JP2005158289A - 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置を提供する。
【解決手段】 陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物含有層の少なくとも2層が、下記一般式(1)で表される化合物を含有す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。
一般式(1)
Ar1−L−Ar2
【選択図】 なし
【解決手段】 陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物含有層の少なくとも2層が、下記一般式(1)で表される化合物を含有す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。
一般式(1)
Ar1−L−Ar2
【選択図】 なし
Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び証明装置に関する。
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子(以後、有機EL素子ともいう)が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・りん光)を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために、省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
今後の実用化に向けた有機EL素子の開発としては、更に低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機EL素子が望まれているわけであり、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術(例えば、特許文献1参照。)が、また8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特許文献2参照。)が、更に、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特許文献3参照。)が報告されている。
上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が1:3であるため発光性励起種の生成確率が25%であることと、光の取り出し効率が約20%であるため、外部取り出し量子効率(ηext)の限界は5%とされている。
ところが、プリンストン大より励起三重項からのりん光発光を用いる有機EL素子の報告(例えば、非特許文献1参照。)がされて以来、室温でりん光を示す材料の研究(例えば、非特許文献2参照。)が活発になってきている。
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が100%となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が4倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ、照明用にも応用可能であり注目されている。
The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ’00、浜松)では、燐光性化合物についていくつかの報告がなされている。例えば、Ikai等はホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホストとして用いている。また、M.E.Tompson等は、各種電子輸送性材料を燐光性化合物のホストに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。さらに、Tsutsui等は、正孔阻止層(エキシトン阻止層)の導入により高い発光輝度を得ている。正孔阻止層としては、その他、5配位のアルミニウム錯体を使用する例(例えば、特許文献4、5参照)、及びIkai等は、ホールブロック層(エキシトンブロック層)としてフッ素置換化合物を用いることにより、高効率な発光を達成している(例えば非特許文献3参照)。
しかしながら、従来の有機EL素子のいずれもが、発光輝度が低く、半減寿命が短いという課題があった。
上記の問題点を改良する目的で、陽極と陰極からなる一対の電極と、その間に正孔輸送層を含む少なくとも二層以上の有機物からなる層を有し、前記陽極と正孔輸送層との間に陽極界面薄膜層を有しており、前記陽極界面薄膜層がカルバゾール環を有する化合物である有機電界発光素子が開示されている(例えば、特許文献6参照。)。
しかしながら、上記技術を用いても発光輝度の向上は不十分であり、且つ、寿命も短く、更なる改良が求められていた。
特許第3093796号明細書
特開昭63−264692号公報
特開平3−255190号公報
特開2001−284056号公報
特開2002−8860号公報
特開2003−229279号公報
M.A.Baldo et al.,nature、395巻、151〜154ページ(1998年)
M.A.Baldo et al.,nature、403巻、17号、750−753ページ(2000年)
Appl.Phys.Lett.,79巻、156ページ(2001年)
本発明の目的は、発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置を提供することである。
本発明の上記目的は下記の構成1〜10により達成された。
(請求項1)
陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物含有層の少なくとも2層が、下記一般式(1)で表される化合物を含有す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。
(請求項1)
陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物含有層の少なくとも2層が、下記一般式(1)で表される化合物を含有す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。
一般式(1)
Ar1−L−Ar2
〔式中、Ar1、Ar2は、各々独立にアリール基、芳香族複素環基を表す。Lはアルキレン基を表す。〕
(請求項2)
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ar1−L−Ar2
〔式中、Ar1、Ar2は、各々独立にアリール基、芳香族複素環基を表す。Lはアルキレン基を表す。〕
(請求項2)
前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔式中、R1、R2は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基を表し、更に、R1、R2は、互いに結合して環形成してもよい。R3、R4は、各々水素原子または置換基を表す。Ar3、Ar4は、各々アリール基または芳香族複素環基を表す。o、pは、各々0〜5の整数を表し、n、mは、各々1〜5の整数を表す。〕
(請求項3)
前記2層の少なくとも1層が発光層であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項4)
前記発光層が、ホスト化合物とリン光性ドーパントを含有することを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項5)
前記発光層と前記陰極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Aを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項6)
前記有機化合物含有層Aが正孔阻止層または電子輸送層であることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項7)
前記発光層と前記陽極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Bを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項8)
前記有機化合物含有層Bが、正孔輸送層または電子阻止層であることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項9)
請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
(請求項10)
請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
(請求項3)
前記2層の少なくとも1層が発光層であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項4)
