JP2010177338A - Organic electroluminescent element, and method of manufacturing the same - Google Patents

Organic electroluminescent element, and method of manufacturing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element which can be manufactured inexpensive wet process and is superior in light emission lifetime and high-temperature preservability, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The organic electroluminescent element includes an anode, a cathode, and a host/dopant emission type light-emitting layer held between them, and the light emitting layer has therein a dopant depletion region, which spreads from an interface between the light emitting layer and an adjacent layer to a range of 10 to 30% of a layer thickness of the entire light emitting layer, and the organic electroluminescent element is manufactured by one-time wet film formation process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,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その製造方法に関する。詳しくは、長寿命であり、高温保存性に優れ、かつ低コストで作製可能な有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element and a method for manufacturing the same. Specifically, the present invention relates to an organic electroluminescence element that has a long life, is excellent in high-temperature storage stability and can be produced at low cost, and a method for producing the same.

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

一方、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、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。   On the other hand, 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 (exciton) are injected by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. ) And emits light by using light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several V to several tens V, and further self-emission. Since it is a type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type completely solid element, it has attracted attention from the viewpoints of space saving, portability, and the like.

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、従来実用に供されてきた主要な光源、たとえば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることからも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適である。   The organic electroluminescence element is also a major feature because it is a surface light source, unlike main light sources that have been put to practical use, such as light emitting diodes and cold cathode tubes. Applications that can effectively utilize this characteristic include illumination light sources and various display backlights. In particular, it is also suitable to be used as a backlight of a liquid crystal full color display whose demand has been increasing in recent years.

有機エレクトロルミネッセンス素子をこのような照明用光源、あるいはディスプレイのバックライトとして実用する為の課題として発光効率の向上が挙げられる。発光効率の向上のためには、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機機能層の一部においてそれぞれ別個の機能を有する材料を複数混合して構成する所謂ホスト/ドーパント構造を組み入れることが一般的となりつつある。   Improvement of luminous efficiency is mentioned as a subject for putting an organic electroluminescent element into practical use as such a light source for illumination, or a backlight of a display. In order to improve the luminous efficiency, it is becoming common to incorporate a so-called host / dopant structure in which a part of the organic functional layer constituting the organic electroluminescence element is composed of a mixture of materials having different functions. is there.

さらなる性能向上の手段として発光層のドーパント材料の分布に工夫をした発光層の作製方法が開発されている。例えば、特許文献1においては、発光層のドーパント材料が厚さ方向で連続的に変化する濃度勾配を有する工夫がなされているが、発光ドーパントの濃度を連続的に変化させる手段として明示しているのは真空蒸着法における蒸着レートの制御のみであり、生産性に適した手段の提案とはいえない。特許文献2においては、正孔輸送層や電子輸送層にホスト化合物のみからなる中間層を作製するといった工夫がなされているが、中間層を作製する手段として明示しているのは真空蒸着法のみであり、中間層、発光層と2回の成膜プロセスを経なければ作製できず、やはり生産性に適した手段の提案とはいえない。   As a means for further improving the performance, a method for producing a light emitting layer has been developed in which the distribution of the dopant material of the light emitting layer is devised. For example, Patent Document 1 discloses a device having a concentration gradient in which the dopant material of the light-emitting layer continuously changes in the thickness direction, but clearly shows a means for continuously changing the concentration of the light-emitting dopant. This is only the control of the deposition rate in the vacuum deposition method, and cannot be said to be a proposal of means suitable for productivity. In Patent Document 2, a contrivance is made such that an intermediate layer made only of a host compound is formed in a hole transport layer or an electron transport layer, but only the vacuum deposition method is clearly shown as a means for preparing the intermediate layer. Therefore, it cannot be produced unless the intermediate layer and the light emitting layer are subjected to two film formation processes, and it cannot be said that the method is suitable for productivity.

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としては、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、スプレー法、印刷法)等があるが、真空プロセスを必要とせず、連続生産が簡便であるという理由で近年はウェットプロセスにおける製造方法が注目されており、例えば特許文献3においてはホスト/ドーパント構造を有する発光層をウェットプロセスでの作製という工夫がなされているが、しかしながら、ウェットプロセスで作製した有機EL素子は蒸着型素子に比べて素子性能、特に寿命に関して十分な性能が出ないことが一般的に知られている。   As a method for producing an organic electroluminescence element, there are a vapor deposition method, a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, spray method, printing method) and the like, but a vacuum process is not required and continuous production is simple. For this reason, in recent years, a manufacturing method in a wet process has attracted attention. For example, in Patent Document 3, a light emitting layer having a host / dopant structure has been devised to be manufactured in a wet process. It is generally known that the organic EL element does not exhibit sufficient performance in terms of element performance, particularly in terms of life, as compared with the vapor deposition type element.

特開2005−100767号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-1000076 特開2007−42875号公報JP 2007-42875 A 特開2008−112875号公報JP 2008-112875 A

本発明は、上記問題・状況に鑑みなされたものであり、その解決課題は、低コストのウェットプロセスで作製可能であり、かつ発光寿命及び高温保存性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及びその製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems and circumstances, and a solution to the problem is to provide an organic electroluminescence element that can be produced by a low-cost wet process and that has excellent emission lifetime and high-temperature storage stability. And a method of manufacturing the same.

本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   The above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

1.陽極、陰極、及びそれらの間に挟持されたホスト/ドーパント型発光方式の発光層を具備した有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層が、当該発光層と隣接層との界面から当該発光層全体の層厚の10〜30%の範囲にわたるドーパント欠乏領域を当該発光層内に有し、かつ、一回のウェット成膜プロセスで作製された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. An organic electroluminescence device comprising an anode, a cathode, and a host / dopant-type light emitting layer sandwiched between them, wherein the light emitting layer is formed from the interface between the light emitting layer and the adjacent layer, and the entire light emitting layer An organic electroluminescence device having a dopant-deficient region in a range of 10 to 30% of the layer thickness in the light emitting layer and produced by a single wet film forming process.

