JP2017175074A - Luminescent organic thin film, organic electroluminescent element, display device, and lighting device - Google Patents

Luminescent organic thin film, organic electroluminescent element, display device, and lighting device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a long-life organic EL element which exhibits less deterioration in luminous efficiency due to oxygen and water and achieves high luminous efficiency.SOLUTION: A luminescent organic thin film contains a steroid skeleton compound represented by general formula (1) and a phosphorescent material. (In the general formula (1), Rrepresents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group (excluding an aromatic hydrocarbon group substituted with a tertiary amino group), or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group; and Rto Reach independently represent a hydrogen atom or a substituent.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、発光性有機薄膜、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置に関する。   The present invention relates to a light-emitting organic thin film, an organic electroluminescence element, a display device, and a lighting device.

有機エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:以下、「有機EL」と略す)を利用した有機EL素子は、発光材料を含有する有機機能層を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有する。有機EL素子に電界を印加すると、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子を発光層内で再結合して励起子を生成するが、有機EL素子はこの励起子が失活する際の光の放出を利用した発光素子である。有機EL素子は、平面での発光が可能であるため、電子ディスプレイはもとより、最近では照明機器にも適用され、その発展が期待されている。   An organic EL element using organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as “organic EL”) has a configuration in which an organic functional layer containing a light emitting material is sandwiched between a cathode and an anode. When an electric field is applied to the organic EL element, holes injected from the anode and electrons injected from the cathode are recombined in the light emitting layer to generate excitons. In the organic EL element, the excitons are deactivated. It is a light emitting element utilizing the emission of light. Since the organic EL element can emit light on a flat surface, it has recently been applied to lighting equipment as well as an electronic display, and its development is expected.

有機EL素子の発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
有機EL素子に電界をかけると、陽極と陰極からそれぞれ正孔と電子が注入され、発光層において再結合し励起子を生じる。このとき一重項励起子と三重項励起子とが25%:75%の割合で生成するため、三重項励起子を利用するリン光発光の方が、蛍光発光に比べ、理論的に高い内部量子効率が得られることが知られている。
There are two types of emission methods for organic EL elements: phosphorescence emission, which emits light when returning from the triplet excited state to the ground state, and fluorescence emission, which emits light when returning from the singlet excited state to the ground state. There is a street.
When an electric field is applied to the organic EL element, holes and electrons are injected from the anode and the cathode, respectively, and recombine in the light emitting layer to generate excitons. At this time, since singlet excitons and triplet excitons are generated at a ratio of 25%: 75%, phosphorescence using triplet excitons is theoretically higher in internal quantum than fluorescence. It is known that efficiency can be obtained.

有機EL素子の実用化に向けた開発としては、低消費電力で効率よく高輝度に発光する技術開発が望まれている。プリンストン大が非特許文献1によって、励起三重項からのリン光発光材料を用いる有機EL素子の報告を行って以来、非特許文献2や特許文献1等により、室温でリン光を示す材料の研究が活発になっている。   As development for practical application of organic EL elements, development of technology that efficiently emits light with high luminance with low power consumption is desired. Since Princeton University reported on organic EL devices using phosphorescent materials from excited triplets by Non-Patent Document 1, research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature by Non-Patent Document 2, Patent Document 1, etc. Has become active.

しかし、有機EL素子には、大気中の水分や酸素に弱く、劣化や変質が起こりやすいという問題がある。そのため、長寿命や広い発光面積が求められるディスプレイや照明装置への実用化が遅れている。特に発光材料にリン光発光性材料を用いた有機EL素子は、電界励起により生じる三重項励起子が酸素により消光しやすく、その結果、発光量子効率の低下が著しく生じやすい。従って、現状では有機EL素子を厳重に封止して、有機EL素子が大気中の水分や酸素に晒されないようにする事が必要である。   However, the organic EL element has a problem that it is vulnerable to moisture and oxygen in the atmosphere and is likely to be deteriorated or deteriorated. For this reason, practical application to displays and lighting devices that require a long life and a wide light emitting area is delayed. In particular, in an organic EL element using a phosphorescent material as a light-emitting material, triplet excitons generated by electric field excitation are easily quenched by oxygen, and as a result, the emission quantum efficiency is significantly reduced. Therefore, under the present circumstances, it is necessary to strictly seal the organic EL element so that the organic EL element is not exposed to moisture or oxygen in the atmosphere.

