JP2007250716A - Organic electroluminescence element, display and illuminator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminecence element in which luminescent color balance is stabilized even if a drive current varies. <P>SOLUTION: In the organic electroluminecence element containing at least two kinds of phosphorescence light emissive material having different emission maximum wavelengths, at least one light emitting layer contains two kinds or more phosphorescence light emissive materials, a phosphorescence light emissive material having an emission maximum wavelength of a short wave is contained more than other phosphorescence light emissive materials in the entire light emitting layer, and the concentration ratio of two main phosphorescence light emissive materials in the light emitting layer is different on the anode side and the cathode side of the light emitting layer in the thickness direction thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動電流が変動しても色度が安定した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element having stable chromaticity even when a drive current varies.

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(以下無機EL素子ともいう)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). As a constituent element of ELD, an inorganic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an inorganic EL element) and an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) can be given. 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、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。   An organic EL device has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and injects electrons and holes into the light emitting layer and recombines them to generate excitons. This is an element that emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts, and is self-luminous. In addition, it is attracting attention from the viewpoints of space saving, portability and the like because it is a thin film type complete solid element with a wide viewing angle and high visibility.

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、補色の関係にある2色の発光材料を用いて白色を得る方法や、青・緑・赤の3色の発光材料を用いて白色を得る方法がある。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る方法が好ましく、青・緑・赤の3色の発光を得るには、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で、白色の有機EL素子が得られることは知られている。   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, there are a method of obtaining white using two colors of light emitting materials having complementary colors, and a method of obtaining white using three colors of light emitting materials of blue, green, and red. . From the standpoint of color reproducibility and reducing light loss in the color filter, a method using a light emitting material of three colors of blue, green and red is preferable. To obtain light emission of three colors of blue, green and red, for example, It is known that white organic EL elements can be obtained by doping high-efficiency phosphors of blue, green, and red as light emitting materials.

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。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, in recent years, phosphorescent materials have been developed. 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.

更に、白色発光有機EL素子において、B/G/Rを各々別個の層にするのではなく、2色以上の発光層を1つの層に並存させ、より高発光エネルギーの発光材料からのエネルギー移動により2色を発光させる方式が知られている。しかしながら、この方式の場合、駆動電流の変動に伴う発光色バランスの変化、すなわち並存する発光材料の発光強度比の変化が生じ実用化上問題となる。   Furthermore, in a white light emitting organic EL device, energy transfer from a light emitting material having higher light emission energy is achieved by making two or more light emitting layers coexist in one layer, instead of making each B / G / R a separate layer. A method of emitting two colors is known. However, in the case of this method, a change in the emission color balance accompanying a change in the drive current, that is, a change in the emission intensity ratio of the coexisting light emitting materials occurs, which is a problem in practical use.

特許文献1、また、特許文献2には青・緑・赤の3発光層で白色を得る素子において、隣接する層の発光材料を補助発光物質としてドープする例が挙げられており、目的の駆動電流の変動に伴う発光色を補正は本発明と同様である。しかしながら、本発明の必須構成要件である2種以上の発光材料を含む発光層内における発光材料濃度比を発光層の厚み方向で変化させることの重要性に関する記載はない。   Patent Document 1 and Patent Document 2 include an example in which a light emitting material of an adjacent layer is doped as an auxiliary light emitting material in an element that obtains white with three light emitting layers of blue, green, and red. Correction of the luminescent color accompanying the fluctuation of the current is the same as in the present invention. However, there is no description regarding the importance of changing the light emitting material concentration ratio in the light emitting layer containing two or more kinds of light emitting materials, which is an essential constituent element of the present invention, in the thickness direction of the light emitting layer.

