JP2006279014A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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Jiro Tsukahara
次郎 塚原
Tatsuya Igarashi
達也 五十嵐
Toshihiro Ise
俊大 伊勢
Yoshitaka Kitamura
吉隆 北村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element of blue phosphorescence, while achieving high luminous efficiency and high drive durability. <P>SOLUTION: The organic electroluminescent element has a luminous layer and a plurality of organic compound layers including a hole transport layer between a pair of electrodes. The luminous layer contains a blue phosphorescent material and a host material having the minimum excitation triplet energy (T<SB>1</SB>) of 272 kJ/mol (65 kcal/mol) or higher. The positive hole transport layer consists of a plurality of layers, including a layer adjacent to the luminous layer. The organic electroluminescent element satisfies the relation Ip1>Ip2>Ip3, where Ip1 represents the ionization potential of the luminous layer, Ip2 represents the ionization potential of the positive hole transport layer adjacent to the luminous layer, and Ip3 represents the ionization potential of another hole transport layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光する有機電界発光素子に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence device that emits light by converting electric energy into light.

有機電界発光素子は、少なくとも発光層を含む有機化合物層と、これを挟む一対の電極から構成されている。両電極間に電界が印加されると、陰極から電子が注入され、陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合し、発光する。   The organic electroluminescent element is composed of an organic compound layer including at least a light emitting layer and a pair of electrodes sandwiching the organic compound layer. When an electric field is applied between both electrodes, electrons are injected from the cathode and holes are injected from the anode. These electrons and holes recombine in the light emitting layer to emit light.

有機電界発光素子における重要な課題の一つに、青色リン光発光性の有機電界発光素子(以下、適宜、「青色リン光発光素子」と称する。)の開発がある。青色リン光発光素子の設計において重要になるのは、第1に高い発光効率を達成すること、第2に高い駆動耐久性を達成することである。   One of the important issues in organic electroluminescent devices is the development of blue phosphorescent organic electroluminescent devices (hereinafter referred to as “blue phosphorescent light emitting devices” as appropriate). What is important in the design of a blue phosphorescent light emitting element is to firstly achieve high luminous efficiency and secondly to achieve high driving durability.

上記課題に鑑みた青色リン光発光素子としては、例えば、特許文献1には、正孔ブロック層及び発光層との間における、LUMOのエネルギー準位の差及びHOMOのエネルギー準位の差、並びにホスト化合物のバンドギャップ及び分子量の関係に着目した青色リン光発光素子が開示されている。しかしながら、当該文献に開示されている青色リン光発光素子は、発光効率と駆動耐久性とが充分に高いものではない。   As a blue phosphorescent light emitting device in view of the above-mentioned problem, for example, Patent Document 1 discloses a difference in LUMO energy level and HOMO energy level between a hole blocking layer and a light emitting layer, and A blue phosphorescent light emitting element focusing on the relationship between the band gap and molecular weight of a host compound is disclosed. However, the blue phosphorescent light emitting element disclosed in the document is not sufficiently high in light emission efficiency and driving durability.

また、青色リン光発光素子の発光層には、青色リン光発光材料とホスト材料とが含まれる。青色リン光発光材料は、通常、272kJ/mol(65kcal/mol)以上の最低励起三重項エネルギー(T1)(以下、適宜、「T1エネルギー」と称する。)を有している。このため、高い発光効率を達成するには272kJ/mol(65kcal/mol)以上のT1エネルギーを有するホスト材料が必要となるが、272kJ/mol(65kcal/mol)以上のT1エネルギーを有するホスト材料は電荷(正孔又は電子)を注入し難く、その結果として駆動耐久性が劣るという問題があった。 The light emitting layer of the blue phosphorescent light emitting element includes a blue phosphorescent light emitting material and a host material. The blue phosphorescent light emitting material usually has a lowest excited triplet energy (T 1 ) (hereinafter referred to as “T 1 energy” as appropriate) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. Therefore, hosts having a high host material having the T 1 energy of more 272kJ / mol (65kcal / mol) to achieve the luminous efficiency but is required, 272kJ / mol (65kcal / mol) or more the T 1 energy The material has a problem that it is difficult to inject electric charges (holes or electrons), resulting in poor driving durability.

このように、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立した青色リン光発光素子は、未だ提供されていないのが現状である。
特開2004−6287号公報
Thus, the present condition is that the blue phosphorescence light emitting element which was compatible with high luminous efficiency and high drive durability is not yet provided.
JP 2004-6287 A

本発明は、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立した、青色リン光発光性の有機電界発光素子を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a blue phosphorescent organic electroluminescent device that achieves both high luminous efficiency and high driving durability.

本発明者らは、鋭意検討したところ、青色リン光発光性材料と272kJ/mol(65kcal/mol)以上のT1エネルギーを有するホスト材料とを用い、発光層と複数の電荷輸送層を設け、さらに、発光層及び複数の電荷輸送層の間におけるイオン化ポテンシャル及び/又は電子親和力を、所定の関係を満たすように制御することにより、高い発光効率と高い駆動耐久性とが両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have used a blue phosphorescent material and a host material having a T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, and provided a light-emitting layer and a plurality of charge transport layers. Furthermore, it has been found that by controlling the ionization potential and / or electron affinity between the light emitting layer and the plurality of charge transport layers so as to satisfy a predetermined relationship, it is possible to achieve both high light emission efficiency and high driving durability. The invention has been completed.

上記課題は、下記<1>〜<6>の有機電界発光素子により解決される。
<1> 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び正孔輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子。(以下、本発明の「第1の態様」と称する場合がある。)
The above problems are solved by the following organic electroluminescent elements <1> to <6>.
<1> Between a pair of electrodes, a light-emitting layer containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, and hole transport An organic electroluminescent device having a plurality of organic compound layers including a layer, wherein the hole transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the ionization potential of the light emitting layer is Ip1, adjacent to the light emitting layer An organic electroluminescent element characterized by satisfying a relationship of Ip1>Ip2> Ip3, where Ip2 is an ionization potential of a hole transport layer and Ip3 is an ionization potential of another hole transport layer. (Hereinafter, it may be referred to as “first aspect” of the present invention.)

<2> 発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする前記<1>に記載の有機電界発光素子。 <2> The organic electroluminescence according to <1>, wherein the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. element.

<3> 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、電子輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ea1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする有機電界発光素子。(以下、本発明の「第2の態様」と称する場合がある。) <3> A light-emitting layer containing a blue phosphorescent material and a host material having a minimum excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes, and an electron transport layer An organic electroluminescence device having a plurality of organic compound layers containing, wherein the electron transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, and the electron transport adjacent to the light emitting layer When the electron affinity of the layer is Ea2 and the electron affinity of the other electron transport layer is Ea3, the relationship of Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied, and the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer Is an organic electroluminescent element characterized by being 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. (Hereinafter, it may be referred to as “second aspect” of the present invention.)

<4> 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層及び電子輸送層は各々発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴する有機電界発光素子。(以下、本発明の「第3の態様」と称する場合がある。) <4> A light emitting layer and a hole transport layer containing a blue phosphorescent material and a host material having a minimum excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes And an organic electroluminescence device having a plurality of organic compound layers including an electron transport layer, wherein the hole transport layer and the electron transport layer are each composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the ionization of the light emitting layer The potential is Ip1, the ionization potential of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is Ip2, the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3, the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, and the electrons of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer are When the affinity is Ea2 and the electron affinity of the other electron transport layer is Ea3, the relationship of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied and adjacent to the light emitting layer An organic electroluminescence device characterized in that the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. (Hereinafter, it may be referred to as “third aspect” of the present invention.)

<5> 発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする前記<4>に記載の有機電界発光素子。 <5> The organic electroluminescence according to <4>, wherein the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. element.

<6> 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する第1及び第2発光層、正孔輸送層、並びに電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は第1発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、電子輸送層は第2発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、第1及び第2発光層は各々異なるホスト材料を含有し、第1発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、第2発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子。(以下、本発明の「第4の態様」と称する場合がある。) <6> First and second light-emitting layers containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes , A hole transport layer, and an organic electroluminescence device having a plurality of organic compound layers including an electron transport layer, wherein the hole transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the first light emitting layer. The layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the second light emitting layer. The first and second light emitting layers each contain different host materials, the ionization potential of the first light emitting layer is Ip1, and the positive light emitting layer adjacent to the light emitting layer is positive. The ionization potential of the hole transport layer is Ip2, the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3, the electron affinity of the second light-emitting layer is Ea1, the electron affinity of the electron transport layer adjacent to the light-emitting layer is Ea2, and other electron transport An organic electroluminescent element characterized by satisfying the relationship of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3 when the electron affinity of the layer is Ea3. (Hereinafter, it may be referred to as the “fourth aspect” of the present invention.)

<7> 発光層に隣接した電子輸送層、及び発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、共に272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする前記<6>に記載の有機電界発光素子。 <7> The minimum excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer and the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is both 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. The organic electroluminescent element according to <6>.

本発明によれば、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立した、青色リン光発光性の有機電界発光素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the blue electroluminescent organic electroluminescent element which can make high luminous efficiency and high drive durability compatible can be provided.

以下、本発明の有機電界発光素子(以下、「有機EL素子」又は「発光素子」とも称する。)について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の第1の態様は、一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び正孔輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子である。
上記構成としたことにより、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立することが可能となる。
Hereinafter, the organic electroluminescence device of the present invention (hereinafter also referred to as “organic EL device” or “light emitting device”) will be described in detail. In the present specification, a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
In the first embodiment of the present invention, light emission containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes. An organic electroluminescent device having a layer and a plurality of organic compound layers including a hole transport layer, wherein the hole transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the ionization potential of the light emitting layer is set to Ip1 An organic electroluminescent device satisfying a relationship of Ip1>Ip2> Ip3, where Ip2 is an ionization potential of a hole transport layer adjacent to the light emitting layer and Ip3 is an ionization potential of another hole transport layer It is.
With the above configuration, it is possible to achieve both high luminous efficiency and high driving durability.

