JP2012221767A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element which has high luminous efficiency, lasts long, and is small in chromaticity variation against brightness changes.SOLUTION: An organic electroluminescent element includes on a substrate an organic functional layer containing an anode, a cathode and a light-emitting layer. The element is such that, of the layers comprising the light-emitting layer, (i) the one positioned closest to the anode side is, in its layer thickness, 15% or less of the thickness of the entire light-emitting layer and, in its blue phosphorescent dopant compound concentration, 40 vol.% or more, (ii) the one positioned closest to the cathode side is, in its layer thickness, 50% or more of the thickness of the entire light-emitting layer and, in its blue phosphorescent dopant compound concentration, 10 vol.% or more and 30 vol.% or less, and (iii) the one positioned between the layer positioned closest to the anode side and the layer positioned closest to the cathode side is, in its blue phosphorescent dopant compound concentration, lower than that of the layer positioned closest to the anode side and higher than that of the layer positioned closest to the cathode side.

Description

本発明は、発光波長の異なる複数の燐光発光性ドーパント化合物を有し、特に白色発光を呈する多色燐光発光有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた照明装置に関するものである。   The present invention relates to a multicolor phosphorescent organic electroluminescent element having a plurality of phosphorescent dopant compounds having different emission wavelengths, and particularly emitting white light, and an illumination device using the same.

発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、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。   As a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (hereinafter abbreviated as ELD). As a constituent element of ELD, an inorganic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an inorganic EL element) and an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) can be given.

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。
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、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
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、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源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。
Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.
On the other hand, an organic electroluminescence device has a configuration in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode. By injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them, excitons ( Is an element that emits light by using light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts. Since it is a light-emitting type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.
The organic electroluminescence element is also a major feature that it is a surface light source, unlike main light sources that have been put to practical use in the past, 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用いる場合には、白色もしくは、いわゆる電球色(以下、総合して白色と称す)を呈する光源として用いることになる。
有機エレクトロルミネッセンス素子で白色発光を得るには、(1)1つの素子中に発光波長の異なる複数の発光ドーパントを調整し、混色により白色を得る方法や、(2)多色の発光画素、例えば、青・緑・赤の3色を塗りわけ同時に発光させ、混色して白色を得る方法、(3)色変換色素を用いて白色を得る方法(例えば、青発光材料と色変換蛍光色素の組み合わせ)などがある。
低コスト、高生産性、簡便な駆動方法など、照明用光源、バックライトに求められる様々な要求から判断すると、(1)1つの素子中に発光波長の異なる複数の発光ドーパントを調整し、混色により白色を得る方法が、これらの用途には有効であり、近年、研究開発が意欲的に進められている。
When the organic electroluminescence element is used as such an illumination light source or a display backlight, it is used as a light source that exhibits white or a so-called light bulb color (hereinafter collectively referred to as white).
In order to obtain white light emission with an organic electroluminescence element, (1) a method of adjusting a plurality of light emitting dopants having different emission wavelengths in one element and obtaining white color by mixing, or (2) a multicolor light emitting pixel, for example, , Blue, green, and red colors are simultaneously emitted and mixed to obtain white by mixing colors, (3) a method for obtaining white using a color conversion dye (for example, a combination of a blue light emitting material and a color conversion fluorescent dye) )and so on.
Judging from various requirements for light sources for illumination and backlights, such as low cost, high productivity, and simple driving method, (1) Adjusting multiple light emitting dopants with different light emission wavelengths in one element and mixing colors Thus, the method of obtaining a white color is effective for these applications, and research and development has been actively promoted in recent years.

上述の(1)の方法により白色光を得る方法について、更に詳細に述べれば、(i)素子中に補色の関係にある2色の発光ドーパント、例えば、青色発光ドーパントと黄色発光ドーパントを用い混色して白色を得る方法と、(ii)青・緑・赤の3色の発光ドーパントを用い、混色して白色を得る方法とが、挙げられる。
例えば、(ii)の方法、すなわち効率の高い青、緑、赤の3色の蛍光体を発光材料としてドープすることによって、白色の有機エレクトロルミネッセンス素子を得る方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
The method for obtaining white light by the method (1) described above will be described in more detail. (I) Color mixing using two light emitting dopants having complementary colors in the element, for example, a blue light emitting dopant and a yellow light emitting dopant. And (ii) a method of obtaining white by mixing colors using light emitting dopants of three colors of blue, green, and red.
For example, a method of (ii), that is, a method of obtaining a white organic electroluminescent device by doping high-efficiency blue, green, and red phosphors as light emitting materials is disclosed (for example, patents). References 1 and 2).

また、白色発光を呈する有機エレクトロルミネッセンス素子において、(iii)発光色の異なる層を各々別個の層にするのではなく、2色以上の発光ドーパントを1層中に共存させ、高発光エネルギーの発光ドーパントから相対的に効率の低い発光ドーパントへのエネルギー移動により、多色を発光させる方式がある。
この方式は、有機層数を削減できること、また発光ドーパントの使用量を減少できることから、白色発光の有機EL素子を得るにあたり有力な方法の1つである。例えば、特許文献3には、陽極から赤色発光層及び青色発光層が順次設けられてなり、かつ赤色発光層は少なくとも1つの緑色発光ドーパントを含有することを特徴とする有機電界発光素子が開示されている。
In addition, in an organic electroluminescence device that emits white light, (iii) a layer having different emission colors is not formed as a separate layer, but two or more colors of light-emitting dopants are allowed to coexist in one layer to emit light with high emission energy. There is a method of emitting multiple colors by energy transfer from a dopant to a light emitting dopant with relatively low efficiency.
Since this method can reduce the number of organic layers and reduce the amount of light-emitting dopant, it is one of the effective methods for obtaining a white light-emitting organic EL device. For example, Patent Document 3 discloses an organic electroluminescent device in which a red light emitting layer and a blue light emitting layer are sequentially provided from an anode, and the red light emitting layer contains at least one green light emitting dopant. ing.

ところで、近年、蛍光材料に対し、より高輝度の有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる燐光発光ドーパントの開発が精力的に進められている(例えば、特許文献4、非特許文献1、2参照。)。
従来の蛍光材料からの発光の場合は、励起一重項からの発光であり、一重項励起子と三重項励起子との生成比が1:3であるため、発光性励起種の生成確率は25%であるのに対し、励起三重項からの発光を利用する燐光発光ドーパントの場合には、励起子生成比率と一重項励起子から三重項励起子への内部変換とにより、内部量子効率の上限が100%となるため、蛍光発光ドーパントの場合に比べ、原理的に発光効率が最大4倍となる。
By the way, in recent years, a phosphorescent dopant capable of obtaining a higher-luminance organic electroluminescence device has been actively developed for fluorescent materials (see, for example, Patent Document 4 and Non-Patent Documents 1 and 2).
In the case of light emission from a conventional fluorescent material, it is light emission from an excited singlet, and the generation ratio of singlet excitons to triplet excitons is 1: 3. In contrast, in the case of a phosphorescent dopant using light emission from an excited triplet, the upper limit of the internal quantum efficiency is determined by the exciton generation ratio and the internal conversion from a singlet exciton to a triplet exciton. Therefore, in principle, the luminous efficiency is up to four times that of the fluorescent dopant.

