JP2010157606A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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JP2010157606A JP2008334928A JP2008334928A JP2010157606A JP 2010157606 A JP2010157606 A JP 2010157606A JP 2008334928 A JP2008334928 A JP 2008334928A JP 2008334928 A JP2008334928 A JP 2008334928A JP 2010157606 A JP2010157606 A JP 2010157606A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element having a high luminous efficiency by means of mixed luminescence. <P>SOLUTION: This organic electroluminescent element includes: a pair of electrodes constituted of a positive electrode and a negative electrode; and at least a luminescent layer arranged between the pair of electrodes, a hole transport layer arranged between the positive electrode and the luminescent layer, and an electron transport layer arranged between the negative electrode and the luminescent layer. In the organic electroluminescent element, (1) the luminescent layer contains an electron transporting luminescent material and a hole transporting host material; (2) the concentration of the electron transporting luminescent material in the luminescent layer is gradually reduced toward the positive electrode side of the luminescent layer from the negative electrode side thereof; and (3) at least one kind of a luminescent material low in triplet energy level relative to the electron transporting luminescent material is included in a region reduced in the electron transporting luminescent material concentration in the luminescent layer and in a region having a thickness of 1/100-1/2 of the total thickness of the luminescent layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機電界発光素子(以下、有機EL素子と略記する。)に関する。特に白色発光有機EL素子に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescent element (hereinafter abbreviated as an organic EL element). In particular, it relates to a white light-emitting organic EL element.

電流を通じることによって励起され発光する薄膜材料を用いた有機電界発光素子が知られている。有機電界発光素子は、低電圧で高輝度の発光が得られるために、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、TVモニター、あるいは一般照明を含む広い分野で幅広い潜在用途を有し、それらの分野でデバイスの薄型化、軽量化、小型化、および省電力のなどの利点を有する。このため、将来の電子ディスプレイ市場の主役としての期待が大きい。しかしながら、実用的にこれらの分野で従来ディスプレイに代わって用いられるためには、発光輝度と色調、広い使用環境条件下での耐久性、安価で大量の生産性など多くの技術改良が課題となっている。   An organic electroluminescent element using a thin film material that emits light when excited by passing an electric current is known. Since organic electroluminescent devices can emit light with high brightness at low voltage, they are widely used in a wide range of fields including mobile phone displays, personal digital assistants (PDAs), computer displays, automobile information displays, TV monitors, or general lighting. It has potential applications and has advantages such as thinning, lightening, miniaturization, and power saving of devices in these fields. For this reason, the expectation as a leading role of the future electronic display market is great. However, in order to be practically used in these fields in place of conventional displays, many technical improvements such as light emission luminance and color tone, durability under a wide range of usage conditions, low cost and large productivity are problems. ing.

また、有機EL素子は、複数の発光色を組み合わせる混色によってさまざまな発光色の発光が可能となることも特徴である。
発光色の中で、特に白色発光のニーズは高い。白色発光は、一般照明における省電力、車載ディスプレイ、あるいはバックライトとしても活用できる。さらに、カラーフィルタを用いて青、緑、赤の画素に分けることが可能であり、フルカラー表示装置も可能である。
In addition, the organic EL element is also characterized in that light emission of various emission colors is possible by color mixture combining a plurality of emission colors.
Among the luminescent colors, the need for white light emission is particularly high. White light emission can be used as power saving in general lighting, an in-vehicle display, or a backlight. Furthermore, it can be divided into blue, green, and red pixels using a color filter, and a full-color display device is also possible.

例えば、短波長発光である青色発光層と長波長発光である赤色発光層との2層を積層することにより、両発光層の混色として白色の発光を得るようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、このような発色の異なる(即ち異なるエネルギー準位の)発光層の積層構成は、各層間の障壁のためにキャリア注入性が低下し、駆動電圧の上昇、耐久性の低下などの性能上の問題の他、製造時の蒸着プロセス(室)の増加などの生産上の課題も生じる。
特開平7−142169号公報 特開2008−85363号公報
For example, it has been proposed that two layers of a blue light emitting layer that emits short wavelength light and a red light emitting layer that emits long wavelength light are stacked to obtain white light emission as a mixed color of both light emitting layers ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
However, such a laminated structure of light emitting layers with different color development (that is, different energy levels) has a low carrier injection property due to a barrier between the respective layers, and the performance such as an increase in driving voltage and a decrease in durability. In addition to the above problems, production problems such as an increase in the deposition process (chamber) during production also arise.
JP-A-7-142169 JP 2008-85363 A

本発明の課題は、特に高い発光効率を有する混合発光による有機EL素子を提供することを課題とするものである。特に、異なる発光ピークを有する3色発光、例えば、青、緑、赤の3色発光がそれぞれ効率良く起こり、低電圧で白色発光が得られる有機EL素子を提供することを課題とするものである。   The subject of this invention makes it a subject to provide the organic EL element by the mixed light emission which has especially high luminous efficiency. In particular, it is an object of the present invention to provide an organic EL device capable of efficiently generating three-color light emission having different emission peaks, for example, three-color light emission of blue, green, and red, and obtaining white light emission at a low voltage. .

本発明の上記課題は、下記の手段によって解決する事を見出された。
<1> 陽極及び陰極からなる一対の電極と、少なくとも、前記一対の電極間に配置された発光層、前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層、及び前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を有し、
1)前記発光層が、電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有し、
2)前記電子輸送性発光材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陰極側から陽極側に向けて漸減し、
3)前記発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を少なくとも1種含有することを特徴とする有機電界発光素子。
<2> 前記電子輸送性発光材料が青色発光材料であり、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料及び赤色発光材料の少なくとも一方である<1>に記載の有機電界発光素子。
<3> 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料及び赤色発光材料である<2>に記載の有機電界発光素子。
<4> 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、厚み方向で一定である<1>〜<3>に記載の有機電界発光素子。
<5> 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減している<1>〜<3>に記載の有機電界発光素子。
<6> 前記正孔輸送性ホスト材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減していることを特徴とする<1>〜<5>に記載の有機電界発光素子。
<7> 前記電子輸送性発光材料が白金を中心金属とした金属錯体であることを特徴とする<1>〜<6>に記載の有機電界発光素子。
It has been found that the above-mentioned problems of the present invention can be solved by the following means.
<1> A pair of electrodes composed of an anode and a cathode, at least a light emitting layer disposed between the pair of electrodes, a hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer, and the cathode and the above An electron transport layer disposed between the light emitting layer and
1) The light emitting layer contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material,
2) The concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer gradually decreases from the cathode side to the anode side of the light-emitting layer,
3) In the region where the concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is reduced and in a region having a thickness of 1/100 or more and 1/2 or less of the total thickness of the light-emitting layer, triple the electron transporting light-emitting material. An organic electroluminescent device comprising at least one light emitting material having a low term energy level.
<2> The electron-transporting light-emitting material is a blue light-emitting material, and the light-emitting material having a lower triplet energy level than the electron-transporting light-emitting material is at least one of a green light-emitting material and a red light-emitting material. The organic electroluminescent element of description.
<3> The organic electroluminescent element according to <2>, wherein the light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material is a green light emitting material and a red light emitting material.
<4> A region containing a light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer in which the concentration of the light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material And the organic electroluminescent element as described in <1>-<3> which is constant in the thickness direction.
<5> A region containing a light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer in which the concentration of the light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material And the organic electroluminescent element as described in <1>-<3> which is gradually decreasing toward the cathode side from the anode side of the said light emitting layer.
<6> The organic material according to <1> to <5>, wherein the concentration of the hole transporting host material in the light emitting layer is gradually decreased from the anode side to the cathode side of the light emitting layer. Electroluminescent device.
<7> The organic electroluminescent element according to <1> to <6>, wherein the electron-transporting light-emitting material is a metal complex having platinum as a central metal.

本発明によれば、少なくとも、異なる発光ピークを有する3色発光がそれぞれ効率良く起こり、高効率の白色発光が得られる有機EL素子が提供される。
従来、短波発光層を長波発光層で挟んだ構成、或いは長波発光層を短波発光層で挟んだ構成が知られていて、例えば、長波発光層に、PQ2Ir(acac)やBtp2Ir(acac)などの赤色発光材料を1種ドープした単色で厚み方向に均一な濃度を有する構成であった。また、短波発光層についても、FIrpicを1種ドープした単色で厚み方向に均一な濃度を有する構成であった。
本発明では、前記発光層が電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有し、該電子輸送性発光材料の濃度が、発光層の陰極側から陽極側に向けて漸減していること、更に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を少なくとも1種含有し、該三重項エネルギー準位が低い発光材料は、発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に含有されていることを特徴するものであり、該構成によって、駆動電圧を増加させることなく、各発光材料を効率良く発光させることが可能となった。
According to the present invention, there is provided an organic EL device capable of efficiently generating at least three-color light emission having different emission peaks and obtaining highly efficient white light emission.
Conventionally, a structure in which a short wave light emitting layer is sandwiched between long wave light emitting layers or a structure in which a long wave light emitting layer is sandwiched between short wave light emitting layers is known. For example, PQ2Ir (acac), Btp2Ir (acac), etc. The single-colored red light emitting material is a single color and has a uniform concentration in the thickness direction. Further, the short wave light emitting layer also has a single color doped with one kind of FIrpic and a uniform concentration in the thickness direction.
In the present invention, the light emitting layer contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material, and the concentration of the electron transporting light emitting material is gradually decreased from the cathode side to the anode side of the light emitting layer. Furthermore, it contains at least one light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material, and the light emitting material having a low triplet energy level has a concentration of the electron transporting light emitting material in the light emitting layer. Is reduced, and is contained in a region having a thickness of 1/100 or more and 1/2 or less of the total thickness of the light emitting layer, and by this configuration, without increasing the driving voltage, Each light emitting material can be made to emit light efficiently.

