JP2006131783A - Material for organic electroluminescent element, organic electroluminescent element, lighting apparatus and display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置、表示装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent element material, an organic electroluminescent element, a lighting device, and a display device.
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(以下、有機EL素子ともいう)が挙げられる。 Conventionally, there is an electroluminescence display (ELD) as a light-emitting electronic display device. Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescent elements and organic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as organic EL elements).
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。 Inorganic electroluminescent elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.
一方、有機EL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・リン光)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。 On the other hand, an organic EL device has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and injects electrons and holes into the light emitting layer to recombine them, thereby excitons (exciton). Is a device that emits light by using light emission (fluorescence / phosphorescence) when this exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several V to several tens of V, and further self-emission. Since it is a type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type completely solid element, it has attracted attention from the viewpoints of space saving, portability, and the like.
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また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。)、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。)、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。)等が知られている。 For the development of organic EL elements for practical use in the future, organic EL elements that emit light efficiently and with high luminance with lower power consumption are desired. For example, stilbene derivatives, distyrylarylene derivatives, or tris A technique for doping a styrylarylene derivative with a small amount of a phosphor to improve emission luminance and extend the lifetime of the device (see, for example, Patent Document 1), and 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound. A device having an organic light-emitting layer doped with a trace amount of phosphor (for example, see Patent Document 2), a device having an organic light-emitting layer doped with a quinacridone-based dye as an 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound (for example, , See Patent Document 3).
上記特許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。 In the technique disclosed in the above-mentioned patent document, when the emission from the excited singlet is used, the generation ratio of the singlet exciton and the triplet exciton is 1: 3, so the generation probability of the luminescent excited species is 25%. Since the light extraction efficiency is about 20%, the limit of the external extraction quantum efficiency (ηext) is set to 5%.
ところが、プリンストン大より、励起三重項からのリン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、室温でリン光を示す材料の研究が活発になってきている(例えば、非特許文献2及び特許文献4参照。)。 However, since Princeton University has reported on organic EL devices that use phosphorescence emission from excited triplets (see, for example, Non-Patent Document 1), research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has become active. (For example, see Non-Patent Document 2 and Patent Document 4.)
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。 When excited triplets are used, the upper limit of internal quantum efficiency is 100%, so in principle the luminous efficiency is four times that of excited singlets, and the performance is almost the same as that of cold cathode tubes. It can be applied to and attracts attention.
例えば、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検討されている(例えば、非特許文献3参照。)。 For example, many compounds have been studied focusing on heavy metal complexes such as iridium complexes (see, for example, Non-Patent Document 3).
また、ドーパントとして、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウムを用いた検討がされている(例えば、非特許文献2参照。)。 Further, studies using tris (2-phenylpyridine) iridium as a dopant have been made (for example, see Non-Patent Document 2).
その他、ドーパントとしてL2Ir(acac)、例えば、(ppy)2Ir(acac)(例えば、非特許文献4参照。)を、またドーパントとして、トリス(2−(p−トリル)ピリジン)イリジウム(Ir(ptpy)3)、トリス(ベンゾ[h]キノリン)イリジウム(Ir(bzq)3)、Ir(bzq)2ClP(Bu)3等を用いた検討(例えば、非特許文献5参照。)が行われている。 Other, as a dopant L 2 Ir (acac), for example, (ppy) 2 Ir (acac) (e.g., see non-patent document 4.), And also as a dopant tris (2-(p-tolyl) pyridine) iridium ( Studies using Ir (ptpy) 3 ), tris (benzo [h] quinoline) iridium (Ir (bzq) 3 ), Ir (bzq) 2 ClP (Bu) 3, etc. (for example, see Non-Patent Document 5). Has been done.
また、高い発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物をリン光性化合物のホストとして用いている(例えば、非特許文献6参照。)。 In order to obtain high luminous efficiency, a hole transporting compound is used as a host of the phosphorescent compound (see, for example, Non-Patent Document 6).
また、各種電子輸送性材料をリン光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている(例えば、非特許文献4参照)。さらに、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている(例えば、非特許文献5参照。)。 Further, various electron transporting materials are used as phosphorescent compound hosts by doping them with a novel iridium complex (for example, see Non-Patent Document 4). Furthermore, high luminous efficiency is obtained by introducing a hole blocking layer (see, for example, Non-Patent Document 5).
現在、このリン光発光を用いた有機EL素子の更なる発光の高効率化、長寿命化が検討されている。 Currently, further improvement in light emission efficiency and life of organic EL elements using phosphorescence emission are being studied.
しかし、緑色発光については理論限界である20%近くの外部取り出し効率が達成されているものの、低電流領域(低輝度領域)のみであり、高電流領域(高輝度領域)では、いまだ理論限界は達成されていない。さらに、その他の発光色についてもまだ十分な効率が得られておらず改良が必要である。今後の実用化に向けた有機EL素子では、低消費電力で効率よく高輝度に発光する、更に長寿命である有機EL素子の開発が望まれている。
これらの問題を解決するリン光発光の有機EL素子として、
カルボリン誘導体を発光層やホールブロッカー層に用いる事によって、高効率な素子が得られている(例えば、特許文献5参照。)。しかし、寿命の観点からはまだ十分ではない。また、更なる効率向上も望まれている。
As phosphorescent organic EL elements that solve these problems,
By using a carboline derivative in a light emitting layer or a hole blocker layer, a highly efficient device is obtained (for example, see Patent Document 5). However, it is not enough from the viewpoint of life. In addition, further improvement in efficiency is desired.
