JP2007019070A - Organic electroluminescent element, liquid crystal display, and light fixture - Google Patents

Organic electroluminescent element, liquid crystal display, and light fixture Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element of high brightness and efficiency, and a liquid crystal display and light fixture using the same, in which both a phosphor material and a phosphorescence material are used. <P>SOLUTION: The organic EL element comprises, on a support substrate, a positive electrode, a negative electrode, and an organic compound layer containing at least three light emitting layers of different emission wavelengths with emission spectrums having maximum emission in regions of 440-480 nm, 500-540 nm, and 600-640 nm between the positive electrode and the negative electrode. The organic EL element is characterized in that the main light emitting substrate contained in at least one emission layer is a phosphorescent emission substance. The main light emitting substance contained in the emission layer closest to the positive electrode and the negative electrode among at least three emission layers is a phosphor emission substrate. The triplet transition energy of the main compound contained in the emission layer that contains the phosphor emission substance is larger than that of the main compound contained in the phosphorescence emission layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶表示装置及び照明装置に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element, a liquid crystal display device, and a lighting device.

発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子(無機EL素子)や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)が挙げられる。無機EL素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。   As a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (ELD). Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescent elements (inorganic EL elements) and organic electroluminescent elements (hereinafter also referred to as organic EL elements). Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.

有機EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。   An organic EL device has a structure in which a light-emitting layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitons) are generated by injecting electrons and holes into the light-emitting layer and recombining them. The device emits light by using the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several V to several tens V, and is self-luminous. Therefore, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.

また、有機EL素子は、従来実用に供されてきた主要な光源、例えば発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源、さまざまなディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適にできる。   Another major feature of the organic EL element is that it is a surface light source, unlike main light sources that have been conventionally used in practice, such as light-emitting diodes and cold-cathode tubes. Applications that can make effective use of this characteristic include illumination light sources and backlights for various displays. In particular, it can be suitably used as a backlight of a liquid crystal full-color display whose demand has been increasing in recent years.

このようなフルカラーディスプレイのバックライトとして用いる場合には、白色光源として用いることになる。有機EL素子で白色光を得るには、1つの素子中に発光材料を調整して混色により白色を得る方法、多色の発光画素、例えば青・緑・赤の3色を塗り分け同時に発光させ混色して白色を得る方法、色変換色素を用い白色を得る方法(例えば、青発光材料と色変換蛍光色素の組み合わせ)等がある。   When used as a backlight of such a full color display, it is used as a white light source. In order to obtain white light with an organic EL element, a method of obtaining a white color by adjusting a light emitting material in one element, a multicolored light emitting pixel, for example, blue, green, and red are separately applied to emit light simultaneously. There are a method of obtaining a white color by mixing colors, a method of obtaining a white color using a color conversion dye (for example, a combination of a blue light emitting material and a color conversion fluorescent dye), and the like.

しかしながら、低コスト、高生産性、簡便な駆動方法等バックライトに求められる諸要求から見て、1つの素子中に発光材料を調整して混色により白色を得る方法がこの用途には有効であると考えられる。   However, in view of various demands required for a backlight, such as low cost, high productivity, and a simple driving method, a method of obtaining a white color by mixing light emitting materials in one element is effective for this application. it is conceivable that.

この方法において、白色光を得るには、さらに詳細に述べれば、素子中に補色の関係にある2色の発光材料、例えば青発光材料と黄発光材料を用い混色して白色を得る方法、青・緑・赤の3色の発光材料を用い混色して白色を得る方法があるが、色再現性、カラーフィルターでの光損失をより少なくするといった観点から青・緑・赤の3色の発光材料を用い混色する方法が好ましい。   In this method, in order to obtain white light, in more detail, a method of obtaining white by mixing two light emitting materials having complementary colors in the element, for example, a blue light emitting material and a yellow light emitting material, -There is a method to obtain white color by mixing green and red light emitting materials, but blue, green and red light emission from the viewpoint of color reproducibility and less light loss in the color filter. A method of mixing colors using materials is preferred.

例えば、効率の高い青、緑、赤の3色の蛍光体を発光材料としてドープすることによって白色の有機EL素子が得られることが報告されている(例えば、特許文献1、2参照)。   For example, it has been reported that white organic EL elements can be obtained by doping high-efficiency phosphors of blue, green, and red as light emitting materials (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、より高輝度の有機EL素子が得られることから、近年、燐光発光材料の開発が進められている(例えば、非特許文献1、2、特許文献3参照)。これは、従来の蛍光体からの発光が励起一重項からの発光であり、一重項励起子と三重項励起子の生成比が1:3であるため発光性励起種の生成確率が25%であるのに対し、励起三重項からの発光を利用する燐光材料の場合には、前記励起子生成比率と一重項励起子から三重項励起子への内部変換により、内部量子効率の上限が100%となるため、蛍光発光材料の場合に比べて原理的に発光効率が最大4倍となることによる。   In addition, since a brighter organic EL element can be obtained, development of phosphorescent materials has been promoted in recent years (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 3). This is because the emission from the conventional phosphor is emission from the excited singlet, and the generation ratio of the singlet exciton and triplet exciton is 1: 3, so the generation probability of the luminescent excited species is 25%. On the other hand, in the case of a phosphorescent material using light emission from an excited triplet, the upper limit of internal quantum efficiency is 100% due to the exciton generation ratio and internal conversion from singlet excitons to triplet excitons. Therefore, in principle, the luminous efficiency is up to four times that of a fluorescent material.

しかしながら、青、緑、赤3色の発光材料を使用する高品位の白色素子においては、各色の性能が1色とも欠けることなく揃って優れていることが必要であるが、現状においては、これらの材料特性を合わせ揃えることは容易ではない。とりわけ燐光発光材料においては難しい。   However, in a high-quality white element using light emitting materials of blue, green, and red, it is necessary that the performance of each color is excellent without missing one color. It is not easy to align the material characteristics of the two. This is particularly difficult for phosphorescent materials.

そのため、例えば、一部を燐光発光材料、他を蛍光発光材料を用いて白色の有機EL素子を得る方法が考えられる。しかしながら、燐光材料と蛍光材料とでは、その発光過程の詳細が異なる。例えば、蛍光を発する一重項励起子と燐光を発する三重項励起子の寿命は大きく異なり、一般に三重項励起子の方が長い。その結果、励起子の拡散距離に相違が現れる。このため、蛍光材料を使用した素子と、燐光の素子とでは最適な有機層構成が異なってくることが予想される。   Therefore, for example, a method of obtaining a white organic EL element using a part of a phosphorescent material and another part using a fluorescent material is conceivable. However, the details of the light emission process differ between phosphorescent materials and fluorescent materials. For example, the lifetimes of singlet excitons that emit fluorescence and triplet excitons that emit phosphorescence differ greatly, and triplet excitons are generally longer. As a result, a difference appears in the exciton diffusion distance. For this reason, it is expected that the optimum organic layer configuration differs between the element using the fluorescent material and the phosphorescent element.

従って、蛍光発光材料と燐光発光材料を組み合わせて白色の有機EL素子を構成するにあたっては、各々単独で用いる場合と異なった組み合わせの特性を考慮した有機層の構成が望まれる。   Therefore, when a white organic EL element is configured by combining a fluorescent light emitting material and a phosphorescent light emitting material, a configuration of an organic layer considering a combination of characteristics different from the case where each is used alone is desired.