図1に、従来の有機EL素子の構成の一例を示す概略断面図を示す。ここで基板23は、ガラス、樹脂、フィルムなどで構成されている。そして、相対する封止ケース22とともに、有機EL素子10を挟んでいる。ここで、封止ケース22は、たとえば金属やガラスからなる。そして、有機EL素子10は、数V〜数十V程度の低電圧で、自己発光が可能な素子である。接着剤21は、基板23と封止ケース22を接着するための接着剤である。基板23と封止ケース22を接着剤21により接着することで、基板23と封止ケース22を固定している。このように、従来技術では、基板23と封止ケース22の間から有機EL素子10へ侵入する水分を防いでいる。しかしながら、このような技術では、基板cと封止ケース22を接着している接着剤21の合わせ目や基盤から、大気中の酸素や水分の浸透があり、有機EL素子10が変質してダークスポットと呼ばれる非発光領域が発生したり、発光効率が低下したりするケースが多かった。そのため、封止以外の方法で大気中の酸素や水分の影響を防ぐ手段が求められている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a conventional organic EL element. Here, the substrate 23 is made of glass, resin, film, or the like. And the organic EL element 10 is pinched | interposed with the sealing case 22 which opposes. Here, the sealing case 22 is made of, for example, metal or glass. The organic EL element 10 is an element capable of self-emission with a low voltage of about several volts to several tens of volts. The adhesive 21 is an adhesive for bonding the substrate 23 and the sealing case 22. The substrate 23 and the sealing case 22 are fixed by bonding the substrate 23 and the sealing case 22 with the adhesive 21. Thus, in the prior art, moisture that enters the organic EL element 10 from between the substrate 23 and the sealing case 22 is prevented. However, in such a technique, there is permeation of oxygen and moisture in the atmosphere from the joint or base of the adhesive 21 that bonds the substrate c and the sealing case 22, and the organic EL element 10 is altered and darkened. In many cases, a non-light emitting region called a spot is generated or the light emission efficiency is lowered. Therefore, means for preventing the influence of oxygen and moisture in the atmosphere by a method other than sealing is required.

例えば、酸素による発光量子収率の低下を防ぐ手段として、非特許文献3では、ステロイド骨格化合物の一種である、下記式で表されるβ−エストラジオールを発光材料のホストに用いた有機薄膜が開示されている。非特許文献3によると、β−エストラジオールをホストに用いた有機薄膜は、膜中への酸素の浸透を防ぐことが可能であるため、励起子の消光が起こりにくかった。

Figure 2017175074
For example, Non-Patent Document 3 discloses an organic thin film using β-estradiol represented by the following formula as a host of a luminescent material as a means for preventing a decrease in luminescence quantum yield due to oxygen. Has been. According to Non-Patent Document 3, an organic thin film using β-estradiol as a host can prevent the penetration of oxygen into the film, so that exciton quenching is difficult to occur.
Figure 2017175074

非特許文献4には、下記式で表される、ステロイド骨格を有する化合物である3−(N−カルバゾリル)−アンドロスト−2−エン(CzSte)をホスト材料として使用し、N,N−ビス(2−メチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)−9,9‘−ジメチルエチル−フルオレン(DMFLTPD)をドープした発光層を有する有機EL素子が記載されている。

Figure 2017175074
Non-Patent Document 4 uses 3- (N-carbazolyl) -androst-2-ene (CzSte), which is a compound having a steroid skeleton represented by the following formula, as a host material, and N, N-bis. An organic EL device having a light-emitting layer doped with (2-methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -9,9′-dimethylethyl-fluorene (DMFLTPD) is described.
Figure 2017175074