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発光効率が高くなる有機EL素子用材料、該有機EL素子用材料を用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することである。更に長寿命となる有機EL素子用材料、該有機EL素子用材料を用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of the subject which concerns, and the objective of this invention is the organic EL element material from which luminous efficiency becomes high, the organic EL element using this organic EL element material, an illuminating device, and a display apparatus. Is to provide. Furthermore, it is providing the organic EL element material which becomes long life, the organic EL element using this organic EL element material, an illuminating device, and a display apparatus.
本発明の上記目的は下記構成により達成された。 The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.
(請求項1)
下記一般式(1)で表され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用材料。
(Claim 1)
An organic electroluminescent element material represented by the following general formula (1).
(式中、Z1、Z2、Z3、Z4は芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Z1、Z2、Z3、Z4が形成する環の内、少なくとも1つは窒素原子を有する芳香族複素環である。Ra、Rb、R1、R2は水素原子または置換基を表し、R1、R2は同一でも異なっていてもよく、n1、n2は0〜3の整数を表す。Lは連結基又は単なる結合手を表す。)
(請求項2)
下記一般式(2a)または(2b)で表され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用材料。
(In the formula, Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 represent an atomic group necessary for forming an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, and Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are At least one of the rings formed is an aromatic heterocyclic ring having a nitrogen atom, Ra, Rb, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a substituent, and R 1 and R 2 are the same or different. And n1 and n2 each represent an integer of 0 to 3. L represents a linking group or a simple bond.)
(Claim 2)
An organic electroluminescent element material represented by the following general formula (2a) or (2b):
(式中、Z1、Z2、Z3、Z4、Ra、Rb、R1、R2、n1、n2、Lは前記一般式(1)のそれらと同義である。)
(請求項3)
下記一般式(3a)または(3b)で表され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用材料。
(In the formula, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Ra, Rb, R 1 , R 2 , n1, n2, and L have the same meanings as those in the general formula (1).)
(Claim 3)
An organic electroluminescent element material represented by the following general formula (3a) or (3b):
(式中、Ra、Rb、R1、R2、n1、n2、Lは前記一般式(1)のそれらと同義である。R3、R4、R5、R6は水素原子または置換基を表し、同一でも異なっていてもよく、j、lは0〜4の整数、k、mは0〜3の整数を表す。)
(請求項4)
請求項1〜3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用材料を用い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。
(In the formula, Ra, Rb, R 1 , R 2 , n1, n2, and L have the same meanings as those in the general formula (1). R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are hydrogen atoms or substituents. And may be the same or different, j and l are integers of 0 to 4, and k and m are integers of 0 to 3.)
(Claim 4)
The organic electroluminescent element material of any one of Claims 1-3 is used, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
(請求項5)
リン光性化合物を含有する発光層を有することを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 5)
The organic electroluminescence device according to claim 4, further comprising a light emitting layer containing a phosphorescent compound.
(請求項6)
前記発光層に請求項1〜3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用材料を含有す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。
(Claim 6)
The organic electroluminescent element according to
(請求項7)
請求項1〜3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用材料を正孔阻止層に含有することを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 7)
The organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3, wherein the hole-blocking layer contains the material for an organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3.
(請求項8)
青色に発光することを特徴とする請求項4〜7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。
(Claim 8)
The organic electroluminescent element according to claim 4, which emits blue light.
(請求項9)
白色に発光することを特徴とする請求項4〜7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。
(Claim 9)
The organic electroluminescence element according to claim 4, which emits white light.
(請求項10)
請求項4〜9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備えたことを特徴とする表示装置。
(Claim 10)
A display device comprising the organic electroluminescence element according to claim 4.
(請求項11)
請求項4〜9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備えたことを特徴とする照明装置。
(Claim 11)
An illuminating device comprising the organic electroluminescence element according to any one of claims 4 to 9.
(請求項12)
請求項11に記載の照明装置と表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。
(Claim 12)
12. A display device comprising the illumination device according to
本発明により、発光効率が高くなる有機EL素子用材料、該有機EL素子用材料を用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。更に長寿命となる有機EL素子用材料、該有機EL素子用材料を用いた有機EL素子、照明装置及び表示装置を提供することができた。 According to the present invention, an organic EL element material with high luminous efficiency, an organic EL element using the organic EL element material, an illumination device, and a display device can be provided. Furthermore, it was possible to provide a material for an organic EL element having a long lifetime, an organic EL element using the material for an organic EL element, a lighting device, and a display device.
前記一般式(1)、(2a)または(2b)において、Z1、Z2、Z3、Z4は芳香族炭化水素環または芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表し、Z1、Z2、Z3、Z4が形成する環の内、少なくとも1つは窒素原子を有する芳香族複素環である。Z1、Z2、Z3、Z4が表す芳香族炭化水素環、芳香族複素環を形成するのに必要な原子群には置換基を有してもよい。 In the general formula (1), (2a) or (2b), Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 represent an atomic group necessary for forming an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, At least one of the rings formed by Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 is an aromatic heterocycle having a nitrogen atom. A group of atoms necessary for forming the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , or Z 4 may have a substituent.