特許文献3には、1つの発光層中に2種以上の発光材料を含有し、少なくとも1種がりん光発光材料であり、最も短波長の光を発する発光材料の励起寿命が最も短いことを特徴とする有機EL素子の例が挙げられているが、本発明の問題とする発光色バランスの対駆動電流安定性についての記載はなく、また本発明の必須構成要件である2種以上の発光材料を含む発光層内における発光材料濃度比を変化させることの重要性に関する記載もない。更に、当該特許請求項にある発光材料の励起寿命限定及び下位請求項記載から明らかなように、短波長側の発光材料は蛍光材料に絞り込まれており、本発明とは異なるものである。   Patent Document 3 states that one light emitting layer contains two or more light emitting materials, at least one is a phosphorescent light emitting material, and the light emitting material emitting the shortest wavelength has the shortest excitation lifetime. Examples of characteristic organic EL elements are mentioned, but there is no description about the stability of the luminescent color balance versus driving current, which is a problem of the present invention, and two or more types of light emission which are essential constituent elements of the present invention There is no description regarding the importance of changing the concentration ratio of the light emitting material in the light emitting layer containing the material. Further, as apparent from the limitation of the excitation lifetime of the luminescent material in the claims and the subclaims, the luminescent material on the short wavelength side is narrowed down to the fluorescent material, which is different from the present invention.

特許文献4には、発光層中の発光材料の含有率を変化させた例が挙げられているが、これは発光層からの電子・正孔の流出による寿命低下を改善することを目的としており、本発明の問題とする発光色バランスの対駆動電流安定性についての記載はなく、更に発光材料の並存もなく本発明とは異なるものである。   Patent Document 4 gives an example in which the content of the light-emitting material in the light-emitting layer is changed. This is intended to improve the lifetime reduction due to the outflow of electrons and holes from the light-emitting layer. However, there is no description about the stability of the luminescent color balance with respect to driving current, which is a problem of the present invention, and there is no coexistence of luminescent materials, which is different from the present invention.

本発明は、1つの発光層に2色以上の発光材料を並存させることで、発光効率を損なうことなく発光色バランスの安定性を向上する技術に関するものであり、2色以上の発光材料を含有する発光層において、発光材料の混合比を変化させることにより発光色バランスの安定性を向上させる構成に関する。
特開2004−6165号公報 特開2004−235168号公報 特開2004−14155号公報 特開2005−38672号公報
The present invention relates to a technique for improving the stability of light emission color balance without impairing light emission efficiency by allowing two or more light emitting materials to coexist in one light emitting layer, and contains light emitting materials of two or more colors. The present invention relates to a structure that improves the stability of the emission color balance by changing the mixing ratio of the light emitting materials in the light emitting layer.
JP 2004-6165 A JP 2004-235168 A JP 2004-14155 A JP 2005-38672 A

本発明の目的は、駆動電流が変動しても発光色バランスの安定した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element having a stable luminescent color balance even when a drive current varies.

本発明の上記課題は以下の手段により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

1.少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層が2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が、他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層内において主要な2つの燐光発光材料の濃度比が、発光層の厚み方向において、発光層の陽極側と、陰極側とで異なっていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   1. In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent materials having different emission maximum wavelengths, at least one light emitting layer contains two or more types of phosphorescent materials, and the whole emission layer has a larger emission maximum wavelength. The phosphorescent material having a short wave is contained in a larger amount than the other phosphorescent materials, and the concentration ratio of two main phosphorescent materials in the light emitting layer is the anode side of the light emitting layer in the thickness direction of the light emitting layer. And an organic electroluminescence element characterized by being different on the cathode side.

2.少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層に2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層の陰極側においてより長波な燐光発光材料の濃度比が高いことを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   2. In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent light emitting materials having different emission maximum wavelengths, at least one type of phosphorescent light emitting material is contained in at least one light emitting layer, and the entire emission layer has a maximum emission maximum wavelength. 2. The organic electroluminescence according to 1 above, wherein a phosphorescent material having a short wave is contained in a larger amount than other phosphorescent materials, and the concentration ratio of the phosphorescent material having a longer wavelength is higher on the cathode side of the light emitting layer. Luminescence element.

3.少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層に2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層の陽極側においてより長波な発光材料の濃度比が高いことを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent light emitting materials having different emission maximum wavelengths, at least one type of phosphorescent light emitting material is contained in at least one light emitting layer, and the entire emission layer has a maximum emission maximum wavelength. 2. The organic electroluminescence according to 1 above, wherein a phosphorescent material having a short wave is contained in a larger amount than other phosphorescent materials, and the concentration ratio of the longwave light emitting material is higher on the anode side of the light emitting layer. element.