しかしながら、上述の燐光材料を使用しても、有機エレクトロルミネッセンス素子に対する効率および寿命の向上の要請に応えるには、まだ不十分であり、様々な検討の試みがなされている。
例えば、発光層中のドーパント材料を陽極側から陰極側に連続的に変化させることで寿命が向上することが開示されている。(例えば、特許文献5、6参照)。当該技術によれば、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である為、繰り返し再現性に乏しく、生産適正として課題がある。
さらに、発光層中のドーパント材料を陽極側から陰極側に段階的に減少させることで効率および寿命が向上することも開示されている(例えば、特許文献7、8参照)。当該技術によれば、これらは青色発光または緑色発光単色系のみの構成の開示であり、例えば、上述の白色系で2色以上の発光ドーパントを1層に共存させて、段階的にドーパント濃度を変化させた場合、条件によっては輝度変化に対する色度の安定性が不十分であることが判った。
とりわけ照明光源用途においては、発光色の安定性に対する要求は厳しく、有機エレクトロルミネッセンス素子を照明光源用途に実用化するには、効率や寿命の他に、如何にして色度の安定性を確保するかが重要な課題となっている。
However, even if the phosphorescent material described above is used, it is still insufficient to meet the demand for improving the efficiency and lifetime of the organic electroluminescence device, and various attempts have been made.
For example, it is disclosed that the lifetime is improved by continuously changing the dopant material in the light emitting layer from the anode side to the cathode side. (For example, refer to Patent Documents 5 and 6). According to this technique, the means for continuously changing the concentration of the luminescent dopant is the control of the vapor deposition rate in the vacuum vapor deposition method, so that the reproducibility is poor and there is a problem as production suitability.
Furthermore, it is also disclosed that efficiency and lifetime are improved by gradually reducing the dopant material in the light emitting layer from the anode side to the cathode side (see, for example, Patent Documents 7 and 8). According to the technology, these are disclosures of configurations only for blue light emission or green light emission monochromatic system. For example, the above-mentioned white light-emitting dopants of two or more colors coexist in one layer, and the dopant concentration is gradually increased. When changed, it was found that the stability of chromaticity against luminance change was insufficient depending on conditions.
In particular, in the illumination light source application, there is a strict demand for the stability of the luminescent color, and in order to put the organic electroluminescence element to practical use in the illumination light source, how to ensure the stability of chromaticity in addition to efficiency and lifetime. Is an important issue.

特開平6−207170号公報JP-A-6-207170 特開2004−235168号公報JP 2004-235168 A 国際公開第2004/077886号International Publication No. 2004/077786 米国特許第6,097,147号明細書US Pat. No. 6,097,147 特開2003−229272号公報JP 2003-229272 A 特開2004−6102号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6102 特開2007−227117号公報JP 2007-227117 A 国際公開第2008/035595号International Publication No. 2008/035595

M.A.Baldo et al.,nature、395巻、151〜154頁(1998年)M.M. A. Baldo et al. , Nature, 395, 151-154 (1998) M.A.Baldo et al.,nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年)M.M. A. Baldo et al. , Nature, 403, 17, 750-753 (2000)

したがって、本発明の主な目的は、発光波長の異なる複数の燐光発光ドーパント化合物を用いて白色発光を呈する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、高発光効率および高寿命でかつ輝度変化に対する色度変動が小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is an organic electroluminescence device that emits white light using a plurality of phosphorescent dopant compounds having different emission wavelengths, and has high luminous efficiency and long life and chromaticity variation with respect to luminance change. It is to provide a small organic electroluminescence device.

上記課題を解決するため、本発明によれば、
基板上に、陽極と陰極と発光層を含む有機機能層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層が少なくとも3層で構成され、
前記発光層を構成する各層が、ホスト化合物と、発光極大波長が480nm未満の青色燐光ドーパント化合物と、青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とを、含み、
前記発光層を構成する層のうち、
(i)最も陽極側に位置する層は、層厚が前記発光層全体の層厚の15%以下でかつ青色燐光ドーパント化合物濃度が40体積%以上であり、
(ii)最も陰極側に位置する層は、層厚が前記発光層全体の層厚の50%以上でかつ青色燐光ドーパント化合物濃度が10体積%以上30体積%以下であり、
(iii)最も陽極側に位置する層と最も陰極側に位置する層との間に位置する層は、青色燐光ドーパント化合物濃度が、最も陽極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物濃度より低く、最も陰極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物濃度より高いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
In order to solve the above problems, according to the present invention,
In an organic electroluminescent device having an organic functional layer including an anode, a cathode, and a light emitting layer on a substrate,
The light emitting layer is composed of at least three layers;
Each layer constituting the light emitting layer includes a host compound, a blue phosphorescent dopant compound having an emission maximum wavelength of less than 480 nm, and a phosphorescent dopant compound of a color other than blue,
Of the layers constituting the light emitting layer,
(I) The layer located on the most anode side has a layer thickness of 15% or less of the total thickness of the light emitting layer and a blue phosphorescent dopant compound concentration of 40% by volume or more,
(Ii) the layer located on the most cathode side has a layer thickness of 50% or more of the total thickness of the light emitting layer and a blue phosphorescent dopant compound concentration of 10% by volume to 30% by volume;
(Iii) The layer located between the layer located closest to the anode side and the layer located closest to the cathode side has a blue phosphorescent dopant compound concentration lower than the blue phosphorescent dopant compound concentration of the layer located closest to the anode side, There is provided an organic electroluminescence device characterized in that the concentration is higher than the blue phosphorescent dopant compound concentration of the layer located closest to the cathode side.

本発明によれば、高発光効率および高寿命でかつ輝度変化に対する色度変動が小さい有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic electroluminescent element with high luminous efficiency and long lifetime, and a small chromaticity fluctuation | variation with respect to a brightness | luminance change can be provided.

本発明の有機EL素子を組み込んだ照明装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the illuminating device incorporating the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子を組み込んだ照明装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the illuminating device incorporating the organic EL element of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態にかかる白色燐光発光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)の各構成要素の詳細について順次説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the detail of each component of the white phosphorescence emission organic electroluminescent element (henceforth "organic EL element") concerning preferable embodiment of this invention is demonstrated one by one, this invention is not limited to these. .

《有機エレクトロルミネッセンス素子の白色色度》
本発明の有機EL素子や該素子に係る化合物の発光色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果を、CIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
本発明における白色素子としての好ましい色度は、相関色温度が2500K〜7000K、かつCIE1931表色系おいて、各色温度での黒体輻射線上からのy値乖離が0.1以下である。
<< White chromaticity of organic electroluminescence element >>
The emission color of the organic EL element of the present invention and the compound related to the element 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). The result of measurement with CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is determined by the color when applied to the CIE chromaticity coordinates.
The preferred chromaticity as a white element in the present invention is that the correlated color temperature is 2500 K to 7000 K, and in the CIE 1931 color system, the y value deviation from the black body radiation at each color temperature is 0.1 or less.

《有機EL素子の層構成》
次に、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
<< Layer structure of organic EL element >>
Next, although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element 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

《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明に係る発光層は少なくとも3層で構成され、発光層を構成する各層がホスト化合物と、発光極大波長が480nm未満の青色燐光ドーパント化合物と、青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とを、含んでいる。
発光層を構成する層のうち、
(i)最も陽極側に位置する層は、層厚が発光層全体の層厚の15%以下でかつ青色燐光ドーパント化合物の濃度が40体積%以上であり、
(ii)最も陰極側に位置する層は、層厚が発光層全体の層厚の50%以上でかつ青色燐光ドーパント化合物の濃度が10体積%以上30体積%以下であり、
(iii)最も陽極側に位置する層と最も陰極側に位置する層との間に位置する層は、青色燐光ドーパント化合物の濃度が、最も陽極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物の濃度より低く、最も陰極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物の濃度より高いことを特徴とする。
更には、最も陽極側に位置する層は、層厚が発光層全体の10%以下であることが好ましく、青色燐光ドーパント化合物の濃度が60体積%以上であることが好ましい。
また、最も陰極側に位置する層は、層厚が発光層全体の層厚の70%以上であることが好ましく、青色燐光ドーパント化合物の濃度が15体積%以上25体積%以下であることが好ましい。
<Light emitting layer>
The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
The light emitting layer according to the present invention is composed of at least three layers, each layer constituting the light emitting layer includes a host compound, a blue phosphorescent dopant compound having an emission maximum wavelength of less than 480 nm, and a phosphorescent dopant compound of a color other than blue, Contains.
Among the layers constituting the light emitting layer,
(I) The layer located on the most anode side has a layer thickness of 15% or less of the total thickness of the light emitting layer and a concentration of the blue phosphorescent dopant compound of 40% by volume or more,
(Ii) The layer located closest to the cathode side has a layer thickness of 50% or more of the total thickness of the light emitting layer and a concentration of the blue phosphorescent dopant compound of 10% by volume to 30% by volume;
(Iii) In the layer located between the layer located closest to the anode and the layer located closest to the cathode, the concentration of the blue phosphorescent dopant compound is higher than the concentration of the blue phosphorescent dopant compound in the layer located closest to the anode. It is low and is higher than the concentration of the blue phosphorescent dopant compound in the layer located closest to the cathode side.
Furthermore, the layer located on the most anode side preferably has a layer thickness of 10% or less of the entire light emitting layer, and preferably has a blue phosphorescent dopant compound concentration of 60% by volume or more.
The layer located closest to the cathode side preferably has a layer thickness of 70% or more of the total thickness of the light emitting layer, and preferably has a blue phosphorescent dopant compound concentration of 15% by volume to 25% by volume. .