前記発光層が、ホスト化合物とリン光性ドーパントを含有することを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項5)
前記発光層と前記陰極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Aを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項6)
前記有機化合物含有層Aが正孔阻止層または電子輸送層であることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項7)
前記発光層と前記陽極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Bを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項8)
前記有機化合物含有層Bが、正孔輸送層または電子阻止層であることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(請求項9)
請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
(請求項10)
請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
本発明により、発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置を提供することが出来た。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、請求項1〜7のいずれか1項で規定される構成にすることにより、発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることが出来る。更に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を有する表示装置、照明装置を得ることが出来た。
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について順次説明する。
本発明者等は、鋭意検討の結果、陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機化合物含有層の少なくとも2層に前記一般式(1)で表される化合物を含有させることで、発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機EL素子が得られることを見い出した。
中でも、前記の少なくとも2層のうちの一層が、前記一般式(1)で表される化合物をホスト化合物として含有する発光層であることが好ましく、更に好ましい素子構成としては、該発光層と前記陰極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層を設ける態様が挙げられ、特に好ましい態様としては、該雪化合物含有層の少なくとも1層が、正孔阻止層または電子輸送層であることである。
また、別の好ましい態様としては、前記発光層と前記陽極とに間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層を設けることが好ましく、特に好ましくは、該有機化合物含有層の少なくとも1層が、正孔輸送層または電子阻止層であることである。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子ともいう)の構成層については、後で詳細に説明する。
《一般式(1)で表される化合物》
本発明に係る一般式(1)で表される化合物について説明する。
本発明に係る一般式(1)で表される化合物について説明する。
前記一般式(1)において、Ar1、Ar2で表されるアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられる。更に、前記アリール基は、後述する一般式(2)で記載の置換基を有することが出来る。
前記一般式(1)において、Ar1、Ar2で表される芳香族複素環基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。更に、前記芳香族複素環基は、後述する一般式(2)で記載の置換基を有することが出来る。
前記一般式(1)において、Lで表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基(モノメチレン基ともいう)、エチレン基(ジメチレン基ともいう)、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、シクロヘキシレン基(例えば、1,6−シクロヘキサンジイル基等)、シクロペンチレン基(例えば、1,5−シクロペンタンジイル基など)等が挙げられる。
上記アルキレン基は、後述する一般式(2)で記載の置換基を更に有しても良い。
本発明では、前記一般式(1)で表される化合物の中でも特に、前記一般式(2)で表される化合物が好ましく用いられる。
《一般式(2)で表される化合物》
以下、前記一般式(2)で表される化合物について説明する。
以下、前記一般式(2)で表される化合物について説明する。
式中、R1、R2は、各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、複素環基、芳香族複素環基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基を表すが、好ましくは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基である。
R1、R2で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、(t)ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等が挙げられる。
R1、R2で表されるシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
R1、R2で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等があげられる。
R1、R2で表される複素環基としては、例えば、オキサゾリル基、セレナゾリル基、スルホラニル基、ピペリジニル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基、イソクロマニル基、クロマニル基、ピロリジニル基、ピロリニル基、イミダゾリジニル基、イミダゾリニル基、ピラゾリジニル基、ピペリジル基、ピペラジニル基、インドリニル基、イソインドリニル基、キヌクリジニル基、モルフォリニル基等が挙げられる。
R1、R2で表される芳香族複素環基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾイミダゾリル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
R1、R2で表されるハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。
R1、R2で表されるアルコキシカルボニル基としては、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等が挙げられる。
R1、R2で表されるアリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等等が挙げられる。
R1、R2は、互いに結合して環形成してもよく、形成される環としては、4員環〜6員環が好ましく、例えば、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等が挙げられる。
式中、Ar3、Ar4は、各々、アリール基または芳香族複素環基を表す。
ここで、Ar3、Ar4で各々表されるアリール基は、前記一般式(1)のAr1、Ar2において規定されているアリール基と同義である。
式中、Ar3、Ar4で各々表される芳香族複素環基としては、前記一般式(1)のAr1、Ar2において規定されている芳香族複素環基等や、更に、カルバゾリル基、カルボリニル基、オキサジアゾリル基、前記カルボリニル基を構成する炭化水素環を形成する炭素原子を少なくとも1つの窒素原子で置き換えた構造を有する基等が挙げられる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光電圧低減の観点から、Ar3、Ar4で各々表される基としては、芳香族複素環基が好ましく、更に芳香族複素環基の中でもカルバゾリル基、カルボリニル基、オキサジアゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、トリアジニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾリル基、前記カルボリニル基を構成する炭化水素環を形成する炭素原子を少なくとも1つの窒素原子で置き換えた構造を有する基等が好ましい。