Z1、Z2、Z3、Z4により形成される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。またZ1、Z2、Z3、Z4により形成される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。Z1、Z2、Z3、Z4が形成する環の内、少なくとも1つは窒素原子を有する芳香族複素環であり、好ましくはピリジン環である。 Examples of the aromatic heterocycle formed by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 include furan ring, thiophene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole Ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (carboline) A ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the ring is further substituted with a nitrogen atom). The aromatic hydrocarbon ring formed by Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 includes benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring. , Triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring , Pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like. Among the rings formed by Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 , at least one is an aromatic heterocyclic ring having a nitrogen atom, and preferably a pyridine ring.
Ra、Rb、R1、R2で表される置換基としては、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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、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)、芳香族複素環基(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、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)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、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)、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)、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)、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(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等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。 Examples of the substituent represented by Ra, Rb, R 1 and R 2 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group). Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, ethynyl group, propargyl group, etc.) Etc.), aryl groups (eg phenyl group, naphthyl group etc.), aromatic heterocyclic groups (eg furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group) , Thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (for example, Loridyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxyl group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxyl group (Eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group) , Dodecylthio group etc.), cycloalkylthio group (eg cyclopentylthio group, cyclohexylthio group etc.), arylthio group (eg phenylthio group, naphthylthio group etc.), alkoxycarbonyl group (eg methylo Xycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, Aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2 -Pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexyl group) Rucarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group) Octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonyl) Amino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylca Bonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group) , Dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecyl group) Ureido group, phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfide group) Sulfonyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group) , Butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group etc.), amino group (for example, amino group, ethyl group) Amino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino Group), halogen atom (eg fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group etc.), cyano Group, nitro group, hydroxyl group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.).
これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、アリール基、芳香族複素環基である。n1、n2は0〜3の整数を表す。 These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring. Preferred substituents are an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated hydrocarbon group, an aryl group, and an aromatic heterocyclic group. n1 and n2 represent an integer of 0 to 3.
Lが表す連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンなどの炭化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−2,5−ジイル基やピラジン−2,3−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物(ヘテロ芳香族化合物ともいう)に由来する2価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄などのカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。なお、Lとしては単なる結合手が好ましい。 The linking group represented by L may include a hydrocarbon atom such as alkylene, alkenylene, alkynylene, and arylene, and may contain a hetero atom, and may be a thiophene-2,5-diyl group or pyrazine-2,3- It may be a divalent linking group derived from a compound having an aromatic heterocycle such as a diyl group (also referred to as a heteroaromatic compound), or may be a chalcogen atom such as oxygen or sulfur. Moreover, the group which connects and connects hetero atoms, such as an alkylimino group, a dialkylsilane diyl group, and a diaryl germane diyl group, may be sufficient. A mere bond is a bond that directly bonds the connecting substituents together. Note that L is preferably a simple bond.
前記一般式(3a)または(3b)において、R3、R4、R5、R6が表す置換基としては、上記Ra、Rb、R1、R2の置換基が挙げられる。j、lは0〜4の整数、k、mは0〜3の整数を表す。 In the general formula (3a) or (3b), examples of the substituent represented by R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 include the substituents of Ra, Rb, R 1 , and R 2 . j and l represent an integer of 0 to 4, and k and m represent an integer of 0 to 3.
以下に本発明の有機EL用材料の例を示すが、これらに限定されるものではない。 Although the example of the organic EL material of this invention is shown below, it is not limited to these.
以下に、本発明に有機EL用材料の代表的な合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 Below, although the typical synthesis example of the organic electroluminescent material is shown to this invention, this invention is not limited to these.
合成例
(化合物27の合成)
Synthesis Example (Synthesis of Compound 27)
(中間体2の合成)
500mlのナスフラスコに酢酸150ml、無水酢酸150ml、ヨードベンゼンジアセテート35.4gを添加し、ヨウ素52.4gをパラパラと加えた。更に中間体1、18.0gを加え、その後、濃硫酸を10滴滴下した。室温で3時間攪拌した後、これを飽和亜硫酸ナトリウム水溶液300ml中に加えた。その後、酢酸エチルとテトラヒドロフランの混合溶媒を加え、有機層を分離しこれを、水、飽和食塩水で洗浄した後減圧下に濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、中間体2を26.0g得た。
(Synthesis of Intermediate 2)
To a 500 ml eggplant flask, 150 ml of acetic acid, 150 ml of acetic anhydride, 35.4 g of iodobenzene diacetate were added, and 52.4 g of iodine was added to Parapara. Further, 18.0 g of Intermediate 1 was added, and then 10 drops of concentrated sulfuric acid was added dropwise. After stirring at room temperature for 3 hours, this was added to 300 ml of a saturated aqueous sodium sulfite solution. Thereafter, a mixed solvent of ethyl acetate and tetrahydrofuran was added, and the organic layer was separated. The organic layer was washed with water and saturated brine and then concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was separated and purified by silica gel chromatography. 26.0 g of body 2 was obtained.