4.前記燐光発光材料において、主要な2つの発光材料の発光極大を与えるエネルギーが0.2eV以上異なることを特徴とする前記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。   4). 4. The organic electroluminescent element according to any one of 1 to 3 above, wherein the phosphorescent light emitting material is different in energy giving a light emission maximum of two main light emitting materials by 0.2 eV or more.

5.発光色が白色であることを特徴とする前記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。   5. 5. The organic electroluminescence element according to any one of 1 to 4, wherein the emission color is white.

6.前記1〜5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表示装置。   6). 6. A display device comprising the organic electroluminescent element according to any one of 1 to 5 as a backlight.

7.前記1〜5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。   7). The organic electroluminescent element of any one of said 1-5 is used as a light source, The illuminating device characterized by the above-mentioned.

本発明により、1つの発光層に2種以上の燐光発光材料を含有し、かつ発光材料の該発光層における濃度比が発光層中で変化することで、駆動電流が変動しても発光色バランスの安定した有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置または照明装置を提供できる。   According to the present invention, since two or more types of phosphorescent light emitting materials are contained in one light emitting layer, and the concentration ratio of the light emitting material in the light emitting layer changes in the light emitting layer, the light emission color balance can be obtained even when the driving current varies. It is possible to provide a stable organic electroluminescence element, display device or lighting device.

以下本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below.

本発明では、請求項1〜7のいずれか1項に規定する構成とすることにより、駆動電流が変動しても発光色バランスの安定した有機エレクトロルミネッセンス素子、また表示装置、照明装置を提供できる。   In the present invention, by adopting the configuration defined in any one of claims 1 to 7, it is possible to provide an organic electroluminescence element, a display device, and an illumination device that have a stable luminescent color balance even when the drive current varies. .

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》
有機EL素子は、発光する化合物(発光材料)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を生成させ、この励起子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る。
<< Organic EL element >>
An organic EL element has a structure in which a light emitting layer containing a light emitting compound (light emitting material) is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons are formed by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. It is an element that emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is generated and deactivated.

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。   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/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる2種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
(I) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron Transport layer / cathode (iv) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) Anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole Blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Here, the light emitting layer preferably contains at least two kinds of light emitting materials having different emission colors, and a single layer or a light emitting layer comprising a plurality of light emitting layers A unit may be formed. The hole transport layer also includes a hole injection layer and an electron blocking 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、含まれる発光材料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。   The light emitting layer according to the present invention is not particularly limited in its configuration as long as the contained light emitting material satisfies the above requirements.

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.

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.

本発明における発光層の膜厚の総和は1〜100nmの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから30nm以下である。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 thickness of the light emitting layers in the present invention is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably 30 nm or less because a lower driving voltage can be obtained. In addition, the sum total of the film thickness of the light emitting layer said by this invention is a film thickness also including this intermediate | middle layer, when a nonluminous intermediate | middle layer exists between light emitting layers.

個々の発光層の膜厚としては1〜50nmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは1〜20nm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。   The thickness of each light emitting layer is preferably adjusted to a range of 1 to 50 nm, more preferably adjusted to a range of 1 to 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、後述する発光材料やホスト化合物を、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 material or a host compound, which will be described later, is formed by forming a film by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, an ink jet method, or the like. it can.

本発明においては、各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。   In the present invention, a plurality of light emitting materials may be mixed in each light emitting layer, and a phosphorescent light emitting material and a fluorescent light emitting material may be mixed and used in the same light emitting layer.

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

本発明の有機EL素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、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。更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、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。   As a host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. More preferably, the phosphorescence quantum yield is less than 0.01. Moreover, it is preferable that the volume ratio in the layer is 50% 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、後述する発光材料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 luminescent material mentioned later, and can thereby obtain arbitrary luminescent colors.

本発明に用いられるホスト化合物としては、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 host compound 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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。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 that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from being increased in wavelength, and has 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、本発明に係る発光材料について説明する。   Next, the light emitting material according to the present invention will be described.