式中、R3、R4は、各々水素原子または置換基を表す。ここで、R3、R4で表される置換基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、(t)ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アラルキル基(例えば、ベンジル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、複素環基または芳香族複素環基(例えば、ピリジル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、イミダゾリル基、フリル基、ピロリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、セレナゾリル基、スルホラニル基、ピペリジニル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基等)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、アルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシル基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基、ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基またはアリールスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、置換または未置換のアミノ基(ここでは、例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、N−フェニル−N−ナフチルアミノ基、ジピリジルアミノ基、ジピリミジニルアミノ基、ジピリダジニルアミノ基、ジピラジニルアミノ基、ナフチルアミノ基、ピリジルアミノ基等を表す。)、ニトロ基、シアノ基、−B(Ar5)(Ar6)基(ここで、Ar5、Ar6は、各々、前記Ar3、Ar4と同義である。)、ヒドロキシル基等が挙げられる。
上記の中でも好ましく用いられるのは、水素原子、置換基を有するアミノ基、−B(Ar5)(Ar6)基、アルキル基である。
以下に、本発明に係る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。
上記化合物の合成例としてH−1の合成方法を下記に示す。
《例示化合物H−1の合成》
4,4’−ジアミノジフェニルメタン4.0g、2,2’−ジブロモビフェニル13.0g、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム0.7g、トリ−tert−ブチルホスフィン1.2ml、ナトリウム−tert−ブトキシド7.7gを無水トルエン70ml中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて4時間撹拌した。
得られた反応混合物を放冷後、トルエンと水を加えて有機層を分離し、有機層を希塩酸、水、飽和食塩水で洗浄した後に濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製を行い、例示化合物H−1の無色針状結晶1.7gを得た。
尚、例示化合物H−1の構造は1H−NMRスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。具体的なデータは下記に示す。
例示化合物H−1のデータ:
(1)外観:無色結晶
(2)融点:200℃
(3)MS(FAB)m/z 498(M+)
(4)1H−NMR(400MHz,CDCl3)
ピークのケミカルシフト及びカップリング定数を下記に示す。
(1)外観:無色結晶
(2)融点:200℃
(3)MS(FAB)m/z 498(M+)
(4)1H−NMR(400MHz,CDCl3)
ピークのケミカルシフト及びカップリング定数を下記に示す。
δ/ppm 4.24(s,2H),7.29(td,J=6.5,1.2Hz,4H),7.41(td,J=7.8,1.2Hz,4H),7.45(d,J=6.5Hz,4H),7.51(d,J=8.3Hz,4H),7.56(d,J=8.3Hz,4H),8.15(d,J=7.8Hz,4H)
本発明に係る上記一般式(1)または(2)で表される化合物の合成は、上記例示化合物H−1の合成を参照して行うことが出来る。
本発明に係る上記一般式(1)または(2)で表される化合物の合成は、上記例示化合物H−1の合成を参照して行うことが出来る。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、前記一般式(1)または(2)で表される化合物が、後述する発光層にホスト化合物(発光ホスト)として含有されることが好ましい。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層の特に好ましい態様としては、前記一般式(1)または(2)で表される化合物が、後述する正孔阻止層または電子輸送層に含有されることであり、また、別途、特に好ましい態様としては、前記一般式(1)または(2)で表される化合物が、正孔輸送層または電子阻止層に含有されることである。
《ホスト化合物(発光ホスト)、発光ドーパント(リン光性、蛍光性)》
次に、発光ドーパント(単にドーパントともいう)とホスト化合物(発光ホスト、単にホストともいう)について説明する。
次に、発光ドーパント(単にドーパントともいう)とホスト化合物(発光ホスト、単にホストともいう)について説明する。
「ホスト化合物(発光ホスト、単にホストともいう)」とは、2種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比(質量)の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については、発光ドーパント「ドーパント化合物(単に、ドーパントともいう)」という。
例えば、発光層を化合物A、化合物Bという2種で構成し、その混合比がA:B=10:90であれば化合物Aがドーパント化合物であり、化合物Bがホスト化合物となる。
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、発光ドーパント(ドーパント化合物)であり、化合物Cがホスト化合物(発光ホスト)として定義される。
ホスト化合物(発光ホスト)としては、前記一般式(1)または(2)で表される化合物が好ましく用いられるが、その他の化合物を併用してもよく、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有し、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。
本発明に係る前記一般式(1)または前記一般式(2)で表される化合物は、ホスト化合物(発光ホスト)として用いられることが好ましいが、その場合、主成分であるホスト化合物に対するドーパント(蛍光性、リン光性)の混合比は好ましくは質量で0.1質量%以上30質量%未満である。
本発明に係るホスト化合物は、複数種の化合物を混合して用いても良く、混合する相手はリン光性ドーパントでも、蛍光性ドーパントを用いてもよいが、好ましくはリン光性ドーパントが用いられる。リン光性ドーパントについては、後述する発光層のところで詳細に説明する。
次に、代表的な有機EL素子の構成について述べる。
《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。
本発明において、有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
《発光層》
本発明に係る発光層について説明する。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
《発光層》
本発明に係る発光層について説明する。
本発明に係る発光層は、リン光性化合物を含有し、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明に係る発光層には、前記一般式(1)または(2)で表される化合物が、ホスト化合物(発光ホスト)として含有されることが好ましい。
また、本発明に係る発光層には、前記リン光性ドーパントを用いることで、更に発光効率が高く、長寿命の有機EL素子とすることができる。
リン光性化合物は、前述したリン光性化合物を用いることができる。
リン光性化合物の発光は、原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