第1の態様においては、発光効率向上の観点から、発光層に隣接する正孔輸送層のT1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましい。 In the first embodiment, it is preferable that the T 1 energy of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more from the viewpoint of improving the light emission efficiency.

上記構成に起因する作用は必ずしも明確ではないが、発光層に含有される272kJ/mol(65kcal/mol)以上のT1エネルギーを有するホスト材料によって高い発光効率が発揮されるとともに、発光層に隣接する層を含む複数の正孔輸送層を設け、さらに、発光層及び複数の正孔輸送層の間におけるイオン化ポテンシャルの関係を制御したことによって、電荷(正孔)の注入が促進されて高い駆動耐久性が発揮されるものと推測される。また、本態様においては、発光層に隣接する層として、複数存在する正孔輸送層のうち最もイオン化ポテンシャルが大きい層を設けたことがその特徴の1つであるが、このような構成を採ることにより、電荷注入障壁が低下することとなり層界面での電荷の滞留が抑制されることから、その結果として材料の劣化が抑制され、駆動耐久性の向上に寄与しているものと推測される。 Although the action resulting from the above configuration is not necessarily clear, the host material having T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or higher contained in the light emitting layer exhibits high light emission efficiency and is adjacent to the light emitting layer. In addition, a plurality of hole transport layers including a layer to be formed are provided, and the relationship between ionization potentials between the light emitting layer and the plurality of hole transport layers is controlled, so that injection of charges (holes) is promoted and high driving is achieved. It is estimated that durability is exhibited. In addition, in this embodiment, as a layer adjacent to the light emitting layer, one of the features is that a layer having the highest ionization potential among the plurality of hole transport layers is provided. As a result, the charge injection barrier is lowered and the retention of charge at the layer interface is suppressed. As a result, the deterioration of the material is suppressed, and it is assumed that this contributes to the improvement of driving durability. .

また、本発明の第2の態様は、一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、電子輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ea1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする有機電界発光素子である。
上記構成としたことにより、高い発光効率と高い駆動耐久性とを両立することが可能となる。
In the second aspect of the present invention, a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more are contained between a pair of electrodes. And an organic electroluminescent element having a plurality of organic compound layers including an electron transport layer, wherein the electron transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the electron affinity of the light emitting layer is expressed as Ea1. When the electron affinity of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is Ea2 and the electron affinity of the other electron transport layer is Ea3, the relationship of Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied, and the lowest electron transport layer adjacent to the light emitting layer An organic electroluminescent element characterized by having an excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more.
With the above configuration, it is possible to achieve both high luminous efficiency and high driving durability.

上記構成に起因する作用は必ずしも明確ではないが、発光層に含有される272kJ/mol(65kcal/mol)以上のT1エネルギーを有するホスト材料によって高い発光効率が発揮されるとともに、発光層に隣接した層であるT1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上の電子輸送層を含む複数の電子輸送を有し、さらに、発光層及び複数存在する電子輸送層の間の電子親和力の関係を制御したことによって、電荷(電子)の注入が促進されて高い駆動耐久性が発揮されるものと推測される。また、本態様においては、発光層に隣接する層として、T1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上の電子輸送層を有することがその特徴の1つであるが、このような構成を採ることにより、電荷注入障壁が低下することとなり層界面での電荷の滞留が抑制されることから、その結果として材料の劣化が抑制され、駆動耐久性の向上に寄与しているものと推測される。 Although the action resulting from the above configuration is not necessarily clear, the host material having T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or higher contained in the light emitting layer exhibits high light emission efficiency and is adjacent to the light emitting layer. A plurality of electron transport layers including an electron transport layer having a T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, and a relationship of electron affinity between the light emitting layer and the plurality of electron transport layers. By controlling, it is presumed that charge (electron) injection is promoted and high driving durability is exhibited. In addition, in this embodiment, as a layer adjacent to the light emitting layer, one of the features is that it has an electron transport layer having a T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. By adopting it, the charge injection barrier is lowered and the charge retention at the layer interface is suppressed. As a result, the deterioration of the material is suppressed and it is assumed that it contributes to the improvement of driving durability. The

また、本発明の有機電界発光素子は、上記第1及び第2の態様を組み合わせた態様である場合に、駆動耐久性を更に向上させることができ、本発明の第3の態様は、かかる態様の有機電界発光素子である。即ち、本発明の第3の態様は、一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層及び電子輸送層は各々発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴する有機電界発光素子である。
上記第3の態様のごとく、発光層に複数の正孔輸送層及び電子輸送層を隣接させ、更に各層におけるイオン化ポテンシャル及び電子親和力の関係を制御することにより、さらに高い駆動耐久性を発揮することができる。
In addition, when the organic electroluminescent element of the present invention is a mode in which the first and second modes are combined, the driving durability can be further improved, and the third mode of the present invention is such a mode. This is an organic electroluminescent element. That is, the third aspect of the present invention contains a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes. An organic electroluminescent device having a plurality of organic compound layers including a light emitting layer, a hole transport layer, and an electron transport layer, each of the hole transport layer and the electron transport layer including a plurality of layers adjacent to the light emitting layer The ionization potential of the light emitting layer is Ip1, the ionization potential of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is Ip2, the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3, the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, and the light emitting layer When the electron affinity of the electron transport layer adjacent to Ea2 is Ea2 and the electron affinity of other electron transport layers is Ea3, the relationship of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied. And, the lowest excited triplet energy of the electron transport layer adjacent to the luminescent layer (T 1) is an organic electroluminescence device which characterized in that 272kJ / mol (65kcal / mol) or more.
As in the third aspect, a plurality of hole transport layers and electron transport layers are adjacent to the light emitting layer, and further, the relationship between the ionization potential and the electron affinity in each layer is controlled, thereby exhibiting higher driving durability. Can do.

第3の態様においては、発光効率向上の観点から、発光層に隣接した正孔輸送層のT1エネルギーについても、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましい。 In the third aspect, from the viewpoint of improving the light emission efficiency, the T 1 energy of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is also preferably 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more.

また、本発明の有機電界発光素子としては、駆動耐久性を更に向上させる観点から、発光層をホスト材料の異なる2層に構成してもよく、本発明の第4の態様はかかる構成を採る有機電界発光素子である。即ち、本発明の第4の態様は、一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する第1及び第2発光層、正孔輸送層、並びに電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は第1発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、電子輸送層は第2発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、第1及び第2発光層は各々異なるホスト材料を含有し、第1発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、第2発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子である。 Moreover, as an organic electroluminescent element of this invention, from a viewpoint of further improving drive durability, you may comprise a light emitting layer in two layers from which a host material differs, and the 4th aspect of this invention takes this structure. It is an organic electroluminescent element. That is, the fourth aspect of the present invention contains a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes. An organic electroluminescent device having a plurality of organic compound layers including first and second light emitting layers, a hole transport layer, and an electron transport layer, wherein the hole transport layer includes a layer adjacent to the first light emitting layer The electron transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the second light emitting layer, and each of the first and second light emitting layers contains different host materials, and the ionization potential of the first light emitting layer is increased. Ip1, the ionization potential of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is Ip2, the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3, the electron affinity of the second light emitting layer is Ea1, and the electrons of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer Affinity Ea2, the electron affinity of the other electron-transporting layer when a Ea3, an organic electroluminescent device characterized by satisfying the relation of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3.

第4の態様においては、発光層に隣接した電子輸送層、及び発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、共に272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましい。 In the fourth aspect, the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer and the hole transport layer adjacent to the light emitting layer are both 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. It is preferable.

ここで、本発明の発光素子における各層のイオン化ポテンシャルとは、その層に10質量%以上含まれる材料の中で最もイオン化ポテンシャルが小さい材料のイオン化ポテンシャルを意味する。本明細書におけるイオン化ポテンシャルは、AC−1(理研計器(株)製)を用いて室温・大気下で測定した値を採用した。AC−1の測定原理については、安達千波矢等著「有機薄膜仕事関数データ集」シーエムシー出版社2004年発行に記載されている。
本発明の発光素子における各層の電子親和力とは、その層に10質量%以上含まれる材料の中で最も電子親和力が大きい材料の電子親和力を意味する。本発明における電子親和力は、イオン化ポテンシャル測定に用いた膜の紫外可視吸収スペクトルを測定し、吸収スペクトルの長波長端のエネルギーから励起エネルギーを求めた。励起エネルギーと前記イオン化ポテンシャルの値から電子親和力を算出した。本明細書においては、紫外可視吸収スペクトルを、島津製作所製のUV3100型分光光度計で測定した。
Here, the ionization potential of each layer in the light emitting device of the present invention means an ionization potential of a material having the lowest ionization potential among materials contained in the layer of 10% by mass or more. As the ionization potential in this specification, a value measured at room temperature and in the atmosphere using AC-1 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) was adopted. The measurement principle of AC-1 is described in Chiyaya Adachi et al., “Organic thin film work function data collection”, published by CMC Publishing Co.
The electron affinity of each layer in the light emitting device of the present invention means the electron affinity of a material having the highest electron affinity among materials contained in the layer of 10% by mass or more. The electron affinity in the present invention was determined by measuring the ultraviolet-visible absorption spectrum of the film used for measuring the ionization potential and obtaining the excitation energy from the energy at the long wavelength end of the absorption spectrum. The electron affinity was calculated from the excitation energy and the value of the ionization potential. In this specification, the UV-visible absorption spectrum was measured with a UV3100 spectrophotometer manufactured by Shimadzu Corporation.

本発明における最低三重項励起エネルギー(T1エネルギー)は、イオン化ポテンシャル測定に用いた膜のリン光スペクトルを測定し、リン光スペクトルの短波長端のエネルギーから求めた。本明細書における最低三重項励起エネルギーは、日立製作所製のF4500を用いて、温度条件77Kにより測定した値を採用した。 The lowest triplet excitation energy (T 1 energy) in the present invention was determined from the energy at the short wavelength end of the phosphorescence spectrum by measuring the phosphorescence spectrum of the film used for ionization potential measurement. As the lowest triplet excitation energy in this specification, a value measured under a temperature condition of 77K using F4500 manufactured by Hitachi, Ltd. was adopted.

