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, Niro , Polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylate, norbornene (or cycloolefin) resins such as ARTON (trade name: manufactured by JSR Corporation) or Apel (trade name: manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), and organic-inorganic hybrid resins And so on. Examples of the organic-inorganic hybrid resin include those obtained by combining an organic resin and an inorganic polymer (eg, silica, alumina, titania, zirconia, etc.) obtained by a sol-gel reaction.
[0099]
An inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film.
[0100]
Specific examples of the coating include a silica layer formed by a sol-gel method, and an organic layer formed by coating a polymer (for example, an organic material film having a polymerizable group is subjected to post-treatment by means of ultraviolet irradiation or heating). , A DLC film, a metal oxide film or a metal nitride film. Examples of the metal oxide and metal nitride constituting the metal oxide film and the metal nitride film include metal oxides such as silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide; metal nitrides such as silicon nitride; silicon oxynitride; Metal oxynitrides such as titanium are exemplified.
[0101]
The water vapor transmission rate of the resin film having the inorganic or organic film or a hybrid film of the two formed on the surface is 0.01 g / m 2. ² It is preferable that the film is a high-barrier film having a thickness of not more than a day.
[0102]
Next, a preferred example of manufacturing an organic EL element will be described. As an example, a method for manufacturing an EL device including the above-described anode / hole injection layer / hole transport layer / emission layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.
[0103]
First, a thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material, is formed on a suitable substrate by a method such as evaporation or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 10 to 200 nm. Make the anode. Next, a thin film composed of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer / electron injection layer, which are element materials, is formed thereon.
[0104]
Further, a buffer layer (electrode interface layer) may be provided between the anode and the light emitting layer or the hole injection layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron injection layer.
[0105]
The buffer layer is a layer provided between the electrode and the organic layer for lowering the driving voltage and improving the luminous efficiency. The “organic EL device and the forefront of its industrialization (published by NTT Corporation on November 30, 1998) )), Vol. 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166), and includes an anode buffer layer and a cathode buffer layer.
[0106]
The details of the anode buffer layer are also described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, a phthalocyanine buffer layer represented by copper phthalocyanine And 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.
[0107]
The details of the cathode buffer layer are also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, and JP-A-10-74586, and specifically, metals represented by strontium, aluminum, and the like. Examples include a buffer layer, an alkali metal compound buffer layer represented by lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer represented by magnesium fluoride, and an oxide buffer layer represented by aluminum oxide and lithium oxide.
[0108]
The buffer layer is desirably an extremely thin film, and the thickness is preferably in the range of 0.1 to 100 nm, depending on the material.
[0109]
Further, in addition to the above-mentioned basic constituent layers, layers having other functions may be laminated as necessary. For example, JP-A-11-204258, JP-A-11-204359, and "Organic EL Device and Its Industrialization A front layer (published by NTT Corporation on November 30, 1998) ”, page 237, etc., may have a functional layer such as a hole blocking (hole block) layer.
[0110]
"electrode"
Next, the electrodes of the organic EL element will be described. The electrodes of the organic EL element are composed of a cathode and an anode. As the anode in this 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.
[0111]
The anode may be formed into a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when a pattern accuracy is not required much (about 100 μm or more). In the above, 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%, or the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 nm to 200 nm.
[0112]
On the other hand, as the cathode, those having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material are preferably used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium / copper mixtures, magnesium / silver mixtures, magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al2O3) mixtures. , Indium, a lithium / aluminum mixture, a rare earth metal, and the like. Among them, a mixture of an electron-injecting metal and a second metal, which is a metal having a large work function and a stable 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 and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film from these electrode substances by a method such as vapor deposition or sputtering. Alternatively, 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 1 μm, preferably 50 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 luminous efficiency is advantageously improved.
[0113]
<< Method of manufacturing organic EL element >>
Next, a method for manufacturing an organic EL element will be described.
[0114]
Examples of the method for thinning include the spin coating method, the casting method, and the vapor deposition method as described above, but the vacuum vapor deposition method is preferable because a uniform film is easily obtained and pinholes are hardly generated. When a vacuum deposition method is used for thinning, the deposition conditions vary depending on the type of compound used, the target crystal structure of the molecular deposition film, the association structure, and the like. It is desirable to appropriately select a temperature within a range of 10-6 to 10-3 Pa, a deposition rate of 0.01 nm / sec to 50 nm / sec, a substrate temperature of -50 ° C to 300 ° C, and a film thickness of 5 nm to 5 μm.
[0115]
As described above, a thin film composed of a desired electrode material, for example, an anode material, 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 in the range of 10 to 200 nm. After forming an anode, a layer thin film including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer / electron injection layer is formed on the anode as described above, and then a cathode is formed thereon. A cathode is provided by forming a thin film made of a substance so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably 50 to 200 nm, for example, by a method such as vapor deposition or sputtering, and a desired organic EL element is obtained. In the production of this organic EL device, it is preferable to consistently produce from the hole injection layer to the cathode in this way by one evacuation, but the production order is reversed, and the cathode, the electron injection layer, the light emitting layer, A hole injection layer and an anode can be formed in this order. When a DC voltage is applied to the organic EL device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 5 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Alternatively, 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 alternating current may be arbitrary.
[0116]
《Display device》
The organic EL device of the present invention may be used as a kind of lamp such as an illumination light source or an exposure light source, a projection device of a type for projecting an image, and 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.
[0117]
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.
[0118]
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.
[0119]
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.
[0120]
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 the image information is displayed on the display unit A.
[0121]
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.
[0122]
The figure shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