本発明の発光層に含まれる青色以外の他色の燐光ドーパント化合物は、1種類でも数種類でも良い。
青色以外の他色の燐光ドーパント化合物は、上述の白色発光を得る上で少なくとも1種類の発光極大波長が580nm以上650nm以下の赤色燐光ドーパント化合物を含むことが好ましく、更には少なくとも1つの発光極大波長が580nm以上650nm以下の赤色燐光ドーパント化合物と、少なくとも1つの発光極大波長が500nm以上580nm未満の緑色燐光ドーパント化合物とを、含むことが更に好ましい。
また、少なくとも3層の発光層に用いられるホスト化合物、青色燐光ドーパント化合物および青色以外の他色の燐光ドーパント化合物は、同一の化合物であることが好ましい。
また、輝度変化に対する色度変動をより小さくする為に、少なくとも3層の発光層の青色以外の他色の燐光ドーパント化合物は、同一体積%で含有されることが好ましい。
青色以外の他色の燐光ドーパント化合物の含有量は特に制限は無いが、上述の白色発光が得られるように適宜調整されることが好ましい。
また、より高発光効率、高寿命で、輝度変化に対する色度変動をより小さくする為に、発光層全体の層厚(合計)は60nm以上120nm以下であることが好ましい。
One type or several types of phosphorescent dopant compounds of colors other than blue contained in the light emitting layer of the present invention may be used.
The phosphorescent dopant compound of a color other than blue preferably includes at least one red phosphorescent dopant compound having at least one emission maximum wavelength of 580 nm or more and 650 nm or less in order to obtain the above-described white light emission, and more preferably at least one emission maximum wavelength. It is more preferable to include a red phosphorescent dopant compound having a wavelength of 580 nm to 650 nm and a green phosphorescent dopant compound having an emission maximum wavelength of 500 nm to less than 580 nm.
Moreover, it is preferable that the host compound, the blue phosphorescent dopant compound, and the phosphorescent dopant compounds of other colors other than blue used in at least three light emitting layers are the same compound.
In order to further reduce chromaticity variation with respect to luminance change, it is preferable that phosphorescent dopant compounds of colors other than blue in at least three light emitting layers are contained in the same volume%.
The content of phosphorescent dopant compounds other than blue is not particularly limited, but is preferably adjusted as appropriate so that the above-described white light emission can be obtained.
In addition, in order to reduce the chromaticity variation with respect to the luminance change with higher luminous efficiency and longer lifetime, the total thickness (total) of the light emitting layer is preferably 60 nm or more and 120 nm or less.

本発明の構成の発光層により、高発光効率および高寿命でかつ輝度変化に対する色度変動が小さい白色燐光発光有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。
本発明の効果をもたらす作用機構については、必ずしも解明されている訳ではなく、推測の域を出ないが、燐光発光層、特に青色発光を呈する燐光発光層はエネルギーギャップが大きく、電子または正孔等の電荷の発光層への注入に大きな障壁があることが予想される。本発明の構成はこの電荷の発光層への注入を改善しているものと期待されるが、どのような材料との組み合わせにおいても本発明の効果が得られるわけではなく、特に本発明の青色燐光ドーパント、更にはホスト化合物との組み合わせにおいて顕著な効果が得られることを見出した。
With the light emitting layer having the configuration of the present invention, a white phosphorescent organic electroluminescence device having high luminous efficiency and long life and small chromaticity variation with respect to luminance change can be obtained.
The mechanism of action that brings about the effect of the present invention is not necessarily elucidated and is not speculated. However, phosphorescent layers, particularly phosphorescent layers that emit blue light, have a large energy gap, and electrons or holes. It is expected that there will be a large barrier to the injection of such charges into the light emitting layer. Although the structure of the present invention is expected to improve the injection of this charge into the light emitting layer, the effect of the present invention is not obtained in any combination with any material, and particularly the blue color of the present invention. It has been found that a remarkable effect can be obtained in combination with a phosphorescent dopant and further with a host compound.

以下、発光層に含まれる発光ドーパント化合物(単に発光ドーパントともいう)、発光ホスト化合物(単に発光ホストともいう)について説明する。   Hereinafter, a light-emitting dopant compound (also simply referred to as a light-emitting dopant) and a light-emitting host compound (also simply referred to as a light-emitting host) included in the light-emitting layer will be described.

(1)発光ドーパント
本発明に係る発光ドーパントとしては、燐光ドーパントを用いることを特徴とする。
本発明に係る燐光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は0.1以上である。
上記燐光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係る燐光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
燐光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、1つはキャリアが輸送される発光ホスト上でキャリアの再結合が起こって発光ホストの励起状態が生成し、このエネルギーを燐光ドーパントに移動させることで燐光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう1つは燐光ドーパントがキャリアトラップとなり、燐光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、燐光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光ドーパントの励起状態のエネルギーは発光ホストの励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
(1) Luminescent dopant A phosphorescent dopant is used as the luminescent dopant according to the present invention.
The phosphorescent dopant according to the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, the phosphorescent dopant is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and the phosphorescence quantum yield is 25 ° C. Although defined as 0.01 or more compounds, the preferred phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant according to the present invention can be obtained if the above phosphorescence quantum yield (0.01 or more) is achieved in any solvent. Good.
There are two types of phosphorescent dopants in principle. One is that the recombination of carriers occurs on the light-emitting host on which carriers are transported to generate an excited state of the light-emitting host, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant. In the energy transfer type in which light emission from the phosphorescent dopant is obtained, and in the other, the carrier trap type in which light emission from the phosphorescent dopant is obtained by recombination of carriers on the phosphorescent dopant, where the phosphorescent dopant becomes a carrier trap. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the light emitting host.

燐光ドーパントは、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が、本発明においては、少なくとも1つの発光極大波長が480nm未満の青色燐光ドーパント化合物と、青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とを、含有する。
本発明において、青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とは、500nm以上の発光極大波長をもつ化合物を示すが、上述の如く、少なくとも1つは極大波長が580nm以上650nm以下の赤色燐光ドーパント化合物であることが好ましい。
The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known ones used in the light emitting layer of the organic EL element, and in the present invention, at least one blue phosphorescent dopant compound having an emission maximum wavelength of less than 480 nm, A phosphorescent dopant compound of a color other than blue.
In the present invention, the phosphorescent dopant compound other than blue color refers to a compound having an emission maximum wavelength of 500 nm or more. As described above, at least one is a red phosphorescent dopant compound having a maximum wavelength of 580 nm or more and 650 nm or less. Preferably there is.

本発明においては、発光極大波長が480nm未満の青色燐光ドーパントは、一般式(A)〜(C)から選ばれる少なくとも1つの部分構造を有することが好ましい。   In the present invention, the blue phosphorescent dopant having an emission maximum wavelength of less than 480 nm preferably has at least one partial structure selected from general formulas (A) to (C).