2.前記発光層の発光ドーパントが、燐光発光性化合物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 light emitting dopant of the light emitting layer is a phosphorescent compound.

3.前記発光層の発光ホスト化合物の分子量が、1500以下であることを特徴とする前記1又は前記2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. 3. The organic electroluminescence device according to 1 or 2 above, wherein the light emitting host compound of the light emitting layer has a molecular weight of 1500 or less.

4.前記隣接層が、正孔輸送層であることを特徴とする前記1から前記3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   4). 4. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 3, wherein the adjacent layer is a hole transport layer.

5.前記隣接層が、電子輸送層であることを特徴とする前記1から前記3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   5. 4. The organic electroluminescent element according to any one of 1 to 3, wherein the adjacent layer is an electron transport layer.

6.前記1から前記5のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、溶媒を用いて一回のウェット成膜プロセスで発光層を作製する工程を有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の製造方法。   6). 6. The method for producing an organic electroluminescent element according to any one of 1 to 5, wherein the organic electroluminescent element comprises a step of producing a light emitting layer by a single wet film forming process using a solvent. Manufacturing method of electroluminescent element.

本発明の上記手段により、低コストのウェットプロセスで作製可能であり、かつ発光寿命及び高温保存性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及びその製造方法を提供することができる。   By the above means of the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescence device which can be produced by a low-cost wet process and which has an excellent emission lifetime and high temperature storage stability, and a method for producing the same.

このような本発明の効果の発現機構については、発光寿命や高温保存性が改善する理由は定かではないが、ホスト/ドーパント型発光方式の発光層は駆動経時でドーパントの拡散が起こり、隣接層内で消光することによって素子性能の安定性を損なうことが考えられている。ドーパントの欠乏領域を作っていることでドーパントの拡散が始まっても大部分のドーパントは発光層内に留まり隣接層へのドーパントの拡散と劣化を抑制することで発光寿命や高温保存性に優れた有機EL素子が得られることを見出した。また、通常欠乏領域に近い構成や中間層といった層を作製する場合は2度以上の成膜プロセスか、あるいは蒸着といったドライプロセスでの成膜が必要になるが、ウェットプロセスで1回の成膜プロセスでドーパント欠乏領域を有する発光層を形成することができるため、複数の発光層を作製したときの界面が発生せずキャリアトラップが発生しにくいと考えられる。また、行程を短縮することで生産効率が向上するといった付随効果も得られることが明らかとなっている。   Although the reason why the light emission lifetime and high-temperature storage stability are improved is not clear with regard to the manifestation mechanism of the effects of the present invention, the host / dopant-type light-emitting layer emits dopant over time, and the adjacent layer It is considered that the stability of device performance is impaired by quenching in the light. By creating a dopant-deficient region, most of the dopant stays in the light-emitting layer even when dopant diffusion begins, and suppresses the diffusion and deterioration of the dopant to the adjacent layer, resulting in excellent emission lifetime and high-temperature storage stability It discovered that an organic EL element was obtained. In addition, when a layer such as a structure close to a deficient region or an intermediate layer is manufactured, it is necessary to form a film by a film forming process twice or more, or by a dry process such as vapor deposition. Since a light-emitting layer having a dopant-deficient region can be formed by the process, it is considered that an interface is not generated when a plurality of light-emitting layers are formed, and carrier traps are hardly generated. In addition, it has been clarified that accompanying effects such as improvement in production efficiency can be obtained by shortening the stroke.

本発明の有機EL素子の一例を示す図The figure which shows an example of the organic EL element of this invention 本発明の有機EL素子のダイナミックSIMSの結果の一例を示す図The figure which shows an example of the result of dynamic SIMS of the organic EL element of this invention

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極、陰極、及びそれらの間に挟持されたホスト/ドーパント型発光方式の発光層を具備した有機エレクトロルミネッセンス素子であって、当該発光層が、当該発光層と隣接層との界面から当該発光層全体の層厚の10〜30%の範囲にわたるドーパント欠乏領域を当該発光層内に有し、かつ、一回のウェット成膜プロセスで作製されたことを特徴とする。   The organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device comprising an anode, a cathode, and a host / dopant-type light emitting layer sandwiched between them, and the light emitting layer includes the light emitting layer and the light emitting layer. It has a dopant-deficient region in the light emitting layer ranging from 10 to 30% of the total thickness of the light emitting layer from the interface with the adjacent layer, and is produced by a single wet film forming process. To do.

なお、本願において、「ホスト/ドーパント型発光方式の発光層」とは、発光に寄与する化合物として、発光ホスト化合物と発光ドーパントを含有する発光層をいう。   In the present application, the “host / dopant light-emitting layer” refers to a light-emitting layer containing a light-emitting host compound and a light-emitting dopant as a compound that contributes to light emission.

本発明の実施態様としては、本発明の効果の観点から、前記発光層の発光ドーパントが、燐光発光性化合物であることが好ましい。また、当該発光層の発光ホスト化合物の分子量が、1500以下であることが好ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of the effect of the present invention, the light emitting dopant of the light emitting layer is preferably a phosphorescent compound. Moreover, it is preferable that the molecular weight of the light emitting host compound of the said light emitting layer is 1500 or less.

本発明においては、前記隣接層が、正孔輸送層であること、又は、当該隣接層が、電子輸送層であることが好ましい。   In the present invention, the adjacent layer is preferably a hole transport layer, or the adjacent layer is preferably an electron transport layer.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法としては、溶媒を用いて一回のウェット成膜プロセスで発光層を作製する工程を有する態様の製造方法であることが好ましい。   The method for producing the organic electroluminescent element of the present invention is preferably a production method having an embodiment having a step of producing a light emitting layer by a single wet film forming process using a solvent.