さらに特許文献2には、可逆剤を含むマトリックスと、77Kの剛性媒体中におけるリン光寿命が0.1秒以上である色素とを含有する有機リン光材料が開示されており、ステロイド骨格化合物の1種である下記式で表されるコレステロールや上記エストラジオールを可逆剤として用いることも開示されている。特許文献2においては、可逆剤としてステロイド骨格を有する化合物を使用することにより、マトリックスが硬直になって局所的な分子運動が少なくなり、その結果、色素の励起エネルギー損失が防止されることが記載されている。

Figure 2017175074
Furthermore, Patent Document 2 discloses an organic phosphorescent material containing a matrix containing a reversible agent and a dye having a phosphorescence lifetime of 0.1 seconds or longer in a 77K rigid medium. It is also disclosed that one type of cholesterol represented by the following formula or the above estradiol is used as a reversible agent. Patent Document 2 describes that by using a compound having a steroid skeleton as a reversible agent, the matrix becomes rigid and local molecular motion is reduced, and as a result, excitation energy loss of the dye is prevented. Has been.
Figure 2017175074

また、特許文献3にはリン光材料としてステロイド骨格を有する化合物が開示されている。   Patent Document 3 discloses a compound having a steroid skeleton as a phosphorescent material.

米国特許第6,097,147号明細書US Pat. No. 6,097,147 国際公開第09/069790号International Publication No. 09/069790 特開2015−164989号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-164989

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) Adv.Funct.Mater.2013,23,3386Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3386 Adv.Mater.2016,28,655Adv. Mater. 2016, 28, 655

非特許文献3や特許文献2には、ステロイド骨格を有する化合物をホストとして用いリン光発光について記載されているが、有機EL素子のホストとして有用であることは記載されていない。また、非特許文献4には、ステロイド骨格を有する化合物をホストとして用いた有機EL素子が開示されているものの、使用した発光材料はリン光発光寿命が長い材料であり、リン光発光寿命が短い発光材料を用いた有機EL素子に関する記載はない。   Non-Patent Document 3 and Patent Document 2 describe phosphorescence emission using a compound having a steroid skeleton as a host, but do not describe that it is useful as a host of an organic EL device. Although Non-Patent Document 4 discloses an organic EL element using a compound having a steroid skeleton as a host, the light emitting material used is a material having a long phosphorescence lifetime and a short phosphorescence lifetime. There is no description about the organic EL element using a luminescent material.

本発明者らが、非特許文献2と3や特許文献2と3に記載されるようなステロイド骨格を有する化合物をホスト材料として用いて有機EL素子を作成しても、十分な発光効率や長寿命を達成することはできなかった。そこで、本発明者らは、酸素や水による発光効率の低下を抑制した発光性有機薄膜を開発し、高い発光効率かつ長寿命な有機EL素子を提供することを課題とした。   Even when the present inventors create an organic EL device using a compound having a steroid skeleton as described in Non-Patent Documents 2 and 3 and Patent Documents 2 and 3 as a host material, sufficient luminous efficiency and long Life could not be achieved. Accordingly, the present inventors have developed a light-emitting organic thin film that suppresses a decrease in light emission efficiency due to oxygen or water, and has made it an object to provide an organic EL element having high light emission efficiency and a long lifetime.

上記の課題を解決するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、特定のステロイド骨格を有する材料と、リン光発光性材料とを組み合わせることにより、酸素や水による発光効率の低下を抑制し、高い発光効率かつ長寿命な有機EL素子を提供することできることを見いだし、本発明に至った。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have reduced the luminous efficiency due to oxygen and water by combining a material having a specific steroid skeleton and a phosphorescent material. It has been found that an organic EL device with high light emission efficiency and long life can be provided, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
[1] 一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物と、リン光発光性材料とを含有することを特徴とする、発光性有機薄膜。