以下、本発明の有機EL素子について詳細に説明する。   Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described in detail.

(構成)
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも、一対の電極(陽極と陰極)間に発光層、陽極と該発光層との間に正孔輸送層、陰極と該発光層との間に電子輸送層を有する積層構成よりなる。
発光素子の性質上、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極は、透明であることが好ましい。
(Constitution)
The organic electroluminescent device of the present invention includes at least a light emitting layer between a pair of electrodes (anode and cathode), a hole transport layer between the anode and the light emitting layer, and an electron transport layer between the cathode and the light emitting layer. It has a laminated structure having
From the nature of the light emitting element, it is preferable that at least one of the pair of electrodes is transparent.

本発明における有機化合物層の積層の形態としては、好ましくは、更に、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層、及び/又は発光層と電子輸送層との間に、電子輸送性中間層を有する。また、発光層と正孔輸送層との間に正孔輸送性中間層を、同様に陰極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。   As the form of lamination of the organic compound layer in the present invention, preferably, an electron transport property is further provided between the hole transport layer and the anode, and / or between the light emitting layer and the electron transport layer. Has an intermediate layer. Further, a hole transporting intermediate layer may be provided between the light emitting layer and the hole transport layer, and similarly, an electron injection layer may be provided between the cathode and the electron transport layer.

本発明の有機電界発光素子における有機化合物層の好適な態様は、陽極側から順に、少なくとも、(1)正孔注入層、正孔輸送層(正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い)、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層(電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い)、を有する態様、(2)正孔注入層、正孔輸送層(正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い)、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層(電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い)、を有する態様、(3)正孔注入層、正孔輸送層(正孔注入層と正孔輸送層は兼ねても良い)、正孔輸送性中間層、発光層、電子輸送性中間層、電子輸送層、及び電子注入層(電子輸送層と電子注入層は兼ねても良い)、を有する態様である。   A preferred embodiment of the organic compound layer in the organic electroluminescence device of the present invention is, in order from the anode side, at least (1) a hole injection layer, a hole transport layer (the hole injection layer and the hole transport layer may serve as both). Good), a hole transporting intermediate layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer (the electron transport layer and the electron injection layer may serve both), (2) hole injection layer, hole Transport layer (hole injection layer and hole transport layer may serve as well), light emitting layer, electron transport intermediate layer, electron transport layer, and electron injection layer (electron transport layer and electron injection layer may serve as well) (3) hole injection layer, hole transport layer (hole injection layer and hole transport layer may be combined), hole transport intermediate layer, light emitting layer, electron transport intermediate layer, This is an embodiment having an electron transport layer and an electron injection layer (the electron transport layer and the electron injection layer may serve as each other).

上記正孔輸送性中間層は、発光層への正孔注入を促進する機能及び電子をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
また、上記電子輸送性中間層は、発光層への電子注入を促進する機能及び正孔をブロックする機能の少なくとも一方を有することが好ましい。
更に、上記正孔輸送性中間層及び上記電子輸送性中間層の少なくとも一方は、発光層で生成する励起子をブロックする機能を有することが好ましい。
上記の正孔注入促進、電子注入促進、正孔ブロック、電子ブロック、励起子ブロックといった機能を有効に発現させるためには、該正孔輸送性中間層および該電子輸送性中間層は、発光層に隣接していることが好ましい。
尚、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
The hole transporting intermediate layer preferably has at least one of a function of accelerating hole injection into the light emitting layer and a function of blocking electrons.
The electron transporting intermediate layer preferably has at least one of a function of promoting electron injection into the light emitting layer and a function of blocking holes.
Furthermore, it is preferable that at least one of the hole transporting intermediate layer and the electron transporting intermediate layer has a function of blocking excitons generated in the light emitting layer.
In order to effectively express the functions of hole injection promotion, electron injection promotion, hole block, electron block, and exciton block, the hole transporting intermediate layer and the electron transporting intermediate layer are formed of a light emitting layer. It is preferable that it adjoins.
Each layer may be divided into a plurality of secondary layers.

次に、本発明の有機EL素子の構成について、詳細に説明する。   Next, the configuration of the organic EL element of the present invention will be described in detail.

本発明の有機EL素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、少なくとも、前記一対の電極間に配置された発光層、前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層、及び前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を有し、
1)前記発光層が、電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有し、
2)前記電子輸送性発光材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陰極側から陽極側に向けて漸減し、
3)前記発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を少なくとも1種含有する。
好ましくは、電子輸送性発光材料が青色発光材料であり、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料及び赤色発光材料の少なくとも一方である。より好ましくは、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料の少なくとも1種、及び赤色発光材料の少なくとも1種を含有する。
好ましくは、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、厚み方向で一定である。好ましい別の態様は、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減している構成である。
好ましくは、前記正孔輸送性ホスト材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減している。
好ましくは、前記電子輸送性発光材料が白金を中心金属とした金属錯体である。
The organic EL device of the present invention includes a pair of electrodes composed of an anode and a cathode, at least a light emitting layer disposed between the pair of electrodes, a hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer, And an electron transport layer disposed between the cathode and the light emitting layer,
1) The light emitting layer contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material,
2) The concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer gradually decreases from the cathode side to the anode side of the light-emitting layer,
3) In the region where the concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is reduced and in a region having a thickness of 1/100 or more and 1/2 or less of the total thickness of the light-emitting layer, triple the electron transporting light-emitting material. It contains at least one light emitting material having a low term energy level.
Preferably, the electron-transporting light-emitting material is a blue light-emitting material, and the light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material is at least one of a green light-emitting material and a red light-emitting material. More preferably, the light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material contains at least one green light emitting material and at least one red light emitting material.
Preferably, the concentration of the light emitting material having a lower triplet energy level than that of the electron transporting light emitting material is a region containing a light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material in the light emitting layer. It is constant in the thickness direction. Another preferred embodiment is a light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer, wherein the concentration of the light-emitting material having a lower triplet energy level than that of the electron-transporting light-emitting material. In the containing region, the light emitting layer gradually decreases from the anode side toward the cathode side.
Preferably, the concentration of the hole transporting host material in the light emitting layer gradually decreases from the anode side to the cathode side of the light emitting layer.
Preferably, the electron transporting light emitting material is a metal complex having platinum as a central metal.

本発明においては、「漸減」の意味するところは、総体的に減少していることを意味するのであって、連続的に直線的もしくは曲線的に減少しても、階段状あるいは波状に減少しても良い。あるいは、一部で増加している領域があっても総体的に減少していれば本願の意図する範囲内である。   In the present invention, the term “gradual decrease” means that the total decreases, and even if it decreases continuously linearly or curvilinearly, it decreases in a stepped or wavy manner. May be. Alternatively, even if there is a region that increases in part, if it decreases overall, it is within the intended range of the present application.

本発明においては、「漸減」の意味するところは、例えば、陰極側から陽極側に向けて漸減しているとは、該材料の前記陽極に近接する領域における濃度が、発光層の前記陰極に近接する領域における濃度に対して0質量%以上50質量%以下であることを意味し、また、陽極側から陰極側に向けて漸減しているとは、該材料の前記陰極に近接する領域における濃度が、発光層の前記陽極に近接する領域における濃度に対して0質量%以上50質量%以下であることを意味する。前記0質量%以上50質量%以下の値は濃度傾斜を表す値である。より好ましくは、濃度傾斜が、0質量%以上30質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%以上20質量%以下である。   In the present invention, the term “gradual decrease” means, for example, that it is gradually decreasing from the cathode side to the anode side, that the concentration of the material in the region close to the anode is the cathode of the light emitting layer. It means that it is 0 mass% or more and 50 mass% or less with respect to the density | concentration in the area | region which adjoins, and it is decreasing gradually toward the cathode side from the anode side that it is in the area | region close to the said cathode of this material. It means that the concentration is 0% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the concentration in the region adjacent to the anode of the light emitting layer. The value of 0 mass% or more and 50 mass% or less is a value representing the concentration gradient. More preferably, the concentration gradient is 0% by mass or more and 30% by mass or less, and further preferably 0% by mass or more and 20% by mass or less.

本発明においては、「発光層の陰極もしくは陽極に近接する領域」とは発光層の陰極もしくは陽極に近接する側から、発光層厚みの10%の厚み領域を指すものとし、その領域における平均濃度が上記関係を満たすような範囲に設定するものとする。   In the present invention, the “region of the light emitting layer close to the cathode or anode” refers to a thickness region of 10% of the light emitting layer thickness from the side of the light emitting layer close to the cathode or anode, and the average concentration in that region Is set to a range that satisfies the above relationship.