以下、本発明とその構成要素、及び発明を実施するための形態等について詳細な説明をする。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes for carrying out the invention will be described in detail.

≪ドーパント欠乏領域≫
本発明の有機EL素子の発光層は、当該発光層と隣接層との界面から当該発光層全体の層厚の10〜30%、好ましくは、10〜20%の範囲にわたるドーパント欠乏領域を当該発光層内に有していることを特徴とする。
≪Dopant deficient region≫
The light-emitting layer of the organic EL device of the present invention emits the dopant-deficient region ranging from 10 to 30%, preferably 10 to 20% of the total thickness of the light-emitting layer from the interface between the light-emitting layer and the adjacent layer. It is characterized by having in the layer.

本発明の有機EL素子は、ウェットプロセスで作製したホスト/ドーパント型発光方式の発光層が、隣接層に対してドーパント欠乏領域を有するが、ドーパント欠乏領域は、欠乏領域以外の発光層内に含まれるドーパントのドープ濃度の平均に対して50%未満の領域を指し、全くドーパントが存在しない領域も含む。ドーパント欠乏領域を含んだ発光層は一回のみのウェット成膜プロセスを経て作製される。   In the organic EL device of the present invention, a host / dopant-type light emitting layer produced by a wet process has a dopant-deficient region with respect to an adjacent layer, but the dopant-deficient region is included in a light-emitting layer other than the deficient region. It refers to a region of less than 50% with respect to the average doping concentration of the dopant, and includes a region where no dopant is present. The light emitting layer including the dopant-deficient region is manufactured through a single wet film formation process.

ドーパント欠乏領域の測定方法としてはいくつか方法があるが、膜内の元素の量を高感度で分析可能でかつ深さ方向の元素の濃度変化を追えることから二次イオン質量分析法(SIMS)を用いることが好ましい。二次イオン質量分析法については、例えば、日本表面科学会「二次イオン質量分析法(表面科学技術選書)」(丸善)等を参考にすることができる。   There are several methods for measuring the dopant-deficient region. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) is possible because the amount of element in the film can be analyzed with high sensitivity and the concentration change of the element in the depth direction can be tracked. Is preferably used. As for secondary ion mass spectrometry, for example, Japanese Society for Surface Science “Secondary ion mass spectrometry (Surface Science and Technology Selection)” (Maruzen) can be referred to.

二次イオン質量分析法は、10−8Pa程度の高真空下で一次イオンと呼ばれるイオンビームを試料表面に照射しスパッタリングを行う。それにより放出された構成粒子の中で二次イオンを質量分析することにより表面に存在する元素を分析する方法である。表面をスパッタし、削り取っていくので破壊分析ではあるが、表面からμm以上の深さまでの元素の濃度変化を分析することが可能である。 In the secondary ion mass spectrometry, a sample surface is irradiated with an ion beam called primary ions under a high vacuum of about 10 −8 Pa to perform sputtering. This is a method of analyzing elements present on the surface by mass spectrometry of secondary ions in the constituent particles released thereby. Although the surface is sputtered and scraped off, it is possible to analyze the change in element concentration from the surface to a depth of μm or more, although it is a destructive analysis.

一次イオンとしては、例えばCs、In、Ga等の金属イオン種が好ましいが、どのイオン種を用いるのが好ましいかは測定対象元素によって使い分けられる。 The primary ion, e.g. Cs +, an In +, but Ga + or the like of the metal ionic species is preferred, whether employed which ion species are preferred used for different measurement target elements.

本発明では、具体的にはPhysical Electronics社製のADEPT1010を使用して、一次イオン種はCs、一次イオンの加速電圧は2kVの条件で有機EL素子内の深さ方向における各種元素の分布量を測定した。 In the present invention, specifically, ADEPT 1010 manufactured by Physical Electronics is used, the primary ion species is Cs + , and the acceleration voltage of the primary ions is 2 kV. The distribution amounts of various elements in the depth direction in the organic EL element Was measured.

≪隣接層≫
隣接層とは、ホスト/ドーパント型発光方式の発光層に隣接する、発光層とは異なる機能を有する層を指し、その層は陽極と発光層の間でも陰極と発光層の間でも良い。隣接層に特に制限は無いが、キャリアの発光層への移動を容易にするために、隣接層は電子輸送層あるいは正孔輸送層が好ましい。
≪Adjacent layer≫
The adjacent layer refers to a layer having a function different from that of the light emitting layer adjacent to the host / dopant type light emitting layer, and the layer may be between the anode and the light emitting layer or between the cathode and the light emitting layer. The adjacent layer is not particularly limited, but the adjacent layer is preferably an electron transport layer or a hole transport layer in order to facilitate the movement of carriers to the light emitting layer.

≪有機EL素子の層構成≫
次に、本発明の有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
以下、各構成要素について説明する。
≪Layer structure of organic EL element≫
Next, although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element of this invention is shown below, this invention is not limited to these.
(I) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron Transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole Blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Each component will be described below.

≪発光層≫
発光層とは、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が、層間での励起子の失活等が考えられることから発光層の層内であることが好ましい。
≪Luminescent layer≫
The light-emitting layer 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. May be an interface between the light emitting layer and the adjacent layer, but is preferably within the layer of the light emitting layer because of deactivation of excitons between layers.

発光層の膜厚は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2〜200nmの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは5〜100nmの範囲に調整される。   The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust to the range of 2-200 nm, More preferably, it adjusts to the range of 5-100 nm.