特許文献4には、蛍光発光材料と燐光発光材料を併用した白色有機EL素子の記載があるが、併用することによる特性を考慮した層構成の記載についての記載はない。
特開平6−207170号公報 特開2004−235168号公報 米国特許第6,097,147号明細書 国際公開第20/5011013号パンフレット M.A.Baldo et al.,nature,395巻,151〜154頁(1998年) M.A.Baldo et al.,nature,403巻,17号,750〜753頁(2000年)
In Patent Document 4, there is a description of a white organic EL element in which a fluorescent light-emitting material and a phosphorescent light-emitting material are used together, but there is no description of a description of a layer configuration in consideration of characteristics due to the combined use.
JP-A-6-207170 JP 2004-235168 A US Pat. No. 6,097,147 International Publication No. 20/50101013 Pamphlet M.M. A. Baldo et al. , Nature, 395, 151-154 (1998) M.M. A. Baldo et al. , Nature, 403, 17, 750-753 (2000)

本発明の目的は、蛍光発光材料及び燐光発光材料を併用した、高輝度、高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを用いた液晶表示装置、照明装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high-brightness and high-efficiency organic electroluminescence element using a fluorescent light-emitting material and a phosphorescent light-emitting material in combination, and a liquid crystal display device and an illumination device using the same.

本発明の上記目的は下記の構成1〜6により達成された。   The above object of the present invention has been achieved by the following configurations 1 to 6.

(請求項1)
支持基板上に陽極、陰極、及び該陽極と該陰極間に発光スペクトルが440〜480nm(以下、青領域と呼称)、500〜540nm(以下、緑領域と呼称)、600〜640nm(以下、赤領域と呼称)の各領域に発光極大を有する発光波長の異なる少なくとも3つの発光層を含む有機化合物層を有する有機EL素子において、少なくとも1つの発光層に含有される主たる発光体が燐光発光体であり、前記少なくとも3つの発光層中、前記陽極及び前記陰極に最も近い発光層に含有される主たる発光体が蛍光発光体であり、かつ該蛍光発光体を含有する発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーが、燐光発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーより大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 1)
An emission spectrum is 440 to 480 nm (hereinafter referred to as blue region), 500 to 540 nm (hereinafter referred to as green region), and 600 to 640 nm (hereinafter referred to as red region) between the anode and the cathode on the support substrate and between the anode and the cathode. In an organic EL element having an organic compound layer that includes at least three light emitting layers having different emission wavelengths, each having a light emission maximum in each region, the main light emitter contained in at least one light emitting layer is a phosphorescent light emitter. A main compound contained in the light emitting layer containing the fluorescent light emitter, wherein the main light emitter contained in the light emitting layer closest to the anode and the cathode among the at least three light emitting layers is a fluorescent light emitter; The triplet transition energy of the organic electroluminescence is larger than the triplet transition energy of the main compound contained in the phosphorescent light emitting layer Child.

(請求項2)
前記蛍光発光体を含有する発光層の発光極大が前記青領域にあることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 2)
The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the emission maximum of the light emitting layer containing the fluorescent light emitter is in the blue region.

(請求項3)
前記発光層の膜厚の総和が30nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 3)
The organic electroluminescence element according to claim 1 or 2, wherein the total thickness of the light emitting layers is 30 nm or less.

(請求項4)
2度視野角正面輝度が1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度が、X=0.33±0.07、Y=0.33±0.07であることを特徴とする前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 4)
The chromaticity in the CIE 1931 color system at a 2 ° viewing angle front luminance of 1000 cd / m 2 is X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.07. Item 4. The organic electroluminescence device according to any one of Items 1 to 3.

(請求項5)
請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライトとして有することを特徴とする液晶表示装置。
(Claim 5)
It has the organic electroluminescent element of any one of Claims 1-4 as a backlight, The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.

(請求項6)
請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を光源として用いることを特徴とする照明装置。
(Claim 6)
An illuminating device using the organic electroluminescence element according to any one of claims 1 to 4 as a light source.

本発明により、蛍光発光材料及び燐光発光材料を併用した、高輝度、高効率な有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを用いた液晶表示装置、照明装置を提供することができた。   According to the present invention, a high-brightness and high-efficiency organic electroluminescence element using a fluorescent light-emitting material and a phosphorescent light-emitting material in combination, a liquid crystal display device and a lighting device using the same can be provided.

本発明では、請求項1〜6のいずれか1項に規定する構成とすることにより、高輝度な有機EL素子、特に白色発光の有機EL素子、及び該有機EL素子を用いた液晶表示装置、照明装置を提供することができた。   In the present invention, a high-brightness organic EL element, particularly a white light-emitting organic EL element, and a liquid crystal display device using the organic EL element, with the configuration defined in any one of claims 1 to 6, A lighting device could be provided.

以下、本発明に係る各構成要素の詳細について順次説明する。   Hereinafter, details of each component according to the present invention will be sequentially described.

《有機EL素子》
本発明の有機EL素子について説明する。
<< Organic EL element >>
The organic EL element of the present invention will be described.

《有機EL素子の発光と正面輝度》
本発明の有機EL素子や該有機EL素子に係る化合物の発光色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
<< Light emission and front luminance of organic EL elements >>
The emission color of the organic EL device of the present invention and the compound related to the organic EL device is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with a luminance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates.

本発明の有機EL素子は、集光シート等の集光部材を付属しない状態で2度視野角正面輝度が1000cd/m2において、CIE1931表色系における色度が、X=0.33±0.07、Y=0.33±0.07にあることが好ましい。 The organic EL device of the present invention has a chromaticity in the CIE 1931 color system of X = 0.33 ± 0 at a 2 ° viewing angle front luminance of 1000 cd / m 2 without a light collecting member such as a light collecting sheet attached. 0.07, Y = 0.33 ± 0.07.

また、本発明の有機EL素子の発光スペクトルは、発光極大波長が各々440〜480nm(以下、青領域と呼称)、500〜540nm(以下、緑領域と呼称)、600〜640nm(以下、赤領域と呼称)の各領域に存在する発光波長の異なる少なくとも3つの発光層を有する。   The emission spectrum of the organic EL device of the present invention has a maximum emission wavelength of 440 to 480 nm (hereinafter referred to as a blue region), 500 to 540 nm (hereinafter referred to as a green region), and 600 to 640 nm (hereinafter referred to as a red region). And at least three light emitting layers having different emission wavelengths.

本発明においては、これらの発光層を用い、素子全体の発光スペクトルとして、発光極大波長が各々440〜480nm、500〜540nm、600〜640nmの各領域ににあることが好ましい。さらには、各極大波長間の最小発光強度が隣接する前記波長領域にある発光極大強度の60%以下であり、青領域、緑領域間ないし緑領域、赤領域間のいずれかは45%以下であることが好ましく、前記青領域と緑領域間の最小発光波長が470〜510nmにあり、前記緑領域と赤領域間の最小発光波長が570〜600nmにあるか、カラーフィルターを組み合わせて発光パネル、液晶表示装置を形成する際に、そのカラーフィルターの分光透過特性と前記最小発光波長が下記の関係を満たすように調整されていることがなお好ましい。   In the present invention, these light emitting layers are used, and it is preferable that the emission maximum wavelength is in each region of 440 to 480 nm, 500 to 540 nm, and 600 to 640 nm as the emission spectrum of the entire device. Furthermore, the minimum light emission intensity between each maximum wavelength is 60% or less of the light emission maximum intensity in the adjacent wavelength region, and any of the blue region, between the green regions or between the green region and the red region is 45% or less. Preferably, the minimum emission wavelength between the blue region and the green region is 470 to 510 nm, the minimum emission wavelength between the green region and the red region is 570 to 600 nm, or a light emitting panel by combining color filters, When forming a liquid crystal display device, it is more preferable that the spectral transmission characteristics of the color filter and the minimum emission wavelength are adjusted so as to satisfy the following relationship.