陰極側から陽極側に向けて漸減している電子輸送性発光材料の前記陽極に近接する領域における濃度が、発光層の前記陰極に近接する領域における濃度に対して50%を越えると、電子に対する抜けの抑制が不十分となり発光効率の改善が得られにくくなるため好ましくない。また、同様に、陽極側から陰極側に向けて漸減している正孔輸送性ホスト材料の前記陰極に近接する領域における濃度が、前記発光層の前記陽極に近接する領域における濃度に対して50%を越えると、正孔に対する抜けの抑制が不十分となり発光効率の改善が得られにくくなるため好ましくない。   When the concentration of the electron transporting luminescent material gradually decreasing from the cathode side toward the anode side exceeds 50% with respect to the concentration of the light emitting layer in the region adjacent to the cathode, It is not preferable because suppression of omission is insufficient and improvement in luminous efficiency is difficult to obtain. Similarly, the concentration of the hole-transporting host material gradually decreasing from the anode side toward the cathode side is 50% of the concentration in the region adjacent to the anode of the light emitting layer. Exceeding% is not preferable because the suppression of the loss of holes is insufficient and it becomes difficult to improve the light emission efficiency.

本発明においては、電子輸送性発光材料は、発光層中で陰極側から陽極側に向けて漸減しつつ発光層の全域に含有され、発光層の全域に渉って均一に発光するので、発光効率の向上とともに、発光分布が全体発光に近づき、耐久性が向上する。本発明の傾斜構造により、陰極より発光層に注入された電子が陽極側に進むにつれてその移動にブレーキが掛かる結果、従来、発光層の陰極面側あるいは陽極面側でしか起こっていなかった正孔と電子の再結合が発光層の中央部でも起こるようになったと推定される。
又、電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料は、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に含有されるため、前記電子輸送性発光材料により発生した励起子から三重項エネルギー準位が低い発光材料へのエネルギー移動など、発光材料間での相互作用による非効率化が起こらない。従って、本発明の構成によれば、駆動電圧を上昇させずに、各々の発光材料を効率良く発光させることができる。
In the present invention, the electron-transporting light-emitting material is contained in the entire area of the light-emitting layer while gradually decreasing from the cathode side to the anode side in the light-emitting layer, and emits light uniformly over the entire area of the light-emitting layer. Along with the improvement in efficiency, the light emission distribution approaches the whole light emission, and the durability is improved. As a result of the inclined structure of the present invention, the movement of the electrons injected from the cathode into the light-emitting layer proceeds to the anode side, so that the movement is braked. As a result, holes that have conventionally occurred only on the cathode surface side or anode surface side of the light-emitting layer It is presumed that recombination of electrons has occurred in the center of the light emitting layer.
A light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material is a region where the concentration of the electron transporting light emitting material in the light emitting layer is reduced, and is 1/100 or more of the total thickness of the light emitting layer. Inefficient due to interaction between light-emitting materials, such as energy transfer from excitons generated by the electron-transporting light-emitting material to a light-emitting material having a low triplet energy level, because it is contained in a region having a thickness of / 2 or less Does not happen. Therefore, according to the configuration of the present invention, each light emitting material can efficiently emit light without increasing the driving voltage.

図1は、本発明有機EL素子の層構成を示す概略図である。基板1上に、陽極2を設け、その上に順に、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層5を積層して有し、その上に陰極6を有する。発光層4は、電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有する。該発光層中の電子輸送性発光材料の濃度は、陰極側から陽極側に向けて漸減し、且つ、前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有している。該三重項エネルギー準位が低い発光材料が含有される領域は、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みに相当する限定された領域である。   FIG. 1 is a schematic view showing the layer structure of the organic EL device of the present invention. An anode 2 is provided on a substrate 1, and a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, and an electron transport layer 5 are sequentially stacked thereon, and a cathode 6 is provided thereon. The light emitting layer 4 contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material. The concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is gradually decreased from the cathode side toward the anode side, and in the region where the concentration of the electron-transporting light-emitting material is reduced, the triplet than the electron-transporting light-emitting material. It contains a light emitting material with a low energy level. The region containing the light emitting material having a low triplet energy level is a limited region corresponding to a thickness of 1/100 or more and 1/2 or less of the total thickness of the light emitting layer.

本発明における有機EL素子は、共振器構造を有しても良い。例えば、透明基板上に、屈折率の異なる複数の積層膜よりなる多層膜ミラー、透明または半透明電極、発光層、および金属電極を重ね合わせて有する。発光層で生じた光は多層膜ミラーと金属電極を反射板としてその間で反射を繰り返し共振する。
別の好ましい態様では、透明基板上に、透明または半透明電極と金属電極がそれぞれ反射板として機能して、発光層で生じた光はその間で反射を繰り返し共振する。
共振構造を形成するためには、2つの反射板の有効屈折率、反射板間の各層の屈折率と厚みから決定される光路長を所望の共振波長を得るのに最適な値となるよう調整される。第一の態様の場合の計算式は特開平9−180883号明細書に記載されている。第2の態様の場合の計算式は特開2004−127795号明細書に記載されている。
The organic EL element in the present invention may have a resonator structure. For example, a multilayer mirror made of a plurality of laminated films having different refractive indexes, a transparent or translucent electrode, a light emitting layer, and a metal electrode are superimposed on a transparent substrate. The light generated in the light emitting layer resonates repeatedly with the multilayer mirror and the metal electrode as a reflection plate.
In another preferred embodiment, a transparent or translucent electrode and a metal electrode each function as a reflector on a transparent substrate, and light generated in the light emitting layer repeats reflection and resonates between them.
In order to form a resonant structure, the optical path length determined from the effective refractive index of the two reflectors and the refractive index and thickness of each layer between the reflectors is adjusted to the optimum value to obtain the desired resonant wavelength. Is done. The calculation formula in the case of the first embodiment is described in JP-A-9-180883. The calculation formula in the case of the second aspect is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-127795.

有機化合物層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法、塗布法、インクジェット法、およびスプレー法等いずれによっても好適に形成することができる。   Each layer constituting the organic compound layer can be suitably formed by any of dry film forming methods such as vapor deposition and sputtering, transfer methods, printing methods, coating methods, ink jet methods, and spray methods.

次に、本発明の有機EL素子を構成する要素について詳細に説明する。   Next, the element which comprises the organic EL element of this invention is demonstrated in detail.

(発光層)
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層または正孔輸送性バッファー層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、電子輸送層または電子輸送性バッファー層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明に於ける発光層は、電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有し、前記電子輸送性発光材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陰極側から陽極側に向けて漸減し、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を少なくとも1種含有する。
(Light emitting layer)
The light emitting layer receives holes from the anode, hole injection layer, hole transport layer or hole transport buffer layer when an electric field is applied, and receives electrons from the cathode, electron injection layer, electron transport layer or electron transport buffer layer. It is a layer having a function of receiving and providing a field for recombination of holes and electrons to emit light.
The light emitting layer in the present invention contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material, and the concentration of the electron transporting light emitting material in the light emitting layer is directed from the cathode side to the anode side of the light emitting layer. In the region where the concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is reduced, and in the region of 1/100 or more and 1/2 or less the total thickness of the light-emitting layer, the electron-transporting light-emitting material Also contains at least one light emitting material having a low triplet energy level.

発光層中における全固形分量に対して、発光材料の総量は、0.1質量%〜30質量%含有されるのが好ましく、耐久性、外部量子効率の観点から1質量%〜15質量%含有されることがより好ましい。発光層中における全固形分量に対して、ホスト材料の総量は、70質量%〜99.9質量%含有されるのが好ましく、耐久性、外部量子効率の観点から85質量%〜99質量%含有されることがより好ましい。   The total amount of the luminescent material is preferably 0.1% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content in the light emitting layer. More preferably. The total amount of the host material is preferably 70% by mass to 99.9% by mass with respect to the total solid content in the light emitting layer, and 85% by mass to 99% by mass from the viewpoint of durability and external quantum efficiency. More preferably.

(電子輸送性発光材料) (Electron transporting luminescent material)

電子輸送性発光材料としては、好ましくは、その電子親和力(Ea)が2.5eV以上3.5eV以下であり、イオン化ポテンシャル(Ip)が5.7eV以上7.0eV以下の電子輸送性発光材料である。
好ましく用いることのできる材料は、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテシウム錯体を挙げる事ができる。より好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、又は白金錯体であり、最も好ましくは白金錯体である。
具体的白金錯体の例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されものではない。
The electron transporting light emitting material is preferably an electron transporting light emitting material having an electron affinity (Ea) of 2.5 eV or more and 3.5 eV or less and an ionization potential (Ip) of 5.7 eV or more and 7.0 eV or less. is there.
Materials that can be preferably used are ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, And lutesium complexes. More preferred are ruthenium, rhodium, palladium, or platinum complexes, and most preferred is a platinum complex.
Although the example of a specific platinum complex is illustrated below, this invention is not limited to these.