Figure 2017175074
(一般式(1)において、
は、置換または無置換の3級アミノ基、置換または無置換の芳香族炭化水素基(但し、3級アミノ基で置換された芳香族炭化水素基を除く)、あるいは置換または無置換の芳香族複素環基を表し、
〜R22は、各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
[2] 前記リン光発光性材料は、金属錯体であることを特徴とする、[1]に記載の発光性有機薄膜。
[3] 前記金属錯体は、イリジウム錯体であることを特徴とする、[2]に記載の発光性有機薄膜。
[4] 前記ステロイド骨格化合物が、下記一般式(2)〜(4)のいずれかで表されることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれかに記載の発光性有機薄膜。
Figure 2017175074
(一般式(2)〜(4)において、
は、置換または無置換の3級アミノ基、置換または無置換の芳香族炭化水素基、あるいは置換または無置換の芳香族複素環基を表す。)
[5] 前記Rは、置換または無置換の3級アミノ基、電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素基、あるいは電子吸引性基で置換された芳香族複素環基であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれかに記載の発光性有機薄膜。
[6] 前記Rは、置換または無置換の3級アミノ基であることを特徴とする、[1]〜[5]のいずれかに記載の発光性有機薄膜。
[7] 前記Rは、電子吸引性基で置換された3級アミノ基であることを特徴とする、[6]に記載の発光性有機薄膜。
[8] 前記Rは、電子吸引性基で置換されたカルバゾリル基であることを特徴とする、[7]に記載の発光性有機薄膜。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の発光性有機薄膜を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。
[10] [9]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示装置。
[11] [9]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、照明装置。 That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
[1] A luminescent organic thin film comprising a steroid skeleton compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent material.
Figure 2017175074
(In general formula (1),
R 1 represents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group (excluding an aromatic hydrocarbon group substituted with a tertiary amino group), or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group Represents an aromatic heterocyclic group,
R 2 to R 22 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. )
[2] The luminescent organic thin film according to [1], wherein the phosphorescent material is a metal complex.
[3] The luminescent organic thin film according to [2], wherein the metal complex is an iridium complex.
[4] The luminescent organic thin film according to any one of [1] to [3], wherein the steroid skeleton compound is represented by any one of the following general formulas (2) to (4).
Figure 2017175074
(In the general formulas (2) to (4),
R 1 represents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group. )
[5] R 1 is a substituted or unsubstituted tertiary amino group, an aromatic hydrocarbon group substituted with an electron-withdrawing group, or an aromatic heterocyclic group substituted with an electron-withdrawing group. The luminescent organic thin film according to any one of [1] to [4].
[6] The luminescent organic thin film according to any one of [1] to [5], wherein R 1 is a substituted or unsubstituted tertiary amino group.
[7] The luminescent organic thin film according to [6], wherein R 1 is a tertiary amino group substituted with an electron-withdrawing group.
[8] The luminescent organic thin film according to [7], wherein R 1 is a carbazolyl group substituted with an electron-withdrawing group.
[9] An organic electroluminescence device comprising the light-emitting organic thin film according to any one of [1] to [8].
[10] A display device comprising the organic electroluminescence element according to [9].
[11] A lighting device including the organic electroluminescence element according to [9].

本発明の上記手段により、酸素や水による発光効率の低下が少なく、高い発光効率を達成する、長寿命な有機EL素子を提供することができる。また、当該発光性薄膜を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。   By the above means of the present invention, it is possible to provide a long-life organic EL element that achieves high luminous efficiency with little decrease in luminous efficiency due to oxygen or water. In addition, an organic electroluminescent element using the light-emitting thin film, and a display device and a lighting device including the organic electroluminescent element can be provided.

従来の有機EL素子の構成の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the configuration of a conventional organic EL element 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図Schematic diagram showing an example of a display device composed of organic EL elements アクティブマトリクス方式による表示装置の模式図Schematic diagram of an active matrix display device 画素の回路を示した概略図Schematic showing the pixel circuit パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図Schematic diagram of a passive matrix display device 照明装置の概略図Schematic of lighting device 照明装置の断面図Cross section of the lighting device

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をするが、本論に入る前に、本発明の技術思想と関連する、有機ELの発光方式及び発光材料について述べる。   In the following, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. Before entering into this discussion, the organic EL light emission method and light emission related to the technical idea of the present invention. Describe materials.