本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料(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 material 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材料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.). Although defined as being a compound of 01 or more, the preferred phosphorescence quantum yield is 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材料は、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 phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence emitting material according to the present invention can achieve the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.

燐光発光材料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材料に移動させることで燐光発光材料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材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料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、燐光発光材料の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。   There are two types of light emission of the phosphorescent material. In principle, the carrier recombination occurs on the host compound to which the carrier is transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent material. Energy transfer type to obtain light emission from the phosphorescent light emitting material, and another one is that the phosphorescent light emitting material becomes a carrier trap, and recombination of carriers occurs on the phosphorescent light emitting material, and light emission from the phosphorescent light emitting material is obtained. Although it is a trap type, in any case, the excited state energy of the phosphorescent material is required to be lower than the excited state energy of the host compound.

燐光発光材料は、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 light emitting material can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL element.

本発明に係る燐光発光材料としては、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、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。   The phosphorescent material 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.

以下に燐光発光材料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 material 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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本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子には、蛍光発光体を用いることもできる。   A fluorescent substance can also be used for the organic electroluminescent element of the present invention.

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.

本発明においては、少なくとも一つの発光層に発光極大波長の異なる2種以上の発光材料を含有することが好ましく、該発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that at least one light emitting layer contains two or more kinds of light emitting materials having different light emission maximum wavelengths, and the concentration ratio of the light emitting materials in the light emitting layer varies in the thickness direction of the light emitting layer. It is preferable.

即ち、
(1)該発光層の中心部に対し、陰極側部分が該発光層に含まれる発光材料のうち、より発光極大波長の長波な発光材料の濃度比が高くなるような領域、もしくは濃度勾配をもたせた構成。
(2)該発光層の中心部に対し、陽極側部分が該発光層に含まれる発光材料のうち、より発光極大波長の長波な発光材料の濃度比が高くなるような領域、もしくは濃度勾配をもたせた構成、
により本発明の効果は達成される。
(1)、(2)の構成の選択は、該発光層の前後の構成、即ち励起子生成領域が陰極側にある(正孔阻止層が有効に作用している構成)か、陽極側にある(電子阻止層が有効に作用している構成)か、により決定される。
That is,
(1) A region where the concentration ratio of a long wave light emitting material having a maximum light emission wavelength is higher or a concentration gradient of the light emitting material contained in the light emitting layer in the cathode side portion with respect to the central portion of the light emitting layer. A lean configuration.
(2) A region where the concentration ratio of a long wave light emitting material having a maximum light emission wavelength is higher or a concentration gradient of the light emitting material in which the anode side portion is included in the light emitting layer with respect to the central portion of the light emitting layer. Lean structure,
Thus, the effect of the present invention is achieved.
The selection of the configuration of (1) and (2) is based on the configuration before and after the light emitting layer, that is, whether the exciton generation region is on the cathode side (configuration in which the hole blocking layer is effectively acting) or on the anode side. It is determined whether it is (configuration in which the electron blocking layer works effectively).

発光層中で発光材料の濃度比を変化させるには、発光層を共蒸着で形成する際に各々の発光材料の蒸着速度を変化させたり、それぞれの蒸着を断続的に行うなどの方法がある。   In order to change the concentration ratio of the luminescent material in the luminescent layer, there are methods such as changing the deposition rate of each luminescent material when the luminescent layer is formed by co-evaporation, or performing each deposition intermittently. .

また、印刷、インクジェット、スピンコート等のウェット法により、発光材料濃度比の異なる溶液を積層することで発光層を形成する方法もある。   There is also a method of forming a light emitting layer by laminating solutions having different light emitting material concentration ratios by wet methods such as printing, ink jetting, and spin coating.

発光層中での発光材料の濃度比の変化は、本発明の条件を満たしていればどのような状態でもよく、階段状、直線状、あるいは曲線状であってもよい。   The concentration ratio change of the light emitting material in the light emitting layer may be any state as long as the conditions of the present invention are satisfied, and may be stepped, linear, or curved.