(三重項エネルギー準位の小さな発光材料)
本発明に用いられる三重項エネルギー準位の小さな発光材料は、発光層の電子輸送性発光材料の三重項エネルギー準位よりも小さい三重項エネルギー準位を有する燐光発光材料である。好ましくは、本発明に用いられる三重項エネルギー準位の小さな発光材料は、発光層の電子輸送性発光材料の三重項エネルギー準位よりも1.0kcal/mol以上小さく、より好ましくは2.0kcal/mol以上小さく、更に好ましくは4.0kcal/mol以上小さい。
該燐光発光材料としては、三重項エネルギー準位が発光層の電子輸送性発光材料より低い限り、特に限定されず、上記の白金錯体の中から選ぶことも、その他のオルトメタル化金属錯体、又はポルフィリン金属錯体を用いることもできる。
(Light emitting material with small triplet energy level)
The light emitting material having a small triplet energy level used in the present invention is a phosphorescent light emitting material having a triplet energy level smaller than the triplet energy level of the electron transporting light emitting material of the light emitting layer. Preferably, the light-emitting material having a small triplet energy level used in the present invention is 1.0 kcal / mol or less, more preferably 2.0 kcal / mol lower than the triplet energy level of the electron-transporting light-emitting material of the light-emitting layer. Smaller than mol, more preferably smaller than 4.0 kcal / mol.
The phosphorescent material is not particularly limited as long as the triplet energy level is lower than that of the electron-transporting light-emitting material of the light-emitting layer, and can be selected from the above platinum complexes, other orthometalated metal complexes, or A porphyrin metal complex can also be used.

オルトメタル化金属錯体とは、例えば山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」、150頁、232頁、裳華房社(1982年発行)やH.Yersin著「Photochemistry and Photophisics of Coodination Compounds」、71頁〜77頁、135頁〜146頁、Springer−Verlag社(1987年発行)等に記載されている化合物群の総称である。   Ortho metalated metal complexes include, for example, Akio Yamamoto "Organic Metal Chemistry-Fundamentals and Applications", pages 150, 232, Hankabosha (published in 1982) and H.C. Yersin's “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, pages 71-77, pages 135-146, Springer-Verlag (published in 1987), etc.

上記オルトメタル化金属錯体を形成する配位子としては、種々のものがあり、上記文献にも記載されているが、その中でも好ましい配位子としては、2−フェニルピリジン誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体、2−(2−チエニル)ピリジン誘導体、2−(1−ナフチル)ピリジン誘導体、2−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘導体は必要に応じて置換基を有してもよい。また、上記オルトメタル化金属錯体は、上記配位子のほかに、他の配位子を有していてもよい。
本発明で用いるオルトメタル化金属錯体は、Inorg Chem.,1991年,30号,1685頁、同1988年,27号,3464頁.、同1994年,33号,545頁、Inorg.Chim.Acta,1991年,181号,245頁、J.Organomet.Chem.,1987年,335号,293頁、J.Am.Chem.Soc.1985年,107号,14頁−31頁等、種々の公知の手法で合成することができる。
There are various ligands that form the ortho-metalated metal complex, which are also described in the above documents. Among them, preferred ligands include 2-phenylpyridine derivatives, 7,8- Examples include benzoquinoline derivatives, 2- (2-thienyl) pyridine derivatives, 2- (1-naphthyl) pyridine derivatives, and 2-phenylquinoline derivatives. These derivatives may have a substituent if necessary. The orthometalated metal complex may have other ligands in addition to the above ligands.
The orthometalated metal complex used in the present invention can be obtained from Inorg Chem. 1991, 30, 1685, 1988, 27, 3464. 1994, 33, 545, Inorg. Chim. Acta, 1991, No. 181, page 245; Organomet. Chem. 1987, No. 335, 293, J. Am. Am. Chem. Soc. 1985, No. 107, pages 14-31, etc., can be synthesized by various known methods.

上記オルトメタル化錯体の中でも、2−フェニルピリジン誘導体を配位子としてもつオルトメタル化金属錯体が好ましい。
本発明に用いられる三重項エネルギー準位の小さな発光材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Among the orthometalated complexes, orthometalated metal complexes having a 2-phenylpyridine derivative as a ligand are preferable.
The light emitting material having a small triplet energy level used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、三重項エネルギー準位の小さな発光材料の具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Among these, specific examples of the light emitting material having a small triplet energy level include the following, but are not limited thereto.

(ホスト材料)
本発明の有機EL素子は、発光層に、正孔輸送性に優れるホスト材料(正孔輸送性ホストと記載する場合がある)を含有する。
(Host material)
The organic EL device of the present invention contains a host material excellent in hole transportability (sometimes referred to as a hole transportable host) in the light emitting layer.

本発明の有機層に用いられる正孔輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.1eV以上6.4eV以下であることが好ましく、5.4eV以上6.3eV以下であることがより好ましく、5.6eV以上6.2eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが1.2eV以上3.1eV以下であることが好ましく、1.4eV以上3.0eV以下であることがより好ましく、1.8eV以上2.8eV以下であることが更に好ましい。   The hole transporting host used in the organic layer of the present invention preferably has an ionization potential Ip of 5.1 eV or more and 6.4 eV or less from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage. More preferably, it is less than or equal to .3 eV, and even more preferably between 5.6 eV and 6.2 eV. Further, from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage, the electron affinity Ea is preferably 1.2 eV or more and 3.1 eV or less, more preferably 1.4 eV or more and 3.0 eV or less, and 1.8 eV or more. More preferably, it is 2.8 eV or less.

このような正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、アザカルバゾール、ピラゾール、インドール、アザインドール、イミダゾール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。
Specific examples of such a hole transporting host include the following materials.
Pyrrole, carbazole, azacarbazole, pyrazole, indole, azaindole, imidazole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene, silazane, aromatic tertiary Amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymers, thiophene oligomers, conductive polymer oligomers such as polythiophene, organic silanes, Examples thereof include carbon films and derivatives thereof.

中でも、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、イミダゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、またはチオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にカルバゾール骨格および/またはインドール骨格および/または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。   Among these, a carbazole derivative, an indole derivative, an imidazole derivative, an aromatic tertiary amine compound, or a thiophene derivative is preferable, and in particular, the molecule has a plurality of carbazole skeleton and / or indole skeleton and / or aromatic tertiary amine skeleton. Those are preferred.

このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of such a hole transporting host include, but are not limited to, the following compounds.



本発明の有機EL素子は、正孔輸送性ホストと共に、電子輸送性ホストを含有しても良い。
本発明に用いられる電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが2.5eV以上3.5eV以下であることが好ましく、2.6eV以上3.4eV以下であることがより好ましく、2.8eV以上3.3eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.7eV以上7.5eV以下であることが好ましく、5.8eV以上7.0eV以下であることがより好ましく、5.9eV以上6.5eV以下であることが更に好ましい。
The organic EL device of the present invention may contain an electron transporting host together with the hole transporting host.
The electron transport host used in the present invention preferably has an electron affinity Ea of 2.5 eV or more and 3.5 eV or less from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage, and is 2.6 eV or more and 3.4 eV or less. More preferably, it is 2.8 eV or more and 3.3 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and reducing driving voltage, the ionization potential Ip is preferably 5.7 eV or more and 7.5 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 7.0 eV or less, and 5.9 eV or more. More preferably, it is 6.5 eV or less.

このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレン及びペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体(他の環と縮合環を形成してもよい)、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
Specific examples of such an electron transporting host include the following materials.
Pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, Fluorine-substituted aromatic compounds, aromatic ring tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanines, and derivatives thereof (which may form condensed rings with other rings), metal complexes of 8-quinolinol derivatives, Examples thereof include various metal complexes represented by metal complexes having metal phthalocyanine, benzoxazole or benzothiazol as a ligand.

電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体(ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等)、アジン誘導体(ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等)であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は、金属に配位する少なくとも1つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
Preferred examples of the electron transporting host include metal complexes, azole derivatives (benzimidazole derivatives, imidazopyridine derivatives, etc.), and azine derivatives (pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, etc.). To metal complex compounds are preferred. The metal complex compound is more preferably a metal complex having a ligand having at least one nitrogen atom, oxygen atom or sulfur atom coordinated to the metal.
The metal ion in the metal complex is not particularly limited, but is preferably beryllium ion, magnesium ion, aluminum ion, gallium ion, zinc ion, indium ion, tin ion, platinum ion, or palladium ion, more preferably beryllium ion, Aluminum ion, gallium ion, zinc ion, platinum ion, or palladium ion, and more preferably aluminum ion, zinc ion, or palladium ion.

前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」、Springer−Verlag社、H.Yersin著、1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、1982年発行等に記載の配位子が挙げられる。   There are various known ligands contained in the metal complex. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, Springer-Verlag, H.C. Examples include the ligands described in Yersin, published in 1987, “Organometallic Chemistry: Fundamentals and Applications”, Sakai Hanafusa, Yamamoto Akio, published in 1982, and the like.