λBG−20nm≦λ1≦λBG+10nm
λGR−20nm≦λ2≦λGR+10nm
ここで、λ1は前記青領域と緑領域間の最小発光波長、λ2は前記緑領域と赤領域間の最小発光波長、λBGは波長450〜550nmの範囲におけるカラーフィルター青画素の透過率と緑画素の透過率の積が最大となる波長、λGRは波長550〜630nmの範囲におけるカラーフィルター緑画素の透過率と赤画素の透過率の積が最大となる波長である。
λ BG −20 nm ≦ λ 1 ≦ λ BG +10 nm
λ GR −20 nm ≦ λ 2 ≦ λ GR +10 nm
Here, λ 1 is the minimum emission wavelength between the blue region and the green region, λ 2 is the minimum emission wavelength between the green region and the red region, and λ BG is the transmittance of the color filter blue pixel in the wavelength range of 450 to 550 nm. Λ GR is a wavelength at which the product of the transmittance of the green color filter and the transmittance of the red pixel is maximized in the wavelength range of 550 to 630 nm.

なお、本発明の有機EL素子に係る発光層については、後述する有機EL素子の層構成のところで、詳細に説明する。   The light-emitting layer according to the organic EL element of the present invention will be described in detail in the layer configuration of the organic EL element described later.

次に、本発明の有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Next, although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element of this invention is shown below, this invention is not limited to these.

(i)陽極/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
ここで、発光層ユニットは、前記少なくとも発光波長の異なる3層の発光層を有し、また各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
(I) Anode / light emitting layer unit / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer unit / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / light emitting layer unit / hole blocking Layer / electron transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / light emitting layer unit / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emission Layer unit / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Here, the light emitting layer unit has at least three light emitting layers having different light emission wavelengths, and non-light emitting layers between the light emitting layers. It is preferable to have an intermediate layer.

《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
<Light emitting layer>
The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.

本発明に係る発光層は、発光極大波長が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はないが、発光極大波長が前記青領域にある青発光層、前記緑領域にある緑発光層、前記赤領域にある赤発光層の少なくとも3層の発光層を有している。   The configuration of the light emitting layer according to the present invention is not particularly limited as long as the light emission maximum wavelength satisfies the above requirements, but the light emission maximum wavelength is a blue light emitting layer in the blue region, and a green light emission in the green region. A light emitting layer having at least three layers of a red light emitting layer in the red region.

また、発光層の数が4層より多い場合には、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。   In addition, when the number of light emitting layers is more than four, there may be a plurality of layers having the same emission spectrum or emission maximum wavelength.

なお、以下本発明では、発光極大波長が440〜480nmにある層を青発光層、500〜540nmにある層を緑発光層、600〜640nmの範囲にある層を赤発光層と称する。   Hereinafter, in the present invention, a layer having an emission maximum wavelength of 440 to 480 nm is referred to as a blue light emitting layer, a layer in the range of 500 to 540 nm is referred to as a green light emitting layer, and a layer in the range of 600 to 640 nm is referred to as a red light emitting layer.

各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。   It is preferable to have a non-light emitting intermediate layer between each light emitting layer.

本発明においては、少なくとも1層に含まれる主たる発光体が燐光発光体であり、該発光層中、陽極及び陰極に最も近い発光層に含有される主たる発光体が蛍光発光体であり、かつ該蛍光発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーが、燐光発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーよりも大きい。   In the present invention, the main light emitter contained in at least one layer is a phosphorescent light emitter, and the main light emitter contained in the light emitting layer closest to the anode and the cathode in the light emitting layer is a fluorescent light emitter, and The triplet transition energy of the main compound contained in the fluorescent light emitting layer is larger than the triplet transition energy of the main compound contained in the phosphorescent light emitting layer.

発光層に含まれる主たる発光体とは、当該発光層より生ずる発光強度において、最大の部分を担う発光体をいい、主たる発光体による発光が該発光層の発光の50%以上であることが好ましい。   The main light emitter included in the light emitting layer refers to a light emitter that bears the largest part in the light emission intensity generated from the light emitting layer, and the light emitted by the main light emitter is preferably 50% or more of the light emission of the light emitting layer. .

発光層に含まれる主たる化合物とは、当該発光層において、最大質量比率を占める化合物をいい、該化合物が該発光層の50質量%以上を占めることが好ましい。   The main compound contained in the light emitting layer means a compound occupying the maximum mass ratio in the light emitting layer, and it is preferable that the compound occupies 50% by mass or more of the light emitting layer.

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2〜5μmの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは2〜200nmの範囲で、特に好ましくは10〜30nmの範囲である。なお、本発明でいうところの発光層の膜厚の総和とは発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、該中間層も含む膜厚である。   The total film thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the uniformity of the film, preventing unnecessary application of high voltage during light emission, and improving the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust to the range of 2-5 micrometers, More preferably, it is the range of 2-200 nm, Most preferably, it is the range of 10-30 nm. In the present invention, the total sum of the thicknesses of the light emitting layers is a thickness including the intermediate layers when a non-light emitting intermediate layer exists between the light emitting layers.

個々の発光層の膜厚としては、2〜100nmの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは2〜20nmの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。   As a film thickness of each light emitting layer, it is preferable to adjust to the range of 2-100 nm, More preferably, it is adjusting to the range of 2-20 nm. There is no particular limitation on the relationship between the film thicknesses of the blue, green and red light emitting layers.

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。   For the production of the light-emitting layer, a light-emitting dopant or a host compound, which will be described later, is formed and formed by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink-jet method. it can.

本発明においては、前記のスペクトル形状要件を維持する範囲において、各発光層には複数の発光性化合物を混合してもよく、また燐光発光体と蛍光発光体を同一発光層に混合して用いてもよい。   In the present invention, a plurality of luminescent compounds may be mixed in each light emitting layer within a range that maintains the above spectral shape requirements, and phosphorescent light emitters and fluorescent light emitters are mixed and used in the same light emitting layer. May be.

本発明においては、発光層の構成としてホスト化合物、発光ドーパント(発光ドーパント化合物ともいう)を含有し、ドーパントより発光させることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the light emitting layer contains a host compound and a light emitting dopant (also referred to as a light emitting dopant compound) and emits light from the dopant.

本発明の有機EL素子の発光層に含まれるホスト化合物ととしては、室温(25℃)における燐光発光の燐光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらに好ましくは燐光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。   The host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention is preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1. More preferably, the phosphorescence quantum yield is less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.

ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントを複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。   As the host compound, known host compounds may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of light emission dopants mentioned later, and, thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.

本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもいい。   The light emitting host used in the present invention may be a conventionally known low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, and a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). )But it is good.

公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS−K−7121に準拠した方法により求められる値である。   As the known host compound, a compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing an increase in the wavelength of light emission, and having a high Tg (glass transition temperature) is preferable. Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).

公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等が挙げられる。   Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860 Gazette, 2002-334787 gazette, 2002-15871 gazette, 2002-334788 gazette, 2002-43056 gazette, 2002-334789 gazette, 2002-75645 gazette, 2002-338579 gazette. No. 2002-105445, No. 2002-343568, No. 2002-141173, No. 2002-352957, No. 2002-203683, No. 2002-363227, No. 2002-231453. No. 2003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060. 2002-302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.

次に、本発明に係る発光ドーパントについて説明する。   Next, the light emitting dopant according to the present invention will be described.