図1及び図2に、発光層中に発光材料が複数ある場合、発光材料1の他の発光材料に対する濃度比が発光層膜厚方向において変化するときの発光材料1の濃度プロファイルの幾つかの例を示した。   1 and 2, when there are a plurality of light emitting materials in the light emitting layer, some concentration profiles of the light emitting material 1 when the concentration ratio of the light emitting material 1 to other light emitting materials changes in the light emitting layer thickness direction. An example is shown.

図1は発光材料1の濃度が陽極側で高くなる場合について、又図2は逆に発光材料1の濃度が陰極側で高くなる場合について示している。   FIG. 1 shows the case where the concentration of the luminescent material 1 is increased on the anode side, and FIG. 2 shows the case where the concentration of the luminescent material 1 is increased on the cathode side.

各発光材料の発光極大を与えるエネルギーは、発光層の発光スペクトルから求めることができる。発光層の発光スペクトルには、各発光材料由来の発光波長ピークを持ち、これを各発光材料の発光極大波長とする。発光極大を与えるエネルギー(E[eV])は発光極大波長(λmax[nm])より下式1をもって求めることができる。   The energy giving the light emission maximum of each light emitting material can be obtained from the light emission spectrum of the light emitting layer. The emission spectrum of the light emitting layer has a light emission wavelength peak derived from each light emitting material, and this is defined as the light emission maximum wavelength of each light emitting material. The energy (E [eV]) giving the light emission maximum can be obtained from the light emission maximum wavelength (λmax [nm]) according to the following formula 1.

式1
E[eV]=1240/λmax[nm]
なお、発光スペクトルの測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
Formula 1
E [eV] = 1240 / λmax [nm]
A spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for measurement of the emission spectrum.

本発明において、発光極大波長の異なる2種以上の前記発光材料のうち主要な発光材料の発光極大を与えるエネルギーは0.2[eV]以上離れていることが好ましい。尚、本発明において主要な2つの発光材料とは発光の中で発光強度の強い2種の発光を与える発光材料のことをいう。   In the present invention, the energy that gives the light emission maximum of the main light-emitting material among the two or more light-emitting materials having different light emission maximum wavelengths is preferably separated by 0.2 [eV] or more. In the present invention, the two main light emitting materials are light emitting materials that give two kinds of light emission with strong light emission intensity.

《中間層》
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。
《Middle layer》
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1〜20nmの範囲にあるのが好ましく、更には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、且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 20 nm, and further in the range of 3 to 10 nm suppresses interaction such as energy transfer between adjacent light emitting layers, and the current of the device This is preferable because a large load is not applied to the 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。更に、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) In the case where the physicochemical characteristics such as phosphorescence emission energy and glass transition point are the same, or the molecular structure of the host compound is the same, etc.) The barrier is reduced, and the effect of easily maintaining the injection balance of holes and electrons even when the voltage (current) is changed can be obtained. Furthermore, by using a host material having the same physical characteristics or the same molecular structure as 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.

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. It is done.

《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>
The blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film as described above. 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 composed of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a very small ability to transport holes, and transports holes while transporting electrons. By blocking this, the recombination probability of electrons and holes can be improved. 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、更に好ましくは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 film 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、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

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

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。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq3)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。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 3 ), 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), etc., 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. Further, the distyrylpyrazine derivatives exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as the electron transport material, and inorganic semiconductors such as n-type-Si and n-type-SiC can be used as well as the hole injection layer and the hole transport layer. It can 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、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。   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 and cellulose nitrate or their derivatives, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyether Sulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyether Examples include cycloolefin resins such as luimide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Apel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals). It is done.

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皮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(40℃、90%RH)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、更にはJIS K 7126−1992に準拠した方法で測定された酸素透過度(20℃、100%RH)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以下であることが更に好ましい。 On the surface of the resin film, an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed. Water vapor permeability measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992 (40 ° C., 90% RH) Is preferably a barrier film of 0.01 g / m 2 · day · atm or less, and further has an oxygen permeability (20 ° C., 100% RH) of 10 measured by a method according to JIS K 7126-1992. −3 g / m 2 / day or less and a water vapor transmission rate of 10 −3 g / m 2 / day or less are preferable, and both the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate are 10 −5. More preferably, it is below g / m < 2 > / day.