前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数3〜15であり、単座配位子であっても2座以上の配位子であっても良い。好ましくは2座以上6座以下の配位子である。また、2座以上6座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子(例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、及びターピリジン配位子などが挙げられる。)、ヒドロキシフェニルアゾール配位子(例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。)、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、及び2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ、及び4−ビフェニルオキシなどが挙げられる。)、
The ligand is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 15 carbon atoms, and a monodentate ligand. Alternatively, it may be a bidentate or higher ligand, preferably a bidentate or higher and a hexadentate or lower ligand, or a bidentate or higher and lower 6 or lower ligand and a monodentate mixed ligand. preferable.
Examples of the ligand include an azine ligand (for example, a pyridine ligand, a bipyridyl ligand, and a terpyridine ligand), a hydroxyphenylazole ligand (for example, a hydroxyphenylbenzimidazole ligand). Ligands, hydroxyphenylbenzoxazole ligands, hydroxyphenylimidazole ligands, hydroxyphenylimidazopyridine ligands, etc.), alkoxy ligands (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably carbon numbers). 1 to 20, particularly preferably 1 to 10 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, butoxy and 2-ethylhexyloxy), aryloxy ligands (preferably 6 to 30 carbon atoms, and more). Preferably it has 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, for example Eniruokishi, 1-naphthyloxy, 2-naphthyloxy, 2,4,6-trimethylphenyl oxy, and the like 4-biphenyloxy and the like.),

ヘテロアリールオキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。)、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。)、ヘテロアリールチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、および2−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。)、シロキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数3〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。)、芳香族炭化水素アニオン配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。)、芳香族ヘテロ環アニオン配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜25、特に好ましくは炭素数2〜20であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。)、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。 Heteroaryloxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include pyridyloxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, and quinolyloxy. ), An alkylthio ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as methylthio and ethylthio), arylthio ligands (Preferably 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as phenylthio), heteroarylthio ligand (preferably 1 carbon atom) To 30, more preferably 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridylthio , 2-benzimidazolylthio, 2-benzoxazolylthio, 2-benzthiazolylthio, etc.), a siloxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 25 carbon atoms). Particularly preferably, it has 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a triphenylsiloxy group, a triethoxysiloxy group, and a triisopropylsiloxy group.), An aromatic hydrocarbon anion ligand (preferably having 6 carbon atoms) To 30, more preferably 6 to 25 carbon atoms, particularly preferably 6 to 20 carbon atoms, such as a phenyl anion, a naphthyl anion, an anthranyl anion, etc.), an aromatic heterocyclic anion ligand (preferably Has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 25 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 20 carbon atoms. Pyrrole anion, pyrazole anion, pyrazole anion, triazole anion, oxazole anion, benzoxazole anion, thiazole anion, benzothiazole anion, thiophene anion, benzothiophene anion, etc.), indolenine anion ligand, etc. , Preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, heteroaryloxy group, or siloxy ligand, more preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, siloxy coordination Or an aromatic hydrocarbon anion ligand or an aromatic heterocyclic anion ligand.

金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開2002−235076号公報、特開2004−214179号公報、特開2004−221062号公報、特開2004−221065号公報、特開2004−221068号公報、特開2004−327313号公報等に記載の化合物が挙げられる。   Examples of the metal complex electron transporting host include, for example, JP-A No. 2002-235076, JP-A No. 2004-214179, JP-A No. 2004-221106, JP-A No. 2004-221665, JP-A No. 2004-221068. And compounds described in JP-A-2004-327313.

このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of such an electron transporting host include, but are not limited to, the following materials.


電子輸送層ホストとしては、E−1〜E−6、E−8、E−9、E−21、またはE−22が好ましく、E−3、E−4、E−6、E−8、E−9、E−10、E−21、またはE−22がより好ましく、E−3、E−4、E−21、またはE−22が更に好ましい。   As the electron transport layer host, E-1 to E-6, E-8, E-9, E-21, or E-22 are preferable, and E-3, E-4, E-6, E-8, E-9, E-10, E-21, or E-22 is more preferable, and E-3, E-4, E-21, or E-22 is still more preferable.

<膜厚>
発光層の膜厚としては、輝度ムラ、駆動電圧、輝度の観点から、5nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上100nm以下であることが好ましい。発光層の膜厚が薄いと、高輝度で低い電圧での駆動が可能となるが、素子抵抗が小さくなることで、電圧低下による輝度変化の影響を受けやすくなり、輝度ムラの増加を招く結果となる。発光層の膜厚が厚いと、駆動電圧が高くなり、発光効率の低下を招き、用途を限定する原因となってしまう。
<Film thickness>
The thickness of the light emitting layer is preferably 5 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 100 nm or less, from the viewpoints of luminance unevenness, driving voltage, and luminance. If the light-emitting layer is thin, it can be driven with high brightness and low voltage, but the device resistance becomes small, so it is more susceptible to changes in brightness due to voltage drop, resulting in increased brightness unevenness. It becomes. If the thickness of the light emitting layer is large, the drive voltage increases, leading to a decrease in light emission efficiency and limiting the application.

<層構成>
発光層は1層であっても2層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。また、発光層が積層構造である場合については、積層構造を構成する各層の膜厚は特に限定されないが、各発光層の合計膜厚が前述の範囲になるようにすることが好ましい。
<Layer structure>
The light emitting layer may be one layer or two or more layers, and each layer may emit light in different emission colors. In the case where the light emitting layer has a laminated structure, the film thickness of each layer constituting the laminated structure is not particularly limited, but it is preferable that the total film thickness of each light emitting layer is in the above-described range.

(正孔注入層、正孔輸送層)
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層、正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、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、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々50nm以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、5nm〜50nmであることが好ましく、10nm〜40nmであることが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.5nm〜300nmであることが好ましく、1nm〜200nmであることが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
(Hole injection layer, hole transport layer)
The hole injection layer and the hole transport layer are layers having a function of receiving holes from the anode or the anode side and transporting them to the cathode side. Specifically, the hole injection layer and the hole transport layer are carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamines. Derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, organosilane derivatives, carbon , Etc. are preferable.
The thicknesses of the hole injection layer and the hole transport layer are each preferably 50 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the hole transport layer is preferably 5 nm to 50 nm, and more preferably 10 nm to 40 nm. In addition, the thickness of the hole injection layer is preferably 0.5 nm to 300 nm, and more preferably 1 nm to 200 nm.
The hole injection layer and the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the materials described above, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. .

(電子注入層、電子輸送層)
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層、電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン及びペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
(Electron injection layer, electron transport layer)
The electron injection layer and the electron transport layer are layers having a function of receiving electrons from the cathode or the cathode side and transporting them to the anode side. Specifically, the electron injection layer and the electron transport layer are triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, Carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, benzoxazoles and benzothiazoles as ligands It is preferably a layer containing various metal complexes typified by metal complexes, organosilane derivatives, and the like.

電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々50nm以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、5nm〜50nmであることが好ましく、10nm〜50nmであることが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜50nmであることが好ましく、0.5〜20nmであることが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
電子輸送層が発光層に隣接する層である場合には、耐久性向上の観点から、当該層を構成する材料としては、イオン化ポテンシャルが6.0eV以下のものが用いられる。
The thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer are each preferably 50 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the electron transport layer is preferably 5 nm to 50 nm, and more preferably 10 nm to 50 nm. Moreover, the thickness of the electron injection layer is preferably 0.1 nm to 50 nm, and more preferably 0.5 to 20 nm.
The electron injection layer and the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
When the electron transport layer is a layer adjacent to the light emitting layer, a material having an ionization potential of 6.0 eV or less is used as a material constituting the layer from the viewpoint of improving durability.

(基板)
本発明で使用する基板としては、有機化合物層から発せられる光を散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。その具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
例えば、基板としてガラスを用いる場合、その材質については、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。有機材料の場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。
(substrate)
The substrate used in the present invention is preferably a substrate that does not scatter or attenuate light emitted from the organic compound layer. Specific examples include zirconia-stabilized yttrium (YSZ), inorganic materials such as glass, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, and polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, and polycycloolefin. , Organic materials such as norbornene resin and poly (chlorotrifluoroethylene).
For example, when glass is used as the substrate, alkali-free glass is preferably used as the material in order to reduce ions eluted from the glass. Moreover, when using soda-lime glass, it is preferable to use what gave barrier coatings, such as a silica. In the case of an organic material, it is preferable that it is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability.

基板の形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板の形状としては、板状であることが好ましい。基板の構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材で形成されていてもよいし、2以上の部材で形成されていてもよい。   There is no restriction | limiting in particular about the shape of a board | substrate, a structure, a magnitude | size, It can select suitably according to the use, purpose, etc. of a light emitting element. In general, the shape of the substrate is preferably a plate shape. The structure of the substrate may be a single layer structure, a laminated structure, may be formed of a single member, or may be formed of two or more members.

基板は、無色透明であっても、有色透明であってもよいが、有機発光層から発せられる光を散乱又は減衰等させることがない点で、無色透明であることが好ましい。   The substrate may be colorless and transparent or colored and transparent, but is preferably colorless and transparent in that it does not scatter or attenuate light emitted from the organic light emitting layer.