本発明の有機EL素子の発光層には、発光ホスト化合物と、発光ドーパントの少なくとも一種とを含有することが特徴となっており、発光層と隣接層の界面から発光層の厚さの10〜30%、好ましくは、10〜20%の範囲にわたるドーパント欠乏領域を有することが特徴となっている。   The light-emitting layer of the organic EL device of the present invention is characterized by containing a light-emitting host compound and at least one light-emitting dopant, and has a thickness of 10 to 10 from the interface between the light-emitting layer and the adjacent layer. It is characterized by having a dopant-deficient region ranging from 30%, preferably 10-20%.

本発明に係る発光層を形成した場合、上記のような発光寿命の向上、高温保存性の向上の改善が見られた。その理由としては定かではないが、発光層をウェットプロセスで成膜した場合はドライプロセスと膜のモルフォロジーが変化しているためか、熱や発光経時でドーパントが隣接層まで拡散し、その結果励起子のエネルギー失活が起こり発光寿命低下を招くのに対し、始めに隣接層に近い領域のドーパント量を減らすことで、ドーパントの隣接層への拡散を抑制し、励起子のエネルギー失活を防ぐためだと推定している。また、ウェットプロセスでかつ一度の成膜プロセスでドーパント欠乏領域を有する発光層を成膜することができることから、生産性にも優れるといった付随効果も考えられる。   When the light emitting layer according to the present invention was formed, the above-described improvement in the light emission life and improvement in the high temperature storage stability were observed. The reason for this is not clear, but when the light-emitting layer is formed by a wet process, the dopant diffuses to the adjacent layer over time due to heat or light emission due to the change in the morphology of the dry process and the film. While energy deactivation of the protons occurs and the emission lifetime is reduced, the amount of dopant in the region close to the adjacent layer is first reduced to suppress diffusion of the dopant into the adjacent layer and prevent exciton energy deactivation. It is presumed to be because of this. Further, since a light emitting layer having a dopant-deficient region can be formed by a wet process and a single film formation process, an accompanying effect such as excellent productivity can be considered.

以下に発光層に含まれるホスト化合物(発光ホスト等ともいう。)と発光ドーパント(「発光ドーパント化合物」ともいう。)について説明する。   Hereinafter, a host compound (also referred to as a light-emitting host) and a light-emitting dopant (also referred to as a “light-emitting dopant compound”) included in the light-emitting layer will be described.

≪発光ホスト化合物≫
発光ホスト化合物(単に、「ホスト化合物」ともいう。)とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が20%以上であり、かつ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が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。
≪Luminescent host compound≫
A light-emitting host compound (also simply referred to as “host compound”) is a compound having a mass ratio of 20% or more in a light-emitting layer and phosphorescence at room temperature (25 ° C.). A compound having a phosphorescence quantum yield of luminescence of less than 0.1 is defined. The phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.

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

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

併用してもよ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、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。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。   As the known host compound that may be used in combination, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable. Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents.

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。   JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.

≪発光ドーパント≫
本発明に係る発光ドーパント(単に、「ドーパント」ともいう。)としては、蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう。)、リン光ドーパント(リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう。)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、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、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
≪Luminescent dopant≫
As the light-emitting dopant (also simply referred to as “dopant”) according to the present invention, a fluorescent dopant (also referred to as a fluorescent compound), a phosphorescent dopant (phosphorescent material, phosphorescent compound, phosphorescent compound, etc.) However, from the viewpoint of obtaining an organic EL element with higher luminous efficiency, a light-emitting dopant (also simply referred to as “light-emitting material”) used in the light-emitting layer or light-emitting unit of the organic EL element. It is preferable to contain a phosphorescent dopant at the same time as containing the host compound.

リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。   The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL device.

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

以下に、リン光ドーパント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。   Although the specific example of the compound used as a phosphorescence dopant below is shown, this invention is not limited to these. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.

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≪注入層:電子注入層、正孔注入層≫
注入層は、必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
≪Injection layer: electron injection layer, hole injection layer≫
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, 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. You may let them.

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

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

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

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

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

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

正孔阻止層には、前述のホスト化合物として挙げたアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。   The hole blocking layer preferably contains the azacarbazole derivative mentioned as the host compound.

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、さらに好ましくは5〜30nmである。   On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed. The film thickness of the hole blocking layer and the electron transport layer according to the present invention is preferably 3 to 100 nm, and more preferably 5 to 30 nm.

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

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

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

芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, as well as 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-4-308 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 88 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

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

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

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

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

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

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

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

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and 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5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。   The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. . Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、前記請求項7及び8に掛かる発明においては、不純物をゲスト材料としてドープした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、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   In the inventions according to the seventh and eighth aspects, an electron transport layer having a high n property doped with an impurity as a guest material is used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

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

≪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)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
≪Anode≫
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when 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≫
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(Al)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(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
≪Cathode≫
As the cathode, a material having a 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) mixture, indium, a lithium / aluminum mixture, and rare earth metals. 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, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.

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 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.

≪基板≫
本発明に係る有機EL素子に用いることのできる基板(以下、基体、基材、支持基板、支持体等とも言う)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。基板側から光を取り出す場合には、基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
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As a substrate (hereinafter also referred to as a base, a base material, a support substrate, a support, etc.) that can be used in the organic EL device according to the present invention, there is no particular limitation on the type of glass, plastic, etc., and it is transparent. Or opaque. When extracting light from the substrate side, the substrate is preferably transparent. Examples of the transparent substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。   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、水蒸気透過度が0.01g/m/日・atm以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには酸素透過度10−3g/m/日以下、水蒸気透過度10−5g/m/日以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 An inorganic or organic film or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and a barrier film having a water vapor permeability of 0.01 g / m 2 / day · atm or less is preferable. Further, it is preferably a high barrier film having 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.

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

バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。   The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.

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

本発明に係る有機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。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device according to the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more.