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一般式(A)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。
一般式(B)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。
一般式(C)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。
In the general formula (A), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, “Rb” and “Rc” each represents a hydrogen atom or a substituent, and “A1” represents an aromatic Represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring, and “M” represents Ir or Pt.
In the general formula (B), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, and “Rb”, “Rc”, “Rb 1 ” and “Rc 1 ” are each a hydrogen atom or Represents a substituent, “A1” represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and “M” represents Ir or Pt.
In the general formula (C), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, “Rb” and “Rc” each represents a hydrogen atom or a substituent, and “A1” represents an aromatic Represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring, and “M” represents Ir or Pt.

一般式(A)〜(C)において、Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、Raで表される脂肪族基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2−エチル−ヘキシル基、オクチル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)が挙げられ、芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、アズレニル基、アントラニル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、o−テルフェニル基、m−テルフェニル基、p−テルフェニル基、アセナフテニル基、コロネニル基、フルオレニル基、ペリレニル基等を挙げることができ、これらの基はそれぞれ置換基を有していてもよい。複素環基としては、例えば、ピロリル基、インドリル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、インドリジニル基、キノリニル基、カルバゾリル基、インドリニル基、チアゾリル基、ピリジル基、ピリダジニル基、チアジアジニル基、オキサジアゾリル基、ベンゾキノリニル基、チアジアゾリル基、ピロロチアゾリル基、ピロロピリダジニル基、テトラゾリル基、オキサゾリル基、クロマニル基等を挙げることができ、これらの基はそれぞれ置換基を有していてもよい。   In the general formulas (A) to (C), Ra represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, and the aliphatic group represented by Ra includes an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, Group, propyl group, butyl group, pentyl group, isopentyl group, 2-ethyl-hexyl group, octyl group, undecyl group, dodecyl group, tetradecyl group), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group), and the like. As the aromatic group, for example, phenyl group, tolyl group, azulenyl group, anthranyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, o-terphenyl group, m-terphenyl group, p-terphenyl group, Examples include acenaphthenyl group, coronenyl group, fluorenyl group, perylenyl group, etc. It may have. As the heterocyclic group, for example, pyrrolyl group, indolyl group, furyl group, thienyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, indolizinyl group, quinolinyl group, carbazolyl group, indolinyl group, thiazolyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, thiadiazinyl group, An oxadiazolyl group, a benzoquinolinyl group, a thiadiazolyl group, a pyrrolothiazolyl group, a pyrrolopyridazinyl group, a tetrazolyl group, an oxazolyl group, a chromanyl group, and the like can be mentioned, and these groups each may have a substituent.

一般式(A)〜(C)において、Rb、Rc、Rb、Rcが表す置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシル基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。 In the general formulas (A) to (C), examples of the substituent represented by Rb, Rc, Rb 1 and Rc 1 include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group). Group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group etc.), cycloalkyl group (eg cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg vinyl group, allyl group etc.), alkynyl Group (eg, ethynyl group, propargyl group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (eg, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group) , Triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, phthala Nyl group, etc.), heterocyclic group (eg pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group etc.), alkoxyl group (eg methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group) Group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxyl group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, Propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alcohol Sicarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.) ), Sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group) Naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, Pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, Butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (eg, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group) Group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenyl Carbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group) Octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, Tylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl Group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, Amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, Phthalylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluoro) Phenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxyl group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.). These substituents may be further substituted with the above substituents.

一般式(A)〜(C)において、A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、該芳香族環としてはベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられ、該芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の1つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。   In the general formulas (A) to (C), A1 represents a residue necessary for forming an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring. Examples of the aromatic ring include a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, and an azulene ring. , Anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring Naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring, etc., and the aromatic heterocycle includes furan ring, thiophene ring, pyridine ring, pyridazine ring , Pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring Imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (carbonization constituting carboline ring) A ring in which one of the carbon atoms of the hydrogen ring is further substituted with a nitrogen atom).

一般式(A)〜(C)の構造は部分構造であり、それ自身が完成構造の発光ドーパントとなるには、中心金属の価数に対応した配位子が必要である。
具体的には、ハロゲン(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子または沃素原子等)、アリール基(例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等)、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、t−ブチル基等)、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、フタラジニル基等)、一般式(A)〜(C)の金属を除いた部分構造等が挙げられる。
一般式(A)〜(C)において、MはIr、Ptを表し、特にIrが好ましい。
一般式(A)〜(C)の部分構造3個で完成構造となるトリス体が好ましい。
The structures of the general formulas (A) to (C) are partial structures, and a ligand corresponding to the valence of the central metal is necessary for the structure itself to be a light-emitting dopant of a completed structure.
Specifically, halogen (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom), aryl group (for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, biphenyl group, naphthyl group) , Anthryl group, phenanthryl group, etc.), alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, isopropyl group, hydroxyethyl group, methoxymethyl group, trifluoromethyl group, t-butyl group, etc.), alkyloxy group, aryloxy group , Alkylthio group, arylthio group, aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group , Carbolinyl group, phthalazinyl group, etc.), one Formula (A) ~ partial structure such as metal except for the (C) can be mentioned.
In the general formulas (A) to (C), M represents Ir or Pt, and Ir is particularly preferable.
A tris body having a completed structure with three partial structures of the general formulas (A) to (C) is preferable.

以下、本発明に係る発光ドーパントの前記一般式(A)〜(C)の部分構造を持つ化合物を例示するが、これらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the compound which has the partial structure of the said general formula (A)-(C) of the light emission dopant which concerns on this invention is illustrated, it is not limited to these.

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以下に、青色以外の多色の燐光発光性ドーパントとして用いられる化合物の具体例を示すが、これらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻、1704〜1711に記載の方法等により合成できる。   Specific examples of compounds used as multicolor phosphorescent dopants other than blue are shown below, but are not limited thereto. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.

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(2)ホスト化合物
本発明の有機EL素子の発光層に含まれるホスト化合物とは、室温(25℃)における燐光発光の燐光量子収率が、0.1未満の化合物であることが好ましく、更に好ましくは燐光量子収率が0.01未満の化合物である。
ホスト化合物は、1種の化合物が単独で用いられてもよいし、または複数種の化合物が併用して用いられてもよい。
本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも1つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。
(2) Host compound The host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention is preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C) of less than 0.1. A compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.01 is preferable.
As the host compound, one type of compound may be used alone, or a plurality of types of compounds may be used in combination.
The light-emitting host compound used in the present invention is not particularly limited in terms of structure, but typically, a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, Those having a basic skeleton such as an oligoarylene compound, or a carboline derivative or a diazacarbazole derivative (here, a diazacarbazole derivative is a compound in which at least one carbon atom of a hydrocarbon ring constituting a carboline ring of a carboline derivative is nitrogen Represents an atom substituted with an atom.) And the like.

本発明に係る発光層に用いられる発光ホスト化合物としては、下記一般式(a)で表される化合物が好ましい。   As the luminescent host compound used in the luminescent layer according to the present invention, a compound represented by the following general formula (a) is preferable.

Figure 2012221767
Figure 2012221767

一般式(a)中、「X」は、NR′、O、S、CR′R″またはSiR′R″を表し、「R′」、「R″」は各々水素原子または置換基を表し、「Ar」は芳香環を表し、「n」は0から8の整数を表す。   In the general formula (a), “X” represents NR ′, O, S, CR′R ″ or SiR′R ″, “R ′” and “R ″” each represents a hydrogen atom or a substituent, “Ar” represents an aromatic ring, and “n” represents an integer of 0 to 8.

一般式(a)において、XにおいてR′、R″で各々表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の1つが窒素原子で置き換わったものを示す)、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
In the general formula (a), the substituents represented by R ′ and R ″ in X are each an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group). Group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2 -Butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, isopropenyl group, etc.), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon group (aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.) For example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, an Ryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc., aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group) Group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom) ), A phthalazinyl group, etc.), a heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), an alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, Hexyloxy group, oct Ruoxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group). Propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (for example, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (Eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, etc.) Xycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, Dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group) 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy (For example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethyl group) Carbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (For example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, A cyclohexylaminocarbonyl group, an octylaminocarbonyl group, a 2-ethylhexylaminocarbonyl group, a dodecylaminocarbonyl group, a phenylaminocarbonyl group, a naphthylaminocarbonyl group, a 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), a ureido group (for example, a methylureido group, Ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl) Group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, Dilsulfinyl group etc.), alkylsulfonyl group (eg methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (eg , Phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group) Anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, Tafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.), phosphono Groups and the like.
These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.