《有機ELの発光方式》
有機ELの発光方式としては、三重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「リン光発光」と、一重項励起状態から基底状態に戻る際に光を発する「蛍光発光」の二通りがある。
有機ELのような電界で励起する場合には、三重項励起子が75%の確率で、一重項励起子が25%の確率で生成する。よって、リン光発光の方が蛍光発光に比べて発光効率を高くすることが可能であり、低消費電力化を実現するには優れた方式である。
<< Light emission method of organic EL >>
There are two types of organic EL emission methods: “phosphorescence emission” that emits light when returning from the triplet excited state to the ground state and “fluorescence emission” that emits light when returning from the singlet excited state to the ground state. There is.
When excited by an electric field such as an organic EL, triplet excitons are generated with a probability of 75% and singlet excitons are generated with a probability of 25%. Therefore, phosphorescence emission can increase luminous efficiency compared with fluorescence emission, and is an excellent method for realizing low power consumption.

《リン光発光性化合物》
前述のとおり、リン光発光は発光効率的には蛍光発光よりも理論的には3倍有利である。しかしながら、三重項励起状態から一重項基底状態へのエネルギー失活(=リン光発光)は禁制遷移であり、また同様に、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差も禁制遷移であるため、通常、その速度定数は小さい。すなわち、遷移が起こりにくいため、リン光寿命はミリ秒から秒オーダーと長くなり、所望の発光を得ることが困難である。ただし、イリジウムやプラチナなどの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、前記の禁制遷移の速度定数が三桁以上増大する。さらに、配位子の選択によっては、100%のリン光量子収率を得ることも可能となる。
<Phosphorescent compound>
As described above, phosphorescence emission is theoretically three times more advantageous than fluorescence emission in terms of luminous efficiency. However, the energy deactivation (= phosphorescence emission) from the triplet excited state to the singlet ground state is a forbidden transition, and similarly, the intersystem crossing from the singlet excited state to the triplet excited state is also a forbidden transition. In general, the rate constant is small. That is, since the transition is difficult to occur, the phosphorescence lifetime is increased from millisecond to second order, and it is difficult to obtain desired light emission. However, when a complex using a heavy metal such as iridium or platinum emits light, the rate constant of the forbidden transition increases by three orders of magnitude or more due to the heavy atom effect of the central metal. Furthermore, depending on the choice of ligand, it is possible to obtain a phosphorescence quantum yield of 100%.

《蛍光発光性化合物》
一般的な蛍光発光性材料は、リン光発光性材料のような重金属錯体である必要性は特になく、炭素、酸素、窒素及び水素などの一般的な元素の組み合わせから構成される、いわゆる有機化合物を適用することができる。さらに、リンや硫黄、ケイ素など、その他の非金属元素を用いることも可能であり、また、アルミニウムや亜鉛などの典型金属の錯体も活用できるため、その多様性はほぼ無限と言える。ただし、従来の蛍光化合物では、前記のように励起子の25%しか発光に適用できないため、リン光発光のような高効率発光は望めない。
また、最近では、蛍光発光においても、通常は75%の確率で生成し、無輻射失活により熱にしかならない三重項励起子を高密度で存在させることによって、二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を発生させて発光効率を向上させるTTA(Triplet−Triplet Annihilation、また、Triplet−Triplet Fusion:「TTF」と略記する。)機構を利用した方式が見つかっている。
<Fluorescent compound>
A general fluorescent material is not particularly required to be a heavy metal complex like a phosphorescent material, and is a so-called organic compound composed of a combination of common elements such as carbon, oxygen, nitrogen and hydrogen. Can be applied. Furthermore, it is possible to use other non-metallic elements such as phosphorus, sulfur, silicon, and the like, and since the complexes of typical metals such as aluminum and zinc can also be used, the diversity is almost infinite. However, in the conventional fluorescent compound, since only 25% of the excitons can be applied to light emission as described above, high efficiency light emission such as phosphorescence emission cannot be expected.
Recently, even in fluorescence emission, triplet excitons, which are usually generated with a probability of 75% and become heat only by non-radiation deactivation, are present at a high density. A system using a TTA (triplet-triplet annealing, also abbreviated as “TTF”) mechanism that generates singlet excitons to improve luminous efficiency has been found.