ここで、
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。
here,
External extraction quantum efficiency (%) = (number of photons emitted to the outside of the organic EL element) / (number of electrons sent to the organic EL element) × 100
It is.

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。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。   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. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.

≪封止≫
本発明に用いられる有機EL素子の封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
≪Sealing≫
As a sealing means of the organic EL element used for this invention, the method of adhere | attaching a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive agent can be mentioned, for example.

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、電気絶縁性は特に問わない。   As a sealing member, it should just be arrange | positioned so that the display area | region of an organic EL element may be covered, and concave plate shape or flat plate shape may be sufficient. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.

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

本発明においては、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/m/24h以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m/24h)以下のものであることが好ましい。 In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the organic EL element can be thinned. Further, the polymer film, the oxygen permeability was measured by the method based on JIS K 7126-1987 is 1 × 10 -3 ml / m 2 / 24h or less, as measured by the method based on JIS K 7129-1992 water vapor transmission rate (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably that of 1 × 10 -3 g / (m 2 / 24h) or less.

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。   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等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。   Specific examples of adhesives include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. Can be mentioned. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.

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

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

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

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

≪有機EL素子の作製方法≫
本発明に係る有機EL素子の作製方法は、陽極と陰極に挟まれた有機層の一部または全部をウェットプロセスで製膜し、少なくとも発光層はウェットプロセスで形成することが特徴である。本発明でいうウェットプロセスとは、層を形成する際に層形成材料を溶液の形態で供給し層形成を行うものである。
≪Method for manufacturing organic EL element≫
The method for producing an organic EL device according to the present invention is characterized in that a part or all of an organic layer sandwiched between an anode and a cathode is formed by a wet process, and at least a light emitting layer is formed by a wet process. The wet process referred to in the present invention is to form a layer by supplying a layer forming material in the form of a solution when forming a layer.

本発明に係る有機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/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法を説明する。   As an example of a method for producing an organic EL device according to the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.

まず適当な基体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。   First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, thereby producing an anode.

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、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層等の有機化合物薄膜(有機層)を形成させる。   Next, organic compound thin films (organic layers) such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a hole blocking layer, which are organic EL element materials, are formed thereon.

これら各層の形成方法としては、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、スプレー法、印刷法)等がある。さらには均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはスピンコート法、インクジェット法、スプレー法、印刷法等の塗布法による成膜が好ましい。   As a method for forming each of these layers, there are a vapor deposition method, a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, spray method, printing method) and the like as described above. Furthermore, in the present invention, film formation by a coating method such as a spin coating method, an ink jet method, a spray method, or a printing method is preferable from the viewpoint that a homogeneous film is easily obtained and pinholes are hardly generated.

本発明に係る有機EL材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。   Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, and mesitylene. Aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.

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。   After these layers are formed, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm. By providing, a desired organic EL element can be obtained.

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。   Further, it is possible to reverse the production order, and to 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.

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

≪光取り出し≫
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
≪Light extraction≫
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index is about 1.7 to 2.1) and can extract only about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle θ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the element side surface.

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

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

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

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

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

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

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

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。   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. Therefore, the light extraction efficiency does not increase so much. However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased.

回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間もしくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。   As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or in the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic 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 light in the medium.

回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。   The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

≪集光シート≫
本発明に係る有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせたりすることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
≪Condenser sheet≫
The organic EL device according to the present invention is processed to provide, for example, a microlens array-like structure on the light extraction side of the substrate, or combined with a so-called condensing sheet, for example, in a specific direction, for example, device light emission Condensing light in the front direction with respect to the surface can increase the luminance in a specific direction.

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

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

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

≪用途≫
本発明に係る有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、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。
≪Usage≫
The organic EL element according to the present invention can be used as a display device, a display, and various light sources. For example, lighting devices (home lighting, interior lighting), clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, It can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and an illumination light source especially.

本発明に係る有機EL素子においては、必要に応じ成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く、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。   In the organic EL device according to the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned. In the fabrication of the element, a conventionally known method is used. Can do.

本発明に係る有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「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。   The light emission color of the organic EL device according to the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (Edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with a luminance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates.

また、本発明に係る有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることを言う。本発明に係る有機EL素子の発光層には、発光ホスト化合物とゲスト材料としての発光ドーパントの少なくとも一種を含有することが好ましい。 Further, when the organic EL element according to the present invention is a white element, white means that the chromaticity in the CIE1931 color system at 1000 cd / m 2 is measured when the front luminance at 2 ° viewing angle is measured by the above method. It means that it is in the region of X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.1. The light emitting layer of the organic EL device according to the present invention preferably contains at least one of a light emitting host compound and a light emitting dopant as a guest material.

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。なお、以下に実施例で使用する化合物の構造を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these. The structures of the compounds used in the examples are shown below.

Figure 2010177338
Figure 2010177338

≪有機EL素子101の作製≫
陽極として、100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm製膜した基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をノルマル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。
<< Production of Organic EL Element 101 >>
After patterning a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate made of ITO (Indium Tin Oxide) 100 nm as an anode, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was superposed with normal propyl alcohol. Sonic cleaning, drying with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning were performed for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層(HIL)を設けた。   On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water at 3000 rpm for 30 seconds. After forming the film by spin coating, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer (HIL).

次いで、基板を窒素雰囲気下のグローブボックスへと移動し、化合物HT−1(重量平均分子量50000;50mg)をモノクロロベンゼン10mlに溶解させた溶液を用いて1500rpm、30秒の条件下でスピンコート(膜厚約20nm)し、160℃、30分間窒素下で乾燥し、正孔輸送層(HTL)とした。   Next, the substrate was moved to a glove box under a nitrogen atmosphere and spin-coated under a condition of 1500 rpm for 30 seconds using a solution in which compound HT-1 (weight average molecular weight 50000; 50 mg) was dissolved in 10 ml of monochlorobenzene ( And dried at 160 ° C. for 30 minutes under nitrogen to obtain a hole transport layer (HTL).