一般式(a)において、好ましいXはNR′またはOであり、R′としては芳香族炭化水素基、芳香族複素環基が特に好ましい。   In the general formula (a), X is preferably NR ′ or O, and R ′ is particularly preferably an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.

一般式(a)において、Arで表される芳香環としては、芳香族炭化水素環または芳香族複素環が挙げられる。また、該芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に未置換でも、後述するような置換基を有していてもよい。
一般式(a)において、Arで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は更に置換基を有していてもよい。
一般式(a)において、Arで表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の1つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。これらの環は更に置換基を有していてもよい。
上記の中でも、一般式(a)において、Arで表される芳香環として好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、特に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環である。上記の中でも、置換基を有するベンゼン環が好ましく、特に好ましくは、カルバゾリル基を有するベンゼン環が好ましい。
また、一般式(a)において、Arで表される芳香環としては、下記に示すような、各々3環以上の縮合環が好ましい一態様であり、3環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。尚、これらの環は更に、置換基を有していてもよい。
また、3環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の1つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられる。尚、これらの環は更に置換基を有していてもよい。
ここで、一般式(a)において、Arで表される芳香環が有してもよい置換基は、R′、R″で、各々表される置換基と同義である。
In the general formula (a), examples of the aromatic ring represented by Ar include an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. The aromatic ring may be a single ring or a condensed ring, and may be unsubstituted or may have a substituent as described later.
In the general formula (a), examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene ring, Examples include a pyranthrene ring and anthraanthrene ring. These rings may further have a substituent.
In the general formula (a), examples of the aromatic heterocycle represented by Ar include a furan ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring. , Benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indazole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoline Ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (showing a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom), etc. Can be mentioned. These rings may further have a substituent.
Among the above, in the general formula (a), the aromatic ring represented by Ar is preferably a carbazole ring, carboline ring, dibenzofuran ring, or benzene ring, and particularly preferably used is a carbazole ring or carboline. Ring, benzene ring. Among these, a benzene ring having a substituent is preferable, and a benzene ring having a carbazolyl group is particularly preferable.
Further, in the general formula (a), the aromatic ring represented by Ar is preferably a condensed ring having 3 or more rings, as shown below, and is an aromatic hydrocarbon condensed in which 3 or more rings are condensed. Specific examples of the ring include naphthacene ring, anthracene ring, tetracene ring, pentacene ring, hexacene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, benzopyrene ring, benzoazulene ring, chrysene ring, benzochrysene ring, acenaphthene ring, acenaphthylene ring, triphenylene Ring, coronene ring, benzocoronene ring, hexabenzocoronene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, fluoranthene ring, perylene ring, naphthoperylene ring, pentabenzoperylene ring, benzoperylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyranthrene ring, coronene ring, Naphthocoronene ring, Ovalene ring, Ansula Ntoren ring and the like. In addition, these rings may further have a substituent.
Specific examples of the aromatic heterocycle condensed with three or more rings include an acridine ring, a benzoquinoline ring, a carbazole ring, a carboline ring, a phenazine ring, a phenanthridine ring, a phenanthroline ring, a carboline ring, a cyclazine ring, Kindin ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is a nitrogen atom Phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, anthradifuran ring, A Tiger thiophene ring, anthradithiophene ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, such as thio fan Tren ring (naphthaldehyde thiophene ring), and the like. In addition, these rings may further have a substituent.
Here, in the general formula (a), the substituent that the aromatic ring represented by Ar may have is the same as the substituent represented by R ′ and R ″.

また、一般式(a)において、nは0〜8の整数を表すが、0〜2であることが好ましく、特にXがO、Sである場合には1または2であることが好ましい。   In the general formula (a), n represents an integer of 0 to 8, preferably 0 to 2, and particularly preferably 1 or 2 when X is O or S.

以下に、一般式(a)で表される発光ホスト化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the light-emitting host compound represented by the general formula (a) are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2012221767
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また、本発明に用いるホスト化合物は、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもいい。
ホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。
本発明においては、少なくとも3層の発光層を有するが、ホスト化合物は発光層ごとに異なっていてもよいが、同一の化合物であることが優れた駆動寿命特性、色度安定性が得られることから好ましい。
また、前記ホスト化合物は、その最低励起3重項エネルギー(T1)が、2.7eVより大きいことがより高い発光効率を得られることから好ましい。本発明でいう最低励起3重項エネルギーとは、ホスト化合物を溶媒に溶解し、液体窒素温度において観測した燐光発光スペクトルの最低振動バンド間遷移に対応する発光バンドのピークエネルギーを言う。
本発明においては、ガラス転移点が90℃以上の化合物が好ましく、更には130℃以上の化合物が優れた駆動寿命特性を得られることから好ましい。
ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS−K−7121に準拠した方法により求められる値である。
本発明の有機EL素子においては、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は、一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は、正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすい為、中間層材料、ホスト材料は、移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
The host compound used in the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). .
As the host compound, a compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability, which prevents emission of longer wavelengths and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
In the present invention, at least three light emitting layers are provided. The host compound may be different for each light emitting layer, but the same compound can provide excellent driving life characteristics and chromaticity stability. To preferred.
In addition, the host compound preferably has a lowest excited triplet energy (T1) larger than 2.7 eV because higher luminous efficiency can be obtained. The lowest excited triplet energy as used in the present invention refers to the peak energy of an emission band corresponding to the transition between the lowest vibrational bands of a phosphorescence emission spectrum observed at a liquid nitrogen temperature after dissolving a host compound in a solvent.
In the present invention, a compound having a glass transition point of 90 ° C. or higher is preferable, and a compound having a glass transition temperature of 130 ° C. or higher is preferable because excellent driving life characteristics can be obtained.
Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
In the organic EL device of the present invention, since the host material is responsible for carrier transport, a material having carrier transport capability is preferable. Carrier mobility is used as a physical property representing carrier transport ability, but the carrier mobility of an organic material generally depends on the electric field strength. Since a material having a high electric field strength dependency easily breaks the balance of hole and electron injection / transport, it is preferable to use a material having a low electric field strength dependency of mobility for the intermediate layer material and the host material.

《注入層:電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。
<< Injection layer: electron injection layer, hole injection layer >>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.
An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
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 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.
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。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
<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.
The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.

本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
正孔阻止層には、前述の発光ホストとして挙げたカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある層が、発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の50質量%以上が、前記最短波発光層の発光ホストに対しそのイオン化ポテンシャルが0.3eV以上大きいことが好ましい。
イオン化ポテンシャルは化合物のHOMO(最高被占分子軌道)レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば、下記に示すような方法により求めることができる。
(1)米国Gaussian製の分子軌道計算用ソフトウェアであるGaussian98(Gaussian98、Revision A.11.4,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,Pittsburgh PA,2002.)を用い、キーワードとしてB3LYP/6−31G*を用いて構造最適化を行うことにより算出した値(eV単位換算値)の小数点第2位を四捨五入した値としてイオン化ポテンシャルを求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。
(2)イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器製の低エネルギー電子分光装置「Model AC−1」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
The hole blocking layer preferably contains the carbazole derivative mentioned as the light emitting host.
Further, in the present invention, when a plurality of light emitting layers having different emission colors are provided, it is preferable that the layer whose emission maximum wavelength is the shortest is the closest to the anode in the light emitting layer. It is preferable to additionally provide a hole blocking layer between the shortest wave layer and the light emitting layer next to the anode next to the layer. Further, it is preferable that 50% by mass or more of the compound contained in the hole blocking layer provided at the position has an ionization potential of 0.3 eV or more larger than the light emitting host of the shortest wave emitting layer.
The ionization potential is defined by the energy required to emit electrons at the HOMO (highest occupied molecular orbital) level of the compound to the vacuum level, and can be determined by, for example, the following method.
(1) Gaussian 98 (Gaussian 98, Revision A.11.4, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2002.), a molecular orbital calculation software manufactured by Gaussian, USA, is used as a keyword. The ionization potential can be obtained as a value obtained by rounding off the second decimal place of a value (eV unit converted value) calculated by performing structural optimization using B3LYP / 6-31G *. This calculation value is effective because the correlation between the calculation value obtained by this method and the experimental value is high.
(2) The ionization potential can also be obtained by a method of directly measuring by photoelectron spectroscopy. For example, a method known as ultraviolet photoelectron spectroscopy can be suitably used using a low energy electron spectrometer “Model AC-1” manufactured by Riken Keiki.