(中間体3の合成)
500ml3頭フラスコに中間体222.0g、無水エーテル200mlを添加し、窒素雰囲気下室温にて、2mol/L濃度のフェニルマグネシウムブロマイド26mlを滴下した。還流温度にて5時間撹拌した。放冷後、有機層を塩化アンモニウム水溶液、飽和食塩水、水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、中間体3を18.0gを得た。
(Synthesis of Intermediate 3)
To a 500 ml three-head flask, 222.0 g of intermediate and 200 ml of anhydrous ether were added, and 26 ml of phenylmagnesium bromide having a concentration of 2 mol / L was added dropwise at room temperature under a nitrogen atmosphere. Stir at reflux temperature for 5 hours. After allowing to cool, the organic layer was washed with an aqueous ammonium chloride solution, saturated brine, and water, then concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was separated and purified by silica gel chromatography to obtain 18.0 g of
(中間体4の合成)
300ml3頭フラスコに中間体3、9.0g、無水トルエン100mlを添加し、窒素雰囲気下室温にて、トリフルオロメタンスルホン酸3.2mlをゆっくり滴下した後、室温にて2時間撹拌した。放冷後、有機層を炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水、水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、中間体4を6.0gを得た。
(Synthesis of Intermediate 4)
Intermediate 3, 9.0 g, and anhydrous toluene 100 ml were added to a 300 ml three-head flask, and 3.2 ml of trifluoromethanesulfonic acid was slowly added dropwise at room temperature under a nitrogen atmosphere, followed by stirring at room temperature for 2 hours. After allowing to cool, the organic layer was washed with aqueous sodium hydrogen carbonate solution, saturated brine, and water, and then concentrated under reduced pressure. The resulting residue was separated and purified by silica gel chromatography, and 6.0 g of Intermediate 4 was obtained. Obtained.
(化合物27の合成)
酢酸パラジウム0.16g、トリ−tert−ブチルホスフィン0.58gを無水トルエン10mlに溶解し、水素化ホウ素ナトリウム25mgを添加し、室温で10分間攪拌した後、中間体4、4.1g、中間体5、2.41g、ナトリウム−tert−ブトキシド1.49gを無水キシレン50ml中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて10時間撹拌した。放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を水、飽和食塩水で洗浄した後、減圧下に濃縮し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、例示化合物27の無色結晶1.6gを得た。例示化合物27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。
(Synthesis of Compound 27)
0.16 g of palladium acetate and 0.58 g of tri-tert-butylphosphine were dissolved in 10 ml of anhydrous toluene, 25 mg of sodium borohydride was added, and the mixture was stirred at room temperature for 10 minutes. Then, Intermediate 4, 4.1 g,
本発明に係る一般式(1)で表される化合物は、各々有機EL素子用材料(バックライト、フラットパネルディスプレイ、照明光源、表示素子、電子写真用光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信デバイスなど)等の用途に用いられるが、その他の用途しては、有機半導体レーザ用材料(記録光源、露光光源、読み取り光源光通信デバイス、電子写真用光源など)、電子写真用感光体材料、有機TFT素子用材料(有機メモリ素子、有機演算素子、有機スイッチング素子)、有機波長変換素子用材料、光電変換素子用材料(太陽電池、光センサーなど)などの広い分野に利用可能である。 The compound represented by the general formula (1) according to the present invention is composed of organic EL element materials (backlight, flat panel display, illumination light source, display element, electrophotographic light source, recording light source, exposure light source, reading light source, It is used for applications such as signs, signboards, interiors, optical communication devices, etc., but other uses include organic semiconductor laser materials (recording light sources, exposure light sources, reading light source optical communication devices, electrophotographic light sources, etc.) Wide range of materials for electrophotographic photoreceptors, materials for organic TFT elements (organic memory elements, organic computing elements, organic switching elements), materials for organic wavelength conversion elements, materials for photoelectric conversion elements (solar cells, photosensors, etc.) Available in the field.
次に、本発明の有機EL素子の構成層について詳細に説明する。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
《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。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
Next, the constituent layers of the organic EL device of the present invention will be described in detail. In this invention, although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element is shown below, this invention is not limited to these.
(I) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron Transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole Blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode << Anode >>
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film 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 the pattern accuracy is not required (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.
《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。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。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material 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 is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. 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 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.
また、陰極に上記金属を1〜20nm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。 Moreover, after producing the said metal with a film thickness of 1-20 nm on a cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
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。 Next, an injection layer, a blocking layer, an electron transport layer, and the like used as a constituent layer of the organic EL element of the present invention will be described.
《注入層:電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
<< Injection layer: electron injection layer, hole injection layer >>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。 An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).
陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。 The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, 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.
陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。 The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Metal buffer layer typified by lithium, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. . The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、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237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
<Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer>
As described above, the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい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。 The hole blocking layer is an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons but has a very small ability to transport holes, and blocks holes while transporting electrons. Thus, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられている。 The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is provided adjacent to the light emitting layer.