本発明の各発光素子においては、発光層、発光層に隣接する正孔輸送層、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルの関係、及び/又は、発光層、発光層に隣接する電子輸送層、他の電子輸送層の電子親和力の関係が所定の関係を満たすことが必要である。即ち、第1の態様においてはIp1>Ip2>Ip3の関係を満たすこと、第2の態様においてはEa1<Ea2<Ea3の関係を満たすこと、第3及び第4の態様においては、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たすことが必要である。   In each light emitting device of the present invention, the relationship between the light emitting layer, the hole transport layer adjacent to the light emitting layer, the ionization potential of the other hole transport layer, and / or the light emitting layer, the electron transport layer adjacent to the light emitting layer, It is necessary that the relationship of the electron affinity of the other electron transport layer satisfies a predetermined relationship. That is, in the first mode, the relationship of Ip1> Ip2> Ip3 is satisfied, in the second mode, the relationship of Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied, and in the third and fourth modes, Ip1> Ip2> It is necessary to satisfy the relationship of Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3.

第1、第2、及び第3の態様のごとく、発光層が1層である場合は、発光層のイオン化ポテンシャル(Ip1)は6.4eV以下が好ましく、6.3eV以下がより好ましく、6.2eV以下が特に好ましい。発光層の電子親和力(Ea1)は、2.1eV以上が好ましく、2.2eV以上がより好ましく、2.3eV以上が特に好ましい。   As in the first, second, and third aspects, when the light emitting layer is a single layer, the ionization potential (Ip1) of the light emitting layer is preferably 6.4 eV or less, more preferably 6.3 eV or less, and 6. 2 eV or less is particularly preferable. The electron affinity (Ea1) of the light emitting layer is preferably 2.1 eV or more, more preferably 2.2 eV or more, and particularly preferably 2.3 eV or more.

第4の態様のごとく、発光層が2層である場合は、陽極側の発光層(第1発光層)のイオン化ポテンシャル(Ip1)は6.4eV以下が好ましく、6.3eV以下がより好ましく、6.2eV以下が特に好ましい。陰極側の発光層(第2発光層)の電子親和力(Ea1)は2.1eV以上が好ましく、2.2eV以上がより好ましく、2.3eV以上が特に好ましい。   As in the fourth aspect, when the light emitting layer is two layers, the ionization potential (Ip1) of the light emitting layer on the anode side (first light emitting layer) is preferably 6.4 eV or less, more preferably 6.3 eV or less, 6.2 eV or less is particularly preferable. The electron affinity (Ea1) of the light emitting layer (second light emitting layer) on the cathode side is preferably 2.1 eV or more, more preferably 2.2 eV or more, and particularly preferably 2.3 eV or more.

発光層に隣接する正孔輸送層のイオン化ポテンシャル(Ip2)は6.2〜5.3eVが好ましく、6.1〜5.4eVがより好ましく、6.0〜5.5eVが特に好ましい。
他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャル(Ip3)は5.8eV以下が好ましく、5.7eV以下がより好ましく、5.6eV以下が特に好ましい。
The ionization potential (Ip2) of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is preferably 6.2 to 5.3 eV, more preferably 6.1 to 5.4 eV, and particularly preferably 6.0 to 5.5 eV.
The ionization potential (Ip3) of the other hole transport layer is preferably 5.8 eV or less, more preferably 5.7 eV or less, and particularly preferably 5.6 eV or less.

発光層に隣接する電子輸送層の電子親和力(Ea2)は2.2〜3.1eVが好ましく、2.3〜3.0eVがより好ましく、2.4〜2.9eVが特に好ましい。
他の電子輸送層の電子親和力(Ea3)は2.6eV以上が好ましく、2.7eV以上がより好ましく、2.8eV以上が特に好ましい。
The electron affinity (Ea2) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is preferably 2.2 to 3.1 eV, more preferably 2.3 to 3.0 eV, and particularly preferably 2.4 to 2.9 eV.
The electron affinity (Ea3) of the other electron transport layer is preferably 2.6 eV or more, more preferably 2.7 eV or more, and particularly preferably 2.8 eV or more.

本発明におけるイオン化ポテンシャル又は電子親和力の関係は、各層を構成する材料の中から、上記したイオン化ポテンシャル又は電子親和力を示す材料を選択して組み合わせることにより制御される。
本発明におけるイオン化ポテンシャルの関係(Ip1>Ip2>Ip3)を満たすために好適な、各層を構成する材料の組合せとしては、例えば、他の正孔輸送層材料としてNPD、発光層に隣接した正孔輸送層材料として後述するHTM−1、発光層材料(ホスト材料)として後述するHost−1の例、等が挙げられる。
また、電子親和力の関係(Ea1<Ea2<Ea3)を満たすために好適な、各層を構成する材料の組合せとしては、例えば、他の電子輸送層材料としてAlq、発光層に隣接した電子輸送層材料として後述するETM−1、発光層材料(ホスト材料)として後述するHost−2の例、等が挙げられる。
なお、本発明において各層に用い得る材料の詳細については後に詳述する。
The relationship between the ionization potential or the electron affinity in the present invention is controlled by selecting and combining the materials showing the above ionization potential or electron affinity from the materials constituting each layer.
In order to satisfy the relationship of ionization potential (Ip1>Ip2> Ip3) in the present invention, the combination of materials constituting each layer includes, for example, NPD as another hole transport layer material, and holes adjacent to the light emitting layer. Examples of the transport layer material include HTM-1, which will be described later, and Host-1, which will be described later as the light emitting layer material (host material).
Further, as a combination of materials constituting each layer, which is suitable for satisfying the relationship of electron affinity (Ea1 <Ea2 <Ea3), for example, Alq as another electron transport layer material, and an electron transport layer material adjacent to the light emitting layer Examples of ETM-1, which will be described later, and Host-2 which will be described later as a light emitting layer material (host material).
The details of materials that can be used for each layer in the present invention will be described later.

本発明の有機電界発光素子を構成する要素について更に説明する。
有機電界発光素子は、ボトムエミッション方式とトップエミッション方式とに大別される。本発明はいずれの方式にも好ましく適用することができる。以下では、ボトムエミッション方式を例に取り、本発明を詳しく説明する。ボトムエミッション方式の有機電界発光素子は、通常、基板側から陽極/正孔輸送層/発光層/陰極の構成、又は、基板側から陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極の構成となっている。本発明においては、発光層と該発光層に隣接した層を含む複数の正孔輸送層とを有する構成であるか、及び/又は、発光層と該発光層に隣接した層を含む複数の電子輸送層とを有する構成であることが必要である。さらに各層は、複数の二次層に分かれていてもよい。
また、発光素子の性質上、陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。通常の場合、陽極が透明である。
The elements constituting the organic electroluminescent element of the present invention will be further described.
Organic electroluminescence devices are roughly classified into a bottom emission method and a top emission method. The present invention can be preferably applied to any method. Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking a bottom emission method as an example. A bottom emission type organic electroluminescent device usually has an anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode configuration from the substrate side, or an anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode from the substrate side. It has a configuration. In the present invention, the light-emitting layer has a plurality of hole transport layers including a layer adjacent to the light-emitting layer, and / or a plurality of electrons including a light-emitting layer and a layer adjacent to the light-emitting layer. It is necessary to have a configuration having a transport layer. Furthermore, each layer may be divided into a plurality of secondary layers.
Moreover, it is preferable that at least one electrode of an anode and a cathode is transparent from the property of a light emitting element. Usually, the anode is transparent.

本発明のボトムエミッション発光素子としての典型的な構成は、基板側から、(1)透明陽極/複数の正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極の構成(第1の態様)、(2)透明陽極/正孔輸送層/発光層/複数の電子輸送層/陰極の構成(第2の態様)、又は、(3)透明陽極/複数の正孔輸送層/単層又は2層の発光層/複数の電子輸送層/陰極の構成(第3及び第4の態様)、をとる。   A typical configuration of the bottom emission light-emitting device of the present invention includes, from the substrate side, (1) a configuration of a transparent anode / a plurality of hole transport layers / light-emitting layers / electron transport layers / cathodes (first embodiment), ( 2) Configuration of transparent anode / hole transport layer / light emitting layer / multiple electron transport layers / cathode (second embodiment) or (3) transparent anode / multiple hole transport layers / single layer or two layers A configuration of light emitting layer / a plurality of electron transport layers / cathodes (third and fourth modes) is adopted.

<基板>
本発明で使用する基板は、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させないことが好ましい。その具体例としては、イットリウム安定化ジルコニア(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルやポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。有機材料の場合、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
<Board>
The substrate used in the present invention preferably does not scatter or attenuate light emitted from the organic compound layer. Specific examples include yttrium-stabilized zirconia (YSZ), inorganic materials such as glass, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, and polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, and polycycloolefin. , Organic materials such as norbornene resin and poly (chlorotrifluoroethylene). In the case of an organic material, it is preferable that it is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability.

基板の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、形状としては板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。
基板は無色透明であっても有色透明であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱あるいは減衰等させることがない点で、無色透明で有ることが好ましい。
There is no restriction | limiting in particular about the shape of a board | substrate, a structure, a magnitude | size, It can select suitably according to the use, purpose, etc. of a light emitting element. Generally, the shape is a plate shape. The structure may be a single layer structure, a laminated structure, may be formed of a single member, or may be formed of two or more members.
The substrate may be colorless and transparent or colored and transparent, but is preferably colorless and transparent in that it does not scatter or attenuate light emitted from the light emitting layer.

基板には、その表面又は裏面(透明電極側)に透湿防止層(ガスバリア層)を設けることができる。透湿防止層(ガスバリア層)の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に用いられる。該透湿防止層(ガスバリア層)は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。熱可塑性基板には、更に必要に応じてハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。   The substrate can be provided with a moisture permeation preventive layer (gas barrier layer) on the front surface or back surface (transparent electrode side). As a material for the moisture permeation preventive layer (gas barrier layer), inorganic materials such as silicon nitride and silicon oxide are preferably used. The moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) can be formed by, for example, a high frequency sputtering method. The thermoplastic substrate may be further provided with a hard coat layer, an undercoat layer or the like as necessary.

