JP2007258526A - Organic electroluminescence element and display - Google Patents

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寛司 柏木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescence element which has high luminance, high emission efficiency, is excellent in power consumption, and continuous driving life, and can pick up white light, and a white color back light which is excellent in reproductivity in combination with a color filter by using the element. <P>SOLUTION: In the organic electroluminescence element which is constituted of an anode, at least one organic layer, and a cathode on a substrate; at least one layer of the organic layers comprises electron acceptor. The volume concentration (%) of the electron acceptor in the organic layer is 0.1 to 30%, and an electron acceptor concentration region whose volume concentration differs at least 3% exists. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び有機エレクトロルミネッセンスディスプレイに関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element and an organic electroluminescence display.

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

有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・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 electroluminescence device has a structure in which a light-emitting layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitons) are generated by injecting electrons and holes into the light-emitting layer and recombining them. The device emits light using the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of about several V to several tens of V, and is self-luminous. Therefore, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.

消費電力の削減要望が高いので、駆動電圧の低下方法が開示されてきている。例えば、有機層を薄膜すれば一定電流を流すための駆動電圧は更に下げることができるが、キャリアの流出が大きくなり、発光効率が低下してしまう。そこで、電極に隣接した電荷輸送層中にドーパントを含有させ、隣接する有機層間の電気特性を最適化することによる高効率化の手段が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。所謂n型またはp型半導体層の設計利用である。更に励起子の封じ込めを向上させるために、エレクトロンドナーやアクセプターを含むキャリア輸送層とキャリア抑制層で発光層を挟む方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。また、ルイス酸をエレクトロンアクセプターとして利用するp型半導体層に特化した方法も開示されている(例えば、特許文献3参照。)。   Since there is a high demand for reduction in power consumption, methods for reducing drive voltage have been disclosed. For example, if the organic layer is made thin, the driving voltage for allowing a constant current to flow can be further lowered, but the outflow of carriers increases and the light emission efficiency decreases. In view of this, there has been disclosed means for improving efficiency by incorporating a dopant into the charge transport layer adjacent to the electrode and optimizing the electrical characteristics between the adjacent organic layers (see, for example, Patent Document 1). This is the design utilization of a so-called n-type or p-type semiconductor layer. Furthermore, in order to improve the confinement of excitons, a method is disclosed in which a light emitting layer is sandwiched between a carrier transport layer containing an electron donor or an acceptor and a carrier suppression layer (see, for example, Patent Document 2). In addition, a method specialized for p-type semiconductor layers using a Lewis acid as an electron acceptor is also disclosed (for example, see Patent Document 3).

しかしながら、有機エレクトロルミネッセンスパネルに対する市場の期待は高く、消費電力の大幅な改善が望まれている。即ち、低駆動電圧化と共に高い発光効率の改善の要望である。しかしながらn型半導体層に比べ、p型半導体層に関する知見は少なく改善の余地があった。   However, market expectations for organic electroluminescence panels are high, and a significant improvement in power consumption is desired. That is, there is a demand for improvement in high luminous efficiency as the drive voltage is lowered. However, as compared with the n-type semiconductor layer, there is little knowledge about the p-type semiconductor layer, and there is room for improvement.

このような状況を鑑み、本発明者等は鋭意検討の結果、p型半導体層中のエレクトロンアクセプターの濃度を局所的に変化させると、駆動電圧の低下と発光効率の向上効果に大きく影響する知見を得たので本発明に到った。前記文献では、エレクトロンアクセプターの濃度は全て一定であり、局所的に変化させる記載は認められず示唆もされていない。
特開平4−297076号公報 特開2000−196140号公報 特開2001−244079号公報
In view of such a situation, as a result of intensive studies, the present inventors have a great influence on a reduction in driving voltage and an improvement in luminous efficiency when the concentration of the electron acceptor in the p-type semiconductor layer is locally changed. Since the knowledge was obtained, the present invention was reached. In the above document, the concentration of the electron acceptor is all constant, and there is no description or suggestion that it is locally changed.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-297076 JP 2000-196140 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244079

本発明の目的は、高輝度で発光効率が高く、消費電力、連続駆動寿命に優れた白色光を取り出せる有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用い、カラーフィルターとの組合せにおいて色再現性に優れた白色バックライトを提供することである。   An object of the present invention is an organic electroluminescence device capable of extracting white light with high luminance, high luminous efficiency, excellent power consumption and continuous driving life, and excellent color reproducibility in combination with a color filter using the device. To provide a white backlight.

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following configurations.

1.基板上に陽極、少なくとも1層の有機層及び陰極から構成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層がエレクトロンアクセプターを含有し、該エレクトロンアクセプターの有機層中における体積濃度(%)が0.1〜30%であり、3%以上異なるエレクトロンアクセプター濃度領域が存在することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   1. In an organic electroluminescent device comprising an anode, at least one organic layer and a cathode on a substrate, at least one of the organic layers contains an electron acceptor, and the volume concentration of the electron acceptor in the organic layer ( %) Is 0.1 to 30%, and there are electron acceptor concentration regions different by 3% or more, and the organic electroluminescence device.

2.前記エレクトロンアクセプターが含有される体積濃度(%)の最大濃度と最低濃度の差が1〜30%である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. 2. The organic electroluminescence device according to 1 above, wherein the difference between the maximum concentration and the minimum concentration of the volume concentration (%) containing the electron acceptor is 1 to 30%.

3.前記エレクトロンアクセプターの最大濃度または最低濃度を含有する領域の各膜厚が該エレクトロンアクセプターを含有する有機層の膜厚に対して1/100〜1/2であることを特徴とする前記1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. Each of the film thicknesses of the region containing the maximum concentration or the minimum concentration of the electron acceptor is 1/100 to 1/2 of the film thickness of the organic layer containing the electron acceptor. Or the organic electroluminescent element of 2.

4.前記エレクトロンアクセプターを含有する有機層における陰極側で隣接する層界面との距離が該エレクトロンアクセプターを含有する有機層の膜厚に対して1/3以内の領域において、エレクトロンアクセプターが含有される体積濃度(%)が1%以下であ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). The electron acceptor is contained in a region where the distance between the organic layer containing the electron acceptor and the adjacent layer interface on the cathode side is within 1/3 of the film thickness of the organic layer containing the electron acceptor. 4. The organic electroluminescence device as described in any one of 1 to 3 above, wherein the volume concentration (%) is 1% or less.

5.前記3%以上異なるエレクトロンアクセプター濃度領域が少なくとも3領域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 device according to any one of 1 to 4, wherein there are at least three electron acceptor concentration regions different by 3% or more.

6.前記エレクトロンアクセプターを含有する有機層が陽極と接することを特徴とする前記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。   6). 6. The organic electroluminescent element according to any one of 1 to 5, wherein the organic layer containing the electron acceptor is in contact with the anode.

7.前記有機層として少なくとも1種の発光ドーパント(燐光性化合物)を含有する発光層を有することを特徴とする前記1〜6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。   7). 7. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 6, wherein the organic layer has a light emitting layer containing at least one light emitting dopant (phosphorescent compound).

8.前記有機層として燐光性化合物を含有する発光層と蛍光性化合物を含有する発光層とを有することを特徴とする前記1〜6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。   8). 7. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 6, wherein the organic layer has a light emitting layer containing a phosphorescent compound and a light emitting layer containing a fluorescent compound.

9.前記蛍光性化合物を含有する発光層が青色発光であることを特徴とする前記8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   9. 9. The organic electroluminescence device as described in 8 above, wherein the light emitting layer containing the fluorescent compound emits blue light.

10.白色発光であることを特徴とする前記1〜9のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   10. 10. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 9 above, which emits white light.

11.前記10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子から取り出される白色光から、青色フィルタ、緑色フィルタ、赤色フィルタを介して青色光、緑色光、赤色光を得ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。   11. 11. An organic electroluminescence display, wherein blue light, green light, and red light are obtained from white light extracted from the organic electroluminescence element described in 10 above through a blue filter, a green filter, and a red filter.

本発明によって、高輝度で発光効率が高く、消費電力、連続駆動寿命に優れた白色光を取り出せる有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該素子を用い、カラーフィルターとの組合せにおいて色再現性に優れた白色バックライトを提供することができた。   According to the present invention, an organic electroluminescence device capable of extracting white light with high brightness, high luminous efficiency, power consumption, and continuous driving life, and a white background excellent in color reproducibility in combination with a color filter using the device. Could provide light.

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.

《有機エレクトロルミネッセンス素子》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子とは、基板、電極、有機層から構成され、有機層は少なくとも発光層と本発明に係るエレクトロンアクセプター(単に、アクセプターとも言う)を含有する有機層からなる。
《Organic electroluminescence device》
The organic electroluminescence element of the present invention will be described. The organic electroluminescence device of the present invention is composed of a substrate, an electrode, and an organic layer, and the organic layer is composed of an organic layer containing at least a light emitting layer and an electron acceptor according to the present invention (also simply referred to as an acceptor).

《有機エレクトロルミネッセンス素子の発光、正面輝度、色度》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子や該素子に係る化合物の発光色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子における白色とは、2℃視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、CIE1931 表色系の色度がx=0.33±0.07、y=0.33±0.07の領域内にあることが特徴である。
《Light emission, front luminance, chromaticity of organic electroluminescence device》
The emission color of the organic electroluminescence device of the present invention and the compound related to the device is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (Edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with the total CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates. The white color in the organic electroluminescence device of the present invention means that the chromaticity of the CIE1931 color system is x = 0.33 ± 0.07, y = 0.33 when the 2 ° C. viewing angle front luminance is measured by the above method. It is characterized by being in the range of ± 0.07.

《層構成》
白色の光を取り出すために、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層である発光層は、発光極大波長が各々430〜480nm、510〜550nm、600〜640nmの範囲にある発光スペクトルの異なる少なくとも2層以上の層を含み、好ましくは3層以上である。
"Layer structure"
In order to extract white light, the light emitting layer which is a constituent layer of the organic electroluminescence device of the present invention has at least two emission spectra having emission maximum wavelengths in the range of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, and 600 to 640 nm, respectively. It includes at least three layers, preferably three or more layers.

本発明における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 in this invention is shown below, this invention is not limited to these.

(i)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(iii)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層ユニット/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
ここで、発光層ユニットとは、発光極大波長が各々430〜480nm、510〜550nm、600〜640nmの範囲にある少なくとも2層の発光層を有するものを発光層ユニットとする。また、該ユニットは各発光層間に非発光性の中間層を有していることが好ましい。
(I) Anode / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer unit / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer unit / hole blocking layer / Electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (iii) anode / anode buffer layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer unit / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (iv) anode / anode buffer layer / Hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer unit / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Here, the light emitting layer unit has a light emission maximum wavelength of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, respectively. A light emitting layer unit has at least two light emitting layers in the range of 600 to 640 nm. The unit preferably has a non-light emitting intermediate layer between the light emitting layers.

《エレクトロンアクセプター》
本発明に係るエレクトロンアクセプターとは、電子受容性化合物を指す。単体ではなく、ドーパントとしてホストと混合することにより有機層を形成する。エレクトロンアクセプターにより酸化されたホストがカチオンラジカル状態で存在することで、陽極側の層界面付近における正孔障壁が軽減され、正孔の供給密度が高まり、低電圧化効果が認められる。所謂、p型半導体層を形成する。エレクトロンアクセプターを含有する層は発光層でも構わない。この場合のドーパントは、本発明に係るキャリアアクセプターと発光源を含有することとなる。発光源は蛍光でも燐光でも構わない。本発明に係るアクセプターは、好ましくは正孔輸送層に含有される。
《Electron Acceptor》
The electron acceptor according to the present invention refers to an electron accepting compound. The organic layer is formed by mixing with a host as a dopant instead of a single substance. Since the host oxidized by the electron acceptor exists in a cation radical state, the hole barrier near the layer interface on the anode side is reduced, the hole supply density is increased, and the effect of lowering the voltage is recognized. A so-called p-type semiconductor layer is formed. The layer containing the electron acceptor may be a light emitting layer. The dopant in this case contains the carrier acceptor according to the present invention and a light emitting source. The emission source may be fluorescence or phosphorescence. The acceptor according to the present invention is preferably contained in the hole transport layer.