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、電子輸送層の層厚としては、好ましくは3〜100nmであり、更に好ましくは5〜30nmである。   On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material having a function of transporting holes while having a remarkably small ability to transport electrons. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed. The layer 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。
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。
正孔輸送材料としては、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。
《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.
The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
Examples of hole transport materials include 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, 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。
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。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。
The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
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. 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.

正孔輸送層の層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。
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、特開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。
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。
Although there is no restriction | limiting in particular about the layer 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.
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, JP-A-2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
In the present invention, it is preferable to use a hole transport layer having such a high p property because a device with lower power consumption can be produced.

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

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

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(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.

電子輸送層の層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。
また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いてもよい。その例としては、特開平4−297076号公報、特開平10−270172号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなn性の高い電子輸送層を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。
Although there is no restriction | limiting in particular about the layer 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.
Further, an electron transport layer having high n property doped with impurities may be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
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。
更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
"anode"
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used.
When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less.
Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.

《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(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2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。
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。
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。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, a mixture of an electron injecting metal and a second metal, which is a stable metal having a larger work function value than this, from the point of durability against electron injection and oxidation, 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.
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.
After producing the above metal with a film thickness of 1 to 20 nm on the cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the conductive transparent material mentioned in the description of the anode thereon. By application, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

《支持基板》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、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。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。
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(JSR製)あるいはアペル(三井化学製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
《Support substrate》
As a support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device of the present invention, there is no particular limitation on the type of glass, plastic, etc., and it is transparent. May be opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film.
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 Polyetherimide, polyether ketone imide, polyamide, fluorine resin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylates, and cycloolefin resins such as ARTON (manufactured by JSR) or APEL (manufactured by Mitsui Chemicals).

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、更には酸素透過度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。
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
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。
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. Furthermore, 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 is preferable.
As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.

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

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=(有機EL素子外部に発光した光子数)/(有機EL素子に流した電子数)×100である。
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。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。
The external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, 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.
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 may be used in combination. 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。
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。
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。
<Sealing>
As a sealing means 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.
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.
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、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。
更には、ポリマーフィルムは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)%)が、1×10−3g/(m/24h)以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned.
Furthermore, the polymer film oxygen permeability 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 permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)%) is preferably that of 1 × 10 -3 g / (m 2 / 24h) or less.
For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル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。
なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. A desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
In addition, it is also preferable that the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. . In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of 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 method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.

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。
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。
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 can also be used. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.

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

《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、光が透明電極乃至発光層を導波し、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 side surface direction of the element.

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)、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。
本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
As a method for improving the light extraction efficiency, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (US Pat. No. 4,774,435), A method of improving efficiency by providing a light collecting property to a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method of forming a reflective surface on a side surface of an element (Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), and light emission from a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the bodies (Japanese Patent Laid-Open No. 62-172691), a flat having a lower refractive index between the substrate and the light emitter than the substrate A method of introducing a layer (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) (Japanese Patent Laid-Open No. 11-283951) Gazette).
In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention. However, a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。また、更に1.35以下であることが好ましい。
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。
When a medium having a low refractive index is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of light, the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.
Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
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。
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。
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。
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 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.
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.
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.
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》
本発明の有機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。
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。
<Condenser sheet>
The organic EL device of the present invention is processed on the light extraction side of the substrate so as to provide, for example, a microlens array structure, or combined with a so-called condensing sheet, for example, with respect to a specific direction, for example, the device light emitting surface. By condensing in the front direction, the luminance in a specific direction can be increased.
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。
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。
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, Sumitomo 3M brightness enhancement film (BEF) 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.
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.

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

まず、適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10nm〜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 supporting substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 nm to 200 nm. Make it.

次に、この上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)、スプレー法、印刷法、スロット型コータ法)等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スロット型コータ法が特に好ましい。更に層毎に異なる製膜法を適用してもよいが、本発明の発光層は、少なくとも3層を有することから、ウエットプロセスでは製膜することが困難であり、真空蒸着法での製膜が好ましい。
製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50℃〜450℃、真空度10−6Pa〜10−2Pa、蒸着速度0.01nm/秒〜50nm/秒、基板温度−50℃〜300℃、膜厚(層厚)0.1nm〜5μm、好ましくは5nm〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.
As a method of thinning the organic compound thin film, a vapor deposition method, a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, LB method (Langmuir-Blodget method), spray method, printing method, slot type coater. However, the vacuum deposition method, spin coating method, ink jet method, printing method, and slot type coater method are particularly preferred from the standpoint that a homogeneous film can be easily obtained and pinholes are hardly formed. Further, different film forming methods may be applied for each layer. However, since the light emitting layer of the present invention has at least three layers, it is difficult to form a film by a wet process. Is preferred.
When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 ° C. to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 Pa to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0. It is desirable to select appropriately within the range of 01 nm / second to 50 nm / second, substrate temperature −50 ° C. to 300 ° C., film thickness (layer thickness) 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 nm to 200 nm.

これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下好ましくは50nm〜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 forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained.

この有機EL素子の作製は、1回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2V〜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。
The organic EL device is preferably manufactured from the hole injection layer to the cathode consistently by one vacuum drawing, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order.
When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 V to 40 V with the anode as + and the cathode as-. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

(1)サンプルの作製
(1.1)有機EL素子101の作製
陽極として厚さ0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を110nmの厚さで成膜した支持基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
(1) Preparation of sample (1.1) Preparation of organic EL element 101 Patterning was performed on a support substrate in which ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 110 nm on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm as an anode. After this, the transparent support substrate with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. Fixed to the substrate holder.

真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量、充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
次いで、真空度1×10−4Paまで減圧した後、化合物HT−1の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板に蒸着し、20nmの正孔注入層(HIL)を設けた。次いで、化合物HT−2を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し20nmの正孔輸送層(HTL)を設けた。
次いで、ホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.4nm/秒、0.1nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ80nmになるよう共蒸着して発光層(EML)を形成した。
その後、化合物ET−1を膜厚(層厚)30nmに蒸着して電子輸送層を形成し、更にKFを厚さ2nmで形成した。更に、アルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成した。
Each of the deposition crucibles in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.
Next, after reducing the vacuum to 1 × 10 −4 Pa, the deposition crucible containing compound HT-1 was heated by energization, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole injection layer (HIL) was provided. Next, Compound HT-2 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a 20 nm hole transport layer (HTL).
Then, the host compound 1-1, the blue phosphorescent dopant compound D-66, the green phosphorescent dopant compound Ir-1d, and the red phosphorescent dopant compound Ir-14d were deposited at a deposition rate of 0.4 nm / second, 0.1 nm / second,. A light-emitting layer (EML) was formed by co-evaporation to a thickness of 80 nm at 001 nm / second and 0.001 nm / second.
Thereafter, Compound ET-1 was deposited to a thickness (layer thickness) of 30 nm to form an electron transport layer, and KF was further formed to a thickness of 2 nm. Furthermore, aluminum 110nm was vapor-deposited and the cathode was formed.