本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光性化合物、燐光発光体(燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう)を用いる。   As the light-emitting dopant according to the present invention, a fluorescent compound or a phosphorescent material (also referred to as a phosphorescent compound or a phosphorescent compound) is used.

本発明に係る燐光発光体は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は0.1以上である。   The phosphorescent material according to the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.) and has a phosphorescence quantum yield of 25 ° C. In this case, the phosphorescence quantum yield is preferably 0.1 or more.

上記燐光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光発光体は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。   The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence emitter according to the present invention can achieve the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.

燐光発光体の発光は原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光体に移動させることで燐光発光体からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光体がキャリアトラップとなり、燐光発光体上でキャリアの再結合が起こり燐光発光体からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光発光体の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。   There are two types of light emission of phosphorescent emitters in principle. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent emitter. Energy transfer type to obtain light emission from the phosphorescent emitter, and another is a carrier in which the phosphorescent emitter becomes a carrier trap and recombination of carriers occurs on the phosphorescent emitter to obtain light emission from the phosphorescent emitter. Although it is a trap type, in any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent emitter is lower than the excited state energy of the host compound.

燐光発光体は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。   The phosphorescent luminescent material can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL device.

本発明に係る燐光発光体としては、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。   The phosphorescent emitter according to the present invention is preferably a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound (platinum complex compound). Rare earth complexes, most preferably iridium compounds.

以下に、燐光発光体として用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻,1704〜1711に記載の方法等により合成できる。   Specific examples of the compound used as the phosphorescent emitter are shown below, but the present invention is not limited to these. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.

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蛍光発光体(蛍光性ドーパント)の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。   Representative examples of fluorescent emitters (fluorescent dopants) include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes. Examples thereof include dyes, perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.

また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第00/70655号パンフレット、特開2002−280178号公報、同2001−181616号公報、同2002−280179号公報、同2001−181617号公報、同2002−280180号公報、同2001−247859号公報、同2002−299060号公報、同2001−313178号公報、同2002−302671号公報、同2001−345183号公報、同2002−324679号公報、国際公開第02/15645号パンフレット、特開2002−332291号公報、同2002−50484号公報、同2002−332292号公報、同2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、同2002−338588号公報、同2002−170684号公報、同2002−352960号公報、国際公開第01/93642号パンフレット、特開2002−50483号公報、同2002−100476号公報、同2002−173674号公報、同2002−359082号公報、同2002−175884号公報、同2002−363552号公報、同2002−184582号公報、同2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、同2002−226495号公報、同2002−234894号公報、同2002−235076号公報、同2002−241751号公報、同2001−319779号公報、同2001−319780号公報、同2002−62824号公報、同2002−100474号公報、同2002−203679号公報、同2002−343572号公報、同2002−203678号公報等が挙げられる。   Conventionally known dopants can also be used in the present invention. For example, International Publication No. 00/70655 pamphlet, JP-A Nos. 2002-280178, 2001-181616, 2002-280179, 2001 181617, 2002-280180, 2001-247859, 2002-299060, 2001-313178, 2002-302671, 2001-345183, 2002. No. 324679, International Publication No. 02/15645, JP 2002-332291 A, 2002-50484, 2002-332292, 2002-83684, JP 2002-540572, JP 2 No. 02-117978, No. 2002-338588, No. 2002-170684, No. 2002-352960, Pamphlet of International Publication No. 01/93642, JP 2002-50483, No. 2002-1000047. No. 2002-173684, No. 2002-359082, No. 2002-17584, No. 2002-363552, No. 2002-184582, No. 2003-7469, No. 2002-525808. JP-A 2003-7471, JP-T 2002-525833, JP-A 2003-31366, JP-A 2002-226495, JP-A 2002-234894, JP-A 2002-2335076, JP-A 2002-24175 Gazette, 2001-319779, 2001-319780, 2002-62824, 2002-1000047, 2002-203679, 2002-343572, 2002-203678. A gazette etc. are mentioned.

本発明に用いられる非発光性の中間層(非ドープ領域等ともいう)について説明する。   A non-light emitting intermediate layer (also referred to as an undoped region or the like) used in the present invention will be described.

非発光性の中間層とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。   The non-light emitting intermediate layer is a layer provided between the light emitting layers in the case of having a plurality of light emitting layers.

非発光性の中間層の膜厚としては、1〜50nmの範囲にあるのが好ましく、さらには3〜10nmの範囲にあることが、隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を抑制し、かつ素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないということから好ましい。   The film thickness of the non-light emitting intermediate layer is preferably in the range of 1 to 50 nm, and more preferably in the range of 3 to 10 nm, which suppresses interaction such as energy transfer between adjacent light emitting layers, and the element. This is preferable because a large load is not applied to the current-voltage characteristics.

この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する2つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。   The material used for the non-light emitting intermediate layer may be the same as or different from the host compound of the light emitting layer, but may be the same as the host material of at least one of the adjacent light emitting layers. preferable.

非発光性の中間層は、非発光層、各発光層と共通の化合物(例えば、ホスト化合物等)を含有していてもよく、各々共通ホスト材料(ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。)を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧(電流)を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。さらに、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機EL素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。   The non-light-emitting intermediate layer may contain a non-light-emitting layer, a compound common to each light-emitting layer (for example, a host compound), and each common host material (where a common host material is used) , Phosphorescent emission energy, glass transition point and other physicochemical properties, and the case where the host compound has the same molecular structure, etc.). The injection barrier is reduced, and it is possible to obtain an effect that the injection balance of holes and electrons can be easily maintained even when the voltage (current) is changed. Furthermore, by using a host material having the same physical characteristics or the same molecular structure as that of the host compound contained in each light emitting layer in the undoped light emitting layer, device fabrication, which is a major problem in conventional organic EL device fabrication, is achieved. Complexity can also be eliminated.

また、青・緑・赤の各発光層を有する有機EL素子においては、各々の発光材料に燐光発光体を用いる場合、青色の燐光発光体の励起3重項エネルギーが一番大きくなるが、前記青色の燐光発光体よりも大きい励起3重項エネルギーを有するホスト材料を発光層と非発光性の中間層とが共通のホスト材料として含んでいてもよい。   In addition, in the organic EL element having each of the blue, green, and red light emitting layers, when a phosphorescent light emitter is used for each light emitting material, the excited triplet energy of the blue phosphorescent light emitter is the largest. A light emitting layer and a non-light emitting intermediate layer may contain a host material having an excited triplet energy larger than that of a blue phosphorescent emitter as a common host material.

本発明の有機EL素子においては、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。   In the organic EL device of the present invention, since the host material is responsible for carrier transport, a material having carrier transport capability is preferable. Carrier mobility is used as a physical property representing carrier transport ability, but the carrier mobility of an organic material generally depends on the electric field strength. Since a material having a high electric field strength dependency easily breaks the balance between injection and transport of holes and electrons, it is preferable to use a material having a low electric field strength dependency of mobility for the intermediate layer material and the host material.

また、一方では、正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は、後述する阻止層即ち、正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。   On the other hand, in order to optimally adjust the injection balance of holes and electrons, it is also preferable that the non-light emitting intermediate layer functions as a blocking layer described later, that is, a hole blocking layer and an electron blocking layer. As mentioned.

《注入層:電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
<< Injection layer: electron injection layer, hole injection layer >>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.

注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。   An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。   The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.

陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。   The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Metal buffer layer typified by lithium, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. . The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.

《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
<Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer>
As described above, the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.

正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。   The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.