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。更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 layers made of organic materials. 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, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight 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.

《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。更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以下であることが更に好ましい。 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. The water vapor permeability and oxygen permeability are more preferably 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。更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も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 A plasma 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, it is preferable to inject an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil in the gas phase and the liquid phase. . 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) and 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 perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and 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、軽量且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 on the outer side of the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween or on the sealing film. In particular, when the 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, and the like 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。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
"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。
"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.

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。 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 thin film made of a desired electrode material, for example, 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 to produce an anode. . 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、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層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。 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, different film forming methods may be applied for each layer. When employing a vapor deposition method for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.

これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下好ましくは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。   After these layers are formed, 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 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。   An organic EL element generally emits light within a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index of about 1.6 to 2.1) and can extract only about 15 to 20% of light generated in the light emitting layer. It has been 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 extracted outside the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the 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 element side surface.

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。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更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, 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. 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 medium having a low refractive index 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。また更に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 reduced when the thickness of the low-refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave 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、所謂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 or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving light extraction efficiency. This method uses 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. Among them, light that cannot be emitted due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in a transparent substrate or transparent electrode), and the light is emitted outside. I want to take it 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。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。   It is desirable that the diffraction grating to be introduced 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. 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。   The position where the diffraction grating is introduced may be in any one of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode) as described above, 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 is processed on the light extraction side of the support substrate to provide, for example, a structure on a microlens array, or in combination with a so-called condensing sheet, for example, with respect to a specific direction, for example, the device light emitting surface. By condensing in the front direction, the luminance in a specific direction can be increased.

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 has been put into practical use for 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, the base material may be formed by forming a △ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the vertex 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、輝度を更に高めるため、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 a 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1
《有機EL素子No.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 1
<< Organic EL element No. Preparation of 1 >>
After patterning a support substrate in which 120 nm of ITO (indium tin oxide) was 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 to which this ITO transparent electrode was attached was isopropyl alcohol. Was subjected to ultrasonic cleaning, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was 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を充填した。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 an optimum amount of the constituent material of each layer 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。次いで、α−NPD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40nmの正孔輸送層を設けた。次いで、化合物1、Ir−1、及びIr−14が充填された蒸着用るつぼに通電を行い、表1に記載の混合比で発光層1が形成されるように共蒸着発光層を形成した。次いで、BCPを蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し10nmの正孔阻止層を形成した。更に、Alq3を蒸着速度0.1nm/秒で40nm蒸着し、電子輸送層を設けた。引き続き、フッ化リチウムを蒸着速度0.01nm/秒で0.5nm蒸着し、陰極バッファー層とした。 Next, the pressure was reduced to 4 × 10 −4 Pa, and the evaporation crucible containing m-MTDATA was energized and heated, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole injection layer was provided. Next, the evaporation crucible containing α-NPD was energized and heated to provide a 40 nm hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / second. Next, the vapor deposition crucible filled with the compound 1, Ir-1, and Ir-14 was energized to form a co-evaporated light emitting layer so that the light emitting layer 1 was formed with the mixing ratio shown in Table 1. Next, BCP was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a 10 nm hole blocking layer. Furthermore, Alq 3 was deposited to 40 nm at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide an electron transport layer. Subsequently, lithium fluoride was deposited at a deposition rate of 0.01 nm / second to 0.5 nm to form a cathode buffer layer.

更に、アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子No.1を作製した。   Furthermore, aluminum 110 nm was vapor-deposited to form a cathode. 1 was produced.