本発明においては、リン光性化合物のリン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が、リン光性化合物のリン光発光波長が380nm〜480nmにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。
このようなリン光発光波長を有するものとしては、青色に発光する有機EL素子や白色に発光する有機EL素子が挙げられるが、これらの素子はより発光電圧を抑え、低消費電力で作動させることができる。
また、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
また、発光層には、リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物のうちで室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.01未満の化合物である。
本発明に係る発光層においては、前記一般式(1)または(2)で表される化合物をホスト化合物として用いることが好ましいが、更に、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等である。
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機EL素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト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、特に30%以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、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等が挙げられる。蛍光量子収率は、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。
本明細書の発光する色は、「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。
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は5nm〜5μm、好ましくは5nm〜200nmの範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホスト化合物が1種または2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成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。
《ドーパント(蛍光性、リン光性)》
本発明に係る発光層は、ドーパントを含有することが好ましく、更にドーパントしてはリン光性ドーパントを含有することが好ましい。その結果、更に高い発光効率を得ることができる。
本発明に係る発光層は、ドーパントを含有することが好ましく、更にドーパントしてはリン光性ドーパントを含有することが好ましい。その結果、更に高い発光効率を得ることができる。
本発明に係るホスト化合物と併用可能なドーパント(発光性ドーパントともいう)について述べる。
ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの2種類がある。
前者(蛍光性ドーパント)の代表例としては、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、又は希土類錯体系蛍光体、その他公知の蛍光性化合物等が挙げられる。
本発明に係る発光層に含有されるリン光性化合物は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、特開2001−247859号公報に挙げられるイリジウム錯体、あるいは、国際公開第00/70,655号パンフレット16〜18ページに挙げられるような式で表される、例えば、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム等やオスミウム錯体、あるいは2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。ドーパントとしてこのようなリン光性化合物を用いることにより、内部量子効率の高い発光有機EL素子を実現できる。
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素周期表で8属、9属、10属に属するいずれか1種の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
以下に、本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻、1704〜1711に記載の方法等を参照することにより合成可能である。
このほかにも、例えば、J.Am.Chem.Soc.123巻4304〜4312頁(2001年)、国際公開第00/70655号パンフレット、同第02/15645号パンフレット、特開2001−247859号公報、同2001−345183号公報、同2002−117978号公報、同2002−170684号公報、同2002−203678号公報、同2002−235076号公報、同2002−302671号公報、同2002−324679号公報、同2002−332291号公報、同2002−332292号公報、同2002−338588号公報等に記載の一般式であげられるイリジウム錯体、あるいは、具体的例として挙げられるイリジウム錯体、特開2002−8860号公報記載の式(IV)で表されるイリジウム錯体等が挙げられる。
本発明に係るリン光性化合物は、溶液中のリン光量子収率が25℃において0.001以上であることが好ましく、更に好ましくは0.01以上であり、特に好ましくは0.1以上である。
リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398ページ(1992年版、丸善)に記載の方法で測定することが出来る。
《阻止層》:正孔阻止層、電子阻止層
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、発光層に隣接して設けられている。正孔阻止層は電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、発光層に隣接して設けられている。正孔阻止層は電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
前述したように、有機EL素子が正孔阻止層を有している場合は、本発明に係る隣接層は正孔阻止層に該当する。正孔阻止層の正孔阻止材料として前述した一般式(1)で表される化合物又は一般式(2)で表される化合物を用いることで発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
本発明に係る電子阻止層にも、上記一般式(1)または(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。
本発明に係る正孔輸送層には、上記一般式(1)または(2)で表される化合物を用いることが好ましい。また、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等の従来公知の材料を用いてもよい。
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。
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号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。
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si,p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。この正孔輸送層は、上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
また、層構成の(i)、(ii)のように有機EL素子に正孔阻止層を設けず、発光層に隣接するのが電子輸送層(この場合は電子輸送層が正孔阻止層も兼ねている)であるような場合には、電子輸送層の電子輸送材料として前述した一般式(1)で表される化合物又は一般式(2)で表される化合物を用いることで発光輝度が高く、且つ、寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