《正孔輸送層》
本発明に使用される正孔輸送層は、所謂p型半導体層である。低駆動電圧化に効果が認められ、キャリアアクセプターのドープにより正孔密度を高めたり、浅いHOMO準位を形成し、ホッピングによる正孔移動度を高めているためと解釈されている。従来、ドープされる不純物の濃度については、正孔輸送層中において一律な濃度の検討のみなされてきた。
《Hole transport layer》
The hole transport layer used in the present invention is a so-called p-type semiconductor layer. The effect of lowering the driving voltage is recognized, and it is interpreted that the hole mobility is increased by doping with the carrier acceptor, the shallow HOMO level is formed, and the hole mobility by hopping is increased. Conventionally, as for the concentration of doped impurities, only a uniform concentration in the hole transport layer has been studied.

本発明者が詳細に不純物の濃度依存性を検討した結果、本発明に至った。即ち、不純物の濃度が一律ではなく、局所的に変化させると従来の低駆動電圧化に加えて、驚くべきことに発光効率の向上効果が認められた。特に、平均アクセプター濃度よりも局所的に高濃度領域を設けた場合に顕著な効果が認められた。僅かではあるが、駆動電圧の上昇傾向が認められたが、電力効率としては有利である。理由は定かではないが、アクセプター濃度が局所的に高くなると固定電子数が増え、電子障壁が高くなるために発光層内における電子や励起子の封じ込めがなされているのかしれない。本発明に係る正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。   As a result of the inventor's detailed examination of the impurity concentration dependency, the present invention has been achieved. In other words, when the impurity concentration is not uniform and is locally changed, in addition to the conventional low driving voltage, surprisingly, an effect of improving the light emission efficiency was recognized. In particular, a remarkable effect was observed when a high concentration region was provided locally than the average acceptor concentration. Although a slight tendency to increase the driving voltage was observed, it is advantageous in terms of power efficiency. The reason is not clear, but if the acceptor concentration is locally increased, the number of fixed electrons increases and the electron barrier becomes higher, so that electrons or excitons are confined in the light emitting layer. The hole transport layer according to the present invention can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては既知のものを使用できる。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。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。   Known materials can be used as the hole transport material. 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. 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。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等の無機化合物も使用することができる。   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) etc. Further, 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. Inorganic compounds such as SiC can also be used.

本発明に係るキャリアアクセプター材料としては、既知の材料を使用できる。例えば、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、特開2004−281371号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。また、特開2006−41020号公報における一般式(1)〜(7)も好ましく用いられる。   A known material can be used as the carrier acceptor material according to the present invention. For example, Jpn. Huang et. al. Authors (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139), JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, JP-A-2004-281371, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like. Moreover, general formula (1)-(7) in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-41020 is also used preferably.

上記正孔輸送材料やキャリアアクセプターは、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。   The hole transport material and the carrier acceptor can be formed by, for example, forming a thin film 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.

アクセプターの好ましい濃度条件材料の種類により特定できないが、本発明に係るアクセプター含有平均体積濃度は0.1〜30%であり、少なくとも該平均濃度よりも3%以上濃度が異なる領域が存在する。0%は本発明の主旨から外れ、100%では絶縁体に近くなるためか本発明の効果が得られない。最高濃度と最低濃度の差は1〜30%であるが、好ましくは1〜20%。更に好ましくは1〜10%である。最高濃度領域の膜厚比は1〜50%であり、更に好ましくは2%から45%である。膜厚としては通常は1nm〜1μm程度、好ましくは5〜200nmである。本発明に係る正孔輸送層と陰極側に隣接する有機層界面から5nm以内では、キャリアアクセプターの濃度は導電性を損なわない範囲で低いほど、連続駆動寿命の観点から好ましい。   Although it cannot be specified depending on the type of the acceptor preferable concentration condition material of the acceptor, the acceptor-containing average volume concentration according to the present invention is 0.1 to 30%, and there is a region where the concentration differs by at least 3% from the average concentration. 0% is out of the gist of the present invention, and 100% is close to an insulator, so the effect of the present invention cannot be obtained. The difference between the highest concentration and the lowest concentration is 1-30%, preferably 1-20%. More preferably, it is 1 to 10%. The film thickness ratio in the highest density region is 1 to 50%, more preferably 2% to 45%. The film thickness is usually about 1 nm to 1 μm, preferably 5 to 200 nm. Within 5 nm from the interface between the hole transport layer according to the present invention and the organic layer adjacent to the cathode side, the carrier acceptor concentration is preferably as low as possible within the range not impairing conductivity, from the viewpoint of continuous drive life.

本発明はアクセプター体積濃度3%以上異なる領域が3以上あると発光効率が更に向上する場合があるが、材料によって異なるが5以下である場合が多い。   In the present invention, if there are 3 or more regions where the acceptor volume concentration is 3% or more, the luminous efficiency may be further improved, but it is often 5 or less depending on the material.

《電子輸送層》
電子輸送層は単層または複数層設けることができる。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。
《Electron transport layer》
The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers. 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 oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。   In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum. Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material.

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-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and the hole transport layer. Can also be used as an electron transporting 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1nm〜1μm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, about 1 nm-1 micrometer, 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、本発明では不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開平10−270172号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)などに記載されたものが挙げられる。また、特開2006−41020号公報における一般式(8)〜(10)も好ましく用いられる。本発明においては、このようなn性の高い電子輸送層を本発明のp性半導体層と併用することにより、低消費電力の素子を作製することが可能となる。   In the present invention, an n-type electron transport layer doped with impurities is used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like. Moreover, general formula (8)-(10) in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-41020 is also preferably used. In the present invention, an element having low power consumption can be manufactured by using such an electron transport layer having a high n property together with the p property semiconductor layer of the present invention.

《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。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。
<< 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. 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、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。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 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. The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.

また、本発明においては複数の発光色の異なる発光層を有するが、このような場合にはその発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の50質量%以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが0.2eV以上大きいことが好ましい。   Further, in the present invention, a plurality of light emitting layers having different emission colors are provided. In such a case, it is preferable that the light emitting layer whose emission maximum wavelength is the shortest is the closest to the anode among all the light emitting layers. In such a case, it is preferable to additionally provide a hole blocking layer between the shortest wave layer and the light emitting layer next to the anode next to the layer. Further, it is preferable that 50% by mass or more of the compound contained in the hole blocking layer provided at the position has an ionization potential of 0.2 eV or more larger than the host compound of the shortest wave emitting layer.

イオン化ポテンシャルは化合物のHOMO(最高被占分子軌道)レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。   The ionization potential is defined by the energy required to emit an electron at the HOMO (highest occupied molecular orbital) level of the compound to the vacuum level, and can be obtained by the following method, for example.

(1)米国Gaussian社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるGaussian98(Gaussian98、Revision A.11.4,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,Pittsburgh PA,2002.)を用い、キーワードとしてB3LYP/6−31G*を用いて構造最適化を行うことにより算出した値(eV単位換算値)の小数点第2位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。 (1) Using Gaussian 98 (Gaussian 98, Revision A.11.4, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2002.), a molecular orbital calculation software manufactured by Gaussian, USA The ionization potential can be obtained as a value obtained by rounding off the second decimal place of a value (eV unit converted value) calculated by performing structural optimization using B3LYP / 6-31G * . This calculation value is effective because the correlation between the calculation value obtained by this method and the experimental value is high.

(2)イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Model AC−1」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。   (2) The ionization potential can also be obtained by a method of directly measuring by photoelectron spectroscopy. For example, a method known as ultraviolet photoelectron spectroscopy can be suitably used by using a low energy electron spectrometer “Model AC-1” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.

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.

《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。本発明に係る発光層は、発光極大波長が430〜480nmの範囲にある青発光層、510〜550nmの範囲にある緑発光層、600〜640nmの範囲にある赤発光層の少なくとも3色の発光層を有していることが好ましいが、2色構成でも構わない。例えば、前記3区分の中から2色を選択しても、色再現性は3色構成よりも劣るが白色が得られるからである。
<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. The light emitting layer according to the present invention emits light of at least three colors: a blue light emitting layer having an emission maximum wavelength in the range of 430 to 480 nm, a green light emitting layer in the range of 510 to 550 nm, and a red light emitting layer in the range of 600 to 640 nm. It is preferable to have a layer, but a two-color configuration is also acceptable. For example, even if two colors are selected from the three categories, the color reproducibility is inferior to that of the three-color configuration, but white is obtained.

また、発光層の数が4層より多い場合には、同一区分内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。発光層の積層順としては特に制限はない。各発光層間に非発光性の中間層を有していることが好ましい。   In addition, when the number of light emitting layers is more than four, there may be a plurality of layers having an emission spectrum or emission maximum wavelength in the same section. There is no restriction | limiting in particular as a lamination order of a light emitting layer. It is preferable to have a non-light emitting intermediate layer between each light emitting layer.

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2〜30nmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは5〜25nmの範囲である。   The total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it is 2 from the viewpoints of film uniformity, prevention of unnecessary application of high voltage during light emission, and improvement in stability of emitted color with respect to driving current. It is preferable to adjust to the range of -30 nm, More preferably, it is the range of 5-25 nm.

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。各々の発光層の膜厚としては、前述の範囲であれば任意で構わない。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が、白色光を得るためには再結合確率が低い発光層の膜厚が最も厚くなる。また、前記の極大波長を維持する範囲において、各発光層には複数の発光性化合物を混合してもよい。例えば、青発光層に極大波長430〜480nmの青発光性化合物と、極大波長510〜550nmの緑発光性化合物を混合して用いてもよい。   For the production of the light-emitting layer, a light-emitting dopant or a host compound, which will be described later, is formed and formed by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink-jet method. it can. The thickness of each light emitting layer may be arbitrary as long as it is in the above-described range. There is no particular limitation on the relationship between the thicknesses of the blue, green, and red light emitting layers, but the thickness of the light emitting layer having the lowest recombination probability is the largest in order to obtain white light. Moreover, in the range which maintains the said maximum wavelength, you may mix a several luminescent compound in each light emitting layer. For example, a blue light-emitting compound having a maximum wavelength of 430 to 480 nm and a green light-emitting compound having a maximum wavelength of 510 to 550 nm may be mixed and used in the blue light-emitting layer.

次に、発光層に含まれるホスト化合物、発光ドーパント(発光ドーパント化合物ともいう)について説明する。   Next, a host compound and a light emitting dopant (also referred to as a light emitting dopant compound) included in the light emitting layer will be described.

(ホスト化合物)
本発明の有機EL素子の発光層に含まれるホスト化合物とは、室温(25℃)における燐光発光の燐光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくは燐光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。また、後述する発光ドーパントとして用いられる燐光性化合物等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。燐光性化合物の種類、ドープ量を調整することが可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。
(Host compound)
The host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1. Preferably the phosphorescence quantum yield is less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer. 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 efficiency of the organic EL element can be increased. Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of phosphorescent compounds etc. which are used as the light emission dopant mentioned later, Thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained. It is possible to adjust the kind of phosphorescent compound and the amount of doping, and it can be applied to illumination and backlight.

本発明に係るホスト化合物としては、下記一般式(1)で表される化合物が好ましく用いられる化合物の一例として挙げられる。また、前記化合物は発光層の隣接層(例えば、正孔阻止層等)にも好ましく用いられる。   As a host compound concerning this invention, the compound represented by following General formula (1) is mentioned as an example of the compound used preferably. Moreover, the said compound is preferably used also for the adjacent layer (for example, hole-blocking layer etc.) of a light emitting layer.

Figure 2007258526
Figure 2007258526

式中、Z1は置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Z2は各々置換基を有していてもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を表し、Z3は2価の連結基または単なる結合手を表す。R101は水素原子または置換基を表す。 In the formula, Z 1 represents an aromatic heterocyclic ring which may have a substituent, Z 2 represents an aromatic heterocyclic ring or an aromatic hydrocarbon ring which may have a substituent, and Z 3 Represents a divalent linking group or a simple bond. R 101 represents a hydrogen atom or a substituent.