《有機EL素子No.2、3の作製》
表1、2に記載されるように正孔輸送層、また発光層1中の発光材料1,2(Ir−1及びIr−14)の混合比を陽極側から陰極側にかけて変化させた以外は、有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子No.2、3を作製した。なお、各層に複数の材料を用いる場合、表2、5に記載される混合比は質量比(質量%)である。
<< Organic EL element No. Preparation of 2, 3>
As described in Tables 1 and 2, except that the mixing ratio of the hole transport layer and the light emitting materials 1 and 2 (Ir-1 and Ir-14) in the light emitting layer 1 was changed from the anode side to the cathode side. , Organic EL element No. 1 and the organic EL element No. 2 and 3 were produced. In addition, when using several material for each layer, the mixing ratio described in Table 2, 5 is mass ratio (mass%).

Figure 2007250716
Figure 2007250716

Figure 2007250716
Figure 2007250716

《有機EL素子の評価》
有機EL素子No.1〜3の各々の非発光面をガラスカバーで覆い(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雰囲気下)で行った)、図3、4に示すような装置とした後、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素子の色ずれを評価した。評価結果を表3に示す。
<< Evaluation of organic EL elements >>
Organic EL element No. 1 to 3 are covered with a glass cover (in addition, the sealing operation with the glass cover is a glove box under a nitrogen atmosphere (purity of 99.999% or more without bringing the organic EL element into contact with the atmosphere). 3) After the device shown in FIGS. 3 and 4 was performed under a high-purity nitrogen gas atmosphere), the color shift of each organic EL element was measured using a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing). Evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.

表3において、色ずれは、CIE色度図において300cd/m2輝度時の色度座標(x1、y1)と、駆動電流を増加させて5000cd/m2輝度とした時の色度座標(x2、y2)とのずれを表し、色ずれ△Eは下式2をもって求めることができる。 In Table 3, color shift, and 300 cd / m 2 brightness at the chromaticity coordinates (x 1, y 1) in the CIE chromaticity diagram, the chromaticity coordinates when increasing the driving current was set to 5000 cd / m 2 brightness This represents a deviation from (x 2 , y 2 ), and the color deviation ΔE can be obtained by the following equation 2.

式2 △E=√((x1−x22+(y1−y22Formula 2 ΔE = √ ((x 1 −x 2 ) 2 + (y 1 −y 2 ) 2 )

Figure 2007250716
Figure 2007250716

表3より、本発明の有機EL素子No.2、3は駆動電流が変動したときの色度安定性が、有機EL素子No.1に対して優れていることがわかる。   From Table 3, organic EL element No. of this invention. Nos. 2 and 3 indicate that the chromaticity stability when the driving current fluctuates is organic EL element No. 1 is superior to 1.

実施例2
《有機EL素子No.4,5の作製》
表4、5に記載されるように各層の構成材料と発光層1中の発光材料1,2の混合比を陽極側から陰極側にかけて表4、5のように変化させた以外は、有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子No.4、5を作製した。
Example 2
<< Organic EL element No. Preparation of 4, 5 >>
As described in Tables 4 and 5, organic EL except that the mixing ratio of the constituent materials of each layer and the light-emitting materials 1 and 2 in the light-emitting layer 1 was changed as shown in Tables 4 and 5 from the anode side to the cathode side. Element No. 1 and the organic EL element No. 4 and 5 were produced.

Figure 2007250716
Figure 2007250716

Figure 2007250716
Figure 2007250716

《有機EL素子の評価》
実施例1と同様の方法で有機EL素子No.4、5の色ずれを評価した結果を表6に示す。
<< Evaluation of organic EL elements >>
In the same manner as in Example 1, the organic EL element No. Table 6 shows the results of evaluating the color shifts 4 and 5.

Figure 2007250716
Figure 2007250716

表6より、本発明の有機EL素子No.5は、駆動電流が変動したときの色度安定性が、有機EL素子No.4に対して優れていることがわかる。   From Table 6, organic EL element No. of this invention. 5 shows that the chromaticity stability when the drive current fluctuates is the organic EL element No. 5. 4 is superior to 4.

尚、上記使用化合物の構造を以下に示した。   In addition, the structure of the said use compound was shown below.