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

(電極)
<陽極>
陽極は、通常、有機化合物層に正孔を供給する電極としての機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。前述のごとく、陽極は、通常透明陽極として設けられる。
(electrode)
<Anode>
The anode usually has a function as an electrode for supplying holes to the organic compound layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. , Can be appropriately selected from known electrode materials. As described above, the anode is usually provided as a transparent anode.

陽極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられ、仕事関数が4.0eV以上の材料が好ましい。陽極材料の具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。   As a material of the anode, for example, a metal, an alloy, a metal oxide, a conductive compound, or a mixture thereof can be suitably cited, and a material having a work function of 4.0 eV or more is preferable. Specific examples of the anode material include conductive metals such as tin oxide doped with antimony and fluorine (ATO, FTO), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO). Metals such as oxides, gold, silver, chromium, nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, polyaniline, polythiophene, polypyrrole, etc. Organic conductive materials, and a laminate of these and ITO. Among these, conductive metal oxides are preferable, and ITO is particularly preferable from the viewpoints of productivity, high conductivity, transparency, and the like.

陽極は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陽極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って、前記基板上に形成することができる。例えば、陽極の材料として、ITOを選択する場合には、陽極の形成は、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って行うことができる。   The anode is composed of, for example, a wet method such as a printing method and a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as a CVD and a plasma CVD method. It can be formed on the substrate according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material to be processed. For example, when ITO is selected as the anode material, the anode can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like.

本発明の有機電界発光素子において、陽極の形成位置としては特に制限はなく、発光素子の用途、目的に応じて適宜選択することができる。が、前記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、陽極は、基板における一方の表面の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。   In the organic electroluminescent element of the present invention, the formation position of the anode is not particularly limited and can be appropriately selected according to the use and purpose of the light emitting element. Is preferably formed on the substrate. In this case, the anode may be formed on the entire one surface of the substrate, or may be formed on a part thereof.

なお、陽極を形成する際のパターニングとしては、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   The patterning for forming the anode may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching such as laser, or vacuum deposition or sputtering with a mask overlapped. It may be performed by a lift-off method or a printing method.

陽極の厚みとしては、陽極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、10nm〜50μm程度であり、20nm〜20μmが好ましい。   The thickness of the anode can be appropriately selected depending on the material constituting the anode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 50 μm, and preferably 20 nm to 20 μm.

陽極の抵抗値としては、103Ω/□以下が好ましく、102Ω/□以下がより好ましい。陽極が透明である場合は、無色透明であっても、有色透明であってもよい。透明陽極側から発光を取り出すためには、その透過率としては、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。 The resistance value of the anode is preferably 10 3 Ω / □ or less, and more preferably 10 2 Ω / □ or less. When the anode is transparent, it may be colorless and transparent or colored and transparent. In order to take out light emission from the transparent anode side, the transmittance is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more.

なお、透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載される事項を本発明に適用することができる。耐熱性の低いプラスティック基材を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。   The transparent anode is described in detail in the book “New Development of Transparent Electrode Films” published by CMC (1999), supervised by Yutaka Sawada, and the matters described here can be applied to the present invention. In the case of using a plastic substrate having low heat resistance, a transparent anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.

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

陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられ、仕事関数が4.5eV以下のものが好ましい。具体例としてはアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用することができる。   Examples of the material constituting the cathode include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof, and those having a work function of 4.5 eV or less are preferable. Specific examples include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloys, lithium-aluminum alloys, magnesium. -Rare earth metals such as silver alloys, indium, ytterbium, and the like. These may be used alone, but two or more can be suitably used in combination from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.

これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点で、アルミニウムを主体とする材料が好ましい。
アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。
Among these, as a material constituting the cathode, an alkali metal or an alkaline earth metal is preferable from the viewpoint of electron injecting property, and a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability.
The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01 to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy, etc.) Say.

なお、陰極の材料については、特開平2−15595号公報、特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの広報に記載の材料は、本発明においても適用することができる。   The materials for the cathode are described in detail in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172, and the materials described in these public relations can also be applied in the present invention.

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

陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。   Patterning when forming the cathode may be performed by chemical etching such as photolithography, physical etching by laser, or the like, or by vacuum deposition or sputtering with the mask overlaid. It may be performed by a lift-off method or a printing method.

本発明において、陰極形成位置は特に制限はなく、有機化合物層上の全部に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
また、陰極と前記有機化合物層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1nm〜5nmの厚みで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
In the present invention, the cathode formation position is not particularly limited, and may be formed on the entire organic compound layer or a part thereof.
Further, a dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be inserted between the cathode and the organic compound layer with a thickness of 0.1 nm to 5 nm. This dielectric layer can also be regarded as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.

陰極の厚みは、陰極を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常10nm〜5μm程度であり、20nm〜1μmが好ましい。
また、陰極は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極は、陰極の材料を1nm〜20nmの厚さに薄く成膜し、更にITOやIZO等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。
The thickness of the cathode can be appropriately selected depending on the material constituting the cathode and cannot be generally defined, but is usually about 10 nm to 5 μm, and preferably 20 nm to 1 μm.
Further, the cathode may be transparent or opaque. Note that the transparent cathode can be formed by depositing a thin cathode material to a thickness of 1 nm to 20 nm and further laminating a transparent conductive material such as ITO or IZO.

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

保護層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、MBE(分子線エピタキシ)法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法(高周波励起イオンプレーティング法)、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、ガスソースCVD法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。   The method for forming the protective layer is not particularly limited, and for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, MBE (molecular beam epitaxy), cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization (high frequency) Excited ion plating method), plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, gas source CVD method, coating method, printing method, transfer method can be applied.

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

(駆動)
本発明の有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2ボルト〜15ボルト)、又は直流電流を印加することにより、発光を得ることができる。
本発明の有機電界発光素子の駆動方法については、特開平2−148687号公報、同6−301355号公報、同5−29080号公報、同7−134558号公報、同8−234685号公報、同8−241047号公報、特許第2784615号公報、米国特許5828429号公報、同6023308号公報等に記載の駆動方法を適用することができる。
(Drive)
The organic electroluminescence device of the present invention emits light by applying a direct current (which may include an alternating current component as necessary) voltage (usually 2 to 15 volts) or a direct current between the anode and the cathode. Obtainable.
The driving method of the organic electroluminescence device of the present invention is described in JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234585, The driving methods described in Japanese Patent No. 8-24047, Japanese Patent No. 2784615, US Pat. No. 5,828,429, Japanese Patent No. 6023308, and the like can be applied.

(用途)
本発明の有機EL素子の用途は特に限定されないが、携帯電話ディスプレイ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、コンピュータディスプレイ、自動車の情報ディスプレイ、TVモニター、あるいは一般照明等広い分野に適用できる。
(Use)
The use of the organic EL device of the present invention is not particularly limited, but it can be applied to a wide range of fields such as a mobile phone display, a personal digital assistant (PDA), a computer display, an automobile information display, a TV monitor, or general lighting.

以下に、本発明の有機EL素子の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。   Examples of the organic EL device of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(燐光発光材料の三重項エネルギー準位の測定)
始めに、実施例に用いた燐光発光材料の三重項エネルギー準位の測定方法および測定結果を説明する。
測定方法:
(1)ホスト材料に燐光発光材料をドープした膜を石英基板上に成膜して測定用試料を作製する。
(2)分光蛍光光度計F7000(日立ハイテク製)を用い、該石英基板を液体窒素にて冷却、励起光を当て、燐光を発光させる。得られる燐光のスペクトルから三重項エネルギー準位を求める。
(Measurement of triplet energy levels of phosphorescent materials)
First, a measurement method and measurement results of the triplet energy level of the phosphorescent material used in the examples will be described.
Measuring method:
(1) A measurement sample is produced by forming a film in which a host material is doped with a phosphorescent material on a quartz substrate.
(2) Using a spectrofluorometer F7000 (manufactured by Hitachi High-Tech), the quartz substrate is cooled with liquid nitrogen and irradiated with excitation light to emit phosphorescence. The triplet energy level is determined from the obtained phosphorescence spectrum.

下記材料について測定結果、青色発光材料B1の三重項エネルギー準位が65kcal/molであるのに対して、緑色発光材料G1の三重項エネルギー準位は56kcal/mol、赤色発光材料R1の三重項エネルギー準位は48kcal/molであり、青色発光材料B1に比べて、緑色発光材料G1と赤色発光材料R1の三重項エネルギー準位は、9kcal/mol〜17kcal/mol低い。   As a result of measurement for the following materials, the blue light emitting material B1 has a triplet energy level of 65 kcal / mol, whereas the green light emitting material G1 has a triplet energy level of 56 kcal / mol and the red light emitting material R1 has a triplet energy. The level is 48 kcal / mol, and the triplet energy levels of the green light-emitting material G1 and the red light-emitting material R1 are 9 kcal / mol to 17 kcal / mol lower than the blue light-emitting material B1.