<陽極>
陽極としては、通常、有機化合物層に正孔を供給する陽極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、又はこれらの混合物を好適に挙げられ、仕事関数が4.0eV以上の材料が好ましい。具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の半導性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。
<Anode>
The anode usually has a function as an anode for supplying holes to the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. Thus, it can be appropriately selected from known electrodes. As described above, the anode is usually provided as a transparent anode.
As a material of the anode, for example, a metal, an alloy, a metal oxide, an organic conductive compound, or a mixture thereof can be preferably cited, and a material having a work function of 4.0 eV or more is preferable. Specific examples include semiconducting metal oxides such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), etc. Metals such as gold, silver, chromium and nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, polyaniline, polythiophene and polypyrrole Organic conductive materials, and a laminate of these and ITO.

陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って基板上に形成することができる。例えば、透明陽極の材料として、ITOを選択する場合には、該透明陽極の形成は、直流あるいは高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。また、透明陽極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には、湿式成膜法に従って行うことができる。   For example, the anode is a wet method such as a printing method, a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a chemical method such as a CVD method, a plasma CVD method, and the like. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability. For example, when ITO is selected as the material for the transparent anode, the transparent anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like. Moreover, when selecting an organic electroconductive compound as a material of a transparent anode, it can carry out according to the wet film-forming method.

発光素子における陽極の形成位置としては、特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができるが、基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。なお、陽極のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a formation position of the anode in a light emitting element, Although it can select suitably according to the use and purpose of a light emitting element, forming on a board | substrate is preferable. In this case, the anode may be formed on the entire one surface of the substrate or may be formed on a part thereof. The patterning of the anode may be performed by chemical etching such as photolithography, may be performed by physical etching using a laser or the like, or may be performed by vacuum deposition or sputtering with a mask overlapped. It may be performed by a lift-off method or a printing method.

陽極の厚みは材料により適宜選択することができ、通常10nm〜50μmであり、50nm〜20μmが好ましい。透明陽極の抵抗値としては、103Ω/□以下が好ましく、102Ω/□以下がより好ましい。 The thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material, and is usually 10 nm to 50 μm, preferably 50 nm to 20 μm. The resistance value of the transparent anode is preferably 10 3 Ω / □ or less, and more preferably 10 2 Ω / □ or less.

陽極を透明陽極として設け、陽極側から発光を取り出す場合、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。この透過率は、分光光度計を用いた公知の方法に従って測定することができる。また、この場合、陽極は無色透明であっても、有色透明であってもよい。なお、陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、これらを本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した陽極が好ましい。   When the anode is provided as a transparent anode and light emission is taken out from the anode side, the transmittance is preferably 60% or more, more preferably 70% or more. This transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer. In this case, the anode may be colorless and transparent or colored and transparent. The anode is described in detail in “New Development of Transparent Electrode Film”, published by CMC (1999), supervised by Yutaka Sawada, and these can be applied to the present invention. When using a plastic substrate having low heat resistance, an anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.

<陰極>
陰極としては、通常、前記有機化合物層に電子を注入する陰極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途・目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。
<Cathode>
The cathode usually has a function as a cathode for injecting electrons into the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. Thus, it can be appropriately selected from known electrodes.

陰極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が4.5eV以下のものが好ましい。具体例としては、アルカリ金属(例えば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(例えば、Mg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。これらの中でも、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、又はアルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属との合金若しくは混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されている。   Examples of the material for the cathode include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof, and those having a work function of 4.5 eV or less are preferable. Specific examples include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloys, lithium-aluminum alloys. , Magnesium-silver alloys, rare earth metals such as indium and ytterbium, and the like. These may be used alone, but two or more can be suitably used in combination from the viewpoint of achieving both stability and electron injection. Among these, alkali metals and alkaline earth metals are preferable from the viewpoint of electron injection properties, and materials mainly composed of aluminum are preferable from the viewpoint of excellent storage stability. The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, or an alloy or mixture of aluminum and 0.01 to 10% by mass of an alkali metal or alkaline earth metal (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy, etc.). Say. The cathode material is described in detail in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172.

陰極の形成法は、特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として、金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って行うことができる。   There is no restriction | limiting in particular in the formation method of a cathode, It can carry out according to a well-known method. For example, suitability with the above materials from among wet methods such as printing methods, coating methods, physical methods such as vacuum deposition methods, sputtering methods and ion plating methods, chemical methods such as CVD and plasma CVD methods, etc. It can be formed according to a method appropriately selected in consideration. For example, when a metal or the like is selected as the cathode material, one or more of them can be simultaneously or sequentially performed according to a sputtering method or the like.

陰極のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   The patterning of the cathode may be performed by chemical etching such as photolithography, may be performed by physical etching using a laser, etc., may be performed by vacuum deposition or sputtering with a mask overlapped, lift-off method, You may carry out by the printing method.

電極と有機層とを積層して得られる発光積層体における陰極の形成位置としては、特に制限はなく、有機化合物層上の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a formation position of the cathode in the light emitting laminated body obtained by laminating | stacking an electrode and an organic layer, Even if it may be formed in the whole on the organic compound layer, it may be formed in the part Good.

また、陰極と有機化合物層との間にアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は一種の電子注入層と見る事もできる。該誘電体層は例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって形成することができる。   Further, a dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be inserted between the cathode and the organic compound layer with a thickness of 0.1 to 5 nm. This dielectric layer can also be regarded as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.

陰極の厚みとしては、材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μmであり、50nm〜1μmが好ましい。   The thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material and cannot be generally defined, but is usually 10 nm to 5 μm, and preferably 50 nm to 1 μm.

陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1〜10nmの厚みに薄く成膜し、更にITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。   The cathode may be transparent or opaque. The transparent cathode can be formed by depositing a thin cathode material to a thickness of 1 to 10 nm and further laminating a transparent conductive material such as ITO or IZO.

<有機化合物層>
−有機化合物層の形成−
本発明の有機化合物層の形成方法は特に限定されないが、抵抗加熱蒸着法、電子写真法、電子ビーム法、スパッタリング法、分子積層法、塗布法(スプレーコート法、ディップコート法、含浸法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ロールブラッシュ法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、スピンコート法、フローコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、エアードクターコート、ブレードコート法、スクイズコート法、トランスファーロールコート法、キスコート法、キャストコート法、エクストルージョンコート法、ワイヤーバーコート法、スクリーンコート法等)、インクジェット法、印刷法、転写法等の方法が可能である。中でも素子の特性、製造の容易さ、コスト等を勘案すると、抵抗加熱蒸着法、塗布法、転写法が好ましい。発光素子が2層以上の積層構造を有する場合、上記方法を組み合わせて製造することも可能である。
<Organic compound layer>
-Formation of organic compound layer-
The method for forming the organic compound layer of the present invention is not particularly limited, but resistance heating vapor deposition, electrophotography, electron beam method, sputtering method, molecular lamination method, coating method (spray coating method, dip coating method, impregnation method, roll) Coating method, gravure coating method, reverse coating method, roll brush method, air knife coating method, curtain coating method, spin coating method, flow coating method, bar coating method, micro gravure coating method, air doctor coating, blade coating method, squeeze Coating methods, transfer roll coating methods, kiss coating methods, cast coating methods, extrusion coating methods, wire bar coating methods, screen coating methods, etc.), ink jet methods, printing methods, transfer methods and the like are possible. Among these, the resistance heating vapor deposition method, the coating method, and the transfer method are preferable in consideration of the characteristics of the element, the ease of manufacture, the cost, and the like. When the light-emitting element has a stacked structure of two or more layers, it can be manufactured by combining the above methods.

塗布方法の場合、樹脂成分と共に溶解又は分散することができ、樹脂成分としては例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。   In the case of the coating method, it can be dissolved or dispersed together with the resin component. Examples of the resin component include polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, and poly (N-vinylcarbazole). , Hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate, ABS resin, polyurethane, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, silicon resin and the like.

−正孔輸送層、正孔注入層−
正孔輸送層又は正孔注入層の材料は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。具体例としては、カルバゾール、イミダゾール、ジベンゾアゼピン、トリベンゾアゼピン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機金属錯体、遷移金属錯体、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。
-Hole transport layer, hole injection layer-
The material of the hole transport layer or the hole injection layer has any one of the function of injecting holes from the anode, the function of transporting holes, and the function of blocking electrons injected from the cathode. That's fine. Specific examples include carbazole, imidazole, dibenzazepine, tribenzoazepine, triazole, oxazole, oxadiazole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene , Silazane, aromatic tertiary amine compound, styrylamine, aromatic dimethylidin compound, porphyrin compound, polysilane compound, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymer, thiophene oligomer, polythiophene, etc. Examples include molecular oligomers, organometallic complexes, transition metal complexes, and derivatives of the above compounds.

本発明において、発光層に隣接した正孔輸送層の材料としては、上記した中でも、カルバゾール、フェニレンジアミン、アリールアミン、芳香族第三級アミン化合物、ジベンゾアゼピン、トリベンゾアゼピンが好ましく、カルバゾール、芳香族第三級アミン化合物、トリベンゾアゼピンがより好ましい。
また、他の正孔輸送層の材料としては、上記した中でも、カルバゾール、フェニレンジアミン、アリールアミン、芳香族第三級アミン化合物、ジベンゾアゼピン、トリベンゾアゼピンが好ましく、カルバゾール、芳香族第三級アミン化合物、トリベンゾアゼピンがより好ましい。
In the present invention, the material for the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is preferably carbazole, phenylenediamine, arylamine, aromatic tertiary amine compound, dibenzoazepine, or tribenzoazepine among the above-mentioned materials. More preferred are group III tertiary amine compounds and tribenzazepine.
Among the above hole transport layers, carbazole, phenylenediamine, arylamine, aromatic tertiary amine compounds, dibenzoazepine, and tribenzoazepine are preferable among the above materials, and carbazole, aromatic tertiary amine. More preferred is the compound, tribenzoazepine.