前記一般式(1)において、Z1、Z2で表される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子が更に窒素原子で置換されている環等が挙げられる。更に、前記芳香族複素環は後述するR101で表される置換基を有してもよい。 In the general formula (1), examples of the aromatic heterocycle represented by Z 1 and Z 2 include a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a benzimidazole ring, Diazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, carboline ring And a ring in which the carbon atom of the hydrocarbon ring is further substituted with a nitrogen atom. Furthermore, the aromatic heterocyclic ring may have a substituent represented by R 101 described later.

2で表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。更に、前記芳香族炭化水素環は後述するR101で表される置換基を有してもよい。 Examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Z 2 include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene A ring etc. are mentioned. Furthermore, the aromatic hydrocarbon ring may have a substituent represented by R 101 described later.

101で表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、アリール基、芳香族複素環基である。 Examples of the substituent represented by R 101 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group). , Pentadecyl group etc.), cycloalkyl group (eg cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg vinyl group, allyl group etc.), alkynyl group (eg ethynyl group, propargyl group etc.), aryl group (eg , Phenyl group, naphthyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, Phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imi Dazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (for example, Cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dosylthio group) Etc.), a cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), an arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), an alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyl) Oxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methyl) Aminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc. ), Acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octyl group) Rucarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group) Group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2 -Ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), Rubamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group) , Phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido) Group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfuric group) Nyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group) Cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (eg, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (eg, amino group, ethylamino group, Dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen Atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, Examples thereof include a hydroxy group, a mercapto group, and a silyl group (for example, a trimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, a phenyldiethylsilyl group). These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring. Preferred substituents are an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated hydrocarbon group, an aryl group, and an aromatic heterocyclic group.

2価の連結基としては、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンなどの炭化水素基のほか、ヘテロ原子を含むものであってもよく、またチオフェン−2,5−ジイル基や、ピラジン−2,3−ジイル基のような芳香族複素環を有する化合物(ヘテロ芳香族化合物ともいう)に由来する2価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄などのカルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジイル基やジアリールゲルマンジイル基のような、ヘテロ原子を会して連結する基でもよい。単なる結合手とは連結する置換基同士を直接結合する結合手である。   The divalent linking group may be a hydrocarbon group such as alkylene, alkenylene, alkynylene, and arylene, and may contain a heteroatom, and may be a thiophene-2,5-diyl group or pyrazine-2,3. -It may be a divalent linking group derived from a compound having an aromatic heterocycle such as a diyl group (also referred to as a heteroaromatic compound), or may be a chalcogen atom such as oxygen or sulfur. Further, it may be a group such as an alkylimino group, a dialkylsilanediyl group, or a diarylgermandiyl group that connects and connects heteroatoms. A mere bond is a bond that directly connects the linking substituents together.

本発明においては、前記一般式(1)のZ1が6員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。更に、一層長寿命化させることができる。また、本発明においては、前記一般式(1)のZ2が6員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることができる。更に、より一層長寿命化させることができる。更に、前記一般式(1)のZ1とZ2を共に6員環とすることで、より一層発光効率と高くすることができるので好ましい。更に、より一層長寿命化させることができるので好ましい。以下、本発明に係る一般式(1)で表さ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。 In the present invention, Z 1 in the general formula (1) is preferably a 6-membered ring. Thereby, luminous efficiency can be made higher. Furthermore, the lifetime can be further increased. In the present invention, it is preferable that the Z 2 in the general formula (1) is a 6-membered ring. Thereby, luminous efficiency can be made higher. Furthermore, the lifetime can be further increased. Furthermore, it is preferable that Z 1 and Z 2 in the general formula (1) are both 6-membered rings because the luminous efficiency can be further increased. Furthermore, it is preferable because the lifetime can be further increased. Hereinafter, although the specific example of a compound represented by General formula (1) based on this invention is shown, this invention is not limited to these.

Figure 2007258526
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Figure 2007258526
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また、本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもいい。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。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。
The light emitting host used in the present invention may be a conventionally known low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, and a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (deposition polymerization property). (Light emitting host). 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. 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.

本発明においては、発光極大波長が430〜480nmの範囲にある発光層、510〜550nmの範囲にある発光層、600〜640nmの範囲にある発光層の少なくとも3層の発光層を有するが、前記3層の少なくとも2層のホスト化合物の50質量%以上が、燐光発光エネルギーが各々2.9eV以上であり、且つTg(ガラス転移点)が各々90℃以上の化合物が好ましく、更に好ましくは100℃以上の化合物である。中でも、有機EL素子保存性向上(耐久性向上ともいう)、発光層界面での化合物の分布のむらを低減させる観点から、特に好ましくは前記化合物の分子構造が同一であることが好ましい。ここで、ホスト化合物の物理化学的特性が同一または分子構造が同一であることが好ましい理由については、後述する非発光性の中間層のところで詳細に説明する。   In the present invention, it has at least three light emitting layers of a light emitting layer having a light emission maximum wavelength in the range of 430 to 480 nm, a light emitting layer in the range of 510 to 550 nm, and a light emitting layer in the range of 600 to 640 nm. 50% by mass or more of the host compound of at least two layers of the three layers is preferably a compound having a phosphorescence emission energy of 2.9 eV or more and a Tg (glass transition point) of 90 ° C. or more, more preferably 100 ° C. These compounds. Among these, from the viewpoint of improving the storage stability of organic EL elements (also referred to as durability improvement) and reducing the uneven distribution of the compound at the light emitting layer interface, the molecular structure of the compound is particularly preferably the same. Here, the reason why it is preferable that the host compounds have the same physicochemical characteristics or the same molecular structure will be described in detail in the non-light emitting intermediate layer described later.

(Tg(ガラス転移点))
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する各層の有機化合物は、100℃以上のTgを有する材料を、各々の層の少なくとも80質量%以上含有することを特徴とする。
(Tg (glass transition point))
The organic compound of each layer constituting the organic electroluminescent element of the present invention is characterized by containing at least 80% by mass or more of each layer of a material having a Tg of 100 ° C. or higher.

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。上記のような同一の物理的特性を有するホスト化合物を用いること、更に好ましくは同一の分子構造を有するホスト化合物を用いることにより、有機EL素子の有機化合物層(有機層ともいう)全体に渡って均質な膜性状が得られ、更にまたホスト化合物の燐光発光エネルギーを2.9eV以上になるように調整することが、ドーパントからのエネルギー移動を効率的に抑制し、高輝度を得ることができる。   Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry). By using a host compound having the same physical characteristics as described above, more preferably by using a host compound having the same molecular structure, the entire organic compound layer (also referred to as an organic layer) of the organic EL element is used. Homogeneous film properties can be obtained, and furthermore, adjusting the phosphorescence emission energy of the host compound to be 2.9 eV or more can effectively suppress energy transfer from the dopant and obtain high luminance.

(燐光発光エネルギー)
本発明に係る燐光発光エネルギーについて説明する。本発明に係る燐光発光エネルギーとは、ホスト化合物を支持基盤(単に基板でもよい)上に100nmの蒸着膜のフォトルミネッセンスを測定した時、得られる燐光発光の0−0バンドのピークエネルギーを言う。
(Phosphorescent energy)
The phosphorescent energy according to the present invention will be described. The phosphorescence emission energy according to the present invention refers to the peak energy of the 0-0 band of phosphorescence emission obtained when measuring the photoluminescence of a deposited film of 100 nm on a support substrate (which may be simply a substrate).

まず、燐光スペクトルの測定方法について説明する。測定する発光ホスト化合物を、よく脱酸素されたエタノール/メタノール=4/1(体積/体積)の混合溶媒に溶かし、燐光測定用セルに入れた後、液体窒素温度77°Kで励起光を照射し、励起光照射後100msでの発光スペクトルを測定する。燐光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、100ms後に残存する光はほぼ燐光であると考えることができる。   First, a method for measuring a phosphorescence spectrum will be described. The luminescent host compound to be measured is dissolved in a well-deoxygenated mixed solvent of ethanol / methanol = 4/1 (volume / volume), put into a phosphorescence measurement cell, and then irradiated with excitation light at a liquid nitrogen temperature of 77 ° K. The emission spectrum at 100 ms after the excitation light irradiation is measured. Since phosphorescence has a longer emission lifetime than fluorescence, it can be considered that light remaining after 100 ms is almost phosphorescent.

なお、燐光寿命が100msより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短く設定すると燐光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。また、上記溶剤系で溶解できない化合物については、その化合物を溶解しうる任意の溶剤を使用してもよい(実質上、上記測定法では燐光波長の溶媒効果はごくわずかなので問題ない)。   For compounds with a phosphorescence lifetime shorter than 100 ms, measurement may be performed with a short delay time. However, if the delay time is set so short that it cannot be distinguished from fluorescence, phosphorescence and fluorescence cannot be separated, which causes a problem. Therefore, it is necessary to select a delay time that can be separated. For the compound that cannot be dissolved in the solvent system, any solvent that can dissolve the compound may be used (substantially, the above-described measuring method has no problem because the solvent effect of phosphorescence wavelength is very small).

次に0−0バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られた燐光スペクトルチャートのなかで最も短波長側に現れる発光極大波長をもって0−0バンドと定義する。燐光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には励起光照射中の発光スペクトル(便宜上これを定常光スペクトルと言う)を拡大し、励起光照射後100ms後の発光スペクトル(便宜上これを燐光スペクトルと言う)と重ね合わせ、燐光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分から燐光スペクトルのピーク波長を読みとることで決定することができる。また、燐光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Savitzky&Golayの平滑化法等を適用することができる。   Next, the 0-0 band is obtained. In the present invention, the emission maximum wavelength that appears on the shortest wavelength side in the phosphorescence spectrum chart obtained by the above measurement method is defined as the 0-0 band. Since the phosphorescence spectrum usually has a low intensity, when it is enlarged, it may be difficult to distinguish between noise and peak. In such a case, the emission spectrum during excitation light irradiation (for convenience, this is referred to as a steady light spectrum) is expanded and superimposed on the emission spectrum after 100 ms after excitation light irradiation (for convenience, this is referred to as a phosphorescence spectrum), and phosphorescence is obtained. It can be determined by reading the peak wavelength of the phosphorescence spectrum from the stationary light spectrum portion derived from the spectrum. In addition, by smoothing the phosphorescence spectrum, noise and peak can be separated and peak wavelength can be read. As the smoothing process, a smoothing method of Savitzky & Golay can be applied.

(発光ドーパント)
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光性化合物、燐光性化合物を用いることができるが、より発光効率の高い有機EL素子を得る観点からは、本発明の有機EL素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント(単に、発光材料ということもある)としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に少なくとも1種以上の燐光性化合物を含有する。蛍光性化合物を併用する場合は、青色を選択することが好ましい。
(Luminescent dopant)
The light emitting dopant according to the present invention will be described. As the light-emitting dopant according to the present invention, a fluorescent compound or a phosphorescent compound can be used. From the viewpoint of obtaining an organic EL element with higher luminous efficiency, the light-emitting layer and the light-emitting unit of the organic EL element of the present invention are used. The light-emitting dopant used (sometimes simply referred to as a light-emitting material) contains the above-mentioned host compound and at least one phosphorescent compound. When a fluorescent compound is used in combination, it is preferable to select blue.

(燐光性化合物)
本発明に係る燐光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、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。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、本発明に係る燐光性化合物は、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。
(Phosphorescent compound)
The phosphorescent compound according to the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, the phosphorescent compound emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and the phosphorescence quantum yield is 25 ° C. In this case, the phosphorescence quantum yield is preferably 0.1 or more. The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescent compound according to the present invention can achieve the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.

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

燐光性化合物は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。本発明に係る燐光性化合物としては、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。以下に、燐光性化合物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。   The phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer of the organic EL device. The phosphorescent compound 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. Although the specific example of the compound used as a phosphorescent compound is shown below, this invention is not limited to these. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.

燐光性化合物として用いられる化合物の具体例としては、特開2004−311410号公報段落〔0106〕〜〔0109〕に記載された化合物が挙げられる。本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the compound used as the phosphorescent compound include compounds described in paragraphs [0106] to [0109] of JP-A No. 2004-311410. The present invention is not limited to these.

(蛍光性化合物)
蛍光性化合物の代表例としては、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、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
(Fluorescent compound)
Representative examples of fluorescent compounds include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes. Stilbene dyes, polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and the like.