実施例1
1.有機EL素子の作製
(本発明の有機EL素子1の作製)
0.5mm厚み、2.5cm角の酸化インジウム錫(ITOと略記)を100nmの厚みに蒸着したガラス基板(ジオマテック(株)製、表面抵抗10Ω/□)を洗浄容器に入れ、2−プロパノール中で超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン処理を行った。この透明陽極上に真空蒸着法にて以下の層を蒸着した。本発明の実施例における蒸着速度は特に断りのない場合は0.2nm/秒である。蒸着速度は水晶振動子を用いて測定した。以下に記載の膜厚も水晶振動子を用いて測定したものである。
Example 1
1. Production of organic EL element (production of organic EL element 1 of the present invention)
A glass substrate (manufactured by Geomatic Co., Ltd., surface resistance 10Ω / □) on which 0.5 mm thick and 2.5 cm square indium tin oxide (abbreviated as ITO) is deposited to a thickness of 100 nm is put in a cleaning container, and in 2-propanol After ultrasonic cleaning with, UV-ozone treatment was performed for 30 minutes. The following layers were deposited on this transparent anode by vacuum deposition. The vapor deposition rate in the examples of the present invention is 0.2 nm / second unless otherwise specified. The deposition rate was measured using a quartz resonator. The film thicknesses described below were also measured using a crystal resonator.

正孔注入層:4,4',4''−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATAと略記する)と2−TNATAに対して0.3質量%の2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(F4−TCNQと略記する)を共蒸着した。厚みは160nmであった。
正孔輸送層:N,N'−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミン(α−NPDと略記する)と厚み7nmに蒸着し、更に、その上に下記正孔輸送剤1を厚み3nmに蒸着した。
Hole injection layer: 4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine (abbreviated as 2-TNATA) and 0.3% by mass of 2,3,2 based on 2-TNATA 5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (abbreviated as F4-TCNQ) was co-evaporated. The thickness was 160 nm.
Hole transport layer: N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviated as α-NPD) and deposited to a thickness of 7 nm; Then, the following hole transport agent 1 was deposited to a thickness of 3 nm.

発光層:1,3−bis(carbazol−9−yl)benzene(mCPと略記)、電子輸送性発光材料B1、三重項エネルギー準位が低い発光材料G1、及び三重項エネルギー準位が小さな発光材料R1の4元蒸着を行った。mCPに対して、電子輸送性発光材料B1、発光材料G1、及び発光材料R1の共蒸着比率を蒸着進行とともに変更した。発光層の膜厚は60nmとした。
・電子輸送性発光材料B1の混合比率は、蒸着当初の正孔輸送層に近接した領域ではmCPに対して0質量%で、蒸着終了段階の電子輸送層と近接する領域では30質量%となるように蒸着速度を調整した。これらの領域の間では連続的に各成分の混合比率を変化させた。
・発光材料G1は、発光層の正孔輸送層と隣接する側の10nmの領域にmCPに対して15質量%となるように蒸着した。
・発光材料R1は、発光層の正孔輸送層と隣接する側の10nmの領域にmCPに対して15質量%となるように蒸着した。
Light emitting layer: 1,3-bis (carbazol-9-yl) benzene (abbreviated as mCP), electron transporting light emitting material B1, light emitting material G1 having a low triplet energy level, and light emitting material having a small triplet energy level Four-element deposition of R1 was performed. For mCP, the co-evaporation ratio of the electron-transporting luminescent material B1, the luminescent material G1, and the luminescent material R1 was changed as the deposition progressed. The thickness of the light emitting layer was 60 nm.
The mixing ratio of the electron transporting light-emitting material B1 is 0% by mass with respect to mCP in the region close to the initial hole transport layer, and 30% by mass in the region close to the electron transport layer at the end of the deposition. The deposition rate was adjusted as follows. The mixing ratio of each component was continuously changed between these regions.
-The light emitting material G1 was vapor-deposited so that it might become 15 mass% with respect to mCP in the 10 nm area | region of the side adjacent to the positive hole transport layer of a light emitting layer.
-The light emitting material R1 was vapor-deposited so that it might become 15 mass% with respect to mCP in the 10 nm area | region of the side adjacent to the positive hole transport layer of a light emitting layer.

続いて、発光層の上に、下記の電子輸送層、および電子注入層を設けた。
電子輸送層:bis−(2−methyl−8−quinolinolate)−4−(phenylphenolate)aluminium(BAlqと略記する)を厚み40nmに蒸着した。
電子注入層:LiF、厚み1nm。
Subsequently, the following electron transport layer and electron injection layer were provided on the light emitting layer.
Electron transport layer: bis- (2-methyl-8-quinolinolate) -4- (phenylphenolate) aluminum (abbreviated as BAlq) was deposited to a thickness of 40 nm.
Electron injection layer: LiF, thickness 1 nm.

さらに、シャドウマスクによりパターニングして陰極として厚み100nmのAlを設けた。
各層はいずれも抵抗加熱真空蒸着により設けた。
Furthermore, patterning was performed using a shadow mask to provide Al having a thickness of 100 nm as a cathode.
Each layer was provided by resistance heating vacuum deposition.

作製した積層体を、窒素ガスで置換したグロ−ブボックス内に入れ、ガラス製の封止缶および紫外線硬化型の接着剤(XNR5516HV、長瀬チバ製)を用いて封止した。   The produced laminate was put in a glove box substituted with nitrogen gas, and sealed with a glass sealing can and an ultraviolet curable adhesive (XNR5516HV, manufactured by CHI Nagase).

(本発明の有機EL素子2の作製)
有機EL素子1において、発光層を下記に変更した。
発光層:mCP、電子輸送性発光材料B1、三重項エネルギー準位が低い発光材料G1、及び三重項エネルギー準位が低い発光材料R1の4元蒸着を行った。mCPに対して、電子輸送性発光材料B1、発光材料G1、及び発光材料R1の共蒸着比率を蒸着進行とともに変更した。発光層の膜厚は60nmとした。
・電子輸送性発光材料B1の混合比率は、蒸着当初の正孔輸送層に近接した領域ではmCPに対して0質量%で、蒸着終了段階の電子輸送層と近接する領域では30質量%となるように蒸着速度を調整した。これらの領域の間では連続的に各成分の混合比率を変化させた。
・発光材料G1は、発光層の正孔輸送層と隣接する側の15nmの領域に、蒸着当初の正孔輸送層に近接した領域ではmCPに対して15質量%で、蒸着終了段階の領域では0質量%となるように蒸着速度を調整した。これらの領域の間では連続的に各成分の混合比率を変化させた。
・発光材料R1は、発光層の正孔輸送層と隣接する側の15nmの領域に、蒸着当初の正孔輸送層に近接した領域ではmCPに対して15質量%で、蒸着終了段階の領域では0質量%となるように蒸着速度を調整した。これらの領域の間では連続的に各成分の混合比率を変化させた。
(Preparation of the organic EL element 2 of the present invention)
In the organic EL element 1, the light emitting layer was changed to the following.
Light-emitting layer: Four-element deposition of mCP, electron-transporting light-emitting material B1, light-emitting material G1 having a low triplet energy level, and light-emitting material R1 having a low triplet energy level was performed. For mCP, the co-evaporation ratio of the electron-transporting light-emitting material B1, the light-emitting material G1, and the light-emitting material R1 was changed as the deposition progressed. The thickness of the light emitting layer was 60 nm.
The mixing ratio of the electron transporting light-emitting material B1 is 0% by mass with respect to mCP in the region close to the initial hole transport layer, and 30% by mass in the region close to the electron transport layer at the end of the deposition. The deposition rate was adjusted as follows. The mixing ratio of each component was continuously changed between these regions.
-The light emitting material G1 is 15% by mass with respect to mCP in the 15 nm region on the side adjacent to the hole transport layer of the light emitting layer, in the region close to the hole transport layer at the beginning of deposition, The deposition rate was adjusted to be 0% by mass. The mixing ratio of each component was continuously changed between these regions.
The luminescent material R1 is 15% by mass with respect to mCP in the region adjacent to the hole transport layer at the beginning of vapor deposition in the 15 nm region on the side adjacent to the hole transport layer of the light emitting layer. The deposition rate was adjusted to be 0% by mass. The mixing ratio of each component was continuously changed between these regions.

(比較の有機EL素子1の作製)
本発明の有機EL素子1において、発光層を下記に変更した。
発光層:mCP、電子輸送性発光材料B1、三重項エネルギー準位が低い発光材料R1、及び三重項エネルギー準位が小さな発光材料G1の4元蒸着を行った。発光層の全域に渉って、mCPに対する電子輸送性発光材料B1、発光材料G1、及び発光材料R1の共蒸着比率は、それぞれ、15質量%、4質量%、1.5質量%であった。発光層の膜厚は60nmとした。
(Production of Comparative Organic EL Element 1)
In the organic EL device 1 of the present invention, the light emitting layer was changed to the following.
Light-emitting layer: Four-element deposition of mCP, electron-transporting light-emitting material B1, light-emitting material R1 having a low triplet energy level, and light-emitting material G1 having a low triplet energy level was performed. Throughout the entire light emitting layer, the co-evaporation ratios of the electron transporting light emitting material B1, the light emitting material G1, and the light emitting material R1 with respect to mCP were 15% by mass, 4% by mass, and 1.5% by mass, respectively. . The thickness of the light emitting layer was 60 nm.