層構成の(iii)、(iv)、(v)のように有機EL素子の発光層に隣接して正孔阻止層が設けられているような場合は、電子輸送層は、従来電子輸送層に用いられている電子輸送材料を用いることができる。電子輸送材料としては、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、上記一般式(1)または(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
また、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、例えば、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、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。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)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。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、また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、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。
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、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。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。電子輸送層は、上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
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)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(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(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(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(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を1nm〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
次に、本発明の有機EL素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。
《バッファ層》:陽極バッファ層、陰極バッファ層
注入層は必要に応じて設け、陰極バッファ層(電子注入層)と陽極バッファ層(正孔注入層)があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
注入層は必要に応じて設け、陰極バッファ層(電子注入層)と陽極バッファ層(正孔注入層)があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
バッファ層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、陽極バッファ層と陰極バッファ層とがある。
陽極バッファ層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、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層等が挙げられる。
陰極バッファ層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファ層、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層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。上記バッファ層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。
《基体(基板、基材、支持体等ともいう)》
本発明の有機EL素子は基体上に形成されているのが好ましい。
本発明の有機EL素子は基体上に形成されているのが好ましい。
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。
樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等を有するフィルム等が挙げられる。また、樹脂フィルムの表面には、無機物また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。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。
また、カラーフィルタ等の色相改良フィルタ等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルタを併用してもよい。色変換フィルタを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。
《有機EL素子の作製方法》
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/陽極バッファ層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/陽極バッファ層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機EL素子材料である陽極バッファ層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファ層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50℃〜450℃、真空度10-6Pa〜10-2Pa、蒸着速度0.01nm/秒〜50nm/秒、基板温度−50℃〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、好ましくは5nm〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下好ましくは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、陰極を設けることにより、所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
本発明の多色の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通であるのでシャドーマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
また作製順序を逆にして、陰極、陰極バッファ層、電子輸送層、正孔輸送層、発光層、正孔輸送層、陽極バッファ層、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多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
本発明の表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス(パッシブマトリックス)方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
本発明の照明装置は、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
また、本発明に係る有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。
このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。
《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1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3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。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いてBGRにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ELの発光色を色変換フィルタを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機EL発光のλmaxは480nm以下であることが好ましい。