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、特開2001−181616号公報、特開2002−280179号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−280180号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−299060号公報、特開2001−313178号公報、特開2002−302671号公報、特開2001−345183号公報、特開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、特開2002−50484号公報、特開2002−332292号公報、特開2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、特開2002−338588号公報、特開2002−170684号公報、特開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、特開2002−100476号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−359082号公報、特開2002−175884号公報、特開2002−363552号公報、特開2002−184582号公報、特開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、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2002−235076号公報、特開2002−241751号公報、特開2001−319779号公報、特開2001−319780号公報、特開2002−62824号公報、特開2002−100474号公報、特開2002−203679号公報、特開2002−343572号公報、特開2002−203678号公報等が挙げられる。   In addition, conventionally known dopants can also be used in the present invention. For example, WO 00/70655 pamphlet, JP 2002-280178 A, JP 2001-181616 A, JP 2002-280179 A, JP 2001-181617 A, JP 2002-280180 A, JP 2001-247859 A, JP 2002-299060 A, JP 2001-313178 A, JP 2002-302671 A, JP JP 2001-345183 A, JP 2002-324679 A, WO 02/15645 Pamphlet, JP 2002-332291 A, JP 2002-50484 A, JP 2002-332292 A, JP 2002-2002 A. -83684 Publication, Special Table 2002 JP 40572, JP 2002-117978, JP 2002-338588, JP 2002-170684, JP 2002-352960, WO 01/93642, JP 2002-50483. JP, JP-A No. 2002-1000047, JP-A No. 2002-173684, JP-A No. 2002-359082, JP-A No. 2002-175854, JP-A No. 2002-363552, JP-A No. 2002-184582 JP, 2003-7469, JP 2002-525808, JP 2003-7471, JP 2002-525833, JP 2003-31366, JP 2002-226495, JP JP 2002-234894, JP No. 002-235076, JP 2002-241751, JP 2001-319779, JP 2001-319780, JP 2002-62824, JP 2002-1000047, JP 2002 No. 203679, JP-A No. 2002-343572, JP-A No. 2002-203678, and the like.

《非発光性の中間層》
本発明に係る非発光性の中間層について説明する。本発明に係る非発光性の中間層とは、発光極大波長が各々430〜480nm、510〜550nm、600〜640nmの範囲にある少なくとも3層の発光層を有する、上記の発光層ユニットの各発光層の間に設けられる。
<Non-light emitting intermediate layer>
The non-light emitting intermediate layer according to the present invention will be described. The non-light-emitting intermediate layer according to the present invention means each light emission of the light-emitting layer unit having at least three light-emitting layers having emission maximum wavelengths in the range of 430 to 480 nm, 510 to 550 nm, and 600 to 640 nm, respectively. Between the layers.

非発光性の中間層の膜厚としては1〜15nm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など相互作用を抑制し、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観点から好ましい。   The film thickness of the non-light emitting intermediate layer is preferably in the range of 1 to 15 nm, and more preferably in the range of 3 to 10 nm to suppress interaction such as energy transfer between adjacent light emitting layers, and to the element current. This is preferable from the viewpoint of not applying a large load 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つの発光層のすく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。また、電圧(電流)をかけたときの色ずれが改善されるという効果が得られることも判った。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が、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出来る。   The non-light emitting intermediate layer may contain a compound common to the non-light emitting layers (for example, a host compound). Each of the common host materials (here, the common host material is used) means phosphorescence. In the case where the physicochemical characteristics such as energy and glass transition point are the same or the molecular structure of the host compound is the same, etc.), the injection barrier between the light emitting layer and the non-light emitting layer can be reduced. Thus, even if the voltage (current) is changed, the effect of easily maintaining the injection balance of holes and electrons can be obtained. It has also been found that the effect of improving the color shift when a voltage (current) is applied can be obtained. Furthermore, the use of 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 makes it a major problem in the production of conventional organic EL devices. The complexity of production can also be eliminated.

更に、上記のように共通ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位T1が、燐光性化合物の最低励起三重項エネルギー準位T2よりも高い励起三重項エネルギーを有する材料を用いることで、発光層の三重項励起子を効果的に発光層内に閉じ込めるので高効率な素子を得られることが判った。また、青・緑・赤の3色の有機EL素子においては、各々の発光材料に燐光性化合物を用いる場合、青色の燐光性化合物の励起3重項エネルギーが一番大きくなるが、前記青色の燐光性化合物よりも大きい励起3重項エネルギーを有するホスト材料を発光層と非発光性の中間層とが共通のホスト材料として含んでいてもよい。   Furthermore, as described above, by using a material in which the lowest excited triplet energy level T1 of the common host material is higher than the lowest excited triplet energy level T2 of the phosphorescent compound, It was found that a highly efficient device can be obtained because triplet excitons are effectively confined in the light emitting layer. In addition, in the organic EL element of three colors of blue, green, and red, when a phosphorescent compound is used for each light emitting material, the excited triplet energy of the blue phosphorescent compound is the largest, A host material having an excited triplet energy larger than that of the phosphorescent compound may be included as a common host material in the light-emitting layer and the non-light-emitting intermediate layer.

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為、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。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。   In the organic EL device of the present invention, the host material is preferably a material having a carrier transport capability since it assumes the carrier transport. 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 of hole and electron injection / transport, 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. 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, that is, a hole blocking layer and an electron blocking layer.

以下に、本発明に係るキャリア輸送層、キャリア阻止層について説明する。なお、キャリアとは電子または正孔を指す。一般に正孔輸送層とは正孔輸送する能力を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も含まれる。同様に電子輸送層とは電子輸送する能力を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も含まれる。   Hereinafter, the carrier transport layer and the carrier blocking layer according to the present invention will be described. Note that carriers refer to electrons or holes. In general, the hole transport layer is made of a material having the ability to transport holes, and includes a hole injection layer and an electron blocking layer in a broad sense. Similarly, the electron transport layer is made of a material having the ability to transport electrons, and includes an electron injection layer and a hole blocking layer in a broad sense.

《支持基盤》
本発明の有機EL素子に係る支持基盤(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基盤側から光を取り出す場合には、支持基盤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盤としては、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盤は、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 base》
The support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) according to the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc. There may be. In the case where light is extracted from the support base side, the support base is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support base is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(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 (TAC) and cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Can be mentioned.

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が、0.01g/m2・day・atm以下のバリア性フィルムであることが好ましく、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。 An inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992 is 0.01 g / m 2. It is preferably a barrier film of day / atm or less, and further has an oxygen permeability of 10 −3 g / m 2 / day or less and a water vapor permeability of 10 measured by a method according to JIS K 7126-1992. A high barrier film of −3 g / m 2 / day or less is preferred, and the water vapor permeability and oxygen permeability are more preferably 10 −5 g / m 2 / day or less.

高バリア性フィルムとするために樹脂フィルム表面に形成されるバリア膜を形成する材料としては、水分や酸素など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、窒化珪素など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 a barrier film formed on the surface of the resin film in order to obtain a high barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing intrusion of an element such as moisture or oxygen that causes deterioration of the element. Silicon, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.

《バリア膜の形成方法》
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法など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。不透明な支持基盤としては、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。
<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. Examples of the opaque support base include metal plates / films such as aluminum and stainless steel, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100. In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor.

ここで、本発明に係る支持基盤に用いられる透明なバリア膜の層構成の一例を図8により説明し、更にバリア層の形成に好ましく用いられる大気圧プラズマ放電処理装置の一例を図9を用いて説明する。   Here, an example of the layer structure of the transparent barrier film used for the support base according to the present invention will be described with reference to FIG. 8, and an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus preferably used for forming the barrier layer will be described with reference to FIG. I will explain.

図8はバリア膜(ガスバリアフィルムともいう)の層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。バリア膜201(透明でも不透明でもよい)は、基材202上に密度の異なる層を積層した構成をとる。本発明においては、低密度層203と高密度層205との間に中密度層204を設け、更に高密度層205上にも中密度層204を設け、これらの低密度層、中密度層、高密度層及び中密度層からなる構成を1ユニットとし、図8においては2ユニット分を積層した例を示してある。この時、各密度層内における密度分布は均一とし、隣接する層間での密度変化が階段状となるような構成をとる。なお、図8においては中密度層204を1層として示したが、必要に応じて2層以上の構成を採ってもよい。なお、本発明に係るバリア膜(ガスバリアフィルム)の層構成としては、密度違いの3層(高密度層、中密度層、低密度層)のうち、少なくとも1層が設けられていればよいが、好ましくは密度違いの2層または3層を有することが好ましい。   FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a layer configuration of a barrier film (also referred to as a gas barrier film) and a density profile thereof. The barrier film 201 (which may be transparent or opaque) has a configuration in which layers having different densities are stacked on the base material 202. In the present invention, the medium density layer 204 is provided between the low density layer 203 and the high density layer 205, and the medium density layer 204 is also provided on the high density layer 205. These low density layer, medium density layer, FIG. 8 shows an example in which a unit composed of a high-density layer and a medium-density layer is one unit, and two units are stacked. At this time, the density distribution in each density layer is uniform, and the density change between adjacent layers is stepped. In FIG. 8, the medium density layer 204 is shown as one layer, but a configuration of two or more layers may be adopted as necessary. In addition, as a layer structure of the barrier film (gas barrier film) according to the present invention, at least one layer among the three layers having different densities (a high density layer, a medium density layer, and a low density layer) may be provided. Preferably, it has two or three layers with different densities.

ここで、上記の高密度層、中密度層、低密度層の形成には下記の図9に示すような大気圧プラズマ放電処理装置が一例として用いられる。また、高密度層、中密度層、低密度層の密度の設定値、各層の形成に用いられる材料(例えば、酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミナ等)及び形成条件等の一例は、実施例において具体的に記載する。   Here, an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus as shown in FIG. 9 is used as an example for forming the high density layer, the medium density layer, and the low density layer. Examples of the set values of the density of the high-density layer, medium-density layer, and low-density layer, materials used for forming each layer (for example, silicon oxide, silicon oxynitride, alumina oxide, etc.) and formation conditions are shown in the examples. Will be described in detail.

図9は基材を処理する大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。大気圧プラズマ放電処理装置としては、少なくともプラズマ放電処理装置230、二つの電源を有する電界印加手段240、ガス供給手段250、電極温度調節手段260を有している装置である。図9はロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236(個々の電極も角筒型固定電極236とする)との対向電極間(放電空間)232で、基材Fをプラズマ放電処理して薄膜を形成するものである。図9においては、1対の角筒型固定電極群(第2電極)236とロール回転電極(第1電極)235とで1つの電界を形成し、この1ユニットで、例えば、低密度層の形成を行う。図9においては、この様な構成からなるユニットを計5カ所備えた構成例を示し、それぞれのユニットで供給する原材料の種類、出力電圧等を任意に独立して制御することにより、積層型のバリア膜(透明ガスバリア層ともいう)を連続して形成することができる。   FIG. 9 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus for treating a substrate. The atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus is an apparatus having at least a plasma discharge processing apparatus 230, an electric field applying means 240 having two power supplies, a gas supply means 250, and an electrode temperature adjusting means 260. FIG. 9 shows an interval (discharge space) 232 between the counter electrode between the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 236 (each electrode is also a square tube fixed electrode 236). The base material F is subjected to plasma discharge treatment to form a thin film. In FIG. 9, one electric field is formed by a pair of rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 236 and roll rotating electrode (first electrode) 235, and for example, a low density layer of this unit is formed. Form. FIG. 9 shows a configuration example including a total of five units having such a configuration, and by arbitrarily independently controlling the type of raw material supplied by each unit, the output voltage, and the like, A barrier film (also referred to as a transparent gas barrier layer) can be formed continuously.

ロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236との間の放電空間(対向電極間)232に、ロール回転電極(第1電極)235には第1電源241から周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界を、また角筒型固定電極群(第2電極)236にはそれぞれに対応する各第2電源242から周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界をかけるようになっている。ロール回転電極(第1電極)235と第1電源241との間には、第1フィルタ243が設置されており、第1フィルタ243は第1電源241から第1電極への電流を通過しやすくし、第2電源242からの電流をアースして、第2電源242から第1電源への電流を通過しにくくするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)236と第2電源242との間にはそれぞれ第2フィルタ244が設置されており、第2フィルター244は第2電源242から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源241からの電流をアースして、第1電源241から第2電源への電流を通過しにくくするように設計されている。なお、ロール回転電極235を第2電極、また角筒型固定電極群236を第1電極としてもよい。いずれにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。   In the discharge space (between the counter electrodes) 232 between the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 236, the roll rotating electrode (first electrode) 235 has a first power source. The first high-frequency electric field having the frequency ω1, the electric field intensity V1, and the current I1 from 241 and the frequency ω2, the electric field intensity V2 from the corresponding second power source 242 to the rectangular tube fixed electrode group (second electrode) 236, respectively. A second high-frequency electric field of current I2 is applied. A first filter 243 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 235 and the first power source 241. The first filter 243 easily passes a current from the first power source 241 to the first electrode. In addition, the current from the second power source 242 is grounded so that the current from the second power source 242 to the first power source is difficult to pass. In addition, a second filter 244 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 236 and the second power source 242, and the second filter 244 is connected to the second electrode from the second power source 242. It is designed to facilitate the passage of current, ground the current from the first power supply 241 and make it difficult to pass the current from the first power supply 241 to the second power supply. The roll rotating electrode 235 may be the second electrode, and the square tube fixed electrode group 236 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode.

第1電源は第2電源より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加することが好ましい。また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。また、電流はI1<I2となることが好ましい。第1の高周波電界の電流I1は好ましくは0.3〜20mA/cm2、更に好ましくは1.0〜20mA/cm2である。また、第2の高周波電界の電流I2は好ましくは10〜100mA/cm2、更に好ましくは20〜100mA/cm2である。 The first power source preferably applies a higher high-frequency electric field strength (V1> V2) than the second power source. Further, the frequency has the ability to satisfy ω1 <ω2. The current is preferably I1 <I2. The current I1 of the first high frequency electric field is preferably 0.3 to 20 mA / cm 2 , more preferably 1.0 to 20 mA / cm 2 . The current I2 of the second high frequency electric field is preferably 10 to 100 mA / cm 2 , more preferably 20 to 100 mA / cm 2 .

ガス供給手段250のガス発生装置251で発生させたガスGは、流量を制御して給気口よりプラズマ放電処理容器231内に導入する。基材Fを、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール264を経てニップロール265で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極235に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群236との間に移送し、ロール回転電極(第1電極)235と角筒型固定電極群(第2電極)236との両方から電界をかけ、対向電極間(放電空間)232で放電プラズマを発生させる。基材Fはロール回転電極235に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基材Fは、ニップロール266、ガイドロール267を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。放電処理済みの処理排ガスG’は排気口253より排出する。薄膜形成中、ロール回転電極(第1電極)235及び角筒型固定電極群(第2電極)236を加熱または冷却するために、電極温度調節手段260で温度を調節した媒体を送液ポンプPで配管261を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。なお、268及び269はプラズマ放電処理容器231と外界とを仕切る仕切板である。   The gas G generated by the gas generator 251 of the gas supply means 250 is introduced into the plasma discharge processing container 231 from the air supply port while controlling the flow rate. The base material F is unwound from the original winding (not shown) and is transported, or transported from the previous process, and air or the like accompanying the base material is blocked by the nip roll 265 via the guide roll 264. Then, while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 235, it is transferred between the square tube fixed electrode group 236, the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 236, An electric field is applied from both sides to generate discharge plasma between the counter electrodes (discharge space) 232. The base material F forms a thin film with a gas in a plasma state while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 235. The substrate F passes through the nip roll 266 and the guide roll 267, and is taken up by a winder (not shown) or transferred to the next step. The treated exhaust gas G ′ that has been discharged is discharged from the exhaust port 253. During the thin film formation, in order to heat or cool the roll rotating electrode (first electrode) 235 and the rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 236, the medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 260 is supplied to the liquid feed pump P. Then, the pipe 261 is sent to both electrodes, and the temperature is adjusted from the inside of the electrodes. Reference numerals 268 and 269 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 231 and the outside.

《封止》
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基盤とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。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。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。
<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 base with an adhesive. 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. Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.

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。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。   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. In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned.

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10-5g/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。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。 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 −5 g / m 2 / day or less. The water vapor permeability and oxygen permeability are more preferably 10 −5 g / m 2 / day or less. For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.

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などの湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系など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。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。   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-cyanoacrylate. be able to. Moreover, the 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. 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 like screen printing.

また、有機層を挟み支持基盤と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基盤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、水分や酸素など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、窒化珪素など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好ましい。   In addition, it is also preferable that the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. . 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 the element such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can. Furthermore, 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.

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、コーティング法などを用いることができる。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。   The method for forming these films is not particularly limited. For example, 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 A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used. In the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element, an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil can be injected in the gas phase and the liquid phase. preferable. A vacuum can also be used.

また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。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。   Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside. 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盤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為このような保護膜、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 outside the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, or on the outside of the sealing film. In particular, when sealing is performed by the sealing film, it is preferable to provide such a protective film and a protective plate because the mechanical strength is not necessarily high. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used. It is preferable to use a film.

《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、コーティング方式など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 substances 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 pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.

《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like.

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。   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 light emission luminance is improved, which is convenient.

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.

《光取り出し及び/または集光シート》
特にバックライト用の有機EL素子においては、通常、全方位に光が放射され視野角が変わっても明るさが変わらないような特性が望ましいが、使用形態によっては正面輝度をより高くし、大きな視野角(斜め方向から観察する角度)においては輝度を低下させることが望ましい。そのために、有機EL素子の上に放射角を制御する拡散板、プリズムシート等が組み合わされることが好ましい。
<< Light extraction and / or condensing sheet >>
In particular, in an organic EL element for a backlight, it is usually desirable that the brightness does not change even if light is emitted in all directions and the viewing angle changes. It is desirable to reduce the luminance at the viewing angle (angle observed from an oblique direction). Therefore, it is preferable that a diffusion plate, a prism sheet, and the like for controlling the radiation angle are combined on the organic EL element.

通常、基板(ガラス基板、樹脂基板など)から光を放射するような有機EL素子においては、発光層から放射された光の一部が基板と空気との界面において全反射を起こし、光を損失するという問題が発生する。この問題を解決するために、基板の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、もしくは基板の表面にプリズムシートやレンズシートを貼り付けることにより、全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させる。   Usually, in an organic EL device that emits light from a substrate (glass substrate, resin substrate, etc.), part of the light emitted from the light emitting layer undergoes total reflection at the interface between the substrate and air, causing loss of light. Problem occurs. In order to solve this problem, the prism surface or lens sheet is processed on the surface of the substrate, or the prism sheet or lens sheet is attached to the surface of the substrate, thereby suppressing total reflection and improving the light extraction efficiency. .

以下に、光取り出し及び/または集光シートの好ましい形態を説明するが、本発明では目的効果を損なわない範囲内であれば、これらを用いて光取りだし効率を向上させることができる。   Although the preferable form of a light extraction and / or a condensing sheet is demonstrated below, if it is in the range which does not impair the objective effect in this invention, light extraction efficiency can be improved using these.

(1)ガラス基板の上に拡散板とプリズムシートを置く構成
例えば、ガラス基板/透明導電膜/発光層/電極/封止層からなる有機EL素子において、ガラス基板の発光層とは反対側の基板表面に接するように第1の拡散板を置く。拡散板に接するように第1のレンズシート(例えば、3M製 BEF II)をレンズ面がガラス基板と反対側に向くように配置し、更に第2のレンズシートをレンズのストライプが第1のレンズのストライプと直交し、且つそのレンズ面がガラス基板と反対側に向くように配置する。次に第2のレンズシートに接するように第2の拡散板を配置する。第1ならびに第2のレンズシートの形状としては、PET基材上にアクリル樹脂で頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものである。頂角が丸みを帯びた形状(3M製 RBEF)、ピッチをランダムに変化させた形状(3M製 BEF III)、その他類似の形状であってもよい。
(1) Configuration in which a diffuser plate and a prism sheet are placed on a glass substrate For example, in an organic EL element composed of a glass substrate / transparent conductive film / light emitting layer / electrode / sealing layer, the glass substrate is opposite to the light emitting layer. A first diffusion plate is placed in contact with the substrate surface. A first lens sheet (for example, 3M BEF II) is disposed so as to be in contact with the diffusion plate so that the lens surface faces the opposite side of the glass substrate, and the second lens sheet is formed with a stripe of the first lens. It is arranged so as to be orthogonal to the stripe of the lens and the lens surface thereof facing away from the glass substrate. Next, a second diffusion plate is disposed so as to be in contact with the second lens sheet. As the shape of the first and second lens sheets, a Δ-shaped stripe having an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm is formed of acrylic resin on a PET base material. A shape with a rounded apex (3M RBEF), a shape with a randomly changed pitch (3M BEF III), or other similar shapes may be used.

第1の拡散板としては、約100μmのPET基材上に光を拡散するビーズを混ぜた膜を形成したもので、透過率は約85%でヘイズ値は約75%である。第2の拡散板としては、約100μmのPET基材上に光を拡散するビーズを混ぜた膜を形成したもので、透過率は約90%で、ヘイズ値は約30%である。ガラス基板に接して配置する拡散板は、ガラス基板に光学接着剤を介して接着されていてもよい。また、ガラス基板表面に光を拡散する層を直接塗布する、もしくはガラス基板の表面に光を拡散するための微細な構造が設けられたものであってもよい。以上、ガラス基板で説明したが、基板は樹脂基板であってもよい。   As the first diffusion plate, a film in which beads for diffusing light are mixed is formed on a PET substrate of about 100 μm, and the transmittance is about 85% and the haze value is about 75%. As the second diffusion plate, a film in which beads for diffusing light are mixed is formed on a PET substrate of about 100 μm, and the transmittance is about 90% and the haze value is about 30%. The diffusion plate arranged in contact with the glass substrate may be bonded to the glass substrate via an optical adhesive. Further, a layer for diffusing light may be directly applied to the surface of the glass substrate, or a fine structure for diffusing light may be provided on the surface of the glass substrate. The glass substrate has been described above, but the substrate may be a resin substrate.

(2)基板の表面にマイクロレンズアレイを形成する場合
ガラス基板/透明導電膜/発光層/電極/封止層からなる有機EL素子において、ガラス基板の発光層が設けられた面とは反対側の表面に、マイクロレンズアレイシートを光学接着剤を介して貼り付ける。マイクロレンズアレイシートは、各々50μmの四角垂(ピラミッドの形状)でその頂角が90度のマイクロレンズを、50μmピッチで整列させた形状をしている。
(2) When forming a microlens array on the surface of a substrate In an organic EL element comprising a glass substrate / transparent conductive film / light emitting layer / electrode / sealing layer, the side opposite to the surface on which the light emitting layer of the glass substrate is provided A microlens array sheet is affixed to the surface via an optical adhesive. Each microlens array sheet has a shape in which microlenses each having a square apex of 50 μm (pyramid shape) and an apex angle of 90 degrees are aligned at a pitch of 50 μm.

シートの製造方法としては、マイクロレンズアレイの母型となる金属の金型と、0.5mmのスペーサをはさんで設置されたガラス平板の間にUV硬化樹脂を注入し、ガラス基板からUV露光することで樹脂を硬化させてマイクロレンズアレイシートを得る。ここで、各々のマイクロレンズの形状としては、円錐形状、三角錐形状、凸レンズ形状等を適用可能である。ガラス基板にマイクロレンズアレイシートを貼り付ける構造として説明したが、樹脂基板にマイクロレンズアレイシートを貼り付けるでもよい。また、マイクロレンズアレイシートのマイクロレンズアレイが設けられた面と反対面に、透明電極/発光層/電極/封止層を設けるという構成でもよい。   The sheet is manufactured by injecting UV curable resin between a metal mold that is the mother mold of the microlens array and a glass plate placed between 0.5 mm spacers, and UV exposure from the glass substrate. By doing so, the resin is cured to obtain a microlens array sheet. Here, as the shape of each microlens, a conical shape, a triangular pyramid shape, a convex lens shape, or the like is applicable. Although described as a structure in which the microlens array sheet is attached to the glass substrate, the microlens array sheet may be attached to the resin substrate. Moreover, the structure of providing a transparent electrode / light emitting layer / electrode / sealing layer on the surface opposite to the surface provided with the microlens array of the microlens array sheet may be used.