[0123]
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).
[0124]
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.
[0125]
Next, a light emitting process of the pixel will be described.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a drive circuit forming a pixel.
[0126]
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.
[0127]
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.
[0128]
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.
[0129]
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.
[0130]
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.
[0131]
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.
[0132]
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.
[0133]
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.
[0134]
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.
[0135]
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.
[0136]
In the passive matrix system, the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.
[0137]
The carbazole derivative compound according to the present invention can also be used for an organic electroluminescence device that emits substantially white light.
[0138]
At present, there is no single organic EL element that emits white light with a single light-emitting material. Therefore, a plurality of light-emitting materials emit light in a plurality of colors at the same time to obtain white light by mixing colors. As a combination of a plurality of emission colors, a combination containing three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue may be used, or two combinations using complementary colors such as blue and yellow, and blue-green and orange may be used. A material containing a maximum emission wavelength may be used.
[0139]
In addition, a combination of a plurality of materials emitting light by phosphorescence or fluorescence, a combination of a plurality of materials emitting light by phosphorescence or fluorescence, and a light emitting material emitting light by fluorescence or phosphorescence, Any of those in combination with a dye material that emits light may be used.
[0140]
For example, in the present invention, a carbazole derivative according to the present invention is used as a light emitting host as a material of a light emitting layer, and a phosphorescent dopant is mixed with a dopant having a complementary color from the phosphorescent dopant. By using this, high luminous efficiency can be obtained even in white light emission.
[0141]
Known compounds can be used in combination with the host material as the host material in the light-emitting layer. When a hole transport layer is provided, the material is not particularly limited. Any of the above-described conventional photoconductive materials commonly used as a hole charge injection material, and known photoconductive materials used in a hole transport layer of an EL element may be used. Any one of them can be selected and used.
[0142]
In the case where the electron transport layer is provided, there is no particular limitation, and any material can be selected from conventionally known materials as long as it has a function of transmitting electrons from the cathode electrode to the light emitting layer. Can be.
[0143]
In a white organic electroluminescent element, it is basically only necessary to mix a dopant whose emission is in a complementary color relationship, and a light emitting material can be obtained only by patterning the light emitting portion. Therefore, it is only necessary to apply a mask separately when forming a light emitting layer, a hole transporting layer, an electron transporting layer, or the like. For example, an electrode film can be formed by a method, a casting method, a spin coating method, an inkjet method, a printing method, and the like, and the productivity is also improved. According to this method, unlike a white organic EL device in which light-emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves emit white light.
[0144]
When a DC voltage is applied to the white display element thus obtained, white 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.
[0145]
The white light-emitting organic EL device can be used for display devices, displays, and various light-emitting light sources, but is used as a kind of lamp for home lighting, in-car lighting, and as an exposure light source, and as a backlight of a liquid crystal display device. It is also useful for equipment.
[0146]
Other light sources such as backlights for watches, signboard advertisements, traffic lights, optical storage media, etc., light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. It can be used in a wide range of applications such as household electric appliances.
[0147]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0148]
Example 1
<< Preparation of organic EL element OLED1-1 >>
After patterning a glass substrate (manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) in which 150 nm of ITO was formed on glass as an anode, the glass 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.
[0149]
This glass substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum vapor deposition apparatus, while five tantalum resistance heating boats were placed in α-NPD, CBP, Ir-1, BCP, Alq ₃ , Respectively, and attached to a vacuum evaporation apparatus (first vacuum tank).
[0150]
Further, lithium fluoride was placed in a resistance heating boat made of tantalum and aluminum was placed in a resistance heating boat made of tungsten, and they were attached to a second vacuum tank of a vacuum evaporation apparatus.
[0151]
First, 4 × 10 ^-4 After reducing the pressure 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 25 nm. And a hole injection / transport layer.
[0152]
Further, the heating boat containing CBP and the boat containing Ir-1 were separately energized to adjust the deposition rate of CBP as a light emitting host and Ir-1 as a light emitting dopant to 100: 7. The light emitting layer was provided by vapor deposition so as to have a thickness of 30 nm.
[0153]
Next, the heating boat containing the BCP was energized and heated to provide an electron transport layer having a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 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 to 0.2 nm / sec.
[0154]
Next, after the element formed up to the electron injection layer as described above is transferred to the second vacuum chamber in a vacuum state, the outside of the apparatus is placed so that a rectangular stainless steel perforated mask is arranged on the electron injection layer. Installed by remote control.
[0155]
2 × 10 ^-4 After reducing the pressure to Pa, the boat containing lithium fluoride was energized to provide a 0.5 nm-thick cathode buffer layer at a deposition rate of 0.01 to 0.02 nm / sec. A cathode having a thickness of 150 nm was provided at a deposition rate of 1 to 2 nm / sec.
[0156]
Further, the organic EL element was transferred to a glove box under a nitrogen atmosphere (a glove box substituted with a high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without bringing the organic EL element into contact with the atmosphere, thereby obtaining a sealing structure as shown in FIG. Thus, OLED 1-1 was produced. In addition, barium oxide 5 as a water replenishing agent is obtained by applying a high-purity barium oxide powder manufactured by Aldrich Co. to a glass sealing can 4 with a fluororesin semi-permeable membrane (Microtex S-NTF8031Q manufactured by Nitto Denko) with an adhesive. What was pasted was prepared and used in advance. An ultraviolet curable adhesive 7 (Toagosei; 0629B) was used to bond the sealing can and the organic EL element, and an element having a sealing structure in which both were bonded and sealed by irradiating an ultraviolet lamp was produced. . In the figure, 1 is a glass substrate provided with a transparent electrode, 2 is an organic EL layer composed of the hole injection / transport layer, light emitting layer, electron transport layer, electron injection layer, etc., and 3 is a cathode.
[0157]
<< Preparation of organic EL element OLED1-2-1-15 >>
Organic EL devices OLED1-2 to 1-15 were respectively manufactured in the same manner as in the above-mentioned organic EL device OLED1-1 except that the light emitting host was changed to the compound shown in Table 1.
[0158]
Embedded image