本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。   The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係わる正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは3〜100nmであり、さらに好ましくは5〜30nmである。   On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed. The thickness of the hole blocking layer and the electron transport layer according to the present invention is preferably 3 to 100 nm, and more preferably 5 to 30 nm.

《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
《Hole transport layer》
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。   The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.

正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。   The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.

芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and two more described in US Pat. No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring of, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 688 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。   Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.

また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような所謂、p型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。   JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used. In the present invention, it is preferable to use these materials because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.

正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。   The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   Alternatively, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a hole transport layer having such a high p property because a device with lower power consumption can be produced.

《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum. Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic such as n-type-Si and n-type-SiC can be used. A semiconductor can also be used as an electron transport material.

電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。   The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   Further, an electron transport layer having a high n property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

本発明においては、このようなn性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。   In the present invention, it is preferable to use an electron transport layer having such a high n property because an element with lower power consumption can be manufactured.

《支持基板》
本発明の有機EL素子に係る支持基板(以下、基体、基盤、基材、支持体等ともいう)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
《Support substrate》
There are no particular limitations on the type of glass, plastic, etc., as the support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) according to the organic EL device of the present invention. It may be. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が、0.01g/m2・day・atm以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126−1992に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10-3g/m2/day以下、水蒸気透過度が、10-3g/m2/day以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも10-5g/m2/day以下であることが、さらに好ましい。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), Cellulose esters such as cellulose acetate phthalate (TAC) and cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Can be mentioned. An inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992 is 0.01 g / m 2. It is preferably a barrier film of day · atm or less, and further, the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1992 is 10 −3 g / m 2 / day or less, water vapor permeability Is preferably a high barrier film of 10 −3 g / m 2 / day or less, and the water vapor permeability and oxygen permeability are both 10 −5 g / m 2 / day or less, Further preferred.

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。   As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.

《バリア膜の形成方法》
バリア膜の形成方法については、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
<Method for forming barrier film>
The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, the sputtering method, the reactive sputtering method, the molecular beam epitaxy method, the cluster ion beam method, the ion plating method, the plasma polymerization method, the atmospheric pressure plasma weighting. A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.

不透明な支持基板としては、例えばアルミ、ステンレス等の金属板・フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。   Examples of the opaque support substrate include metal plates / films such as aluminum and stainless steel, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.

ここで、本発明に係る支持基板に用いられる、透明なバリア膜の層構成の一例を図3により説明し、さらに、バリア層の形成に好ましく用いられる大気圧プラズマ放電処理装置の一例を図4を用いて説明する。   Here, an example of a layer structure of a transparent barrier film used for the support substrate according to the present invention will be described with reference to FIG. 3, and an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus preferably used for forming the barrier layer will be described with reference to FIG. Will be described.

図3は、バリア膜(ガスバリアフィルムともいう)の層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a layer configuration of a barrier film (also referred to as a gas barrier film) and a density profile thereof.

バリア膜201(透明でも不透明でもよい)は、基材202上に密度の異なる層を積層した構成をとる。本発明においては、低密度層203と高密度層205との間に、中密度層204を設け、さらに高密度層205上にも中密度層204を設け、これらの低密度層、中密度層、高密度層及び中密度層からなる構成を1ユニットとし、図3においては2ユニット分を積層した例を示してある。この時、各密度層内における密度分布は均一とし、隣接する層間での密度変化が階段状となるような構成をとる。なお、図3においては、中密度層204を1層として示したが、必要に応じて2層以上の構成を採ってもよい。   The barrier film 201 (which may be transparent or opaque) has a configuration in which layers having different densities are stacked on the base material 202. In the present invention, a medium density layer 204 is provided between the low density layer 203 and the high density layer 205, and the medium density layer 204 is also provided on the high density layer 205, and these low density layer and medium density layer are provided. FIG. 3 shows an example in which a unit composed of a high-density layer and a medium-density layer is one unit, and two units are stacked. At this time, the density distribution in each density layer is uniform, and the density change between adjacent layers is stepped. In FIG. 3, the medium density layer 204 is shown as one layer, but a configuration of two or more layers may be adopted as necessary.

図4は、基材を処理する大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 4 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus for treating a substrate.

大気圧プラズマ放電処理装置としては、少なくとも、プラズマ放電処理装置230、二つの電源を有する電界印加手段240、ガス供給手段250、電極温度調節手段260を有している装置である。   The atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus is an apparatus having at least a plasma discharge processing apparatus 230, an electric field applying means 240 having two power supplies, a gas supply means 250, and an electrode temperature adjusting means 260.

図4は、ロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236(個々の電極も角筒型固定電極236とする)との対向電極間(放電空間)232で、基材Fをプラズマ放電処理して薄膜を形成するものである。図4においては、1対の角筒型固定電極群(第2電極)236とロール回転電極(第1電極)235とで、1つの電界を形成し、この1ユニットで、例えば、低密度層の形成を行う。図4においては、このような構成からなるユニットを、計5カ所備えた構成例を示し、それぞれのユニットで、供給する原材料の種類、出力電圧等を任意に独立して制御することにより、積層型のバリア膜(透明ガスバリア層ともいう)を連続して形成することができる。   FIG. 4 shows an interval (discharge space) 232 between the counter electrode between the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the rectangular tube fixed electrode group (second electrode) 236 (each electrode is also a rectangular tube fixed electrode 236). Thus, the substrate F is subjected to plasma discharge treatment to form a thin film. In FIG. 4, a pair of rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 236 and roll rotating electrode (first electrode) 235 form one electric field. Is formed. FIG. 4 shows a configuration example in which a total of five units having such a configuration are provided. In each unit, the type of raw material to be supplied, the output voltage, and the like are controlled arbitrarily and independently. A mold barrier film (also referred to as a transparent gas barrier layer) can be formed continuously.

ロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236との間の放電空間(対向電極間)232に、ロール回転電極(第1電極)235には第1電源241から周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界を、また角筒型固定電極群(第2電極)236にはそれぞれに対応する各第2電源242から周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界をかけるようになっている。 In the discharge space (between the counter electrodes) 232 between the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 236, the roll rotating electrode (first electrode) 235 has a first power source. The first high-frequency electric field having the frequency ω 1 , the electric field intensity V 1 , and the current I 1 from the frequency 241, and the frequency ω 2 from each second power source 242 corresponding to the square tube fixed electrode group (second electrode) 236, respectively. A second high frequency electric field of electric field strength V 2 and current I 2 is applied.

ロール回転電極(第1電極)235と第1電源241との間には、第1フィルタ243が設置されており、第1フィルタ243は第1電源241から第1電極への電流を通過しやすくし、第2電源242からの電流をアースして、第2電源242から第1電源への電流を通過しにくくするように設計されている。   A first filter 243 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 235 and the first power source 241. The first filter 243 easily passes a current from the first power source 241 to the first electrode. In addition, the current from the second power source 242 is grounded so that the current from the second power source 242 to the first power source is difficult to pass.

また、角筒型固定電極群(第2電極)236と第2電源242との間には、それぞれ第2フィルタ244が設置されており、第2フィルター244は、第2電源242から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源241からの電流をアースして、第1電源241から第2電源への電流を通過しにくくするように設計されている。   In addition, a second filter 244 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 236 and the second power source 242, and the second filter 244 is connected to the second electrode from the second power source 242. It is designed so that the current from the first power source 241 is grounded and the current from the first power source 241 to the second power source is difficult to pass.