Figure 2012221767
Figure 2012221767

次いで、上記素子の非発光面をガラスケースで覆い、図1、図2に示す構成からなる「有機EL素子101」を作製した。
図1は有機EL素子の概略図を示している。
有機EL素子101は、ガラスカバー102で覆われている。ガラスカバー102による封止作業は、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。
図2は有機EL素子の断面図を示している。
図2に示すとおり、陰極105および有機EL層106が透明電極付きガラス基板107上に形成されている。ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
Next, the non-light-emitting surface of the element was covered with a glass case, and an “organic EL element 101” having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 was produced.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an organic EL element.
The organic EL element 101 is covered with a glass cover 102. The sealing operation with the glass cover 102 was performed in a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without bringing the organic EL element 101 into contact with the atmosphere.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the organic EL element.
As shown in FIG. 2, a cathode 105 and an organic EL layer 106 are formed on a glass substrate 107 with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.

(1.2)有機EL素子102の作製
有機EL素子101の作製において、正孔輸送層を形成後、ホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.15nm/秒、0.35nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ20nmになるよう共蒸着して陽極側発光層(第1層)を形成し、次いでホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.4nm/秒、0.1nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ60nmになるよう共蒸着して陰極側発光層(第3層)を形成した。
それ以外は、有機EL素子101の作製と同様にして「有機EL素子102」を作製した。
(1.2) Preparation of organic EL element 102 In preparation of the organic EL element 101, after forming a hole transport layer, host compound 1-1, blue phosphorescent dopant compound D-66, green phosphorescent dopant compound Ir-1d and red The phosphorescent dopant compound Ir-14d was co-deposited to a thickness of 20 nm at a deposition rate of 0.15 nm / second, 0.35 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second, respectively, and the anode side light emitting layer ( A first layer), and then a host compound 1-1, a blue phosphorescent dopant compound D-66, a green phosphorescent dopant compound Ir-1d, and a red phosphorescent dopant compound Ir-14d are deposited at a deposition rate of 0.4 nm / second, 0 Co-evaporated to a thickness of 60 nm at 1 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second to form a cathode side light emitting layer (third layer). .
Otherwise, the “organic EL element 102” was prepared in the same manner as the organic EL element 101.

(1.3)有機EL素子103の作製
有機EL素子101の作製において、正孔輸送層を形成後、ホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.30nm/秒、0.20nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ20nmになるよう共蒸着して陽極側発光層(第1層)を形成し、次いでホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.4nm/秒、0.1nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ60nmになるよう共蒸着して陰極側発光層(第3層)を形成した。
それ以外は、有機EL素子101の作製と同様にして「有機EL素子103」を作製した。
(1.3) Preparation of organic EL element 103 In preparation of the organic EL element 101, after forming a hole transport layer, host compound 1-1, blue phosphorescent dopant compound D-66, green phosphorescent dopant compound Ir-1d and red The phosphorescent dopant compound Ir-14d was co-deposited to a thickness of 20 nm at a deposition rate of 0.30 nm / second, 0.20 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second, respectively. A first layer), and then a host compound 1-1, a blue phosphorescent dopant compound D-66, a green phosphorescent dopant compound Ir-1d, and a red phosphorescent dopant compound Ir-14d are deposited at a deposition rate of 0.4 nm / second, 0 Co-evaporated to a thickness of 60 nm at 1 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second to form a cathode side light emitting layer (third layer). .
Otherwise, the “organic EL element 103” was prepared in the same manner as the organic EL element 101.

(1.4)有機EL素子104の作製
有機EL素子101の作製において、正孔輸送層を形成後、ホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.15nm/秒、0.35nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ5nmになるよう共蒸着して陽極側発光層(第1層)を形成し、次いでホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.3nm/秒、0.2nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ15nmになるよう共蒸着して中間発光層(第2層)を形成し、さらにホスト化合物1−1、青色燐光ドーパント化合物D−66、緑色燐光ドーパント化合物Ir−1d及び赤色燐光ドーパント化合物Ir−14dを、それぞれ蒸着速度0.4nm/秒、0.1nm/秒、0.001nm/秒、0.001nm/秒で厚さ60nmになるよう共蒸着して陰極側発光層(第3層)を形成した。
それ以外は、有機EL素子101の作製と同様にして「有機EL素子104」を作製した。
(1.4) Preparation of organic EL element 104 In preparation of the organic EL element 101, after forming a hole transport layer, host compound 1-1, blue phosphorescent dopant compound D-66, green phosphorescent dopant compound Ir-1d and red The phosphorescent dopant compound Ir-14d was co-deposited at a deposition rate of 0.15 nm / second, 0.35 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second to a thickness of 5 nm, and the anode side light emitting layer ( A first layer), and then a host compound 1-1, a blue phosphorescent dopant compound D-66, a green phosphorescent dopant compound Ir-1d, and a red phosphorescent dopant compound Ir-14d are deposited at a deposition rate of 0.3 nm / second, 0 Co-evaporated to a thickness of 15 nm at 2 nm / second, 0.001 nm / second, and 0.001 nm / second to form an intermediate light emitting layer (second layer). Host compound 1-1, blue phosphorescent dopant compound D-66, green phosphorescent dopant compound Ir-1d, and red phosphorescent dopant compound Ir-14d, respectively, with a deposition rate of 0.4 nm / second, 0.1 nm / second, and 0.001 nm, respectively. The cathode-side light-emitting layer (third layer) was formed by co-evaporation to a thickness of 60 nm at a rate of 0.001 nm / second / second.
Otherwise, the “organic EL element 104” was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 101.

(1.5)有機EL素子105〜118の作製
有機EL素子104の作製において、第1発光層、第2発光層、第3発光層のホスト化合物、青色燐光ドーパント化合物、緑色燐光ドーパント化合物、赤色燐光ドーパント化合物の体積比率、膜厚(層厚)を、表1に記載の値になるようコントロールして蒸着して製膜した。
それ以外は、有機EL素子101の作製と同様にして「有機EL素子105〜118」を作製した。
(1.5) Production of organic EL elements 105 to 118 In the production of the organic EL element 104, the first light emitting layer, the second light emitting layer, the host compound of the third light emitting layer, the blue phosphorescent dopant compound, the green phosphorescent dopant compound, and the red color. The volume ratio and film thickness (layer thickness) of the phosphorescent dopant compound were controlled so as to have the values shown in Table 1 to form a film by vapor deposition.
Other than that, “organic EL elements 105 to 118” were manufactured in the same manner as the organic EL element 101.

Figure 2012221767
Figure 2012221767

(2)サンプルの評価
上記のようにして得られた有機EL素子101〜118に対し、下記のようにして、外部取り出し量子効率、発光寿命、輝度違いの色度安定性の評価を行った。
(2) Sample Evaluation The organic EL elements 101 to 118 obtained as described above were evaluated for external extraction quantum efficiency, light emission lifetime, and chromaticity stability with different luminances as follows.

(2.1)外部取り出し量子効率
作製した有機EL素子に対し、2.5mA/cm定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定した。測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。外部取り出し量子効率は、有機EL素子101の測定値を100とした相対値で表した。測定結果を表2に示す。
(2.1) External extraction quantum efficiency The external extraction quantum efficiency (%) when a 2.5 mA / cm 2 constant current was applied to the prepared organic EL device was measured. A spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for the measurement. The external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value with the measured value of the organic EL element 101 as 100. The measurement results are shown in Table 2.

(2.2)発光寿命
作製した有機EL素子に対し、正面輝度4000cd/mとなるような電流を与えて連続駆動させ、正面輝度が初期の半減値(2000cd/m)になるまでに要する時間を求め、これを発光寿命とした。発光寿命は、有機EL素子101の測定値を100とした相対値で表した。測定結果を表2に示す。
(2.2) Luminescence Life The produced organic EL element is continuously driven by applying a current with a front luminance of 4000 cd / m 2 until the front luminance reaches the initial half value (2000 cd / m 2 ). The time required was obtained and this was defined as the light emission lifetime. The light emission lifetime was expressed as a relative value with the measured value of the organic EL element 101 as 100. The measurement results are shown in Table 2.