本発明の第1、第3及び第4の態様においては、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3の関係を満たすことが必要であり、複数存在する正孔輸送層を構成する材料の選択にあたっては、後述する発光層に含まれる材料との関係が考慮される。   In the first, third and fourth aspects of the present invention, the ionization potential of the light emitting layer is Ip1, the ionization potential of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is Ip2, and the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3. In this case, it is necessary to satisfy the relationship of Ip1> Ip2> Ip3, and in selecting a material constituting a plurality of hole transport layers, the relationship with the material included in the light emitting layer described later is considered. The

なお、複数存在する正孔輸送層は、発光層側に位置する層のイオン化ポテンシャルが、陽極側に位置する層のイオン化ポテンシャルよりも大きくなるように構成される。例えば、発光層に隣接した正孔輸送層以外に、他の正孔輸送層を2層設ける場合であれば、発光層側に位置する他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャル(Ip3−1)と、陽極側に位置する他の正孔輸送層とのイオン化ポテンシャル(Ip3−2)の関係は、Ip3−1>Ip3−2となるように構成される。   The plurality of hole transport layers are configured such that the ionization potential of the layer located on the light emitting layer side is larger than the ionization potential of the layer located on the anode side. For example, if two other hole transport layers are provided in addition to the hole transport layer adjacent to the light emitting layer, the ionization potential (Ip3-1) of the other hole transport layer located on the light emitting layer side and The relationship between the ionization potential (Ip3-2) and other hole transport layers located on the anode side is configured such that Ip3-1> Ip3-2.

既述のごとく、本発明の各態様においては、発光層の隣接した正孔輸送層のT1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましく、276kJ/mol(66kcal/mol)以上であることがより好ましく、280kJ/mol(67kcal/mol)以上であることが更に好ましい。 As described above, in each aspect of the present invention, the T 1 energy of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is preferably 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, and preferably 276 kJ / mol (66 kcal / mol). More preferably, it is more preferably 280 kJ / mol (67 kcal / mol) or more.

正孔注入層、正孔輸送層の膜厚は、特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。正孔輸送層は上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The film thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are not particularly limited, but are usually preferably in the range of 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 500 nm. is there. The hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above-described materials, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

−電子輸送層、電子注入層−
電子輸送層又は電子注入層の材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、陽極から注入され得た正孔を障壁する機能のいずれかを有しているものであればよい。その具体例としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアゾール、トリアジン、オキサゾール、フェナントロリン、オキサジアゾール、イミダゾール、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、シロール、イミダゾピリジン、ナフタレンペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。
-Electron transport layer, electron injection layer-
The material of the electron transport layer or the electron injection layer may be any material having any one of the function of injecting electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of blocking holes injected from the anode. . Specific examples thereof include, for example, pyridine, pyrimidine, triazole, triazine, oxazole, phenanthroline, oxadiazole, imidazole, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, Typical examples are metal complexes of aromatic ring tetracarboxylic acid anhydrides such as distyrylpyrazine, silole, imidazopyridine, naphthaleneperylene, phthalocyanine, 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanine, benzoxazole, and benzothiazole. Various metal complexes, or derivatives of the above compounds.

本発明において、発光層に隣接した電子輸送層の材料としては、上記した中でも、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、フェナントロリン、オキサジアゾール、イミダゾール、シロール、イミダゾピリジンが好ましく、トリアジン、オキサジアゾール、イミダゾール、イミダゾピリジンがより好ましい。
また、他の電子輸送層の材料としては、上記した中でも、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、フェナントロリン、オキサジアゾール、イミダゾール、シロール、イミダゾピリジンが好ましく、トリアジン、フェナントロリン、オキサジアゾール、イミダゾール、シロール、イミダゾピリジンがより好ましい。
In the present invention, as the material for the electron transport layer adjacent to the light emitting layer, among the above, pyridine, pyrimidine, triazine, phenanthroline, oxadiazole, imidazole, silole, and imidazopyridine are preferable, and triazine, oxadiazole, imidazole, More preferred is imidazopyridine.
Among the above-mentioned materials for the other electron transport layer, pyridine, pyrimidine, triazine, phenanthroline, oxadiazole, imidazole, silole, and imidazopyridine are preferable, and triazine, phenanthroline, oxadiazole, imidazole, silole, imidazo Pyridine is more preferred.

本発明の第2、第3及び第4の態様においては、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接する電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ea1<Ea2<Ea3の関係を満たすことが必要であり、複数の電子輸送層を構成する材料の選択にあたっては、後述する発光層に含まれる材料との関係が考慮される。
なお、複数の電子輸送層は、発光層側に位置する層の電子親和力が、陰極側に位置する層の電子親和力よりも小さくなるように構成される。
In the second, third and fourth aspects of the present invention, the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, the electron affinity of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is Ea2, and the electron affinity of the other electron transport layers is Ea3. Sometimes, it is necessary to satisfy the relationship of Ea1 <Ea2 <Ea3, and in selecting a material constituting the plurality of electron transport layers, a relationship with a material included in the light emitting layer described later is considered.
The plurality of electron transport layers are configured such that the electron affinity of the layer located on the light emitting layer side is smaller than the electron affinity of the layer located on the cathode side.

電子注入層、電子輸送層の膜厚は、特に限定されるものではないが、通常1nm〜5μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5nm〜1μmであり、更に好ましくは10nm〜500nmである。電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の一種又は二種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The film thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer are not particularly limited, but are usually preferably in the range of 1 nm to 5 μm, more preferably 5 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 500 nm. The electron injection layer and the electron transport layer may have a single-layer structure made of one or more of the materials described above, or may have a multilayer structure made up of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

なお、既述のごとく、本発明の第2及び第3態様においては、発光層に最も隣接した電子輸送層のT1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上であること必要であり、他の態様においても、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましい。また、発光層に隣接した電子輸送層のT1エネルギーとしては、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが好ましく、276kJ/mol(66kcal/mol)以上であることがより好ましく、280kJ/mol(67kcal/mol)以上であることが更に好ましい。 As described above, in the second and third aspects of the present invention, the T 1 energy of the electron transport layer closest to the light emitting layer is required to be 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. Also in this aspect, it is preferable that it is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. The T 1 energy of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is preferably 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, more preferably 276 kJ / mol (66 kcal / mol) or more, and 280 kJ /. More preferably, it is more than mol (67 kcal / mol).

−発光層−
本発明における発光層は、青色リン光発光材料とT1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料(以下、適宜、「特定ホスト材料」と称する。)を含有することを要し、本発明の効果を損ねない限りにおいて他の材料を含有していてもよい。
ホストは電圧印加時に正孔輸送層または正孔注入層から正孔を受け取ると共に、電子注入層または電子輸送層から電子を受け取る機能、注入された電荷を移動させる機能、正孔と電子の再結合の場を提供して励起子を生成させる機能、励起エネルギーを移動させる機能を有する材料である。
本発明における特定ホスト材料は、T1エネルギーが272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることが必要であり、276kJ/mol(66kcal/mol)以上であることがより好ましく、280kJ/mol(67kcal/mol)以上であることが更に好ましい。
-Light emitting layer-
The light emitting layer in the present invention needs to contain a blue phosphorescent light emitting material and a host material having a T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more (hereinafter referred to as “specific host material” as appropriate). And as long as the effect of this invention is not impaired, you may contain another material.
The host receives holes from the hole transport layer or hole injection layer when voltage is applied, and also receives electrons from the electron injection layer or electron transport layer, functions to move the injected charge, and recombination of holes and electrons. It is a material having the function of generating excitons by providing a field of the above, and the function of transferring excitation energy.
The specific host material in the present invention is required to have a T 1 energy of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more, more preferably 276 kJ / mol (66 kcal / mol) or more, and 280 kJ / mol (67 kcal). / Mol) or more.

本発明に用いうるホスト材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ポリフェニル、クマリン、オキサジアゾール、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、芳香族ジメチリディン化合物、カルバゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、フルオレノン、ヒドラゾン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、芳香族ジメチリディン化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、又は上記化合物の誘導体等が挙げられる。ホスト材料は単一であっても複数種の混合物であってもよい。   Examples of host materials that can be used in the present invention include, for example, benzoxazole, benzimidazole, benzothiazole, polyphenyl, coumarin, oxadiazole, pyralidine, pyrrolopyridine, thiadiazolopyridine, aromatic dimethylidin compounds, carbazole, imidazole. , Triazole, oxazole, oxadiazole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, fluorenone, hydrazone, silazane, aromatic tertiary amine compound, aromatic dimethylidin compound, porphyrin compound, Various metal complexes represented by polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole), metal complexes having benzoxazole or benzothiazole as a ligand, or the above compounds Conductor, and the like. The host material may be a single material or a mixture of a plurality of types.

また、発光層に複数のホスト材料を用いる場合には、用いられるホスト材料の総てが、特定ホスト材料であってもよし、特定ホスト材料とそれ以外のホスト材料とを併用してもよい。
特定ホスト材料とそれ以外のホスト材料とを併用する場合には、発光層に含まれるホスト材料の含有比としては、質量比で1:1〜100:1が好ましく、4:1〜20:1がより好ましい。
When a plurality of host materials are used for the light emitting layer, all of the host materials used may be a specific host material, or a specific host material and another host material may be used in combination.
When the specific host material and other host materials are used in combination, the content ratio of the host material contained in the light emitting layer is preferably 1: 1 to 100: 1 by mass ratio, and 4: 1 to 20: 1. Is more preferable.

なお、本発明の第4の態様においては、第1発光層及び第2発光層の各々に、異なる特定ホスト材料を含有することが必要である。   In the fourth aspect of the present invention, each of the first light emitting layer and the second light emitting layer needs to contain different specific host materials.

青色リン光発光材料の例としては、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中では、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。   Examples of blue phosphorescent materials include complexes containing transition metal atoms or lanthanoid atoms. Although it does not specifically limit as a transition metal atom, Preferably, ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, and platinum are mentioned, More preferably, they are rhenium, iridium, and platinum. Examples of lanthanoid atoms include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. Of these lanthanoid atoms, neodymium, europium, and gadolinium are preferred.

錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著,Comprehensive Coordination Chemistry,Pergamon Press社1987年発行、H.Yersin著,「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer−Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、含窒素ヘテロ環配位子(例えばフェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど)、ジケトン配位子(例えばアセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば酢酸配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。本発明に用いる青色リン光発光材料として特に好ましい金属錯体はフェニルピリジン類を配位子とするイリジウムもしくは白金の錯体である。青色リン光発光材料は単一であっても複数種の混合であってもよい。   Examples of the ligand of the complex include G.I. Wilkinson et al., Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press, 1987, H.C. Examples include ligands described in Yersin's "Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds" published by Springer-Verlag 1987, Akio Yamamoto "Organic Metal Chemistry-Fundamentals and Applications-" . Specific examples of preferred ligands include halogen ligands (preferably chlorine ligands), nitrogen-containing heterocyclic ligands (eg, phenylpyridine, benzoquinoline, quinolinol, bipyridyl, phenanthroline), diketone coordination. Ligands (such as acetylacetone), carboxylic acid ligands (such as acetic acid ligand), carbon monoxide ligands, isonitrile ligands, cyano ligands, more preferably nitrogen-containing heterocyclic coordination A child. The complex may have one transition metal atom in the compound, or may be a so-called binuclear complex having two or more. Different metal atoms may be contained at the same time. A metal complex particularly preferable as the blue phosphorescent light-emitting material used in the present invention is an iridium or platinum complex having phenylpyridines as a ligand. The blue phosphorescent material may be a single material or a mixture of plural types.

青色リン光発光材料とホスト材料との混合物からなる発光層を形成するには、ホストと発光材料を同時に蒸発させ、蒸発速度をコントロールすることによって発光材料の割合を制御しながら基板上に積層させてもよく、ホストと発光材料を適切な濃度で共に溶かした溶液をスピンコート法によって塗布してもよく、また、スプレイ法やインクジェット法などを用いて作製してもよい。   To form a light-emitting layer consisting of a mixture of a blue phosphorescent material and a host material, the host and the light-emitting material are evaporated at the same time, and the ratio of the light-emitting material is controlled by controlling the evaporation rate, and then laminated on the substrate. Alternatively, a solution in which the host and the light emitting material are dissolved together at an appropriate concentration may be applied by a spin coating method, or may be produced by using a spray method, an ink jet method, or the like.

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、1nm〜500nmであることが好ましく、5nm〜200nmであることがより好ましく、10nm〜100nmであることが更に好ましい。
また、第4の態様のごとく、2層の発光層を設ける場合についても、各発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、各々、1nm〜250nmであることが好ましく、
2nm〜100nmであるのがより好ましく、5nm〜50nmであることが更に好ましい。
Although the thickness of a light emitting layer is not specifically limited, Usually, it is preferable that they are 1 nm-500 nm, it is more preferable that they are 5 nm-200 nm, and it is still more preferable that they are 10 nm-100 nm.
Further, as in the fourth aspect, also in the case of providing two light emitting layers, the thickness of each light emitting layer is not particularly limited, but is preferably 1 nm to 250 nm,
It is more preferably 2 nm to 100 nm, and further preferably 5 nm to 50 nm.

<保護層>
本発明において、発光素子全体は保護層によって保護されていてもよい。保護層の材料としては、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであればよい。その具体例としては、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al23、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe23、Y23、TiO2等の金属酸化物、SiNx、SiNxOy等の金属窒化物、MgF2、LiF、AlF3、CaF2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質等が挙げられる。
<Protective layer>
In the present invention, the entire light emitting element may be protected by a protective layer. As a material for the protective layer, any material may be used as long as it has a function of suppressing the entry of elements that promote element deterioration such as moisture and oxygen into the element. Specific examples thereof include metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, and Ni, MgO, SiO, SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO, NiO, CaO, BaO, and Fe 2 O. 3 , metal oxides such as Y 2 O 3 and TiO 2 , metal nitrides such as SiNx and SiNxOy, metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 and CaF 2 , polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, Copolymerizing polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, a copolymer of chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene, and a monomer mixture containing tetrafluoroethylene and at least one comonomer. Copolymer obtained, and a fluorine-containing copolymer having a cyclic structure in the copolymer main chain. Examples thereof include an elemental copolymer, a water-absorbing substance having a water absorption of 1% or more, and a moisture-proof substance having a water absorption of 0.1% or less.

保護層の形成方法についても特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。   There is also no particular limitation on the method for forming the protective layer. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization (high frequency excitation) (Ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, transfer method can be applied.

<封止>
さらに本発明においては、封止容器を用いて本発明の素子全体を封止してもよい。また、封止容器と発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を封入してもよい。水分吸収剤としては、特に限定されることはないが例えば酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。不活性液体としては、特に限定されることはないが例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。
<Sealing>
Furthermore, in this invention, you may seal the whole element of this invention using a sealing container. Further, a moisture absorbent or an inert liquid may be sealed in a space between the sealing container and the light emitting element. The moisture absorbent is not particularly limited, but for example, barium oxide, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, phosphorus pentoxide, calcium chloride, magnesium chloride, copper chloride, fluorine Examples thereof include cesium fluoride, niobium fluoride, calcium bromide, vanadium bromide, molecular sieve, zeolite, and magnesium oxide. The inert liquid is not particularly limited, and examples thereof include paraffins, liquid paraffins, fluorinated solvents such as perfluoroalkane, perfluoroamine, and perfluoroether, chlorinated solvents, and silicone oils. .

<素子の駆動>
本発明の発光素子は、透明陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜40ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。本発明の発光素子の駆動については、特開平2−148687号公報、同6−301355号公報、同5−29080号公報、同7−134558号公報、同8−234685号公報、同8−241047号公報、米国特許5828429号明細書、同6023308号明細書、日本特許第2784615号公報、等に記載の方法を利用することができる。
<Element drive>
The light-emitting element of the present invention obtains light emission by applying a direct current (which may include an alternating current component as necessary) voltage (usually 2 to 40 volts) or a direct current between the transparent anode and the cathode. be able to. Regarding the driving of the light-emitting element of the present invention, JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234585, and JP-A-8-2441047. No. 5,828,429, No. 6023308, Japanese Patent No. 2784615, and the like can be used.

以下に、本発明の有機電界発光素子について、実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the organic electroluminescence device of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

1.有機電界発光素子の作製
(1)実施例の有機電界発光素子(TC−11)の作製
0.5mm厚み、2.5cm角のITO膜を有するガラス基板(ジオマテック社製、表面抵抗10Ω/□)を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この透明陽極(ITO膜)上に真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
本発明の実施例における蒸着速度は、特に断りのない場合は0.2nm/秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
なお、TC−11における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
1. Preparation of organic electroluminescence device (1) Preparation of organic electroluminescence device (TC-11) of Example Glass substrate having 0.5 mm thickness and 2.5 cm square ITO film (manufactured by Geomat Corp., surface resistance 10Ω / □) Was put into a washing container and subjected to ultrasonic cleaning in 2-propanol, followed by UV-ozone treatment for 30 minutes. The following organic compound layers were sequentially deposited on the transparent anode (ITO film) by vacuum deposition.
The vapor deposition rate in the examples of the present invention is 0.2 nm / second unless otherwise specified. The deposition rate was measured using a quartz resonator. The film thicknesses described below were also measured using a crystal resonator.
In addition, the value of the ionization potential of each organic compound layer and electron affinity in TC-11 is written together in the structure of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(発光層)
Host−1=95質量%、BPM−1=5質量%の混合層:膜厚35nm
イオン化ポテンシャル:6.0eV、電子親和力:2.4eV
(第1電子輸送層)
BAlq:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.9eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of Host-1 = 95 mass% and BPM-1 = 5 mass%: film thickness 35 nm
Ionization potential: 6.0 eV, electron affinity: 2.4 eV
(First electron transport layer)
BAlq: film thickness 5 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.9 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

以下に、上記NPD、Host−1、BPM−1、BAlq、及びAlqの構造を示す。   The structures of NPD, Host-1, BPM-1, BAlq, and Alq are shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

最後にフッ化リチウム0.1nm及び金属アルミニウムを100nmをこの順に蒸着し陰極とした。
このものを、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、実施例の有機電界発光素子(TC−11)を得た。
Finally, 0.1 nm of lithium fluoride and 100 nm of metal aluminum were deposited in this order to form a cathode.
This is put in a glove box substituted with argon gas without being exposed to the atmosphere, and sealed with a stainless steel sealing can and an ultraviolet curable adhesive (XNR5516HV, manufactured by Nagase Ciba Co., Ltd.). And the organic electroluminescent element (TC-11) of the Example was obtained.

(2)実施例の有機電界発光素子(TC−13)作製
有機化合物層構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−11)と同様の方法で実施例の有機電界発光素子(TC−13)を作製した。TC−13における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(2) Preparation of organic electroluminescent device (TC-13) of example The organic electroluminescent device (TC-11) of the example was manufactured in the same manner as the organic electroluminescent device (TC-11) of the example except that the organic compound layer configuration was changed as follows. An organic electroluminescent element (TC-13) was produced. The ionization potential and electron affinity value of each organic compound layer in TC-13 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(発光層)
Host−1=95質量%、BPM−1=5質量%の混合層:膜厚35nm
イオン化ポテンシャル:6.0eV、電子親和力:2.4eV
(第1電子輸送層)
ETM−1:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:2.6eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of Host-1 = 95 mass% and BPM-1 = 5 mass%: film thickness 35 nm
Ionization potential: 6.0 eV, electron affinity: 2.4 eV
(First electron transport layer)
ETM-1: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 2.6 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、Host−1、BPM−1、及びAlqの構造は前記の通りである。以下に、ETM−1の構造を示す。   The structures of NPD, Host-1, BPM-1 and Alq are as described above. The structure of ETM-1 is shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