本発明では、正孔阻止層の正孔阻止材料として前述した本発明に係る化合物を含有させることが好ましい。これにより、より一層発光効率の高い有機EL素子とすることができる。更により一層長寿命化させることができる。 In this invention, it is preferable to contain the compound which concerns on this invention mentioned above as a hole blocking material of a hole blocking layer. Thereby, it can be set as an organic EL element with much higher luminous efficiency. Further, the lifetime can be further increased.
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。 On the other hand, the electron blocking layer is a hole transport layer in a broad sense, made of a material that has a function of transporting holes and has a very small ability to transport electrons, and blocks electrons while transporting holes. Thus, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子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。
<Light emitting layer>
The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
(ホスト化合物)
本発明の有機EL素子の発光層には、以下に示す、ホスト化合物とリン光性化合物(リン光発光性化合物ともいう)が含有されることが好ましく、本発明においては、ホスト化合物として前述した本発明に係る化合物を用いることが好ましい。これにより、より一層発光効率を高くすることができる。また、ホスト化合物として、上記の本発明に係る化合物以外の化合物を含有してもよい。
(Host compound)
The light-emitting layer of the organic EL device of the present invention preferably contains the following host compound and phosphorescent compound (also referred to as a phosphorescent compound). Preference is given to using the compounds according to the invention. Thereby, the luminous efficiency can be further increased. Moreover, you may contain compounds other than the compound which concerns on said this invention as a host compound.
ここで、本発明においてホスト化合物とは、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未満の化合物と定義される。 Here, in the present invention, the host compound is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission of less than 0.01 at room temperature (25 ° C.) among compounds contained in the light emitting layer.
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用いることで、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。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。 Further, a plurality of known host compounds may be used in combination. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of phosphorescent compounds, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary emission color. White light emission is possible by adjusting the kind of phosphorescent compound and the amount of doping, and can also be applied to illumination and backlight.
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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。 As these known host compounds, compounds having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing the emission of longer wavelengths, and having a high Tg (glass transition temperature) are preferable.
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。 Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents.
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。 JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
また、発光層は、ホスト化合物として更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。 Moreover, the light emitting layer may contain the host compound which has a fluorescence maximum wavelength further as a host compound. In this case, the energy transfer from the other host compound and the phosphorescent compound to the fluorescent compound allows electroluminescence as an organic EL element to be emitted from the other host compound having a fluorescence maximum wavelength. A host compound having a fluorescence maximum wavelength is preferably a compound having a high fluorescence quantum yield in a solution state. Here, the fluorescence quantum yield is preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more. Specific host compounds having a maximum fluorescence wavelength include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, and pyrylium dyes. Perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and the like. The fluorescence quantum yield can be measured by the method described in 362 (1992, Maruzen) of Spectroscopic II of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7.
(リン光性化合物(リン光発光性化合物))
発光層に使用される材料(以下、発光材料という)としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光性化合物を含有することが好ましい。これにより、より発光効率の高い有機EL素子とすることができる。
(Phosphorescent compound (phosphorescent compound))
The material used for the light emitting layer (hereinafter referred to as the light emitting material) preferably contains a phosphorescent compound at the same time as the host compound. Thereby, it can be set as an organic EL element with higher luminous efficiency.
本発明に係るリン光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物である。リン光量子収率は好ましくは0.1以上である。上記リン光量子収率は、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。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。 The phosphorescent compound according to the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and has a phosphorescence quantum yield of 0.2 at 25 ° C. 01 or more compounds. The phosphorescence quantum yield is preferably 0.1 or more. The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence quantum yield used in the present invention only needs to achieve the above phosphorescence quantum yield in any solvent.
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。 There are two types of light emission of the phosphorescent compound in principle. One is the recombination of the carrier on the host compound to which the carrier is transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent compound. The energy transfer type is to obtain light emission from the phosphorescent compound by moving to the other, and the other is that the phosphorescent compound becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent compound, and the phosphorescent compound emits light. Although it is a carrier trap type in which light emission is obtained, in any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
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。 The phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer of the organic EL device.
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素の周期表で8族〜10族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。 The phosphorescent compound used in the present invention is preferably a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound (platinum complex). System compounds), rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
以下に、リン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。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。 Although the specific example of a phosphorescent compound is shown below, this invention is not limited to these. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.
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380〜480nmにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。このような青色リン光発光の有機EL素子や、白色リン光発光の有機EL素子で、より一層発光効率を高めることができる。 In the present invention, the phosphorescence emission maximum wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited, and can be obtained in principle by selecting a central metal, a ligand, a ligand substituent, and the like. Although the emission wavelength can be changed, it is preferable that the phosphorescent compound has a maximum phosphorescence emission wavelength of 380 to 480 nm. With such a blue phosphorescent organic EL element and a white phosphorescent organic EL element, the luminous efficiency can be further increased.
本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「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(コニカミノルタセンシング社製)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。
The light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. 4.16 on
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5〜200nm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。 The light emitting layer can be formed by forming the above compound by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method. Although the film thickness as a light emitting layer does not have a restriction | limiting in particular, Usually, 5 nm-5 micrometers, Preferably it is chosen in the range of 5-200 nm. This light emitting layer may have a single layer structure in which these phosphorescent compounds and host compounds are composed of one or more kinds, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
《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。
《Hole transport layer》
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
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。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。 The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
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。 The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
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、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
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。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。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, 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.