(3)基板の表面にマイクロレンズアレイシートを下向きに接着する構造
ガラス基板/透明導電膜/発光層/電極/封止層からなる有機EL素子において、ガラス基板の発光層が設けられた面とは反対側の表面にマイクロレンズアレイシートを、マイクロレンズの凹凸面がガラス基板側に向くように光学接着剤を介して貼り付ける。マイクロレンズアレイシートは、各々一辺が50μmの四角垂形状の頂点を平坦にした構造をしたマイクロレンズをピッチ50μmで整列した形状をしている。平坦となった頂点部分がガラス基板の表面に接着される。ここで、各々のマイクロレンズの形状としては、円錐形状、三角錐形状、凸レンズ形状等を適用可能である。ガラス基板にマイクロレンズアレイシートを貼り付ける構造として説明したが、樹脂基板にマイクロレンズアレイシートを貼り付けてもよい。
(3) Structure for adhering the microlens array sheet downward to the surface of the substrate In an organic EL element comprising a glass substrate / transparent conductive film / light emitting layer / electrode / sealing layer, the surface of the glass substrate provided with the light emitting layer; Is affixed with a microlens array sheet on the opposite surface via an optical adhesive so that the concave and convex surface of the microlens faces the glass substrate side. The microlens array sheet has a shape in which microlenses having a structure in which the apexes of a rectangular shape each having a side of 50 μm are flat are arranged at a pitch of 50 μm. The flat top portion is adhered to the surface of the glass substrate. Here, as the shape of each microlens, a conical shape, a triangular pyramid shape, a convex lens shape, or the like is applicable. Although described as a structure in which the microlens array sheet is attached to the glass substrate, the microlens array sheet may be attached to the resin substrate.

光取り出し効率を更に高めるためには、透明電極と透明基板の間に低屈折率層を挿入することが好ましい。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。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、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。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。また、低屈折率媒質の厚みは、光の媒質中の波長よりも長い厚み、好ましくは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。   In order to further increase the light extraction efficiency, it is preferable to insert a low refractive index layer between the transparent electrode and the transparent substrate. 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. 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. The thickness of the low refractive index medium is preferably longer than the wavelength in the light medium, preferably twice or more. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave that has exuded by evanescent enters the substrate.

以下に、本発明に係る低屈折率層の例を説明するが、本発明では目的効果を損なわない範囲内であれば、これらに限定されない。   Examples of the low refractive index layer according to the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to these examples as long as the object effects are not impaired.

(a)中空シリカを分散させる場合
ゾル−ゲル法により中空シリカを分散させた低屈折率層を形成したガラス基板の作製方法を説明する。ガラス基板上に以下の手順で低屈折率層を形成することができる。
(A) Dispersion of hollow silica A method for producing a glass substrate having a low refractive index layer in which hollow silica is dispersed by a sol-gel method will be described. A low refractive index layer can be formed on a glass substrate by the following procedure.

原料化合物として金属アルコキシド(正珪酸四エチルSi(OC254[略してTEOS])、溶媒としてエタノール、触媒として酢酸、それに加水分解に必要な水を加えた調合液に、低屈折率材料(触媒化成工業製、シリカ粒子(屈折率1.35))をイソプロピルアルコールに加えた液を混合させ、数十℃に保って加水分解と重縮合反応を起こさせ、液体のゾルを生成する。作成されたゾルをスピンコートでガラス基板上に塗布して反応させるとゲルとして固化する。これを更に150度の雰囲気中で乾燥させて乾燥ゲルとし、その時の膜厚が0.5μmとなるように、溶液の調合とスピンコートの条件を設定する。その結果、膜厚0.5μm、屈折率1.37の低屈折率層が形成される。 Metal alkoxide (tetraethyl silicate Si (OC 2 H 5 ) 4 [abbreviated TEOS]) as a raw material compound, ethanol as a solvent, acetic acid as a catalyst, and water necessary for hydrolysis are added to a preparation liquid having a low refractive index. A material (catalyst chemical industry, silica particles (refractive index: 1.35)) added to isopropyl alcohol is mixed, and kept at several tens of degrees C to cause hydrolysis and polycondensation reaction to produce a liquid sol. . When the prepared sol is applied on a glass substrate by spin coating and reacted, it is solidified as a gel. This is further dried in an atmosphere of 150 ° C. to obtain a dry gel, and the conditions of the solution preparation and spin coating are set so that the film thickness at that time becomes 0.5 μm. As a result, a low refractive index layer having a thickness of 0.5 μm and a refractive index of 1.37 is formed.

ここで、溶液の塗布方法としてスピンコートと記述したが、ディップコート他、均一な膜厚を得られる手法であればよい。基板としてガラス基板の例を示したが、プロセス温度が150度以下であるので樹脂基板の上に直接塗布することも可能である。また、原料化合物や低屈折率材料として更に低い屈折率を選択し、得られる低屈折率層の屈折率が1.37以下にすることで更なる効果が期待できる。膜厚については0.5μm以上が望ましく、1μm以上であれば更に好ましい。   Here, spin coating is described as the solution coating method, but any method that can obtain a uniform film thickness, such as dip coating, may be used. Although an example of a glass substrate is shown as the substrate, since the process temperature is 150 ° C. or less, it can be directly applied on the resin substrate. Further, further effects can be expected by selecting a lower refractive index as a raw material compound or a low refractive index material and setting the refractive index of the obtained low refractive index layer to 1.37 or less. The film thickness is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1 μm or more.

中空シリカの作製は、例えば、特開2001−167637号公報、特開2001−233611号公報、特開2002−79616号公報等に記載されている。   Production of hollow silica is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-167637, 2001-233611, and 2002-79616.

(b)シリカエアロゲルの場合
透明低屈折率層は、シリコンアルコキシドのゾルゲル反応により形成される湿潤ゲルを超臨界乾燥することによって得られるシリカエアロゲルによって形成される。シリカエアロゲルとは、均一な超微細構造を持った光透過性の多孔質体である。テトラメトキシシランのオリゴマーとメタノールを混合してA液を調製し、また水、アンモニア水、メタノールを混合してB液を調製した。A液とB液を混合して得たアルコキシシラン溶液を、基板2上に塗布する。アルコキシシランをゲル化させた後、水、アンモニア水、メタノールの養生溶液中に浸漬し、室温にて1昼夜養生する。次に、養生を行なった薄膜状のゲル状化合物をヘキサメチルジシラザンのイソプロパノール溶液中に浸漬し、疎水化処理をし、その後、超臨界乾燥を行ってシリカエアロゲルを形成する。
(B) In the case of silica airgel The transparent low refractive index layer is formed of silica airgel obtained by supercritical drying of a wet gel formed by a sol-gel reaction of silicon alkoxide. Silica airgel is a light-transmitting porous body having a uniform ultrafine structure. Liquid A was prepared by mixing tetramethoxysilane oligomer and methanol, and liquid B was prepared by mixing water, aqueous ammonia and methanol. An alkoxysilane solution obtained by mixing the A liquid and the B liquid is applied onto the substrate 2. After the alkoxysilane is gelled, it is immersed in a curing solution of water, aqueous ammonia, and methanol and cured at room temperature for one day. Next, the cured gel-like compound is immersed in an isopropanol solution of hexamethyldisilazane, hydrophobized, and then subjected to supercritical drying to form a silica airgel.

(c)多孔質シリカの場合
低屈折率材料として、撥水性を有するヘキサメチルジシロキサンやヘキサメチルジシラザンを含有した低比誘電率物質の溶液を、基板上に塗布して成膜を行う。ここで用いる低比誘電率物質の溶液には、ヘキサメチルジシロキサンやヘキサメチルジシラザンのような撥水性の物質以外にも、必要に応じてアルコールや酢酸ブチルなどを添加物として加えてもよい。そして、焼成処理などにより、上記低比誘電率物質の溶液中の溶媒や水、酸またはアルカリ触媒や界面活性剤などを蒸発させながら多孔質シリカ材料から成る低屈折率膜を形成する。これを洗浄し、低屈折率膜を得る。
(C) In the case of porous silica As a low refractive index material, a film of a low relative dielectric constant material containing hexamethyldisiloxane or hexamethyldisilazane having water repellency is applied on a substrate to form a film. In addition to the water-repellent material such as hexamethyldisiloxane and hexamethyldisilazane, alcohol or butyl acetate may be added as an additive to the solution of the low dielectric constant material used here, if necessary. . Then, a low refractive index film made of a porous silica material is formed by evaporating the solvent, water, acid, alkali catalyst, surfactant, or the like in the solution of the low relative dielectric constant material by firing treatment or the like. This is washed to obtain a low refractive index film.

この様に基板上に低屈折率膜を形成した後、低屈折率膜上に直接、または、例えば、RFスパッタ法等によりSiO2膜からなる透明絶縁膜で中間層を形成し、その後、中間層の上にDCスパッタ法によりITO膜の成膜を行い、透明電極付き基板とする。 After forming a low refractive index film on the substrate in this way, an intermediate layer is formed on the low refractive index film directly or with a transparent insulating film made of a SiO 2 film by, for example, RF sputtering, and then the intermediate layer is formed. An ITO film is formed on the layer by DC sputtering to form a substrate with a transparent electrode.

また、更に光取り出し効率を高めるためには、例えば、特開平11−283751号公報に記載されたように、全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法を併用するのが好ましい。例えば、ガラス基板上に回折格子を形成する。   In order to further increase the light extraction efficiency, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-283951, a method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is used together. Is preferred. For example, a diffraction grating is formed on a glass substrate.

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。   This method is generated from the light emitting layer by utilizing the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and second-order diffraction. Of the light, light that cannot go out due to total reflection between layers, etc., is diffracted by introducing a diffraction grating in any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode) It tries to take out light.

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

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることによりあらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。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発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は増幅する光の媒質中の波長の約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、ハニカムラチス状など、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。   However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased. 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 light emitting layer where light is generated. At this time, the period of the diffraction grating is preferably about 1/2 to 3 times the wavelength of the light medium to be amplified. The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

例えば、ガラス基板上に回折格子を形成するには、ガラス基板を洗浄後、表面にポジ型のレジストを塗布する。次にレジスト上に基板垂直方向からθ度の角度で対向するように互いにコヒーレントな波長λの2つの平行光を照射する。このとき、レジストにはピッチdの干渉縞が形成される。ここで、d=λ/(2cosθ)となる。波長488nmのアルゴンレーザを用いると、フォトニック結晶のピッチとして300nmを作製するとき、2つの光束ともに基板に垂直な方向から角度35.6度で露光すると、ピッチ300nmの第1の干渉縞が形成される。   For example, in order to form a diffraction grating on a glass substrate, a positive resist is applied to the surface after cleaning the glass substrate. Next, two parallel lights having a wavelength λ that are coherent with each other are irradiated on the resist so as to face each other at an angle of θ degrees from the substrate vertical direction. At this time, interference fringes having a pitch d are formed in the resist. Here, d = λ / (2 cos θ). When an argon laser having a wavelength of 488 nm is used and a 300 nm pitch is formed as a photonic crystal, if both light beams are exposed at an angle of 35.6 degrees from a direction perpendicular to the substrate, a first interference fringe having a pitch of 300 nm is formed. Is done.

次に基板を基板の面内に90度回転させて、第1の干渉縞に直交するように第2の干渉縞を形成する。露光する光束をそのまま維持しておけばピッチ300nmで第2の干渉縞が形成される。レジストには2つの干渉縞が重畳されて露光され、格子状の露光パターンが形成される。露光パワーと現像条件を適切に設定することにより、2つの干渉縞が重なりあって強く露光された部分のみレジストが除去されるように現像する。ガラス基板上には縦横のピッチが各々300nmの格子の重なりあった部分に、ほぼ円形にレジストが除去されたようなパターンが形成される。円の直径は、例えば、220nmとする。   Next, the substrate is rotated 90 degrees in the plane of the substrate to form a second interference fringe so as to be orthogonal to the first interference fringe. If the light beam to be exposed is maintained as it is, second interference fringes are formed at a pitch of 300 nm. Two interference fringes are superimposed on the resist and exposed to form a grid-like exposure pattern. By appropriately setting the exposure power and the development conditions, the development is performed so that the resist is removed only at the portion where the two interference fringes overlap and is strongly exposed. On the glass substrate, a pattern in which the resist is removed in a substantially circular shape is formed in a portion where the lattices having vertical and horizontal pitches of 300 nm overlap each other. The diameter of the circle is, for example, 220 nm.