[0159]
Embedded image

[0160]
The following evaluation was performed about each of the obtained organic EL elements OLED1-1 to OLED1-15.
[0161]
《Emission lifetime, quantum efficiency taken out externally》
Each of the organic EL elements OLED1-1 to 1-15 was heated at a temperature of 23 ° C. under a dry nitrogen gas atmosphere at 5.0 mA / cm. ² Lighting is performed continuously under the low current condition, and the light emission luminance (L) [cd / m ² ] And the luminous efficiency, external quantum efficiency (η) was measured. Here, the emission luminance [cd / m ² ] Was measured using Minolta CS-1000. Also,
External extraction quantum efficiency (%) = number of photons emitted outside the organic EL element / number of electrons flowing through the organic EL element × 100
The method of measuring the external extraction quantum efficiency is as follows: the emission spectrum measured by the spectral radiance meter CS-1000 is determined from the energy of the photons of each wavelength to the number of photons of 380 to 780 nm. The number of emitted photons was determined. Further, the number of electrons was obtained from the amount of current.
[0162]
Regarding the light emission lifetime, each element of the OLEDs 1-1 to 1-15 was heated at a temperature of 23 ° C. and 2.5 mA / m 2. ² The time required for the initial luminance to be reduced to half when continuous lighting is performed under low current conditions (τ) _1/2 ) Was measured.
[0163]
Further, the external extraction quantum efficiency (luminous efficiency) and the luminous life were represented by relative values when the organic EL element OLED1-1 was set to 100, respectively. Table 1 shows the obtained results. The emission color was green for all the devices.
[0164]
[Table 1]

[0165]
Table 1 shows that when the carbazole derivative according to the present invention was used as a host compound, the luminous efficiency was high and the luminous life was long.
[0166]
Example 2
<< Preparation of organic EL element OLED2-1 >>
Except that the hole injection / transport layer of the OLED 1-1 of Example 1 was changed from α-NPD to m-MTDATXA, the CBP used for forming the light emitting layer was kept as it was, and the light emitting dopant Ir-1 was changed to Ir-12. Was formed up to the cathode in the same manner and in the same manner as in Example 1. This element was manufactured in a nitrogen atmosphere, sealed in the same manner as in Example 1, and an organic EL element OLED2-1 was obtained without exposing it to the atmosphere.
[0167]
Embedded image