(3)実施例の有機電界発光素子(TC−14)の作製
有機化合物層の構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−11)と同様の方法で、実施例の有機電界発光素子(TC−14)を作製した。TC−14における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(3) Preparation of organic electroluminescent element (TC-14) of Example In the same manner as the organic electroluminescent element (TC-11) of the example, except that the configuration of the organic compound layer was changed as follows, The organic electroluminescent element (TC-14) of the Example was produced. The values of ionization potential and electron affinity of each organic compound layer in TC-14 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚25nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
HTM−1:5nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:2.2eV
(発光層)
Host−1=95質量%、BPM−1=5質量%の混合層:膜厚35nm
イオン化ポテンシャル:6.0eV、電子親和力:2.4eV
(第1電子輸送層)
ETM−1:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:2.6eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: 25 nm film thickness
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
HTM-1: 5 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 2.2 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of Host-1 = 95 mass% and BPM-1 = 5 mass%: film thickness 35 nm
Ionization potential: 6.0 eV, electron affinity: 2.4 eV
(First electron transport layer)
ETM-1: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 2.6 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、Host−1、BPM−1、ETM−1、及びAlqの構造は前記の通りである。以下に、HTM−1の構造を示す。   The structures of NPD, Host-1, BPM-1, ETM-1, and Alq are as described above. The structure of HTM-1 is shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

(4)実施例の有機電界発光素子(TC−15)の作製
有機化合物層の構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−11)と同様の方法で実施例の試験素子(TC−15)を作製した。TC−15における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(4) Preparation of organic electroluminescent element (TC-15) of Example The organic electroluminescent element (TC-11) was subjected to the same method as the organic electroluminescent element (TC-11) of the example except that the configuration of the organic compound layer was changed as follows. An example test element (TC-15) was prepared. The ionization potential and electron affinity value of each organic compound layer in TC-15 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚25nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
HTM−1:5nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:2.2eV
(第1発光層)
Host−1=95質量%、BPM−1=5質量%の混合層:膜厚25nm
イオン化ポテンシャル:6.0eV、電子親和力:2.4eV
(第2発光層)
Host−2=95質量%、BPM−1=5質量%の混合層:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:6.6eV、電子親和力:2.5eV
(第1電子輸送層)
ETM−1:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:2.6eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: 25 nm film thickness
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
HTM-1: 5 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 2.2 eV
(First light emitting layer)
Mixed layer of Host-1 = 95 mass% and BPM-1 = 5 mass%: film thickness 25 nm
Ionization potential: 6.0 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Second light emitting layer)
Host-2 = 95 mass%, BPM-1 = 5 mass% mixed layer: film thickness 10 nm
Ionization potential: 6.6 eV, electron affinity: 2.5 eV
(First electron transport layer)
ETM-1: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 2.6 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、HTM−1、Host−1、BPM−1、ETM−1及びAlqの構造は前記の通りである。以下に、Host−2の構造を示す。   The structures of NPD, HTM-1, Host-1, BPM-1, ETM-1 and Alq are as described above. The structure of Host-2 is shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

(5)実施例の有機電界発光素子(TC−21)の作製
0.5mm厚み、2.5cm角のITO膜を有するガラス基板(ジオマテック社製、表面抵抗10Ω/□)を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この透明陽極(ITO膜)上に真空蒸着法にて以下の有機化合物層を順次蒸着した。
なお、TC−21における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(5) Preparation of organic electroluminescent element (TC-21) of Example A glass substrate having a 0.5 mm thickness and a 2.5 cm square ITO film (manufactured by Geomat Co., Ltd., surface resistance 10Ω / □) is placed in a cleaning container, After ultrasonic cleaning in 2-propanol, UV-ozone treatment was performed for 30 minutes. The following organic compound layers were sequentially deposited on the transparent anode (ITO film) by vacuum deposition.
In addition, the value of the ionization potential and electron affinity of each organic compound layer in TC-21 is written together in the structure of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
TCTA:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.7eV、電子親和力:2.3eV
(発光層)
MCP=92質量%、BPM−1=8質量%の混合層:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.3eV
(第1電子輸送層)
BAlq:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.9eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
TCTA: film thickness 5nm
Ionization potential: 5.7 eV, electron affinity: 2.3 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of MCP = 92 mass%, BPM-1 = 8 mass%: film thickness 30 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.3 eV
(First electron transport layer)
BAlq: film thickness 5 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.9 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、BPM−1、BAlq、及びAlqの構造は前記の通りである。以下に、上記TCTA、及びMCPの構造を示す。   The structures of NPD, BPM-1, BAlq, and Alq are as described above. The structures of the TCTA and MCP are shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

最後に金属アルミニウムを100nm蒸着し陰極とした。
このものを、大気に触れさせること無く、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶及び紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ(株)製)を用いて封止し、実施例の有機電界発光素子(TC−21)を得た。
Finally, metal aluminum was deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode.
This is put in a glove box substituted with argon gas without being exposed to the atmosphere, and sealed with a stainless steel sealing can and an ultraviolet curable adhesive (XNR5516HV, manufactured by Nagase Ciba Co., Ltd.). And the organic electroluminescent element (TC-21) of the Example was obtained.

(6)実施例の有機電界発光素子(TC−22)の作製
有機化合物層の構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−21)と同様の方法で実施例の有機電界発光素子(TC−22)を作製した。TC−22における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(6) Preparation of organic electroluminescent element (TC-22) of Example The organic electroluminescent element (TC-21) was prepared in the same manner as the organic electroluminescent element (TC-21) of the example except that the configuration of the organic compound layer was changed as follows An example organic electroluminescent element (TC-22) was produced. The values of ionization potential and electron affinity of each organic compound layer in TC-22 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
TCTA:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.7eV、電子親和力:2.3eV
(発光層)
MCP=92質量%、BPM−1=8質量%の混合層:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.3eV
(第1電子輸送層)
BCP:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:3.0eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
TCTA: film thickness 5nm
Ionization potential: 5.7 eV, electron affinity: 2.3 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of MCP = 92 mass%, BPM-1 = 8 mass%: film thickness 30 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.3 eV
(First electron transport layer)
BCP: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 3.0 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、TCTA、MCP、及びAlqの構造は前記の通りである。以下に、BCPの構造を示す。   The structures of NPD, TCTA, MCP, and Alq are as described above. The structure of BCP is shown below.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

(7)実施例の有機電界発光素子(TC−23)作製
有機化合物層構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−21)と同様の方法で実施例の有機電界発光素子(TC−23)を作製した。TC−23における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(7) Preparation of organic electroluminescent device (TC-23) of example The organic electroluminescent device (TC-21) of the example was changed in the same manner as the organic electroluminescent device (TC-21) of the example except that the organic compound layer configuration was changed as follows. An organic electroluminescent element (TC-23) was produced. The ionization potential and electron affinity value of each organic compound layer in TC-23 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
TCTA:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.7eV、電子親和力:2.3eV
(発光層)
MCP=92質量%、BPM−1=8質量%の混合層:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.3eV
(第1電子輸送層)
ETM−1:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:2.6eV
(第2電子輸送層)
Alq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.8eV、電子親和力:3.0eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
TCTA: film thickness 5nm
Ionization potential: 5.7 eV, electron affinity: 2.3 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of MCP = 92 mass%, BPM-1 = 8 mass%: film thickness 30 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.3 eV
(First electron transport layer)
ETM-1: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 2.6 eV
(Second electron transport layer)
Alq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.8 eV, electron affinity: 3.0 eV

上記NPD、TCTA、MCP、BPM−1、ETM−1、及びAlqの構造は前記の通りである。   The structures of NPD, TCTA, MCP, BPM-1, ETM-1 and Alq are as described above.

(8)実施例の有機電界発光素子(TC−24)の作製
有機化合物層の構成を下記のように変更する以外は、実施例の有機電界発光素子(TC−21)と同様の方法で本発明の有機電界発光素子(TC−24)を作製した。TC−24における各有機化合物層のイオン化ポテンシャル及び電子親和力の値を各層の構成中に併記する。
(8) Preparation of organic electroluminescent element (TC-24) of Example This method is the same as that of the organic electroluminescent element (TC-21) of the example except that the configuration of the organic compound layer is changed as follows. An organic electroluminescent device (TC-24) of the invention was produced. The ionization potential and electron affinity value of each organic compound layer in TC-24 are shown together in the configuration of each layer.

(第1正孔輸送層)
銅フタロシアニン:膜厚10nm
イオン化ポテンシャル:5.1eV、電子親和力:3.4eV
(第2正孔輸送層)
NPD:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:5.4eV、電子親和力:2.4eV
(第3正孔輸送層)
MCP:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.3eV
(発光層)
Host−2=92質量%、BPM−1=8質量%の混合層:膜厚30nm
イオン化ポテンシャル:6.6eV、電子親和力:2.5eV
(第1電子輸送層)
ETM−1:膜厚5nm
イオン化ポテンシャル:6.5eV、電子親和力:2.6eV
(第2電子輸送層)
BAlq:膜厚40nm
イオン化ポテンシャル:5.9eV、電子親和力:2.9eV
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
Ionization potential: 5.1 eV, electron affinity: 3.4 eV
(Second hole transport layer)
NPD: film thickness 30nm
Ionization potential: 5.4 eV, electron affinity: 2.4 eV
(Third hole transport layer)
MCP: film thickness 5nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.3 eV
(Light emitting layer)
Mixed layer of Host-2 = 92 mass%, BPM-1 = 8 mass%: film thickness 30 nm
Ionization potential: 6.6 eV, electron affinity: 2.5 eV
(First electron transport layer)
ETM-1: film thickness 5nm
Ionization potential: 6.5 eV, electron affinity: 2.6 eV
(Second electron transport layer)
BAlq: film thickness 40 nm
Ionization potential: 5.9 eV, electron affinity: 2.9 eV

上記NPD、MCP、Host−1、BPM−1、ETM−1、及びBAlqの構造は前記の通りである。   The structures of the NPD, MCP, Host-1, BPM-1, ETM-1, and BAlq are as described above.

2.素材物性の評価
(1)イオン化ポテンシャル
ガラス基板上に、有機化合物層に用いた各化合物を、50nmの厚みになるように蒸着した。この膜を常温常圧下、理研計器(株)製の紫外線光電子分析装置AC−1によりイオン化ポテンシャルを測定した。なお、ETM−1及びHost−2のイオン化ポテンシャルについては、金基板上に50nm厚みに蒸着した膜を用いて、UPS法で測定した。
2. Evaluation of material properties (1) Ionization potential Each compound used in the organic compound layer was deposited on a glass substrate so as to have a thickness of 50 nm. The ionization potential of this membrane was measured with an ultraviolet photoelectron analyzer AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. under normal temperature and normal pressure. In addition, about the ionization potential of ETM-1 and Host-2, it measured by UPS method using the film | membrane vapor-deposited to 50 nm thickness on the gold substrate.