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5〜200nm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。 The hole transport layer is formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Can do. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
《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。
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、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、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。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。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。 Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the 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 an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
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。 In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic such as n-type-Si and n-type-SiC can be used. A semiconductor can also be used as an electron transport material.
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5〜200nm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。 The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
《基体》
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。
<Substrate>
The organic EL device of the present invention is preferably formed on a substrate.
本発明の有機EL素子に用いることのできる基体(以下、基板、基材、支持体等ともいう)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。 The substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc. Although there is no restriction | limiting in particular, As a board | substrate used preferably, glass, quartz, and a transparent resin film can be mentioned, for example. A particularly preferable substrate is a resin film that can give flexibility to the organic EL element.
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。樹脂フィルムの表面には、無機物、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。 Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose. Examples include films made of triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like. On the surface of the resin film, an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed.
本発明の有機EL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。 The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、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ーを併用してもよい。色変換フィルター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。 In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.
《有機EL素子の作製方法》
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
<< Method for producing organic EL element >>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.
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10〜200nm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素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。 First, a thin film made of a desired electrode material, for example, a material for an anode is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm to produce an anode. . Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a hole blocking layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.
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、且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。更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10-6〜10-2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 As a method for thinning the organic compound thin film, there are a vapor deposition method and a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method) as described above, but it is easy to obtain a uniform film and a pinhole. From the point of being difficult to form, a vacuum deposition method, a spin coating method, an ink jet method, and a printing method are particularly preferable. Further, a different film forming method may be applied for each layer. When employing a vapor deposition method for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.
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50nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。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。 After forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained. The organic EL element is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
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。 The multicolor display device of the present invention is provided with a shadow mask only at the time of forming a light emitting layer, and the other layers are common, so patterning such as a shadow mask is unnecessary, and a vapor deposition method, a casting method, a spin coating method, an ink jet method on one side. A film can be formed by a printing method or the like. When patterning is performed only on the light-emitting layer, the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, and a printing method are preferable. In the case of using a vapor deposition method, patterning using a shadow mask is preferable.
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。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。 In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order. When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
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。 The display device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In a display device or a display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
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。 Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
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。 The lighting device of the present invention includes household lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light sources of optical sensors. However, it is not limited to this.
また、本発明の有機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。 Moreover, you may use as an organic EL element which gave the organic EL element of this invention the resonator structure. Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
《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ーを用いてBGRにし、フルカラー化することも可能である。更に有機ELの発光色を色変換フィルター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。
<Display device>
The organic EL element of the present invention may be used as one kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a display for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a device (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 three or more organic EL elements of the present invention having different emission colors. Alternatively, it is possible to make a single color emission color, for example, white emission, into BGR using a color filter to achieve full color. Further, it is possible to convert the emission color of the organic EL to another color by using a color conversion filter, and in this case, λmax of the organic EL emission is preferably 480 nm or less.
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。 An example of a display device composed of organic EL elements will be described below with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
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。 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.
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。 The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside. The pixels for each scanning line are converted into image data signals by the scanning signal. In response to this, light is sequentially emitted and image scanning is performed to display image information on the display unit A.
図2は、表示部Aの模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
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。
The display unit A includes a wiring unit including a plurality of
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)。
The
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。
When a scanning signal is applied from the
次に、画素の発光プロセスを説明する。 Next, the light emission process of the pixel will be described.
図3は、画素の模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
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。
The pixel includes an
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。
In FIG. 3, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching
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。
By transmitting the image data signal, the
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。
When the scanning signal is moved to the
即ち、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。
That is, the light emission of the
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。
Here, the light emission of the
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。
The potential of the
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。 In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.
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。
FIG. 4 is a schematic view of a passive matrix display device. In FIG. 4, a plurality of
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。
When the scanning signal of the
本発明の有機EL用材料は、また照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。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よいし、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よい。 The organic EL material of the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device. A plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, or two using the relationship of complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
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、複数のリン光または蛍光を発光する材料(発光ドーパント)を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係わる白色有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。 In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors includes a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials (light emitting dopants), a light emitting material that emits fluorescent or phosphorescent light, and the light emission. Any combination of a dye material that emits light from the material as excitation light may be used, but in the white organic electroluminescent device according to the present invention, a method of combining a plurality of light-emitting dopants is preferable.
複数の発光色を得るための有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成としては、複数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。 As a layer structure of an organic electroluminescence device for obtaining a plurality of emission colors, a method of having a plurality of emission dopants in one emission layer, a plurality of emission layers, and an emission wavelength in each emission layer And a method of forming minute pixels emitting light having different wavelengths in a matrix.
本発明に係る白色有機エレクトロルミネッセンス素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもいいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。 In the white organic electroluminescent element according to the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like at the time of film formation, if necessary. When patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned.
発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。 There is no restriction | limiting in particular as a luminescent material used for a light emitting layer, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, the platinum complex which concerns on this invention so that it may correspond to the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic, Any one of known luminescent materials may be selected and combined to whiten.