なお、ロール回転電極235を第2電極、また角筒型固定電極群236を第1電極としてもよい。何れにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加することが好ましい。また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。 The roll rotating electrode 235 may be the second electrode, and the square tube fixed electrode group 236 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power supply preferably applies a higher frequency electric field strength (V 1 > V 2 ) than the second power supply. Further, the frequency has the ability to satisfy ω 12 .

また、電流はI1<I2となることが好ましい。第1の高周波電界の電流I1は、好ましくは0.3〜20mA/cm2、さらに好ましくは1.0〜20mA/cm2である。また、第2の高周波電界の電流I2は、好ましくは10〜100mA/cm2、さらに好ましくは20〜100mA/cm2である。 The current is preferably I 1 <I 2 . The current I 1 of the first high-frequency electric field is preferably 0.3 to 20 mA / cm 2 , more preferably 1.0 to 20 mA / cm 2 . The current I 2 of the second high-frequency electric field is preferably 10 to 100 mA / cm 2 , more preferably 20 to 100 mA / cm 2 .

ガス供給手段250のガス発生装置251で発生させたガスGは、流量を制御して給気口よりプラズマ放電処理容器231内に導入する。   The gas G generated by the gas generator 251 of the gas supply means 250 is introduced into the plasma discharge processing container 231 from the air supply port while controlling the flow rate.

基材Fを、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール264を経てニップロール265で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極235に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群236との間に移送し、ロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236との両方から電界をかけ、対向電極間(放電空間)232で放電プラズマを発生させる。基材Fはロール回転電極235に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基材Fは、ニップロール266、ガイドロール267を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。   The base material F is unwound from the original winding (not shown) and is transported, or transported from the previous process, and air or the like accompanying the base material is blocked by the nip roll 265 via the guide roll 264. Then, while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 235, it is transferred between the square tube fixed electrode group 236, the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 236, An electric field is applied from both sides to generate discharge plasma between the counter electrodes (discharge space) 232. The base material F forms a thin film with a gas in a plasma state while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 235. The substrate F passes through the nip roll 266 and the guide roll 267, and is taken up by a winder (not shown) or transferred to the next step.

放電処理済みの処理排ガスG′は排気口253より排出する。   Discharged treated exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 253.

薄膜形成中、ロール回転電極(第1電極)235及び角筒型固定電極群(第2電極)236を加熱または冷却するために、電極温度調節手段260で温度を調節した媒体を、送液ポンプPで配管261を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。なお、268及び269はプラズマ放電処理容器231と外界とを仕切る仕切板である。   In order to heat or cool the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 236 during the thin film formation, a medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 260 is used as a liquid feed pump. P is sent to both electrodes via the pipe 261, and the temperature is adjusted from the inside of the electrode. Reference numerals 268 and 269 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 231 and the outside.

《封止》
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
<Sealing>
Examples of the sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive.

封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。   The sealing member may be disposed so as to cover the display area of the organic EL element, and may be concave or flat. Moreover, transparency and electrical insulation are not particularly limited.

具体的には、ガラス板、ポリマー板、フィルム、金属板、フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。   Specifically, a glass plate, a polymer plate, a film, a metal plate, a film, etc. are mentioned. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.

本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、酸素透過度10-3g/m2/day以下、水蒸気透過度10-3g/m2/day以下のものであることが好ましい。また、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも10-5g/m2/day以下であることが、さらに好ましい。 In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned. Furthermore, the polymer film preferably has an oxygen permeability of 10 −3 g / m 2 / day or less and a water vapor permeability of 10 −3 g / m 2 / day or less. Further, it is more preferable that both the water vapor permeability and the oxygen permeability are 10 −5 g / m 2 / day or less.

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。   For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used. Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.

なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。   In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. A desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print it like screen printing.

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、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、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。   In addition, it is also preferable to coat the electrode and the organic layer on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and form an inorganic or organic layer in contact with the support substrate to form a sealing film. it can. In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. The method for forming these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster-ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.

封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。   In the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element, an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil is injected in the gas phase and the liquid phase. Is preferred. A vacuum can also be used. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.

吸湿性化合物としては、例えば金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。   Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide), sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate, etc.) ), Metal halides (eg, calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide, etc.), perchloric acids (eg, barium perchlorate, In particular, anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides and perchloric acids.

《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《Protective film, protective plate》
In order to increase the mechanical strength of the element, a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween. In particular, when sealing is performed by the sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.

《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In23−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
"anode"
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.

《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.

また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   Moreover, after producing the said metal with a film thickness of 1-20 nm on a cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

《有機EL素子の作製方法》
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
<< Method for producing organic EL element >>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode will be described.

まず適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。   First, a desired electrode material, for example, a thin film made of a material for an anode is formed on a suitable support substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, thereby producing an anode. To do. Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.

この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10-6〜10-2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。 As a method for thinning the organic compound thin film, there are a vapor deposition method and a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method) as described above, but it is easy to obtain a uniform film and a pinhole. From the point of being difficult to form, a vacuum deposition method, a spin coating method, an ink jet method, and a printing method are particularly preferable. Further, a different film forming method may be applied for each layer. When employing a vapor deposition method for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm. After forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained. The organic EL element is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.

また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の液晶表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order. When a DC voltage is applied to the multicolor liquid crystal display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15〜20%程度の光しか取り出せないと一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。   The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index of about 1.6 to 2.1), and only about 15 to 20% of light generated in the light emitting layer can be extracted. It is generally said. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle θ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the side surface of the device.

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。   As a method for improving the light extraction efficiency, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (for example, US Pat. No. 4,774,435). ), A method of improving the efficiency by giving the substrate a light condensing property (for example, JP-A-63-314795), a method of forming a reflective surface on the side surface of the element (for example, JP-A-1-220394) Gazette), a method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172691), and a substrate between the substrate and the light emitter. A method of introducing a flat layer having a lower refractive index than that (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827), a diffraction grating between any one of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside). Method of forming There is 1-283751 JP), and the like.

本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。   In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention. However, a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.

本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。   In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。   When a low refractive index medium is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of light, the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower. .

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。   Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is preferable that it is 1.35 or less.

また、低屈折率媒質の厚みは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。   The thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave that has exuded by evanescent enters the substrate.

全反射を起こす界面または、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が1次の回折や2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。   The method of introducing a diffraction grating into an interface that causes total reflection or in any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high. This method was generated from the light emitting layer by utilizing the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and second-order diffraction. Of the light, light that cannot be emitted due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (inside a transparent substrate or transparent electrode). Is going to be taken out.

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。   The introduced diffraction grating desirably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. The light extraction efficiency does not increase so much.

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。   However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased.

回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間もしくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。   As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.

このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。   At this time, the period of the diffraction grating is preferably about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium. The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

本発明の有機EL素子は、支持基板の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは、所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。   The organic EL device of the present invention can be processed on the light extraction side of the support substrate, for example, by providing a structure on a microlens array, or by combining with a so-called condensing sheet, in a specific direction, for example, the device light emitting surface. On the other hand, the brightness | luminance in a specific direction can be raised by condensing in a front direction.

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。   As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate. One side is preferably 10 to 100 μm. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate | occur | produce and color, and if too large, thickness will become thick and is not preferable.

集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。   As the condensing sheet, for example, a sheet that is put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used. As the shape of the prism sheet, for example, a substrate may be formed with a Δ-shaped stripe having an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the apex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.

また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。   Moreover, in order to control the light emission angle from a light emitting element, you may use together a light diffusing plate and a film with a condensing sheet. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

《用途》
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に、カラーフィルターと組み合わせた液晶液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
<Application>
The organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources. Examples of light sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. Although it is not limited to this, it can be effectively used particularly as a backlight of a liquid crystal liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination.