次いで、基板を真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧し、化合物D−1が膜厚比で16%になるように化合物H−1と化合物D−1を共蒸着し、厚さ40nmの発光層(EML)を形成した。 Next, the substrate is attached to a vacuum deposition apparatus, the vacuum chamber is decompressed to 4 × 10 −4 Pa, and the compound H-1 and the compound D-1 are co-deposited so that the compound D-1 has a film thickness ratio of 16%. Then, a light emitting layer (EML) having a thickness of 40 nm was formed.

基板を再びグローブボックスへと移動し、化合物ET−1(50mg)を2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール10mlに溶解させた溶液を用いて1500rpm、30秒の条件化でスピンコート(膜厚約20nm)し、120℃、30分間窒素下で乾燥し、電子輸送層(ETL)とした。   The substrate was moved again to the glove box, and spin coating (film) was performed under conditions of 1500 rpm and 30 seconds using a solution in which compound ET-1 (50 mg) was dissolved in 10 ml of 2,2,3,3-tetrafluoropropanol. And dried at 120 ° C. under nitrogen for 30 minutes to form an electron transport layer (ETL).

基板を真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧し、電子注入層としてLiFを1nmで成膜し、その後アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子101を作製した。 The substrate is attached to a vacuum deposition apparatus, the vacuum chamber is depressurized to 4 × 10 −4 Pa, LiF is deposited as an electron injection layer at 1 nm, then aluminum 110 nm is deposited to form a cathode, and the organic EL element 101 is formed. Produced.

≪有機EL素子102の作製≫
有機EL素子101の作製において、正孔輸送層を形成した後、基板を真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後に、中間層として化合物H−1を5nmで成膜し、その後化合物D−1が膜厚比で16%になるように化合物H−1と化合物D−1を共蒸着し、厚さ35nmの発光層とした以外は同様にして有機EL素子102を作製した。
<< Production of Organic EL Element 102 >>
In the preparation of the organic EL element 101, after forming the hole transport layer, the substrate is attached to a vacuum deposition apparatus, the vacuum chamber is decompressed to 4 × 10 −4 Pa, and then the compound H-1 is formed at 5 nm as an intermediate layer. The organic EL element 102 is formed in the same manner except that the compound H-1 and the compound D-1 are co-deposited so that the compound D-1 has a film thickness ratio of 16% to obtain a light emitting layer having a thickness of 35 nm. Was made.

≪有機EL素子103の作製≫
有機EL素子101の作製において、発光層を形成する際に正孔輸送層と発光層の界面ではゲスト化合物D−1の濃度が32vol%、発光層と電子輸送層の界面ではゲスト化合物の濃度が0vol%になるように連続的に化合物D−1の蒸着レートを変更したこと以外は同様にして有機EL素子103を作製した。
<< Production of Organic EL Element 103 >>
In the production of the organic EL element 101, when forming the light emitting layer, the concentration of the guest compound D-1 is 32 vol% at the interface between the hole transport layer and the light emitting layer, and the concentration of the guest compound is at the interface between the light emitting layer and the electron transport layer. An organic EL device 103 was produced in the same manner except that the deposition rate of the compound D-1 was continuously changed so as to be 0 vol%.

≪有機EL素子104の作製≫
有機EL素子101の作製において、発光層を形成する際に正孔輸送層と発光層の界面ではゲスト化合物D−1の濃度が0vol%、発光層と電子輸送層の界面ではゲスト化合物の濃度が32vol%になるように連続的に化合物D−1の蒸着レートを変更したこと以外は同様にして有機EL素子104を作製した。
<< Production of Organic EL Element 104 >>
In the production of the organic EL element 101, when forming the light emitting layer, the concentration of the guest compound D-1 is 0 vol% at the interface between the hole transport layer and the light emitting layer, and the concentration of the guest compound is at the interface between the light emitting layer and the electron transport layer. The organic EL element 104 was produced in the same manner except that the deposition rate of the compound D-1 was continuously changed so as to be 32 vol%.

≪有機EL素子105の作製≫
有機EL素子101の作製において、グローブボックス中で化合物H−2(重量平均分子量50000;73mg)と化合物D−1(14mg)を酢酸ノルマルプロピル10mlに溶解させた溶液を用いて1500rpm、30秒の条件化でスピンコート(膜厚約40nm)し、120℃、30分間窒素下で乾燥し、発光層とした以外は同様にして有機EL素子105を作製した。
<< Production of Organic EL Element 105 >>
In the production of the organic EL device 101, 1500 gm for 30 seconds using a solution prepared by dissolving compound H-2 (weight average molecular weight 50000; 73 mg) and compound D-1 (14 mg) in 10 ml normalpropyl acetate in a glove box. The organic EL element 105 was produced in the same manner except that spin coating was performed under conditions (film thickness: about 40 nm), drying was performed at 120 ° C. for 30 minutes under nitrogen, and the light emitting layer was formed.

≪有機EL素子106の作製≫
有機EL素子105の作製において、化合物H−2をH−1に変更した以外は同様にして有機EL素子106を作製した。
<< Production of Organic EL Element 106 >>
An organic EL element 106 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 105 except that the compound H-2 was changed to H-1.

≪有機EL素子107の作製≫
有機EL素子105の作製において、化合物H−2(128mg)と化合物D−1(24mg)を酢酸ブチル10mlに溶解させた溶液を用いて1500rpm、30秒の条件化でスピンコート(膜厚約40nm)して発光層を成膜した以外は同様にして有機EL素子107を作製した。
<< Production of Organic EL Element 107 >>
In the production of the organic EL element 105, spin coating (film thickness of about 40 nm) was performed under conditions of 1500 rpm and 30 seconds using a solution in which Compound H-2 (128 mg) and Compound D-1 (24 mg) were dissolved in 10 ml of butyl acetate. The organic EL element 107 was produced in the same manner except that a light emitting layer was formed.