次にドライエッチングを施すことにより、レンジストが除去された部分に深さ200nmの孔を形成する。その後レジストを除去し、ガラス基板を洗浄する。   Next, dry etching is performed to form a hole having a depth of 200 nm in the portion where the range is removed. Thereafter, the resist is removed and the glass substrate is washed.

以上により、表面に深さ200nm、直径220nmの孔が縦横300nmピッチの正方格子の頂点に並んだガラス基板が形成される。次に、穴の底から測って膜厚300nm程度のITO膜をバイアススパッタリングにより成膜し、バイアススパッタリングの条件を適切にコントロールすることで、表面の凹凸を50nm以下に平坦にすることができる。   As described above, a glass substrate in which holes having a depth of 200 nm and a diameter of 220 nm are arranged on the apexes of a square lattice having a pitch of 300 nm in length and width is formed on the surface. Next, an ITO film having a thickness of about 300 nm as measured from the bottom of the hole is formed by bias sputtering, and the surface unevenness can be flattened to 50 nm or less by appropriately controlling the bias sputtering conditions.

以上のように作製されたITO付きのガラス基板の表面に研磨を施すことで、有機EL用のITO付きガラス基板が形成される。ガラス基板にフォトレジストを塗布してパターニングし、ガラス基板をエッチングする方法のほか、同様の手法でガラス型を形成し、ガラス基板上にUV硬化のレジストをナノインプリントの手法で転写してガラス基板をエッチングする方法も可能である。また、ガラス基板に形成されたパターンをニッケル電鋳などの手法で金型に転写し、その金型をナノインプリントの手法で樹脂に転写したものを基板として用いるこで、樹脂基板でも本発明を実施することが可能である。   By polishing the surface of the glass substrate with ITO produced as described above, a glass substrate with ITO for organic EL is formed. In addition to patterning by applying a photoresist to a glass substrate and etching the glass substrate, a glass mold is formed by a similar method, and a UV-curable resist is transferred onto the glass substrate by a nanoimprinting method. An etching method is also possible. In addition, the pattern formed on the glass substrate is transferred to a mold by a technique such as nickel electroforming, and the mold is transferred to a resin by a nanoimprint technique. Is possible.

上記のような光取り出し及び/または集光シートを用いた有機EL素子においては、正面輝度増幅率が高められている。このようにして取り出された光は、前記の2℃視野角正面輝度を上記方法により測定したときに、CIE1931表色系の色度でx=0.33±0.07、y=0.33±0.07の領域内にある所謂白色光であるように調整される。通常、発光色は420nm以上500nm未満の発光を青色、500nm以上550nm未満の発光を緑色、600nm以上〜650nm未満の発光を赤色に区分する。   In the organic EL element using the light extraction and / or light collecting sheet as described above, the front luminance amplification factor is increased. The light extracted in this way has a chromaticity of CIE 1931 color system of x = 0.33 ± 0.07, y = 0.33 when the 2 ° C. viewing angle front luminance is measured by the above method. The so-called white light in the range of ± 0.07 is adjusted. Usually, the emission color is classified into blue light from 420 nm to less than 500 nm, blue light from 500 nm to less than 550 nm, and red light from 600 nm to less than 650 nm.

従って、発光する材料(実質的にドーパント)によっても異なるが、本発明において、光取り出し及び/または集光シートが無い場合の有機EL素子の正面輝度ピーク値は、該シートがある場合に対して、定性的には青色が最も小さい比率となる。   Therefore, although depending on the material (substantially dopant) that emits light, in the present invention, the front luminance peak value of the organic EL element when there is no light extraction and / or condensing sheet is as compared to the case where the sheet is present. Qualitatively, blue is the smallest ratio.

連続駆動等における寿命においては、一般的に青色が律速になるのでこの様な光取りだし及び/または集光シートを用いた場合、有機EL素子においてより高寿命が可能となる。また、駆動電圧の制約となるのはHOMOとLUMOのエネルギーギャップが最も大きい青色であるため、前記光取り出しを向上させた有機EL素子は、青色の正面輝度が少なくて済む設計となり、駆動電圧を下げることが可能となる。   In the lifetime in continuous driving or the like, generally, the blue color is rate-determined. Therefore, when such a light extraction and / or condensing sheet is used, the organic EL element can have a longer lifetime. In addition, the driving voltage is limited by blue, which has the largest energy gap between HOMO and LUMO. Therefore, the organic EL element with improved light extraction has a design that requires less blue front luminance and reduces the driving voltage. Can be lowered.

即ち、青色発光層の膜厚が薄くでき、且つ駆動電圧が下げられるため、光取り出し及び/または集光シートがない場合に比べ、高寿命が可能となり、この組み合わせによりトータルで白色光を得るようにすることができる。   That is, since the blue light emitting layer can be made thin and the driving voltage can be lowered, the life can be increased compared with the case where there is no light extraction and / or condensing sheet. Can be.

ここにおいて、光取り出し及び/または集光シートによる正面輝度の増幅率は、分光放射輝度計(例えば、CS−1000(コニカミノルタセンシング社製))等を用い、正面からの発光輝度(2℃視野角正面輝度)を、光取出し及び/または集光シートがある状態とない状態で発光面からの法線に分光放射輝度計の光軸が一致するようにして、必要な可視光波長範囲で測定、積算し、比をとればよい。   Here, the amplification factor of the front luminance by the light extraction and / or the condensing sheet is determined by using a spectral radiance meter (for example, CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing)) or the like, and the emission luminance from the front (2 ° C. field of view). Angle frontal brightness) is measured in the required visible light wavelength range with the optical axis of the spectral radiance meter aligned with the normal from the light emitting surface with and without light extraction and / or light collector sheet. Integrate and take the ratio.

《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。まず適当な支持基盤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。
<< 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. First, a desired electrode material, for example, a thin film made of a material for an anode is formed on a suitable support base by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, thereby producing an anode. To do.

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。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。   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. 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.

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10〜10-2Pa、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。 When a vapor deposition method is employed 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 vacuum degree of 10 to 10 −2 Pa, a vapor deposition rate of 0.01 to 50 nm / It is desirable to appropriately select the 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。また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   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 film thickness of 1 μm or less, preferably 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. In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order. When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

《用途》
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、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。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよい。
<Application>
The organic electroluminescence element of the present invention can be used as a display device, a display, or various light 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 especially as a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination. In the organic electroluminescence element of the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like at the time of film formation, if necessary. When patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned.

《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は多色または白色の表示装置に用いられる。多色または白色の表示装置の場合は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。また、作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層ユニット(少なくとも3層の発光層を有し、各発光層間に非発光性の中間層を有していてもよい)、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。
<Display device>
The display device of the present invention will be described. The display device of the present invention is used for a multicolor or white display device. In the case of a multicolor or white display device, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like. When patterning is performed only on the light-emitting layer, the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, and a printing method are preferable. In the case of using a vapor deposition method, patterning using a shadow mask is preferable. Further, the order of preparation is reversed, and the cathode, the electron transport layer, the hole blocking layer, the light emitting layer unit (having at least three light emitting layers and having a non-light emitting intermediate layer between each light emitting layer) It is also possible to produce the hole transport layer and the anode in this order.

このようにして得られた多色または白色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれらに限定されない。   When a DC voltage is applied to the multicolor or white 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. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary. 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, light sources for optical sensors, etc. Although it is mentioned, it is not limited to these.

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。本発明に用いられる白色有機エレクトロルミネッセンス素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよい。発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて、また本発明に係る光取りだし及び/または集光シートと組み合わせて、白色化すればよい。
《Lighting device》
The lighting device of the present invention will be described. The organic EL device of the present invention may be used as a kind of lamp such as an illumination or exposure light source, a projection device that projects an image, or a display device that directly recognizes a still image or a moving image. (Display) may be used. When used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. In the white organic electroluminescent element used for this invention, you may pattern by a metal mask, the inkjet printing method, etc. at the time of film forming as needed. When patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned. There is no restriction | limiting in particular as a luminescent material used for a light emitting layer, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, the platinum complex which concerns on this invention so that it may correspond to the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic, Any one of known light emitting materials may be selected and combined, or combined with the light extraction and / or light collecting sheet according to the present invention to be whitened.

このように、本発明に用いられる白色の有機EL素子は、CF(カラーフィルター)と組み合わせて、またCF(カラーフィルター)パターンに合わせ素子及び駆動トランジスタ回路を配置することで、請求項11に記載されるように、有機エレクトロルミネッセンス素子から取り出される白色光をバックライトとして、青色フィルタ、緑色フィルタ、赤色フィルタを介して、青色光、緑色光、赤色光を得ることで、低駆動電圧で、長寿命のフルカラーの有機エレクトロルミネッセンスディスプレイができ、好ましい。   As described above, the white organic EL element used in the present invention is combined with CF (color filter), and the element and the driving transistor circuit are arranged in accordance with the CF (color filter) pattern. As described above, the white light extracted from the organic electroluminescence device is used as a backlight, and blue light, green light, and red light are obtained through a blue filter, a green filter, and a red filter, so that a long drive voltage can be obtained. A full-color organic electroluminescence display having a long life can be obtained, which is preferable.

また、これらディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような一種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、更には表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。   Further, in addition to these displays, various light-emitting light sources and lighting devices are usefully used in display devices such as backlights for liquid crystal display devices as household lamps, interior lighting, and a kind of lamp such as an exposure light source. . Others such as backlights for watches, signboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. There are a wide range of uses such as household appliances.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明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101、102の作製》
陽極として30mm×30mm、厚さ0.4mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を120nm成膜した基板(支持基盤ともいう)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盤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。この透明支持基盤を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
Example 1
<< Preparation of organic EL elements 101 and 102 >>
Transparent support with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (also called support base) on which a 120 nm ITO (indium tin oxide) film is formed on a glass substrate of 30 mm × 30 mm and 0.4 mm thickness as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. This transparent support base 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、F4−TCNQ、m−MTDATA、BCzVBi、DPVBi、CBP、燐光G、燐光R、HB、BCP、CsFを各々素子作製に最適の量充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。   F4-TCNQ, m-MTDATA, BCzVBi, DPVBi, CBP, phosphorescence G, phosphorescence R, HB, BCP, and CsF were filled in the respective crucibles for vapor deposition in the vacuum deposition apparatus, respectively, in the optimum amounts 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、F4−TCNQ及びm−MTDATAの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、F4−TCNQの体積濃度が一律2%になるようにトータル蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基盤のITO電極側に蒸着し、アクセプターを含有した40nmの正孔注入・輸送層を設けた。 Next, after reducing the vacuum to 4 × 10 −4 Pa, the evaporation crucible containing F4-TCNQ and m-MTDATA is energized and heated so that the volume concentration of F4-TCNQ is uniformly 2%. Vapor deposition was performed on the ITO electrode side of the transparent support base at a total deposition rate of 0.1 nm / second, and a 40 nm hole injection / transport layer containing an acceptor was provided.

更に、表1に記載の材料、混合比で各層が形成されるように各材料が装填された蒸着用るつぼに通電を行い、共蒸着または単独蒸着して正孔輸送・注入層、発光層1、中間層1、発光層2、中間層、発光層3、正孔阻止層、電子注入・輸送層を各々成膜した。   Further, a current is applied to the crucible for deposition loaded with each material so that each layer is formed with the materials and mixing ratios shown in Table 1, and co-evaporation or single deposition is performed to form a hole transport / injection layer, light emitting layer 1 The intermediate layer 1, the light emitting layer 2, the intermediate layer, the light emitting layer 3, the hole blocking layer, and the electron injection / transport layer were formed.

最後にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子101を作製した。   Finally, aluminum 110 nm was vapor-deposited to form a cathode, and an organic EL device 101 was produced.