カラーフィルターと組み合わせてディスプレイのバックライトとして用いる場合には、輝度をさらに高めるため、前記の集光シートと組み合わせて用いるのが好ましい。   When used as a backlight of a display in combination with a color filter, it is preferably used in combination with the light collecting sheet in order to further increase the luminance.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.

実施例
《有機EL素子1の作製》
陽極として30mm×30mm、厚さ0.7mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を120nm成膜した支持基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
Example << Preparation of Organic EL Element 1 >>
After patterning a support substrate in which 120 nm of ITO (indium tin oxide) is formed on a glass substrate having a thickness of 30 mm × 30 mm and a thickness of 0.7 mm as an anode, the transparent support substrate with the ITO transparent electrode is made of isopropyl alcohol. Ultrasonic cleaning, drying with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning were performed for 5 minutes. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus.

真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。   Each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.

次いで、真空度4×10-4Paまで減圧した後、m−MTDATAの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板に蒸着し20nmの正孔注入層を設けた。 Next, after reducing the pressure to 4 × 10 −4 Pa, the current crucible for deposition containing m-MTDATA was heated and heated, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a 20 nm hole. An injection layer was provided.

次いで、α−NPDを同様にして蒸着し40nmの正孔輸送層を設けた。   Next, α-NPD was deposited in the same manner to provide a 40 nm hole transport layer.

次いで以下の手順で各発光層及びその中間層を設けた。   Subsequently, each light emitting layer and its intermediate | middle layer were provided in the following procedures.

化合物(A−1)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し15nmの青発光層を形成した。ついで、化合物(A−1)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   The compound (A-1) and the compound (A-2) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio was 95: 5 to form a 15 nm blue light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-1) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−4)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し5nmの緑発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-4) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 95: 5 to form a 5 nm green light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−5)を、膜厚比で92:8になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し8nmの赤発光層を形成した。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は34nmであった。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-5) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 92: 8 to form an 8 nm red light-emitting layer. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 34 nm.

次いで、BAlqの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記層上に蒸着して正孔阻止層を作製し、次いでBCP及びCsFを膜厚比3:1、蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し電子輸送層を設けた。   Next, the deposition crucible containing BAlq is energized and heated, and deposited on the layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole blocking layer, and then BCP and CsF are made to have a film thickness ratio of 3: 1. Co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide an electron transport layer.

さらに、アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子1を作製した。   Furthermore, aluminum 110nm was vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic EL element 1 was produced.

《有機EL素子2の作製》
有機EL素子1の作製において、各発光層及び中間層を以下のように変更して成膜した以外は、有機EL素子1と同様にして有機EL素子2を作製した。
<< Production of Organic EL Element 2 >>
In the production of the organic EL element 1, the organic EL element 2 was produced in the same manner as the organic EL element 1 except that the respective light emitting layers and intermediate layers were formed as follows.

正孔輸送層の蒸着後に、化合物(A−1)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し12nmの第一の青発光層を形成した。ついで、化合物(A−1)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   After vapor deposition of the hole transport layer, the compound (A-1) and the compound (A-2) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio was 95: 5, and the first of 12 nm A blue light emitting layer was formed. Subsequently, the compound (A-1) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−4)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し5nmの緑発光層を形成した。ついで、化合物(A−4)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-4) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 95: 5 to form a 5 nm green light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-4) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−5)を、膜厚比で92:8になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し8nmの赤発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-5) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 92: 8 to form an 8 nm red light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−1)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し3nmの第二の青発光層を形成した。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は37nmであった。   Next, the compound (A-1) and the compound (A-2) are co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio is 95: 5 to form a 3 nm second blue light-emitting layer. did. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 37 nm.

《有機EL素子3の作製》
有機EL素子1の作製において、各発光層及び中間層を以下のように変更して成膜した以外は、有機EL素子1と同様にして有機EL素子3を作製した。
<< Production of Organic EL Element 3 >>
In the production of the organic EL element 1, the organic EL element 3 was produced in the same manner as the organic EL element 1 except that each light emitting layer and intermediate layer were formed as follows.

正孔輸送層の蒸着後に、化合物(A−3)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し15nmの青発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   After vapor deposition of the hole transport layer, the compound (A-3) and the compound (A-2) are co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio is 95: 5, and a blue light emitting layer of 15 nm Formed. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−4)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し5nmの緑発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-4) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 95: 5 to form a 5 nm green light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−5)を、膜厚比で92:8になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し8nmの赤発光層を形成した。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は34nmであった。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-5) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 92: 8 to form an 8 nm red light-emitting layer. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 34 nm.

《有機EL素子4の作製》
有機EL素子1の作製において、各発光層及び中間層を以下のように変更して成膜した以外は、有機EL素子1と同様にして有機EL素子4を作製した。
<< Production of Organic EL Element 4 >>
In the production of the organic EL element 1, an organic EL element 4 was produced in the same manner as in the organic EL element 1 except that the respective light emitting layers and intermediate layers were formed as follows.

正孔輸送層の蒸着後に、化合物(A−3)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し12nmの第一の青発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   After vapor deposition of the hole transport layer, the compound (A-3) and the compound (A-2) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio was 95: 5. A blue light emitting layer was formed. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−4)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し5nmの緑発光層を形成した。ついで、化合物(A−4)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-4) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 95: 5 to form a 5 nm green light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-4) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−5)を、膜厚比で92:8になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し8nmの赤発光層を形成した。ついで、化合物(A−3)を蒸着速度0.1nm/秒で3nm蒸着した。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-5) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so as to have a film thickness ratio of 92: 8 to form an 8 nm red light-emitting layer. Subsequently, the compound (A-3) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second.

次に、化合物(A−3)と化合物(A−2)を、膜厚比で95:5になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し3nmの第二の青発光層を形成した。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は37nmであった。   Next, the compound (A-3) and the compound (A-2) are co-deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the film thickness ratio is 95: 5 to form a 3 nm second blue light-emitting layer. did. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 37 nm.

《有機EL素子5の作製》
有機EL素子1の作製において、各発光層の膜厚を以下のように変更して成膜した以外は、有機EL素子1と同様にして有機EL素子5を作製した。
<< Preparation of organic EL element 5 >>
In the production of the organic EL element 1, the organic EL element 5 was produced in the same manner as the organic EL element 1 except that the film thickness of each light emitting layer was changed as follows.

青発光層を10nm、緑発光層を3nm、赤発光層を8nm。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は27nmであった。   The blue light emitting layer is 10 nm, the green light emitting layer is 3 nm, and the red light emitting layer is 8 nm. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 27 nm.

《有機EL素子6の作製》
有機EL素子2の作製において、各発光層の膜厚を以下のように変更して成膜した以外は、有機EL素子2と同様にして有機EL素子6を作製した。
<< Production of Organic EL Element 6 >>
In the production of the organic EL element 2, the organic EL element 6 was produced in the same manner as the organic EL element 2 except that the film thickness of each light emitting layer was changed as follows.

第一の青発光層を8nm、緑発光層を3nm、赤発光層を6nm、第二の青発光層を4nmとした。発光層間の非発光性中間層を含む発光層の膜厚の総和は30nmであった。   The first blue light-emitting layer was 8 nm, the green light-emitting layer was 3 nm, the red light-emitting layer was 6 nm, and the second blue light-emitting layer was 4 nm. The total thickness of the light emitting layers including the non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers was 30 nm.