《従来の発光性材料の問題点》
しかしながら、上述したリン光発光性化合物や蛍光発光性化合物を用いた従来の有機EL素子には、以下のような問題もあった。
有機EL素子は、電界励起により生じる一重項励起子または三重項励起子を利用して発光するが、これら励起子は、酸素や水により消光し、発光量子効率の低下や素子の劣化が生じる。特に三重項励起子は、励起子寿命が長いため、消光を受けやすい。そのため、従来のリン光発光性材料を用いた有機EL素子は、大気中の酸素や水の影響を防ぐための封止が施されている。特に基盤にプラスチックフィルムを用いた場合は、酸素や水が基盤を透過しやすいため、高度な封止技術が求められている。しかしながら、高度な封止を行うには、高いコストや生産性の低さなどの問題があった。
そのため、より簡便な手法による、大気中の酸素や水の影響を防ぐための手法の開発が望まれている。
<Problems of conventional luminescent materials>
However, the conventional organic EL device using the phosphorescent compound or the fluorescent compound described above has the following problems.
An organic EL element emits light using singlet excitons or triplet excitons generated by electric field excitation, but these excitons are quenched by oxygen or water, resulting in a decrease in light emission quantum efficiency and deterioration of the element. Triplet excitons are particularly susceptible to quenching due to their long exciton lifetime. Therefore, the conventional organic EL element using the phosphorescent material is sealed to prevent the influence of oxygen and water in the atmosphere. In particular, when a plastic film is used for the base, oxygen and water easily pass through the base, and thus a high-level sealing technique is required. However, in order to perform advanced sealing, there are problems such as high cost and low productivity.
Therefore, development of a technique for preventing the influence of oxygen and water in the atmosphere by a simpler technique is desired.

これに対して本発明者らは、一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物と、リン光発光性材料、特にリン光発光性材料とを組み合わせて発光性有機薄膜とすることによって、簡便に大気中の酸素や水による消光を防止することが可能であることを見出した。また、この発光性有機薄膜を用いることで、高い発光効率かつ長寿命な有機EL素子が得られることも見出した。   On the other hand, the present inventors can easily produce a light-emitting organic thin film by combining a steroid skeleton compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent material, particularly a phosphorescent material. In addition, it has been found that quenching by atmospheric oxygen and water can be prevented. In addition, it has also been found that an organic EL element having high luminous efficiency and a long lifetime can be obtained by using this luminescent organic thin film.

《本発明のステロイド骨格化合物が消光を防ぐメカニズム》
本発明において使用する、一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物は、複数のシクロ環からなるステロイド骨格を有している。ステロイド骨格は剛直な骨格であり、面外にC‐H結合があるため、分子間で相互作用しやすく、凝集して強固な膜を形成する。この強固な膜が酸素や水の浸透を抑えることで、リン光発光性材料に生じる三重項励起子の失活を防ぎ、有機EL素子の劣化を抑えることができると考えられる。
さらに、ステロイド骨格化合物は、適切なリン光発光性材料とを組み合わせた際に、ホスト化合物として機能しうるものである。ステロイド骨格化合物の使用によって、少ない発光材料でも、高い発光効率を達成することが可能となる。
<< Mechanism to prevent quenching of steroid skeleton compound of the present invention >>
The steroid skeleton compound represented by the general formula (1) used in the present invention has a steroid skeleton composed of a plurality of cyclo rings. Since the steroid skeleton is a rigid skeleton and has a C—H bond outside the surface, the steroid skeleton easily interacts between molecules and aggregates to form a strong film. This strong film suppresses the penetration of oxygen and water, thereby preventing the deactivation of triplet excitons generated in the phosphorescent material and suppressing the deterioration of the organic EL element.
Furthermore, the steroid skeleton compound can function as a host compound when combined with an appropriate phosphorescent material. By using a steroid skeleton compound, it is possible to achieve high luminous efficiency even with a small amount of luminescent material.

1.発光性有機薄膜
本発明の発光性有機薄膜は、一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物と、リン光発光性材料とを含有する。
1. Luminescent Organic Thin Film The luminescent organic thin film of the present invention contains a steroid skeleton compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent material.