(2)電子親和力
イオン化ポテンシャル測定に用いた膜の紫外可視吸収スペクトルを、島津製作所製のUV3100型分光光度計で測定し、吸収スペクトルの長波長端のエネルギーから励起エネルギーを求めた。励起エネルギーと前記イオン化ポテンシャルの値から電子親和力を算出した。
(3)T1エネルギー
イオン化ポテンシャル測定に用いた膜のリン光スペクトルを、日立製作所製のF4500を用いて、温度条件77Kにて測定し、リン光スペクトルの短波長端のエネルギーからT1エネルギーを求めた。
(2) Electron affinity The ultraviolet-visible absorption spectrum of the film used for measuring the ionization potential was measured with a UV3100 spectrophotometer manufactured by Shimadzu Corporation, and the excitation energy was determined from the energy at the long wavelength end of the absorption spectrum. The electron affinity was calculated from the excitation energy and the value of the ionization potential.
(3) T 1 energy The phosphorescence spectrum of the film used for measuring the ionization potential was measured at a temperature condition of 77 K using F4500 manufactured by Hitachi, Ltd., and the T 1 energy was calculated from the energy at the short wavelength end of the phosphorescence spectrum. Asked.

実施例及び比較例に用いた化合物のイオン化ポテンシャル、電子親和力、及びT1エネルギーを表1に示した。 Table 1 shows the ionization potential, electron affinity, and T 1 energy of the compounds used in Examples and Comparative Examples.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

3.有機電界発光素子の評価
上記で得られた有機電界発光素子(TC−11、13〜15、TC−21〜24)を以下の方法により評価した。
(1)発光効率の評価
有機電界発光素子(TC−11、13〜15、TC−21〜24)に、11Vの電圧を印加したところ、いずれもリン光発光材料(BPM−1)に由来する青色に発光した。
また、有機電界発光素子(TC−11、13〜15、TC−21〜24)を(株)島津製作所製の発光スペクトル測定システム(ELS1500)にセットし、輝度が100Cd/m2時の発光効率(外部量子効率)を測定した。結果を表2及び表3に示す。
3. Evaluation of organic electroluminescent elements The organic electroluminescent elements (TC-11, 13-15, TC-21-24) obtained above were evaluated by the following methods.
(1) Evaluation of luminous efficiency When a voltage of 11 V was applied to the organic electroluminescent elements (TC-11, 13-15, TC-21-24), all were derived from the phosphorescent material (BPM-1). Blue light was emitted.
Moreover, the organic electroluminescent element (TC-11, 13-15, TC-21-24) is set in the emission spectrum measuring system (ELS1500) made by Shimadzu Corporation, and the luminous efficiency when the luminance is 100 Cd / m 2. (External quantum efficiency) was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.

(2)駆動耐久性の評価
得られた有機電界発光素子(TC−11、13〜15、TC−21〜24)を、東京システム開発(株)製のOLEDテストシステムST−D型にセットし、正方向定電流0.2mA、逆方向定電圧10V、デューティー50%、レスト時間なし、周波数250ヘルツの条件で交流パルス駆動し、輝度半減時間(輝度が初期輝度の50%に低下するまでの時間)t0.5を求めた。結果を表2及び表3に示す。
(2) Evaluation of driving durability The obtained organic electroluminescent elements (TC-11, 13-15, TC-21-24) were set in an OLED test system ST-D type manufactured by Tokyo System Development Co., Ltd. AC pulse drive under the conditions of constant forward current 0.2mA, reverse constant voltage 10V, duty 50%, rest time, frequency 250 Hz, luminance half time (until the luminance drops to 50% of the initial luminance) Time) t0.5 was determined. The results are shown in Tables 2 and 3.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

表2に示されるように、実施例の有機電界発光素子(TC−11、13〜15)は、発光効率が高く、且つ駆動耐久性も高いことがわかる。特に、本発明の第3及び第4の態様である、発光層に隣接して正孔輸送層及び電子輸送層の双方を有し、Ip1>Ip2>Ip3かつEa1<Ea2<Ea3の関係を満たしており、且つ、発光層に隣接した正孔輸送層及び電子輸送層のT1エネルギーが、共に272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるTC−14及びTC−15は、発光効率、及び駆動耐久性が大きく改良されていることがわかる。 As Table 2 shows, it turns out that the organic electroluminescent element (TC-11, 13-15) of an Example has high luminous efficiency and high drive durability. In particular, according to the third and fourth aspects of the present invention, both the hole transport layer and the electron transport layer are adjacent to the light emitting layer, and the relationship of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied. TC-14 and TC-15 in which the T 1 energy of the hole transport layer and the electron transport layer adjacent to the light emitting layer are both 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more are the light emission efficiency and driving It can be seen that the durability is greatly improved.

Figure 2006279014
Figure 2006279014

表3に示されるように、実施例の有機電界発光素子(TC−21〜24)の中でも、発光層の陰極側の隣接層のT1エネルギーが、272kcal/mol(65kJ/mol)以上であるTC−23〜24は、より発光効率及び駆動耐久性が高いことがわかる。 As shown in Table 3, among the organic electroluminescent elements (TC-21 to 24) of the examples, the T 1 energy of the adjacent layer on the cathode side of the light emitting layer is 272 kcal / mol (65 kJ / mol) or more. It can be seen that TC-23 to 24 have higher luminous efficiency and driving durability.

以上のように、本発明の有機電界発光素子は、発光効率、及び駆動耐久性が大きく改良された素子であることがわかる。   As described above, it can be seen that the organic electroluminescent device of the present invention is a device in which luminous efficiency and driving durability are greatly improved.

Claims (7)

一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び正孔輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子。 A light-emitting layer containing a blue phosphorescent material and a host material having a minimum excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more and a hole transport layer are included between the pair of electrodes An organic electroluminescent device having a plurality of organic compound layers, wherein the hole transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, the ionization potential of the light emitting layer is Ip1, and the hole transport adjacent to the light emitting layer An organic electroluminescence device satisfying a relationship of Ip1>Ip2> Ip3, where Ip2 is an ionization potential of the layer and Ip3 is an ionization potential of another hole transport layer. 発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、電子輸送層は発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ea1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする有機電界発光素子。 A plurality of light-emitting layers containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more and a plurality of electron-transport layers between a pair of electrodes An organic electroluminescent device having an organic compound layer, wherein the electron transport layer is composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, and the electrons of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer are When the affinity is Ea2 and the electron affinity of the other electron transport layer is Ea3, the relationship of Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied, and the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ. / Mol (65 kcal / mol) or more, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned. 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層及び電子輸送層は各々発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たし、発光層に隣接した電子輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴する有機電界発光素子。 A light-emitting layer, a hole transport layer, and an electron containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more between a pair of electrodes An organic electroluminescence device having a plurality of organic compound layers including a transport layer, wherein the hole transport layer and the electron transport layer are each composed of a plurality of layers including a layer adjacent to the light emitting layer, and the ionization potential of the light emitting layer is set to Ip1 The ionization potential of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is Ip2, the ionization potential of the other hole transport layer is Ip3, the electron affinity of the light emitting layer is Ea1, and the electron affinity of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer is Ea2. When the electron affinity of the other electron transport layer is Ea3, the relationship of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3 is satisfied, and the electron transport adjacent to the light emitting layer is satisfied. Lowest excited triplet energy of the layer (T 1) An organic electroluminescent device which characterized in that 272kJ / mol (65kcal / mol) or more. 発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする請求項4に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the lowest excited triplet energy (T 1 ) of the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. 一対の電極間に、青色リン光発光性材料と最低励起三重項エネルギー(T1)が272kJ/mol(65kcal/mol)以上であるホスト材料とを含有する第1及び第2発光層、正孔輸送層、並びに電子輸送層を含む複数の有機化合物層を有する有機電界発光素子であって、正孔輸送層は第1発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、電子輸送層は第2発光層に隣接した層を含む複数の層からなり、第1及び第2発光層は各々異なるホスト材料を含有し、第1発光層のイオン化ポテンシャルをIp1、発光層に隣接した正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp2、他の正孔輸送層のイオン化ポテンシャルをIp3とし、第2発光層の電子親和力をEa1、発光層に隣接した電子輸送層の電子親和力をEa2、他の電子輸送層の電子親和力をEa3としたときに、Ip1>Ip2>Ip3且つEa1<Ea2<Ea3の関係を満たすことを特徴とする有機電界発光素子。 First and second light-emitting layers containing a blue phosphorescent material and a host material having a lowest excited triplet energy (T 1 ) of 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more and a hole between a pair of electrodes An organic electroluminescent device having a transport layer and a plurality of organic compound layers including an electron transport layer, wherein the hole transport layer comprises a plurality of layers including a layer adjacent to the first light-emitting layer, It consists of a plurality of layers including layers adjacent to two light emitting layers, the first and second light emitting layers each contain different host materials, the ionization potential of the first light emitting layer is Ip1, and the hole transport layer adjacent to the light emitting layer Ip2 is the ionization potential of the other hole transport layer, Ip3 is the ionization potential of the other hole transport layer, Ea1 is the electron affinity of the second light emitting layer, Ea2 is the electron affinity of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer, The affinity when a Ea3, organic electroluminescent device characterized by satisfying the relation of Ip1>Ip2> Ip3 and Ea1 <Ea2 <Ea3. 発光層に隣接した電子輸送層、及び発光層に隣接した正孔輸送層の最低励起三重項エネルギー(T1)が、共に272kJ/mol(65kcal/mol)以上であることを特徴とする請求項6に記載の有機電界発光素子。 The minimum excited triplet energy (T 1 ) of the electron transport layer adjacent to the light emitting layer and the hole transport layer adjacent to the light emitting layer is both 272 kJ / mol (65 kcal / mol) or more. 6. The organic electroluminescent element according to 6.
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