有機EL素子102はF4−TCNQの体積濃度を一律3%とした以外は、有機EL素子101と同様にして作製した。   The organic EL element 102 was produced in the same manner as the organic EL element 101 except that the volume concentration of F4-TCNQ was uniformly 3%.

図1、2は正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度が陽極から発光層1方向への膜厚に応じて、それぞれ一律2%、3%であることを示している。   1 and 2 show that the F4-TCNQ volume concentration in the hole injecting / transporting layer is uniformly 2% and 3%, respectively, depending on the film thickness from the anode toward the light emitting layer 1.

最後に前記蒸着面側をガラスケースで覆い、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。図10、11は照明装置の概略図、断面図を示し、図11において、15は陰極、16は有機EL層、17は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー12内には窒素ガス18が充填され、捕水剤19が設けられている。   Finally, the vapor deposition surface side was covered with a glass case, and the organic EL element 101 was carried out in a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without being brought into contact with the atmosphere. 10 and 11 are schematic views and cross-sectional views of the lighting device. In FIG. 11, 15 is a cathode, 16 is an organic EL layer, and 17 is a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 12 is filled with nitrogen gas 18 and a water catching agent 19 is provided.

《有機EL素子103〜108の作製》
有機EL素子103〜107は図3〜7に示すように、正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて変化させ、発光層1〜電子注入・輸送層における各構成は有機EL素子101と同様にして作製した。また、有機EL素子106の青色材料をFir(pic)3%に変更し、全色燐光に変更した以外は、有機EL素子106と全く同様にして有機EL素子108を作製した。なお、有機EL素子108の正孔注入・輸送層における構成は有機EL素子106と同一である。
<< Production of Organic EL Elements 103 to 108 >>
As shown in FIGS. 3 to 7, the organic EL elements 103 to 107 change the F4-TCNQ volume concentration in the hole injection / transport layer according to the film thickness in the direction from the anode to the light emitting layer 1, Each structure in the injection / transport layer was prepared in the same manner as the organic EL element 101. Further, an organic EL element 108 was produced in the same manner as the organic EL element 106 except that the blue material of the organic EL element 106 was changed to Fir (pic) 3% and changed to all-color phosphorescence. The configuration of the organic EL element 108 in the hole injection / transport layer is the same as that of the organic EL element 106.

具体的作製は、例えば、有機EL素子103については、トータル蒸着速度0.1nm/秒の条件において、正孔注入・輸送層のトータル膜厚40nmのうち、陽極側から18nmではF4−TCNQ体積濃度を2%とし、次いで4nmは3%、更に残り18nmでは2%とし、順次蒸着した。有機EL素子104〜108についても、同様にして作製した。   Specifically, for example, for the organic EL element 103, the F4-TCNQ volume concentration is 18 nm from the anode side in the total film thickness of 40 nm of the hole injection / transport layer under the condition of the total deposition rate of 0.1 nm / second. Was 4%, 4 nm was 3%, and the remaining 18 nm was 2%. The organic EL elements 104 to 108 were produced in the same manner.

更に、有機EL素子101と同様に封止を行って、照明装置を作製した。   Furthermore, sealing was performed in the same manner as in the organic EL element 101 to produce a lighting device.

Figure 2007258526
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Figure 2007258526
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Figure 2007258526
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表1中の括弧内数字は質量%を表す。   The numbers in parentheses in Table 1 represent mass%.

《有機EL素子の評価》
前記のごとく作製した各素子の正面輝度を評価した。ここで全ての素子は、2℃視野角正面輝度が1000cd/m2でのCIE1931 表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.07の範囲であり、白色であることを確認した。素子の発光条件は一定輝度(1000cd/cm2)で測定し、得られた駆動電圧結果を表2に示す。また、初期輝度(1000cd/cm2)における輝度半減期を評価し、結果を表2に示した。
<< Evaluation of organic EL elements >>
The front luminance of each element produced as described above was evaluated. Here, all the elements have a chromaticity in the range of X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.07 in the CIE1931 color system at 2 ° C. viewing angle front luminance of 1000 cd / m 2. Yes, it was confirmed to be white. The light emission conditions of the element were measured at a constant luminance (1000 cd / cm 2 ), and the obtained driving voltage results are shown in Table 2. Further, the luminance half-life at the initial luminance (1000 cd / cm 2 ) was evaluated, and the results are shown in Table 2.

Figure 2007258526
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表2より、正孔注入及び輸送層の膜厚40nmに対して、中央付近の4nmにおいて局所的に高濃度領域を設けた本発明の有機EL素子103〜105において、僅かに駆動電圧が上昇する傾向が見られるが、電流効率が改良されていることがわかる。   From Table 2, the driving voltage slightly increases in the organic EL elements 103 to 105 of the present invention in which the high concentration region is locally provided at 4 nm near the center with respect to the film thickness of the hole injection and transport layer of 40 nm. Although there is a trend, it can be seen that the current efficiency is improved.

また、本発明の有機EL素子104と106を比較すると、省電力化の程度は略同等であるが、一律濃度よりも改善が認められた。本発明の有機EL素子107の如く陰極側の濃度を低くしたところ、省電力効果が認められ、なお且つ駆動寿命の改善認められた。これは予想できなかった驚くべき効果である。   Further, when comparing the organic EL elements 104 and 106 of the present invention, the degree of power saving was substantially the same, but an improvement over the uniform concentration was recognized. When the concentration on the cathode side was lowered as in the organic EL device 107 of the present invention, a power saving effect was recognized, and an improvement in driving life was recognized. This is a surprising effect that was unexpected.

有機EL素子101の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 101 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子102の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 102 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子103の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 103 according to the film thickness from an anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子104の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 104 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子105の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 105 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子106の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 106 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. 有機EL素子107の正孔注入・輸送層におけるF4−TCNQ体積濃度を陽極から発光層1方向への膜厚に応じて示す図であるIt is a figure which shows F4-TCNQ volume concentration in the positive hole injection | pouring / transport layer of the organic EL element 107 according to the film thickness from the anode to the light emitting layer 1 direction. バリア膜の層構成とその密度プロファイルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the laminated constitution of a barrier film, and its density profile. 基材を処理する大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus which processes a base material. 照明装置の概略図である。It is the schematic of an illuminating device. 照明装置の断面図である。It is sectional drawing of an illuminating device.

符号の説明Explanation of symbols

11 ガラス基板
12 ガラスケース
15 陰極
16 有機EL層
17 透明電極
18 窒素ガス
19 捕水剤
201 バリア膜
202 基材
203 低密度層
204 中密度層
205 高密度層
230 プラズマ放電処理装置
231 プラズマ放電処理容器
235 ロール回転電極
236 角筒型固定電極群
240 電界印加手段
250 ガス供給手段
251 ガス発生装置
253 排気口
260 電極温度調節手段
F 基材
P 送液ポンプ
261 配管
266 ニップロール
267 ガイドロール
268、269 仕切板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Glass substrate 12 Glass case 15 Cathode 16 Organic EL layer 17 Transparent electrode 18 Nitrogen gas 19 Water trapping agent 201 Barrier film 202 Base material 203 Low density layer 204 Medium density layer 205 High density layer 230 Plasma discharge treatment apparatus 231 Plasma discharge treatment vessel 231 235 Roll rotation electrode 236 Square tube type fixed electrode group 240 Electric field application means 250 Gas supply means 251 Gas generator 253 Exhaust port 260 Electrode temperature adjustment means F Base material P Liquid feed pump 261 Piping 266 Nip roll 267 Guide roll 268, 269 Partition plate

Claims (11)

基板上に陽極、少なくとも1層の有機層及び陰極から構成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機層の少なくとも1層がエレクトロンアクセプターを含有し、該エレクトロンアクセプターの有機層中における体積濃度(%)が0.1〜30%であり、3%以上異なるエレクトロンアクセプター濃度領域が存在することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 In an organic electroluminescent device comprising an anode, at least one organic layer and a cathode on a substrate, at least one of the organic layers contains an electron acceptor, and the volume concentration of the electron acceptor in the organic layer ( %) Is 0.1 to 30%, and there are electron acceptor concentration regions different by 3% or more, and the organic electroluminescence device. 前記エレクトロンアクセプターが含有される体積濃度(%)の最大濃度と最低濃度の差が1〜30%であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the difference between the maximum concentration and the minimum concentration of the volume concentration (%) in which the electron acceptor is contained is 1 to 30%. 前記エレクトロンアクセプターの最大濃度または最低濃度を含有する領域の各膜厚が該エレクトロンアクセプターを含有する有機層の膜厚に対して1/100〜1/2であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The thickness of each of the regions containing the maximum concentration or the minimum concentration of the electron acceptor is 1/100 to 1/2 of the thickness of the organic layer containing the electron acceptor. 3. The organic electroluminescence device according to 1 or 2. 前記エレクトロンアクセプターを含有する有機層における陰極側で隣接する層界面との距離が該エレクトロンアクセプターを含有する有機層の膜厚に対して1/3以内の領域において、エレクトロンアクセプターが含有される体積濃度(%)が1%以下であ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 electron acceptor is contained in a region where the distance between the organic layer containing the electron acceptor and the adjacent layer interface on the cathode side is within 1/3 of the film thickness of the organic layer containing the electron acceptor. The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the volume concentration (%) is 1% or less. 前記3%以上異なるエレクトロンアクセプター濃度領域が少なくとも3領域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。 5. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein there are at least three electron acceptor concentration regions different by 3% or more. 前記エレクトロンアクセプターを含有する有機層が陽極と接することを特徴とする請求項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。 6. The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the organic layer containing the electron acceptor is in contact with the anode. 前記有機層として少なくとも1種の発光ドーパント(燐光性化合物)を含有する発光層を有することを特徴とする請求項1〜6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 organic layer has a light emitting layer containing at least one light emitting dopant (phosphorescent compound). 前記有機層として燐光性化合物を含有する発光層と蛍光性化合物を含有する発光層とを有することを特徴とする請求項1〜6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 organic layer includes a light emitting layer containing a phosphorescent compound and a light emitting layer containing a fluorescent compound. 前記蛍光性化合物を含有する発光層が青色発光であることを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 8, wherein the light emitting layer containing the fluorescent compound emits blue light. 白色発光であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 It is white light emission, The organic electroluminescent element of any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. 請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子から取り出される白色光から、青色フィルタ、緑色フィルタ、赤色フィルタを介して青色光、緑色光、赤色光を得ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。 An organic electroluminescence display, wherein blue light, green light, and red light are obtained from white light extracted from the organic electroluminescence element according to claim 10 through a blue filter, a green filter, and a red filter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009116414A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence element
JP2014518439A (en) * 2011-06-30 2014-07-28 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ ELECTROLUMINESCENT LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING OPTICAL GRATING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US9315444B2 (en) 2007-03-30 2016-04-19 Laccure Ab Use of oligomers of lactic acid in the treatment of gynaecological disorders
JP2018056134A (en) * 2009-09-04 2018-04-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Light-emitting element and light-emitting device
JP2019033289A (en) * 2007-12-03 2019-02-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Luminescent device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183213A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Tohoku Pioneer Corp Organic el element and its forming method
WO2005064994A1 (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujitsu Limited Organic el element, organic el display, process for fabricating organic el element, and system for fabricating organic el element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183213A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Tohoku Pioneer Corp Organic el element and its forming method
WO2005064994A1 (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Fujitsu Limited Organic el element, organic el display, process for fabricating organic el element, and system for fabricating organic el element

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9315444B2 (en) 2007-03-30 2016-04-19 Laccure Ab Use of oligomers of lactic acid in the treatment of gynaecological disorders
JP2019033289A (en) * 2007-12-03 2019-02-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Luminescent device
JP2019033290A (en) * 2007-12-03 2019-02-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Luminescent device
US10556864B2 (en) 2007-12-03 2020-02-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Carbazole derivative, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic device using the carbazole derivative
JP2020178126A (en) * 2007-12-03 2020-10-29 株式会社半導体エネルギー研究所 Light-emitting element and light-emitting device
WO2009116414A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence element
JP2018056134A (en) * 2009-09-04 2018-04-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Light-emitting element and light-emitting device
JP2014518439A (en) * 2011-06-30 2014-07-28 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ ELECTROLUMINESCENT LIGHT EMITTING DEVICE INCLUDING OPTICAL GRATING STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

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