1−1.ステロイド骨格化合物
本発明に使用するステロイド骨格化合物は、上記一般式(1)で表される化合物である限り特に限定はない。

Figure 2017175074
1-1. Steroid skeleton compound The steroid skeleton compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound represented by the general formula (1).
Figure 2017175074

一般式(1)のRは、置換または無置換の3級アミノ基、置換または無置換の芳香族炭化水素基、あるいは置換または無置換の芳香族複素環基を表す。 R 1 in the general formula (1) represents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group.

として用いる「置換または無置換の3級アミノ基」の3級アミノ基が2つの置換基を有する場合、それらは互いに同一であっても異なっていてもよい。 When the tertiary amino group of the “substituted or unsubstituted tertiary amino group” used as R 1 has two substituents, they may be the same as or different from each other.

3級アミノ基が有する置換基としては、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)、芳香族炭化水素基(芳香族炭化水素環基、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、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、ピリジン環、ピリミジン環、フラン環、ピロン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾール環、ピラジン環、トリアゾール環、トリアジン環、ジベンゾチオフェンオキシド環、ジベンゾチオフェンジオキシド環、ピリダジン環、キノリン環、イソキノリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾシロール環、ジベンゾボロール環、アザジベンゾフラン環、ジアザジベンゾフラン環、及びジベンゾホスホールオキシド環から誘導される基等)が挙げられる。   As the substituent that the tertiary amino group has, an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group) , Pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), aromatic hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon ring group, aromatic carbocyclic group, aryl group, etc., for example, phenyl group, Mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, pyridine ring, pyrimidine) Ring, furan ring, pyrone ring, imidazole ring, benzimidazole ring, Zole ring, pyrazine ring, triazole ring, triazine ring, dibenzothiophene oxide ring, dibenzothiophene dioxide ring, pyridazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, pteridine ring, phenanthridine A group derived from a ring, a phenanthroline ring, a dibenzofuran ring, a dibenzosilole ring, a dibenzoborol ring, an azadibenzofuran ring, a diazadibenzofuran ring, and a dibenzophosphole oxide ring).

また、これらの置換基は、下記のR〜R22で表される置換基、例えばハロゲン原子(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等のフッ素原子で置換されたアルキル基や、フルオロフェニル基等のフッ素原子で置換されたアリール基)、シアノ基、ニトロ基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、および芳香族複素環基等の電子吸引性基によってさらに置換されていてもよい。 In addition, these substituents include substituents represented by the following R 2 to R 22 , such as halogen atoms (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom), fluorinated hydrocarbon groups (eg, fluoromethyl group). An alkyl group substituted with a fluorine atom such as a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group, or an aryl group substituted with a fluorine atom such as a fluorophenyl group), a cyano group, a nitro group, or an optionally substituted carbonyl Further substituted with an electron-withdrawing group such as a group, an optionally substituted sulfonyl group, an optionally substituted phosphine oxide group, an optionally substituted boryl group, and an aromatic heterocyclic group .

また、3級アミノ基に置換した置換基は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。窒素原子に置換した2つの置換基が互いに結合して環状構造を形成した3級アミノ基の例としては、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、ジアザカルバゾリル基、ベンゾカルバゾール基、フェノキサジル基、フェノチアジル基、アクリジル基、9,10−ジヒドロアクリジル基、インドロインドリル基が挙げられる。   In addition, substituents substituted with a tertiary amino group may be bonded to each other to form a cyclic structure. Examples of tertiary amino groups in which two substituents substituted with a nitrogen atom are bonded to each other to form a cyclic structure include carbazolyl group, azacarbazolyl group, diazacarbazolyl group, benzocarbazole group, phenoxazyl group, phenothiazyl group , An acridyl group, a 9,10-dihydroacridyl group, and an indoloindolyl group.

として用いる「置換または無置換の芳香族炭化水素基」における「芳香族炭化水素基」としては、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、ビフェニリル基等が挙げられる。芳香族炭化水素基は、2以上の芳香族炭化水素基が単結合を介して結合したものであってもよい。 The “aromatic hydrocarbon group” in the “substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group” used as R 1 includes a phenyl group, a mesityl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, an anthryl group, an azulenyl group, an acenaphthenyl group. Fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group and the like. The aromatic hydrocarbon group may be a group in which two or more aromatic hydrocarbon groups are bonded via a single bond.