このように、白色発光する本発明の発光有機EL素子は、前記表示デバイス、ディスプレーに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、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等、表示装置にも有用に用いられる。 As described above, the light-emitting organic EL element of the present invention that emits white light is used as a kind of lamp such as a home lighting, an interior lighting, and an exposure light source as various light emitting sources and lighting devices in addition to the display device and the display. Further, it is also useful for display devices such as backlights for liquid crystal display devices.
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。 Others such as backlights for watches, billboard advertisements, traffic lights, optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. There are a wide range of uses such as household appliances.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, the embodiment of this invention is not limited to these.
実施例1
〈有機EL素子1−1〜15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α−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として例示化合物1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(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。
Example 1
<Preparation of organic EL elements 1-1 to 15>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NH45 manufactured by NH Techno Glass) made of ITO (indium tin oxide) with a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of α-NPD was put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of Exemplified Compound 1 was put as a host compound in another molybdenum resistance heating boat, Put 200 mg of bathocuproine (BC) in another resistance heating boat made of molybdenum, put 100 mg of Ir-12 in another resistance heating boat made of molybdenum, and put 200 mg of Alq 3 in another resistance heating boat made of molybdenum. Installed.
次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで透明支持基板に蒸着し、膜厚40nmの正孔輸送層を設けた。更に化合物1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/sec、0.012nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚40nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に、BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/sec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。その上に、更にAlq3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/secで前記正孔阻止層の上に蒸着して、更に膜厚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。 Next, after the pressure in the vacuum chamber was reduced to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing α-NPD was energized and heated, and deposited on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. The hole transport layer was provided. Further, the heating boat containing the compound 1 and Ir-12 was energized and heated, and co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.2 nm / sec and 0.012 nm / sec, respectively, to obtain a film thickness of 40 nm. The light emitting layer was provided. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Furthermore, the heating boat containing BCP was energized and heated, and was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a 10 nm thick hole blocking layer. Further, the heating boat containing Alq 3 is further energized and heated, and deposited on the hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec, and an electron transport layer having a thickness of 40 nm is further provided. It was. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
引き続き、フッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1−1を作製した。 Then, 0.5 nm of lithium fluoride and 110 nm of aluminum were vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic EL element 1-1 was produced.
有機EL素子1−1の作製において、発光層のホスト化合物として用いている例示化合物1を表1に示す化合物に置き換えてホスト化合物とした以外は、有機EL素子1−1と同じ方法で1−2〜1−15を作製した。上記で使用した化合物の構造を以下に示す。 In the production of the organic EL device 1-1, except that the compound shown in Table 1 was used as the host compound instead of the exemplified compound 1 used as the host compound of the light emitting layer, the same method as the organic EL device 1-1 was used. 2-1-15 were produced. The structure of the compound used above is shown below.
〈有機EL素子1−1〜1−15の評価〉
以下のようにして作製した有機EL素子1−1〜1−15の評価を行い、その結果を表1に示す。
<Evaluation of Organic EL Elements 1-1 to 1-15>
The organic EL elements 1-1 to 1-15 produced as described below were evaluated, and the results are shown in Table 1.
(外部取りだし量子効率)
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。表1の外部取りだし量子効率の測定結果は、有機EL素子1−15の測定値を100とした時の相対値で表した。
(External extraction quantum efficiency)
About the produced organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a 2.5 mA / cm 2 constant current was applied in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C. was measured. In addition, the spectral radiance meter CS-1000 (made by Konica Minolta Sensing) was similarly used for the measurement. The measurement results of the external extraction quantum efficiency in Table 1 are expressed as relative values when the measured value of the organic EL element 1-15 is 100.
(寿命)
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(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。表1の寿命の測定結果は、有機EL素子1−15を100とした時の相対値で表した。
(lifespan)
When driving at a constant current of 2.5 mA / cm 2 , the time required for the luminance to drop to half of the luminance immediately after the start of light emission (initial luminance) was measured, and this was calculated as the half-life time (τ 0.5). As an index of life. For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used. The lifetime measurement results in Table 1 are expressed as relative values when the organic EL element 1-15 is taken as 100.
表1から、本発明の有機EL素子は、外部取りだし量子効率が高く、長寿命化が達成されていることが分かった。 From Table 1, it was found that the organic EL device of the present invention has a high external extraction quantum efficiency and a long lifetime.
実施例2
〈有機EL素子2−1〜2−12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α−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにCDBPを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに正孔阻止材料として化合物1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−1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。
Example 2
<Preparation of organic EL elements 2-1 to 2-12>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NH45 manufactured by NH Techno Glass) made of ITO (indium tin oxide) with a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus. Meanwhile, 200 mg of α-NPD is put into a molybdenum resistance heating boat, 200 mg of CDBP is put into another molybdenum resistance heating boat, and another molybdenum resistance is put. 200 mg of Compound 1 as a hole blocking material was put into a heating boat, 100 mg of Ir-1 was put into another molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of Alq 3 was put into another resistance heating boat made of molybdenum, and attached to a vacuum deposition apparatus. .