[0168]
<< Preparation of Organic EL Element OLED 2-2 to 2-11 >>
Organic EL elements OLED2-2 to 2-11 were produced in the same manner except that the comparative compound CBP used in the light-emitting layer of the organic EL element OLED2-1 was changed to the compound shown in Table 2.
[0169]
《Emission life》
Each of the organic EL elements OLED2-1 to 2-11 was heated at a temperature of 23 ° C. and 2.5 mA / m ² The time required to perform continuous lighting under low current conditions and reach half the initial luminance (τ _1/2 ) Was measured. Also, the light emission luminance (L) [cd / m ² ] And the external extraction quantum efficiency (η) were measured. The external extraction quantum efficiency (η) was evaluated in the same manner as described above, using a Minolta CS-1000 for the measurement of the luminance.
[0170]
The emission lifetime and the external extraction quantum efficiency (η) (luminous efficiency) are each expressed as a relative value when the organic EL element OLED2-1 is set to 100, and the obtained results are shown in Table 2. The emission colors were all blue.
[0171]
[Table 2]

[0172]
From Table 2, it can be seen that, even in a system in which the luminescent dopan is changed, when the carbazole derivative according to the present invention is used as a host compound, the luminous efficiency is high and the luminescent lifetime is long.
[0173]
Example 3
<< Production of full-color display device >>
<Blue light emitting element>
The OLED 2-10 was used as a blue light emitting device.
[0174]
<Green light emitting element>
The OLED 1-6 was used as a green light emitting device.
[0175]
<Red light emitting element>
A red light-emitting device was produced in the same manner as in the production of the green light-emitting device OLED1-6 except that the light-emitting dopant was changed from Ir-1 to Ir-9.
[0176]
The red, green, and blue light-emitting organic EL elements produced above were arranged side by side on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device having the form shown in FIG. FIG. 2 shows only a schematic diagram of the display unit A of the display device manufactured. 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 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. By arranging the red, green, and blue pixels appropriately as described above, a full-color display can be realized.
[0177]
It was found that by driving the full-color display device, a high-luminance, high-durability, and clear full-color moving image display can be obtained.
[0178]
Example 4
The electrode of the transparent electrode substrate of Example 1 was patterned into 20 mm × 20 mm, and α-NPD was formed thereon as a hole injection / transport layer with a thickness of 50 nm in the same manner as in Example 1; The heated boat containing compound 56, the boat containing Ir-12, and the boat containing Ir-9 were each independently energized to supply the compound 56 as a light-emitting host and the light-emitting dopants Ir-12 and Ir-9. The deposition rate was adjusted to 100: 5: 0.6, and the film was deposited to a thickness of 30 nm to provide a light emitting layer.
[0179]
Next, BCP was formed to a thickness of 10 nm to provide an electron transport layer. Furthermore, Alq ₃ Was formed at a thickness of 40 nm to provide an electron injection layer.
[0180]
Next, a vacuum chamber was opened, a square hole mask having the same shape as the transparent electrode made of stainless steel was set on the electron injection layer, and 0.5 nm of lithium fluoride was deposited as a cathode buffer layer and 110 nm of aluminum was deposited as a cathode. A film was formed.
[0181]
This element was sealed using a sealing can having the same method and the same structure as in Example 1 to produce a flat lamp.
[0182]
When this flat lamp was energized, almost white light was obtained, which proved that it could be used as a lighting device. In addition, it was found that white light was similarly obtained even when the light emitting host was replaced with another compound of the present invention.
[0183]
【The invention's effect】
According to the present invention, an organic electroluminescent element, a display device, and a lighting device having high luminous efficiency and long half-life can be provided.
[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.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a driving circuit forming 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 device having a sealing structure.
[Explanation of symbols]
1 Display
3 pixels
5 scanning 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 electroluminescence device comprising a compound represented by the following general formula (1).

[Wherein, R ₁ represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one of R _{2 to} R ₉ is a fluorine atom or a fluorine-containing alkyl group, and the other represents a hydrogen atom or a substituent. . ] An organic electroluminescence device comprising a compound represented by the following general formula (2).

[Wherein, R ₂₁ represents a fluorine-containing alkyl group, and R _{22 to} R ₂₉ represent a hydrogen atom or a substituent. ] The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the light emitting layer contains the compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent dopant. The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein the light emitting layer contains the compound represented by the general formula (2) and a phosphorescent dopant. An organic electroluminescence device comprising the general formula (1) or (2), wherein the light emission is substantially white. A display device comprising the organic electroluminescence device according to claim 1. An illumination device comprising the organic electroluminescence element according to claim 1.

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