Figure 2007250716
Figure 2007250716

TPD;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
実施例3
《白色発光有機EL素子を用いた画像表示装置の作製》
実施例2で作製した、非発光面をガラスケースで覆った白色発光有機EL素子(No.5)の発光面にカラーフィルターを付け画像表示装置として用いたところ、良好なフルカラーの色表示性能を示し、優れた画像表示装置として使用することができた。
TPD; N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine Example 3
<< Preparation of an image display device using a white light emitting organic EL element >>
When a color filter was attached to the light emitting surface of the white light emitting organic EL device (No. 5) produced in Example 2 and the non-light emitting surface was covered with a glass case, the image display device had good full color display performance. It was shown and could be used as an excellent image display device.

実施例4
《白色発光有機EL素子を用いた照明装置の作製》
実施例2で作製した、非発光面をガラスケースで覆った白色発光有機EL素子(No.5)照明装置とした。この照明装置は、発光効率が高い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。
Example 4
<< Preparation of a lighting device using a white light emitting organic EL element >>
A white light-emitting organic EL element (No. 5) lighting device manufactured in Example 2 with a non-light-emitting surface covered with a glass case was obtained. This lighting device could be used as a thin lighting device that emits white light with high luminous efficiency.

本発明の有機EL素子の発光材料の発光層の膜厚方向における濃度プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the density | concentration profile in the film thickness direction of the light emitting layer of the light emitting material of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の発光材料の発光層の膜厚方向における濃度プロファイルの別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the density | concentration profile in the film thickness direction of the light emitting layer of the light emitting material of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子を用いた照明装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the illuminating device using the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子を用いた照明装置の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the illuminating device using the organic EL element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Organic EL element 102 Glass cover 105 Cathode 106 Organic EL layer 107 Glass substrate with a transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water catching agent

Claims (7)

少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層が2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が、他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層内において主要な2つの燐光発光材料の濃度比が、発光層の厚み方向において、発光層の陽極側と、陰極側とで異なっていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent materials having different emission maximum wavelengths, at least one light emitting layer contains two or more types of phosphorescent materials, and the whole emission layer has a larger emission maximum wavelength. The phosphorescent material having a short wave is contained in a larger amount than the other phosphorescent materials, and the concentration ratio of two main phosphorescent materials in the light emitting layer is the anode side of the light emitting layer in the thickness direction of the light emitting layer. And an organic electroluminescence element characterized by being different on the cathode side. 少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層に2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層の陰極側においてより長波な燐光発光材料の濃度比が高い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。 In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent light emitting materials having different emission maximum wavelengths, at least one type of phosphorescent light emitting material is contained in at least one light emitting layer, and the entire emission layer has a maximum emission maximum wavelength. The organic phosphor according to claim 1, wherein the phosphorescent material having a short wave is contained in a larger amount than other phosphorescent materials, and the concentration ratio of the phosphorescent material having a longer wavelength is higher on the cathode side of the light emitting layer. Electroluminescence element. 少なくとも発光極大波長の異なる2種以上の燐光発光材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、少なくとも1つの発光層に2種以上の燐光発光材料を含有し、該発光層全体において、より発光極大波長が短波である燐光発光材料が他の燐光発光材料よりも多く含有され、かつ、該発光層の陽極側においてより長波な発光材料の濃度比が高い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。 In an organic electroluminescence device containing at least two types of phosphorescent light emitting materials having different emission maximum wavelengths, at least one type of phosphorescent light emitting material is contained in at least one light emitting layer, and the entire emission layer has a maximum emission maximum wavelength. 2. The organic electroluminescence according to claim 1, wherein the phosphorescent light-emitting material having a short wave is contained in a larger amount than the other phosphorescent light-emitting materials, and the concentration ratio of the long-wave light-emitting material is higher on the anode side of the light-emitting layer. Luminescence element. 前記燐光発光材料において、主要な2つの発光材料の発光極大を与えるエネルギーが0.2eV以上異なることを特徴とする請求項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 organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3, wherein in the phosphorescent light emitting material, energy giving light emission maximums of two main light emitting materials is different by 0.2 eV or more. 発光色が白色であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the emission color is white. 請求項1〜5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表示装置。 A display device comprising the organic electroluminescence element according to claim 1 as a backlight. 請求項1〜5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 claim 1 as a light source.
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