≪有機EL素子108の作製≫
有機EL素子107の作製において、化合物H−2をH−1に変更した以外は同様にして有機EL素子108を作製した。
<< Production of Organic EL Element 108 >>
An organic EL element 108 was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 107, except that the compound H-2 was changed to H-1.

≪有機EL素子の評価≫
作製した有機EL素子について下記のようにして発光寿命および高温保存性を評価した。
<< Evaluation of organic EL elements >>
About the produced organic EL element, the light emission lifetime and the high temperature storage property were evaluated as follows.

尚、各試料についてはダイナミックSIMSでイリジウムと炭素の素子内分布を測定し、試料No.107、108についてはドーパント欠乏領域が存在することを確認している。一例を図2に示す。   For each sample, the distribution of iridium and carbon in the element was measured by dynamic SIMS. For 107 and 108, it has been confirmed that a dopant-deficient region exists. An example is shown in FIG.

〔半減寿命〕
作製した有機EL素子に対し、正面輝度1000cd/mとなるような電流を与え、連続駆動した。正面輝度が初期の半減値(500cd/m)になるまでに掛かる時間を半減寿命として求め、有機EL素子101〜105、および107、108の半減寿命は、有機EL素子106(比較例)の測定値を100とした相対値で表した。
[Half life]
The produced organic EL element was continuously driven by applying a current that would give a front luminance of 1000 cd / m 2 . The time required for the front luminance to reach the initial half value (500 cd / m 2 ) is obtained as the half life, and the half lives of the organic EL elements 101 to 105 and 107 and 108 are the values of the organic EL element 106 (comparative example). It was expressed as a relative value with the measured value as 100.

〔高温保存性の評価〕
各有機EL素子を、60℃、相対湿度90%の環境下に100時間の保存を行った後、各有機EL素子に10mA/cmの一定電流で駆動させたときのダークスポット発生の有無、発光面積の縮小、発光輝度の変化の測定を行い、未処理の各有機EL素子の各特性と比較し、下記の基準に従って高温保存性の評価を行った。なお、発光輝度はコニカミノルタセンシング社製のCS−1000を用いて測定した。
[Evaluation of high temperature storage stability]
After each organic EL element was stored for 100 hours in an environment of 60 ° C. and 90% relative humidity, whether or not dark spots occurred when each organic EL element was driven at a constant current of 10 mA / cm 2 , The emission area was reduced and the change in emission luminance was measured, compared with the characteristics of each untreated organic EL element, and the high temperature storage stability was evaluated according to the following criteria. The emission luminance was measured using CS-1000 manufactured by Konica Minolta Sensing.

○:未処理品に対し、ダークスポットを含む発光面積の縮小率が5%未満で、かつ電流密度一定時の輝度変動が5%未満である。   A: The reduction rate of the light emitting area including the dark spot is less than 5% with respect to the untreated product, and the luminance fluctuation when the current density is constant is less than 5%.

△:未処理品に対し、ダークスポットを含む発光面積の縮小率が5%以上、10%未満あるいは電流密度一定時の輝度変動が5%以上、10%未満である。   (Triangle | delta): The reduction rate of the light emission area containing a dark spot is 5% or more and less than 10% with respect to an untreated product, or the luminance fluctuation | variation at the time of constant current density is 5% or more and less than 10%.

×:未処理品に対し、ダークスポットを含む発光面積の縮小率が10%以上あるいは電流密度一定時の輝度変動が10%以上である。   X: The reduction rate of the light emitting area including the dark spot is 10% or more with respect to the untreated product, or the luminance fluctuation when the current density is constant is 10% or more.

得られた結果を表1に示す。   The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2010177338
Figure 2010177338

表1記載の結果より明らかなように、本発明で規定するドーパント欠乏領域を有する構成からなる有機EL素子では、素子の長寿命化および高温保存性に優れた有機EL素子が得られることがわかる。また、このドーパント欠乏領域を有する発光層の形成はウェットプロセスで一度きりの成膜で生成されるため、生産効率も高いことも併せて明らかになっている。   As is apparent from the results shown in Table 1, it can be seen that an organic EL device having a configuration having a dopant-deficient region defined in the present invention can provide an organic EL device having a long lifetime and excellent high-temperature storage stability. . It has also been revealed that the formation of the light-emitting layer having the dopant-deficient region is generated by a single film formation by a wet process, so that the production efficiency is also high.

≪有機EL素子201の作製≫
有機EL素子106の作製において、発光層をスピンコートする前に基板を0℃、10分間冷却した以外は同様にして有機EL素子201を作製した。
<< Production of Organic EL Element 201 >>
In the production of the organic EL element 106, the organic EL element 201 was produced in the same manner except that the substrate was cooled at 0 ° C. for 10 minutes before spin-coating the light emitting layer.

≪有機EL素子202の作製≫
有機EL素子106の作製において、発光層をスピンコートする際にグローブボックス内の気圧を大気圧よりも加圧の状態で塗布する以外は同様にして有機EL素子202を作製した。
<< Production of Organic EL Element 202 >>
In the production of the organic EL element 106, the organic EL element 202 was produced in the same manner except that the pressure in the glove box was applied under a pressure higher than the atmospheric pressure when spin-coating the light emitting layer.

≪有機EL素子203の作製≫
有機EL素子106の作製において、発光層に用いる溶媒を酢酸ノルマルプロピルからメシチレンに変更したこと以外は同様にして有機EL素子203を作製した。
<< Production of organic EL element 203 >>
In the production of the organic EL element 106, the organic EL element 203 was produced in the same manner except that the solvent used for the light emitting layer was changed from normal propyl acetate to mesitylene.