(比較の有機EL素子2の作製)
本発明の有機EL素子1において、発光層を下記に変更した。
発光層:mCP、電子輸送性発光材料B1、三重項エネルギー準位が低い発光材料R1、及び三重項エネルギー準位が小さな発光材料G1の4元蒸着を行った。発光層の全域に渉って、mCPに対する電子輸送性発光材料B1、発光材料G1、及び発光材料R1の共蒸着比率は、それぞれ、15質量%、0.15質量%、0.1質量%であった。発光層の膜厚は60nmとした。
(Production of Comparative Organic EL Element 2)
In the organic EL device 1 of the present invention, the light emitting layer was changed to the following.
Light-emitting layer: Four-element deposition of mCP, electron-transporting light-emitting material B1, light-emitting material R1 having a low triplet energy level, and light-emitting material G1 having a low triplet energy level was performed. The co-evaporation ratios of the electron-transporting light-emitting material B1, the light-emitting material G1, and the light-emitting material R1 with respect to mCP are 15% by mass, 0.15% by mass, and 0.1% by mass, respectively. there were. The thickness of the light emitting layer was 60 nm.

(比較の有機EL素子3の作製)
本発明の有機EL素子1において、発光層を下記の2層に変更した。
発光層1:mCP、及びmCPに対して電子輸送性発光材料B1を15質量%を共蒸着した。厚みは30nmとした。
発光層2:mCP、及びmCPに対して発光材料G1を10質量%、発光材料R1を10質量%の共蒸着比率で蒸着した。厚みは30nmとした。
(Production of comparative organic EL element 3)
In the organic EL device 1 of the present invention, the light emitting layer was changed to the following two layers.
Light emitting layer 1: 15% by mass of the electron transporting light emitting material B1 was co-deposited with respect to mCP and mCP. The thickness was 30 nm.
Light emitting layer 2: The light emitting material G1 was vapor-deposited at a co-evaporation ratio of 10% by mass and the light emitting material R1 was 10% by mass with respect to mCP and mCP. The thickness was 30 nm.

実施例に用いた化合物の構造を下記に示す。   The structures of the compounds used in the examples are shown below.

2.性能評価結果
得られた比較有機EL素子および本発明の有機EL素子を同一条件で下記の手段によって外部量子効率および駆動耐久性を測定した。
2. Performance Evaluation Results External quantum efficiency and driving durability of the obtained comparative organic EL device and the organic EL device of the present invention were measured under the same conditions by the following means.

《駆動電圧》
輝度1000cd/mに達する直流電圧を駆動電圧とした。
<Drive voltage>
A DC voltage reaching a luminance of 1000 cd / m 2 was defined as a driving voltage.

《外部量子効率の測定方法》
作製した発光素子をKEITHLEY製ソ−スメジャ−ユニット2400型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、輝度1000cd/mに発光させた。その発光スペクトルと光量をトプコン社製輝度計SR−3を用いて測定し、発光スペクトル、光量と測定時の電流から外部量子効率を計算した。
<Method for measuring external quantum efficiency>
A direct current voltage was applied to the light emitting element using the source measure unit 2400 made by KEITHLEY, and the light emitting element thus produced was emitted with a luminance of 1000 cd / m 2 . The emission spectrum and the amount of light were measured using a luminance meter SR-3 manufactured by Topcon Corporation, and the external quantum efficiency was calculated from the emission spectrum, the amount of light and the current at the time of measurement.

得られた結果を表1に示した。
本発明の素子1,2は、いずれも青色、緑色、赤色の発光が十分に発生し、輝度の高い白色発光を示した。駆動電圧が8.1V,7.9Vと低く、12.4%、12.6%の高い外部量子収率を示した。
一方、比較の素子1は、青色発光が弱く、緑色と赤色の発光からなる黄色〜褐色の発光色であった。また、比較の素子2は、白色発光であったが極めて低い発光効率であった。比較の素子3は、白色発光で発光効率が高いが、駆動電圧が増加した。
The obtained results are shown in Table 1.
The elements 1 and 2 of the present invention sufficiently emitted blue, green, and red light, and exhibited white light emission with high luminance. The driving voltages were as low as 8.1 V and 7.9 V, and high external quantum yields of 12.4% and 12.6% were exhibited.
On the other hand, the comparative element 1 had a weak blue emission and a yellow to brown emission color composed of green and red emission. The comparative element 2 emitted white light but had a very low light emission efficiency. The comparative element 3 has white light emission and high light emission efficiency, but the drive voltage increased.

実施例2
実施例1において、発光層の電子輸送性発光材料、及び三重項エネルギー準位が低い発光材料として緑色発光材料と赤色発光材料を表2に示す材料に変更し、その他は実施例1と同様にして本発明の素子を作成した。
それぞれの三重項エネルギー準位は、電子輸送性発光材料B2が65kcal/mol、発光材料G2が60kcal/mol、発光材料G3が58kcal/mol、及び発光材料R2が47kcal/molであった。従って、電子輸送性発光材料B1、B2に対して、発光材料G1〜G3、及び発光材料R1〜R2は、いずれもその三重項エネルギー準位が5kcal/mol〜18kcal/mol低い。
Example 2
In Example 1, the green light-emitting material and the red light-emitting material are changed to the materials shown in Table 2 as the electron-transporting light-emitting material of the light-emitting layer and the light-emitting material having a low triplet energy level. Thus, an element of the present invention was produced.
The triplet energy levels were 65 kcal / mol for the electron transporting luminescent material B2, 60 kcal / mol for the luminescent material G2, 58 kcal / mol for the luminescent material G3, and 47 kcal / mol for the luminescent material R2. Therefore, the triplet energy levels of the light emitting materials G1 to G3 and the light emitting materials R1 to R2 are 5 kcal / mol to 18 kcal / mol lower than the electron transporting light emitting materials B1 and B2.

実施例1と同様に性能を評価した結果を表2に示した。本発明の素子は、、いずれも実施例1の本発明の素子と同様に、駆動電圧が低く、高い外部量子効率を示した。   The results of evaluating the performance in the same manner as in Example 1 are shown in Table 2. Each of the devices of the present invention had a low driving voltage and high external quantum efficiency, like the device of the present invention of Example 1.

本発明有機EL素子の層構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the layer structure of this invention organic EL element.

Claims (7)

陽極及び陰極からなる一対の電極と、少なくとも、前記一対の電極間に配置された発光層、前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層、及び前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を有し、
1)前記発光層が、電子輸送性発光材料及び正孔輸送性ホスト材料を含有し、
2)前記電子輸送性発光材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陰極側から陽極側に向けて漸減し、
3)前記発光層中の前記電子輸送性発光材料濃度が減少した領域で、且つ、発光層総厚の1/100以上1/2以下の厚みの領域に、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を少なくとも1種含有することを特徴とする有機電界発光素子。
A pair of electrodes consisting of an anode and a cathode; at least a light emitting layer disposed between the pair of electrodes; a hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer; and the cathode and the light emitting layer. Having an electron transport layer disposed between
1) The light emitting layer contains an electron transporting light emitting material and a hole transporting host material,
2) The concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer gradually decreases from the cathode side to the anode side of the light-emitting layer,
3) In the region where the concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is reduced and in a region having a thickness of 1/100 or more and 1/2 or less of the total thickness of the light-emitting layer, triple the electron transporting light-emitting material An organic electroluminescent device comprising at least one light emitting material having a low term energy level.
前記電子輸送性発光材料が青色発光材料であり、前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料及び赤色発光材料の少なくとも一方である請求項1に記載の有機電界発光素子。   2. The electron-transporting light-emitting material is a blue light-emitting material, and the light-emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron-transporting light-emitting material is at least one of a green light-emitting material and a red light-emitting material. Organic electroluminescent device. 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料が、緑色発光材料及び赤色発光材料である請求項2に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent element according to claim 2, wherein the light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material is a green light emitting material and a red light emitting material. 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、厚み方向で一定である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。   The concentration of the light emitting material having a lower triplet energy level than the electron transporting light emitting material is a region containing a light emitting material having a lower triplet energy level than the electron transporting light emitting material in the light emitting layer. The organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3, which is constant in a direction. 前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料の濃度が、前記発光層中の前記電子輸送性発光材料よりも三重項エネルギー準位が低い発光材料を含有する領域で、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減している請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。   The concentration of the light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material is a region containing a light emitting material having a triplet energy level lower than that of the electron transporting light emitting material in the light emitting layer. The organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 3, which gradually decreases from the anode side to the cathode side of the light emitting layer. 前記正孔輸送性ホスト材料の前記発光層における濃度が、前記発光層の陽極側から陰極側に向けて漸減していることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。   The concentration of the hole transporting host material in the light emitting layer is gradually decreased from the anode side to the cathode side of the light emitting layer. Organic electroluminescent element. 前記電子輸送性発光材料が白金を中心金属とした金属錯体であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の有機電界発光素子。   The organic electroluminescent element according to any one of claims 1 to 6, wherein the electron-transporting luminescent material is a metal complex having platinum as a central metal.
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