(2.3)色度変動幅の測定
色度変動幅は、正面輝度300cd/m〜4000cd/mにおけるCIE1931、x、y値の変動最大距離ΔEを下式で求め、結果をA〜Dに分類した。
ΔE=(Δx+Δy1/2
A:ΔEが0.01未満
B:ΔEが0.01以上0.015未満
C:ΔEが0.015以上0.02未満
D:ΔEが0.02以上
A〜Dのうち、「A」が最も輝度変化に対する色度変動が最も小さく安定であることを示している。分類結果を表2に示す。
(2.3) Measurement chromaticity variation range of chromaticity variation range is determined front luminance 300cd / m 2 ~4000cd / m 2 in the CIE 1931, x, the maximum distance ΔE fluctuation of y-value in the formula, A to results Classified as D.
ΔE = (Δx 2 + Δy 2 ) 1/2
A: ΔE is less than 0.01 B: ΔE is 0.01 or more and less than 0.015 C: ΔE is 0.015 or more and less than 0.02 D: ΔE is 0.02 or more Among A to D, “A” is The chromaticity variation with respect to the luminance change is the smallest and stable. The classification results are shown in Table 2.

Figure 2012221767
Figure 2012221767

表2の結果から明らかなように、サンプル104〜106,108,111,112,114,115,117,118は、他のサンプルと比較して、外部取り出し量子効率、発光寿命および色度安定性のいずれの面でも優れていた。
このことから、発光層が少なくとも3層で構成され、各層がホスト化合物と青色燐光ドーパント化合物と青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とを含む有機EL素子であって、発光層を構成する層のうち、(i)陽極側発光層の層厚を発光層全体の層厚の15%以下としかつその青色燐光ドーパント化合物濃度を40体積%以上とし、(ii)陰極側発光層の層厚を発光層全体の層厚の50%以上としかつその青色燐光ドーパント化合物濃度を10体積%以上30体積%以下とし、(iii)中間発光層の青色燐光ドーパント化合物濃度を、第1層の青色燐光ドーパント化合物濃度より低く、第3層の青色燐光ドーパント化合物濃度より高くなるように設定することが、高発光効率および高寿命でかつ輝度変化に対する色度変動が少ない有機EL素子を提供するのに有用であることがわかる。
As is clear from the results in Table 2, the samples 104 to 106, 108, 111, 112, 114, 115, 117, and 118 are compared with other samples in terms of external extraction quantum efficiency, emission lifetime, and chromaticity stability. It was excellent in all aspects.
Accordingly, the light emitting layer is composed of at least three layers, and each layer is an organic EL element including a host compound, a blue phosphorescent dopant compound, and a phosphorescent dopant compound of a color other than blue, and the layers constituting the light emitting layer Among them, (i) the anode-side light emitting layer has a layer thickness of 15% or less of the entire light-emitting layer and the blue phosphorescent dopant compound concentration is 40% by volume or more, and (ii) the cathode-side light-emitting layer has a light-emitting layer thickness. (Iii) the blue phosphorescent dopant compound concentration of the first layer is set to a blue phosphorescent dopant compound concentration of the intermediate light emitting layer, and the blue phosphorescent dopant compound concentration is set to 10 vol% or more and 30 vol% or less. Setting it to be lower than the concentration and higher than the concentration of the blue phosphorescent dopant compound in the third layer has high luminous efficiency, long life, and little chromaticity variation with respect to luminance change. It proves useful to provide an EL element.

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

Claims (4)

基板上に、陽極と陰極と発光層を含む有機機能層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層が少なくとも3層で構成され、
前記発光層を構成する各層が、ホスト化合物と、発光極大波長が480nm未満の青色燐光ドーパント化合物と、青色以外の他色の燐光ドーパント化合物とを、含み、
前記発光層を構成する層のうち、
(i)最も陽極側に位置する層は、層厚が前記発光層全体の層厚の15%以下でかつ青色燐光ドーパント化合物濃度が40体積%以上であり、
(ii)最も陰極側に位置する層は、層厚が前記発光層全体の層厚の50%以上でかつ青色燐光ドーパント化合物濃度が10体積%以上30体積%以下であり、
(iii)最も陽極側に位置する層と最も陰極側に位置する層との間に位置する層は、青色燐光ドーパント化合物濃度が、最も陽極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物濃度より低く、最も陰極側に位置する層の青色燐光ドーパント化合物濃度より高いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
In an organic electroluminescent device having an organic functional layer including an anode, a cathode, and a light emitting layer on a substrate,
The light emitting layer is composed of at least three layers;
Each layer constituting the light emitting layer includes a host compound, a blue phosphorescent dopant compound having an emission maximum wavelength of less than 480 nm, and a phosphorescent dopant compound of a color other than blue,
Of the layers constituting the light emitting layer,
(I) The layer located on the most anode side has a layer thickness of 15% or less of the total thickness of the light emitting layer and a blue phosphorescent dopant compound concentration of 40% by volume or more,
(Ii) the layer located on the most cathode side has a layer thickness of 50% or more of the total thickness of the light emitting layer and a blue phosphorescent dopant compound concentration of 10% by volume to 30% by volume;
(Iii) The layer located between the layer located closest to the anode side and the layer located closest to the cathode side has a blue phosphorescent dopant compound concentration lower than the blue phosphorescent dopant compound concentration of the layer located closest to the anode side, An organic electroluminescence device characterized in that the concentration is higher than the blue phosphorescent dopant compound concentration of the layer located closest to the cathode side.
請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記青色燐光ドーパント化合物が、一般式(A)〜(C)から選ばれる少なくとも1つの部分構造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。
Figure 2012221767
〔式(A)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。〕
Figure 2012221767
〔式(B)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。〕
Figure 2012221767
〔式(C)中、「Ra」は水素原子、脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、「Rb」、「Rc」は各々水素原子または置換基を表し、「A1」は芳香族環または芳香族複素環を形成するのに必要な残基を表し、「M」はIrまたはPtを表す。〕
The organic electroluminescent device according to claim 1,
The organic phosphor element, wherein the blue phosphorescent dopant compound has at least one partial structure selected from general formulas (A) to (C).
Figure 2012221767
[In the formula (A), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, “Rb” and “Rc” each represents a hydrogen atom or a substituent, and “A1” represents an aromatic Represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring, and “M” represents Ir or Pt. ]
Figure 2012221767
[In the formula (B), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, and “Rb”, “Rc”, “Rb 1 ” and “Rc 1 ” are each a hydrogen atom or Represents a substituent, “A1” represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and “M” represents Ir or Pt. ]
Figure 2012221767
[In the formula (C), “Ra” represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group, “Rb” and “Rc” each represents a hydrogen atom or a substituent, and “A1” represents an aromatic Represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring, and “M” represents Ir or Pt. ]
請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記ホスト化合物が、一般式(a)で表され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。
Figure 2012221767
〔式(a)中、「X」は、NR′、O、S、CR′R″またはSiR′R″を表し、「R′」、「R″」は各々水素原子または置換基を表し、「Ar」は芳香環を表し、「n」は0から8の整数を表す。〕
The organic electroluminescent element according to claim 1 or 2,
The organic electroluminescent device, wherein the host compound is represented by the general formula (a).
Figure 2012221767
[In the formula (a), “X” represents NR ′, O, S, CR′R ″ or SiR′R ″, “R ′” and “R ″” each represents a hydrogen atom or a substituent, “Ar” represents an aromatic ring, and “n” represents an integer of 0 to 8. ]
請求項1〜3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において、
前記発光層全体の層厚が60nm以上120nm以下であることを特徴する有機エレクトロルミネッセンス素子。
In the organic electroluminescent element as described in any one of Claims 1-3,
An organic electroluminescence device, wherein the thickness of the entire light emitting layer is 60 nm or more and 120 nm or less.
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