≪有機EL素子の評価≫
以上により得られた各有機EL素子について、実施例1に記載の方法と同様にして、外部取り出し効率、駆動電圧および半減寿命の評価を行った。有機EL素子201〜203の各評価結果は有機EL素子106の測定値を100とした相対値で表した。
<< Evaluation of organic EL elements >>
About each organic EL element obtained by the above, it carried out similarly to the method as described in Example 1, and evaluated the external extraction efficiency, the drive voltage, and the half life. Each evaluation result of the organic EL elements 201 to 203 was expressed as a relative value with the measured value of the organic EL element 106 as 100.

得られた結果を表2に示す。   The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2010177338
Figure 2010177338

表2に記載の結果より明らかなように、本発明で規定するドーパント欠乏領域を有する構成からなる有機EL素子では有機EL素子108のようにドーパント欠乏領域を有し、かつ長寿命および高温保存性に優れた有機EL素子が得られることがわかる。   As is clear from the results shown in Table 2, the organic EL device having the dopant-deficient region defined in the present invention has a dopant-deficient region like the organic EL device 108, and has a long life and high-temperature storage stability. It can be seen that an organic EL element excellent in the above can be obtained.

10 基板
20 陽極
30 正孔注入層
40 正孔輸送層
50 発光層
51 ドーパント欠乏領域
60 電子輸送層
70 電子注入層
80 陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 20 Anode 30 Hole injection layer 40 Hole transport layer 50 Light emitting layer 51 Dopant deficient region 60 Electron transport layer 70 Electron injection layer 80 Cathode

Claims (6)

陽極、陰極、及びそれらの間に挟持されたホスト/ドーパント型発光方式の発光層を具備した有機エレクトロルミネッセンス素子であって、発光層が、当該発光層と隣接層との界面から当該発光層全体の層厚の10〜30%の範囲にわたるドーパント欠乏領域を当該発光層内に有し、かつ、一回のウェット成膜プロセスで作製されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   An organic electroluminescence device comprising an anode, a cathode, and a host / dopant-type light emitting layer sandwiched between them, wherein the light emitting layer is formed from the interface between the light emitting layer and the adjacent layer, and the entire light emitting layer An organic electroluminescence device having a dopant-deficient region in a range of 10 to 30% of the layer thickness in the light emitting layer and produced by a single wet film forming process. 前記発光層の発光ドーパントが、燐光発光性化合物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。   The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the light emitting dopant of the light emitting layer is a phosphorescent compound. 前記発光層の発光ホスト化合物の分子量が、1500以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the light emitting host compound in the light emitting layer has a molecular weight of 1500 or less. 前記隣接層が、正孔輸送層であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項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 any one of claims 1 to 3, wherein the adjacent layer is a hole transport layer. 前記隣接層が、電子輸送層であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The said adjacent layer is an electron carrying layer, The organic electroluminescent element as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、溶媒を用いて一回のウェット成膜プロセスで発光層を作製する工程を有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の製造方法。   It is a manufacturing method of the organic electroluminescent element as described in any one of Claims 1-5, Comprising: It has the process of producing a light emitting layer by one wet film-forming process using a solvent, It is characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing an organic electroluminescence element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012060329A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 株式会社日立製作所 Organic light emitting element, coating liquid for forming organic light emitting element, material for forming organic light emitting element, light source device using the organic light emitting element, and method for manufacturing the organic light emitting element
JP2013026299A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi Ltd Organic light-emitting layer material, coating liquid for forming organic light-emitting layer, organic light-emitting element and light source device
US9954193B2 (en) 2011-07-12 2018-04-24 Hitachi, Ltd. Material for forming organic light-emitting layer, coating liquid for forming organic light-emitting element, organic light-emitting element and light source device, and method for manufacturing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108730A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp Organic el element and its manufacturing method
WO2007004563A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device
JP2007042314A (en) * 2005-08-01 2007-02-15 Konica Minolta Holdings Inc Organic electroluminescent element, display device, and lighting device
JP2007220426A (en) * 2006-02-15 2007-08-30 Toppan Printing Co Ltd Organic electroluminescence element and method for fabrication thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108730A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp Organic el element and its manufacturing method
WO2007004563A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device
JP2007042314A (en) * 2005-08-01 2007-02-15 Konica Minolta Holdings Inc Organic electroluminescent element, display device, and lighting device
JP2007220426A (en) * 2006-02-15 2007-08-30 Toppan Printing Co Ltd Organic electroluminescence element and method for fabrication thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012060329A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 株式会社日立製作所 Organic light emitting element, coating liquid for forming organic light emitting element, material for forming organic light emitting element, light source device using the organic light emitting element, and method for manufacturing the organic light emitting element
JP5753854B2 (en) * 2010-11-02 2015-07-22 株式会社日立製作所 ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT, COATING LIQUID FOR FORMING ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT, ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT-FORMING MATERIAL, LIGHT SOURCE DEVICE USING THE ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT
US9118031B2 (en) 2010-11-02 2015-08-25 Hitachi, Ltd. Organic light-emitting device, coating liquid for forming organic light-emitting device, material for forming organic light-emitting device, light source device using organic light-emitting device, and organic light-emitting device producing method
US9954193B2 (en) 2011-07-12 2018-04-24 Hitachi, Ltd. Material for forming organic light-emitting layer, coating liquid for forming organic light-emitting element, organic light-emitting element and light source device, and method for manufacturing same
JP2013026299A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Hitachi Ltd Organic light-emitting layer material, coating liquid for forming organic light-emitting layer, organic light-emitting element and light source device

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