以上の有機EL素子1〜6において、青発光層は蛍光発光であり、緑、赤発光層は燐光発光層である。   In the organic EL elements 1 to 6 described above, the blue light emitting layer emits fluorescence, and the green and red light emitting layers are phosphorescent light emitting layers.

また、発光層に含有される主たる化合物は、(A−1)と(A−3)であるが、これらの3重項遷移エネルギーは、各々約3.0eV、約2.7eVであり、(A−1)の方が大きかった。   The main compounds contained in the light emitting layer are (A-1) and (A-3), and their triplet transition energies are about 3.0 eV and about 2.7 eV, respectively ( A-1) was larger.

Figure 2007019070
Figure 2007019070

Figure 2007019070
Figure 2007019070

《有機EL素子の封止化処理と正面輝度、電力効率、色度、発光スペクトルの評価》
有機EL素子1〜6の各々の非発光面をガラスケースで覆い(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った)、図1、図2に示すような照明装置とした後、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて、各有機EL素子の電力効率、色度、及び発光スペクトルを評価した。電力効率は素子1−1の電力効率を100とした相対値で示す。
<< Seal treatment of organic EL element and evaluation of front luminance, power efficiency, chromaticity, emission spectrum >>
The non-light emitting surface of each of the organic EL elements 1 to 6 is covered with a glass case (in addition, the sealing operation with the glass cover is a glove box (purity 99.999 in a nitrogen atmosphere without bringing the organic EL element into contact with the atmosphere). 1), and after using the spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.), The power efficiency, chromaticity, and emission spectrum of the organic EL element were evaluated. The power efficiency is shown as a relative value with the power efficiency of the element 1-1 being 100.

評価結果を表1、有機EL素子1の発光スペクトルを図5に示す。   The evaluation results are shown in Table 1, and the emission spectrum of the organic EL element 1 is shown in FIG.

Figure 2007019070
Figure 2007019070

有機EL素子1〜6は、正面輝度1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.07の範囲内にあった。 In the organic EL elements 1 to 6, the chromaticity in the CIE 1931 color system at a front luminance of 1000 cd / m 2 was in the range of X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.07.

また図5より、有機EL素子1の発光ピークは、前記青領域、緑領域、赤領域の各々に存在することが示されている。有機EL素子2〜6の発光スペルトルもほぼ同様であった。   Further, FIG. 5 shows that the emission peak of the organic EL element 1 exists in each of the blue region, the green region, and the red region. The light emission spectra of the organic EL elements 2 to 6 were almost the same.

有機EL素子1と2の比較より、本発明の構成をとることにより電力効率が改善されることが分かる。緑、赤の燐光発光層とその両側にある青蛍光発光層を同じホスト化合物とした有機EL素子4は、その比較たる有機EL素子2より電力効率の改善は見られない。また、中間層を含む発光層の膜厚が薄い有機EL素子6はその比較たる有機EL素子5に対し、より向上幅が大きいことが分かる。   From the comparison between the organic EL elements 1 and 2, it can be seen that the power efficiency is improved by adopting the configuration of the present invention. The organic EL element 4 in which the green and red phosphorescent light emitting layers and the blue fluorescent light emitting layers on both sides thereof are the same host compound shows no improvement in power efficiency as compared with the organic EL element 2 to be compared. Moreover, it turns out that the organic EL element 6 with a thin film thickness of the light emitting layer including the intermediate layer has a larger improvement width than the organic EL element 5 to be compared.

なお、本実施例で作製した有機EL素子は液晶表示装置のバックライトに用いて良好な性能を示した。   Note that the organic EL element produced in this example showed good performance when used in a backlight of a liquid crystal display device.

照明装置の概略図である。It is the schematic of an illuminating device. 照明装置の断面図である。It is sectional drawing of an illuminating device. バリア膜の層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the laminated constitution of a barrier film, and its density profile. 基材を処理する大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus which processes a base material. 有機EL素子1の発光スペクトルである。2 is an emission spectrum of the organic EL element 1.

符号の説明Explanation of symbols

107 透明電極付きガラス基板
106 有機EL層
105 陰極
102 ガラスカバー
108 窒素ガス
109 捕水剤
201 バリア膜
202 基材
203 低密度層
204 中密度層
205 高密度層
230 プラズマ放電処理装置
231 プラズマ放電処理容器
235 ロール回転電極
236 角筒型固定電極群
240 電界印加手段
250 ガス供給手段
251 ガス発生装置
253 排気口
260 電極温度調節手段
F 基材
P 送液ポンプ
261 配管
266 ニップロール
267 ガイドロール
268、269 仕切板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 Glass substrate with a transparent electrode 106 Organic EL layer 105 Cathode 102 Glass cover 108 Nitrogen gas 109 Water trapping agent 201 Barrier film 202 Base material 203 Low density layer 204 Medium density layer 205 High density layer 230 Plasma discharge treatment apparatus 231 Plasma discharge treatment vessel 235 Roll rotation electrode 236 Square tube type fixed electrode group 240 Electric field application means 250 Gas supply means 251 Gas generator 253 Exhaust port 260 Electrode temperature adjustment means F Base material P Liquid feed pump 261 Piping 266 Nip roll 267 Guide roll 268, 269 Partition plate

Claims (6)

支持基板上に陽極、陰極、及び該陽極と該陰極間に発光スペクトルが440〜480nm(以下、青領域と呼称)、500〜540nm(以下、緑領域と呼称)、600〜640nm(以下、赤領域と呼称)の各領域に発光極大を有する発光波長の異なる少なくとも3つの発光層を含む有機化合物層を有する有機EL素子において、少なくとも1つの発光層に含有される主たる発光体が燐光発光体であり、前記少なくとも3つの発光層中、前記陽極及び前記陰極に最も近い発光層に含有される主たる発光体が蛍光発光体であり、かつ該蛍光発光体を含有する発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーが、燐光発光層に含有される主たる化合物の3重項遷移エネルギーより大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An emission spectrum of 440 to 480 nm (hereinafter referred to as a blue region), 500 to 540 nm (hereinafter referred to as a green region), and 600 to 640 nm (hereinafter referred to as a red region) between an anode and a cathode on the support substrate and between the anode and the cathode. In an organic EL element having an organic compound layer including at least three light emitting layers having different emission wavelengths, each region of which is called a region) has a light emission maximum, a main light emitter contained in at least one light emitting layer is a phosphorescent light emitter. And a main compound contained in the light emitting layer containing the fluorescent light emitter, wherein the main light emitter contained in the light emitting layer closest to the anode and the cathode among the at least three light emitting layers is a fluorescent light emitter. The triplet transition energy of the organic electroluminescence is larger than the triplet transition energy of the main compound contained in the phosphorescent light emitting layer Child. 前記蛍光発光体を含有する発光層の発光極大が前記青領域にあることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the emission maximum of the light emitting layer containing the fluorescent light emitter is in the blue region. 前記発光層の膜厚の総和が30nm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence element according to claim 1 or 2, wherein the total thickness of the light emitting layers is 30 nm or less. 2度視野角正面輝度が1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度が、X=0.33±0.07、Y=0.33±0.07であることを特徴とする前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The chromaticity in the CIE 1931 color system at a 2 ° viewing angle front luminance of 1000 cd / m 2 is X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.07. Item 4. The organic electroluminescence device according to any one of Items 1 to 3. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子をバックライトとして有することを特徴とする液晶表示装置。 It has the organic electroluminescent element of any one of Claims 1-4 as a backlight, The liquid crystal display device characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を光源として用いることを特徴とする照明装置。 An illuminating device using the organic electroluminescence element according to any one of claims 1 to 4 as a light source.
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