次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで透明支持基板に蒸着し、膜厚40nmの正孔輸送層を設けた。更に化合物1とIr−1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/sec、0.012nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して、膜厚30nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に例示化合物1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/sec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。その上に、更にAlq3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/secで前記正孔阻止層上に蒸着して、更に膜厚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。 Next, after the pressure in the vacuum chamber was reduced to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing α-NPD was energized and heated, and deposited on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. The hole transport layer was provided. Further, the heating boat containing Compound 1 and Ir-1 was energized and heated, and co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.2 nm / sec and 0.012 nm / sec, respectively, and the film thickness was 30 nm. The light emitting layer was provided. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Further, the heating boat containing Exemplified Compound 1 was energized and heated, and deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a 10 nm thick hole blocking layer. On top of this, the heating boat containing Alq 3 was further energized and heated, and deposited on the hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec, and an electron transport layer having a thickness of 40 nm was further provided. . In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
引き続き、フッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子2−1を作製した。 Then, 0.5 nm of lithium fluoride and 110 nm of aluminum were vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic EL element 2-1 was produced.
有機EL素子2−1の作製において、正孔阻止材料として用いている化合物1を表2に示す化合物に置き換えた以外は、有機EL素子2−1と同じ方法で2−2〜2−15を作製した。 In the production of the organic EL element 2-1, except that the compound 1 used as the hole blocking material is replaced with the compound shown in Table 2, 2-2 to 2-15 are prepared in the same manner as the organic EL element 2-1. Produced.
〈有機EL素子2−1〜2−15の評価〉
実施例1と同様にして、有機EL素子2−1〜2−15の外部取り出し量子効率及び寿命の評価を行った。
<Evaluation of organic EL elements 2-1 to 2-15>
In the same manner as in Example 1, the external extraction quantum efficiency and lifetime of the organic EL elements 2-1 to 2-15 were evaluated.
表2から、本発明の有機EL素子は、外部取り出し量子効率が高く、長寿命化が達成されていることが分かった。 From Table 2, it was found that the organic EL device of the present invention has a high external extraction quantum efficiency and a long lifetime.
実施例3
実施例1で作製した本発明の有機EL素子1−1と、実施例2で作製した本発明の有機EL素子2−4と、本発明の有機EL素子1−3のリン光性化合物をIr−9(Btp2Ir(acac))に置き換えた以外は、同様にして作製した赤色発光有機EL素子を同一基板上に並置し、図1に示す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には作製したフルカラー表示装置の表示部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。このように各赤、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。
Example 3
The phosphorescent compound of the organic EL element 1-1 of the present invention produced in Example 1, the organic EL element 2-4 of the present invention produced in Example 2, and the organic EL element 1-3 of the present invention is Ir. A red light-emitting organic EL element produced in the same manner except that it was replaced with −9 (Btp 2 Ir (acac)) was juxtaposed on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device shown in FIG. FIG. 2 shows only a schematic diagram of the display portion A of the produced full-color display device. That is, a plurality of pixels 3 (light emission color is a red region pixel, a green region pixel, a blue region pixel, etc.) juxtaposed with a wiring portion including a plurality of
フルカラー表示装置を駆動することにより、外部とりだし量子効率が高く耐久性の良好な、鮮明なフルカラー動画表示が得られた。 By driving the full-color display device, a clear full-color moving image display with high external extraction quantum efficiency and good durability was obtained.
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の厚さで成膜し、更に例示化合物1の入った前記加熱ボートとIr−12の入ったボート及びIr−9(Btp2Ir(acac))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例示化合物1と発光ドーパントであるIr−12及びIr−9(Btp2Ir(acac))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。
Example 4
The electrode of the transparent electrode substrate of Example 1 was patterned to 20 mm × 20 mm, and α-NPD was formed as a hole injection / transport layer with a thickness of 50 nm thereon as in Example 1, and Example Compound 1 was further formed. The heated boat containing Ir, the boat containing Ir-12, and the boat containing Ir-9 (Btp 2 Ir (acac)) are energized independently, respectively, and are Exemplified Compound 1 and a luminescent dopant. The emission rate of Ir-12 and Ir-9 (Btp 2 Ir (acac)) was adjusted to be 100: 5: 0.6, and the light-emitting layer was provided by evaporation to a thickness of 30 nm. .
次いで、BCPを10nm成膜して電子輸送層を設けた。更にAlq3を40nmで成膜し電子注入層を設けた。 Next, BCP was deposited to a thickness of 10 nm to provide an electron transport layer. Further, Alq 3 was deposited at 40 nm to provide an electron injection layer.
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及び陰極としてアルミニウム110nmを蒸着成膜した。 Next, the vacuum chamber is opened, and a square perforated mask having the same shape as the transparent electrode made of stainless steel is placed on the electron injection layer, and lithium fluoride 0.5 nm is deposited as a cathode buffer layer and aluminum 110 nm is deposited as a cathode. Filmed.
この素子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、発光効率が高く発光寿命の長い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。有機EL素子101をガラスカバー102で覆った。105は陰極で106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板である。なおガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
The non-light-emitting surface of this element was covered with a glass case to obtain a lighting device. The illuminating device could be used as a thin illuminating device that emits white light with high luminous efficiency and long emission life. FIG. 5 is a schematic view of the lighting device, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the lighting device. The
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
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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