本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような1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3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。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルタを用いてBGRにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ELの発光色を色変換フィルタを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機EL発光のλmaxは480nm以下であることが好ましい。
本発明の有機EL素子を構成として有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
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。
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。
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。
図2は、表示部Aの模式図を表す。
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。図2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。
配線部の走査線5及び複数のデータ線6は、各々導電材料からなり、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)。
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。
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図3は、画素の模式図を表す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。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。
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。
実施例1
《有機EL素子1−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソ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分間行なった。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにm−MTDATXAを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにCBPを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにBCを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−12を100mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
《有機EL素子1−1の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソ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分間行なった。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにm−MTDATXAを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにCBPを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにBCを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−12を100mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、m−MTDATXAの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板に蒸着し50nmの正孔輸送層を設けた。更に、CBPとIr−12の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.012nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して30nmの発光層を設けた。
更に、BCの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。
更に、Alq3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、打擲速度0.1nm/秒で前記正孔阻止層上に蒸着して膜厚40nmの電子輸送層を設けた。
なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
引き続き陰極バッファ層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、更に、アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1−1を作製した。
《有機EL素子1−2〜1−14の作製》
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBPと正孔阻止層の形成に用いたBCを、各々表1に示す有機EL素子用材料に置き換えて、発光層と正孔阻止層を各々形成した以外は有機EL素子1−1と同様にして、有機EL素子1−2〜1−14を各々作製した。
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBPと正孔阻止層の形成に用いたBCを、各々表1に示す有機EL素子用材料に置き換えて、発光層と正孔阻止層を各々形成した以外は有機EL素子1−1と同様にして、有機EL素子1−2〜1−14を各々作製した。
ここで有機EL素子1−1〜1−14の作製に使用した化合物の構造を以下に示す。
《有機EL素子1−1〜1−14の評価》
作製した有機EL素子1−1〜1−14の評価を以下のようにして行った。
作製した有機EL素子1−1〜1−14の評価を以下のようにして行った。
《発光輝度》
作成した有機EL素子について、温度23度、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の電流を供給した時の発光輝度(L)[cd/m2]を測定した。ここで、発光輝度の測定などは、CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
作成した有機EL素子について、温度23度、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の電流を供給した時の発光輝度(L)[cd/m2]を測定した。ここで、発光輝度の測定などは、CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
《発光寿命(半減寿命)》
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
評価結果を表1に記載するにあたり、発光輝度、発光寿命(半減寿命)は、有機EL素子1−1の各特性値を100とした時の相対値で表した。得られた結果を表1に示す。
表1から、比較の素子に比べて、発光層と正孔阻止層に、前記一般式(1)または(2)に記載の化合物を用いて作製した、本発明の有機EL素子は、発光輝度が高く、半減寿命が長いことが明らかである。
実施例2
《有機EL素子2−1〜2−8の作製》
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBPと正孔輸送層の形成に用いたm−MTDATXAを、各々表2に記載の有機EL素子材料に置き換えて、発光層と正孔輸送層を各々形成した以外は有機EL素子1−1と同様にして、有機EL素子2−1〜2−8を各々作製した。また、有機EL素子1−1は、実施例1で作製のものを評価に用いた。
《有機EL素子2−1〜2−8の作製》
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBPと正孔輸送層の形成に用いたm−MTDATXAを、各々表2に記載の有機EL素子材料に置き換えて、発光層と正孔輸送層を各々形成した以外は有機EL素子1−1と同様にして、有機EL素子2−1〜2−8を各々作製した。また、有機EL素子1−1は、実施例1で作製のものを評価に用いた。
得られた有機EL素子2−1〜2−8と有機EL素子1−1の各々について、実施例1に記載と同様に発光電圧で評価し、得られた結果を表2に示す。
表2では、有機EL素子1−1の発光輝度、半減寿命を各々100としたときの相対値で表した。
表2から、比較の素子に比べて、発光層と正孔輸送層に、前記一般式(1)または(2)に記載の化合物を用いて作製した、本発明の有機EL素子は、発光輝度が高く、半減寿命が長いことが明らかである。
実施例3
《有機EL素子3−1の作製》
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBP、正孔阻止層の形成に用いたBCと正孔輸送層の形成に用いたm−MTDATXAを、各々、前記一般式(1)または(2)で表される化合物の具体例である、H−1、HT−7及びB−1に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子3−1を作製した。
《有機EL素子3−1の作製》
有機EL素子1−1の作製において、発光層の形成に用いたCBP、正孔阻止層の形成に用いたBCと正孔輸送層の形成に用いたm−MTDATXAを、各々、前記一般式(1)または(2)で表される化合物の具体例である、H−1、HT−7及びB−1に置き換えた以外は同様にして、有機EL素子3−1を作製した。
有機EL素子1−1と有機EL素子3−1を実施例1に記載と同様に発光電圧で評価したところ、比較である有機EL素子1−1に比べて、発光層、正孔輸送層と正孔阻止層に各々、前記一般式(1)または(2)で表される化合物を用いて作製した、本発明の有機EL素子3−1は、発光輝度が169、半減寿命が424であり、実施例1、実施例2で作製した本発明の有機EL素子よりも更に高い発光輝度と、長い半減寿命を示す、極めて良好な素子性能を示すことが判った。
実施例4
《フルカラー表示装置の作製》
〈フルカラー表示装置(1)〉
(青色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−14を用いた。
《フルカラー表示装置の作製》
〈フルカラー表示装置(1)〉
(青色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−14を用いた。
(緑色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−13において、Ir−12に替えてIr−1を用いた以外は、有機EL素子1−13と同様の方法で作製した有機EL素子1−13G(緑色発光)を用いた。
実施例1で作製した有機EL素子1−13において、Ir−12に替えてIr−1を用いた以外は、有機EL素子1−13と同様の方法で作製した有機EL素子1−13G(緑色発光)を用いた。
(赤色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−3において、Ir−12に替えてIr−9を用いた以外は、有機EL素子1−3と同様の方法で作製した有機EL素子1−3R(赤色発光)を用いた。
実施例1で作製した有機EL素子1−3において、Ir−12に替えてIr−9を用いた以外は、有機EL素子1−3と同様の方法で作製した有機EL素子1−3R(赤色発光)を用いた。
上記の赤色、緑色及び青色発光有機EL素子を、同一基板上に並置し、図1に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図2には、作製した前記表示装置の表示部Aの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と、並置した複数の画素3(発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等)とを有し、配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。前記複数の画素3は、それぞれの発光色に対応した有機EL素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
該フルカラー表示装置を駆動することにより、消費電力が少なく、非常に低コストであることを確認することができた。
実施例5
《白色発光素子および白色照明装置の作製》
実施例1で作製した有機EL素子1−14において、Ir−12に替えてIr−6、Ir−9(Ir−6:Ir−9=1:4)を用いた以外は、有機EL素子1−14と同様の方法で作製した有機EL素子1−14W(白色)を作製した。
《白色発光素子および白色照明装置の作製》
実施例1で作製した有機EL素子1−14において、Ir−12に替えてIr−6、Ir−9(Ir−6:Ir−9=1:4)を用いた以外は、有機EL素子1−14と同様の方法で作製した有機EL素子1−14W(白色)を作製した。
有機EL素子1−14Wの非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、消費電力が少なく、非常に低コストで白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図5は照明装置の概略図で、図6は照明装置の断面図である。
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
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
Claims (10)
- 陽極と陰極の間に複数の有機化合物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
該有機化合物含有層の少なくとも2層が、下記一般式(1)で表される化合物を含有す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。
一般式(1)
Ar1−L−Ar2
〔式中、Ar1、Ar2は、各々独立にアリール基、芳香族複素環基を表す。Lはアルキレン基を表す。〕 - 前記2層の少なくとも1層が発光層であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が、ホスト化合物とリン光性ドーパントを含有することを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記陰極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Aを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機化合物含有層Aが正孔阻止層または電子輸送層であることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記陽極との間に、前記一般式(1)で表される化合物を含む有機化合物含有層Bを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記有機化合物含有層Bが、正孔輸送層または電子阻止層であることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする照明装置。
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JP2009538841A (ja) * | 2006-05-31 | 2009-11-12 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 有機エレクトロルミネセンス素子のための新規な材料 |
JP2017533893A (ja) * | 2014-10-30 | 2017-11-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 環化合物およびこれを含む有機発光素子 |
-
2003
- 2003-11-20 JP JP2003390913A patent/JP2005158289A/ja active Pending
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US9206351B2 (en) | 2006-05-31 | 2015-12-08 | Merck Patent Gmbh | Materials for organic electroluminescent devices |
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US10431748B2 (en) | 2014-10-30 | 2019-10-01 | Lg Chem, Ltd. | Cyclic compound and organic light-emitting element comprising same |
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