「芳香族炭化水素基」が有する置換基は、3級アミノ基以外の基であり、その例には、アルキル基、シクロアルキル基、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)、およびシリル基(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)、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等のフッ素原子で置換されたアルキル基)、シアノ基、ニトロ基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、および芳香族複素環基等が挙げられる。アルキル基およびシクロアルキル基は、3級アミノ基が有する置換基としてのアルキル基およびシクロアルキル基とそれぞれ同様である。また、これらの置換基は、下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。   The substituent that the “aromatic hydrocarbon group” has is a group other than the tertiary amino group, and examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group (for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, Pentyloxy, hexyloxy, octyloxy, dodecyloxy, etc.) and silyl groups (eg, trimethylsilyl, triisopropylsilyl, triphenylsilyl, phenyldiethylsilyl, etc.), halogen atoms (eg, fluorine) Atoms, chlorine atoms, bromine atoms, etc.), fluorinated hydrocarbon groups (eg alkyl groups substituted with fluorine atoms such as fluoromethyl groups, trifluoromethyl groups, pentafluoroethyl groups), cyano groups, nitro groups, substituted Optionally substituted carbonyl group, optionally substituted sulfonyl group, optionally substituted photo Fins oxide group, substituted optionally may be boryl group, and an aromatic heterocyclic group and the like. The alkyl group and the cycloalkyl group are the same as the alkyl group and the cycloalkyl group as substituents of the tertiary amino group, respectively. Moreover, these substituents may be further substituted with the following substituents. Further, these substituents may be bonded together to form a ring.

として用いる「置換または無置換の芳香族複素環基」における「芳香族複素環基」としては、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)が挙げられる。芳香族複素環基は、2以上の芳香族複素環基が単結合を介して結合したものであってもよい。 The “aromatic heterocyclic group” in the “substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group” used as R 1 includes a pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group , Triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl Group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, quinoxalinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, and the like. The aromatic heterocyclic group may be a group in which two or more aromatic heterocyclic groups are bonded via a single bond.

「芳香族複素環基」が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シリル基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基等が挙げられる。   Examples of the substituent that the “aromatic heterocyclic group” has include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, a silyl group, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom, a fluorinated hydrocarbon group, a cyano group, a nitro group, and a substituted group. Examples thereof include an optionally substituted carbonyl group, an optionally substituted sulfonyl group, an optionally substituted phosphine oxide group, and an optionally substituted boryl group.

アルキル基、シクロアルキル基および芳香族炭化水素基は、3級アミノ基が有する置換基としてのアルキル基、シクロアルキル基および芳香族炭化水素基とそれぞれ同様である。アルコキシ基、シリル基、ハロゲン原子およびフッ化炭化水素基は、芳香族炭化水素基が有する置換基としてのアルコキシ基、シリル基、ハロゲン原子およびフッ化炭化水素基とそれぞれ同様である。また、これらの置換基は、下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。   The alkyl group, cycloalkyl group and aromatic hydrocarbon group are the same as the alkyl group, cycloalkyl group and aromatic hydrocarbon group as substituents of the tertiary amino group, respectively. The alkoxy group, silyl group, halogen atom and fluorinated hydrocarbon group are the same as the alkoxy group, silyl group, halogen atom and fluorinated hydrocarbon group as substituents of the aromatic hydrocarbon group. Moreover, these substituents may be further substituted with the following substituents. Further, these substituents may be bonded together to form a ring.

本発明に用いるステロイド骨格化合物においては、Rは、電子吸引性基で置換された3級アミノ基、電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素基、または電子吸引性基で置換された芳香族複素環基であることが好ましい。Rが電子吸引性基で置換された置換基であると、電子を運びやすいため好ましい。Rは、電子吸引性基で置換された3級アミノ基であることがより好ましく、電子吸引性基で置換されたカルバゾリル基であることが更に好ましい。電子吸引性基で置換された3級アミノ基は正孔と電子を運びやすいため好ましく、さらに3級アミノ基がカルバゾリル基であると、化学的安定性が高いため好ましい。 In the steroid skeleton compound used in the present invention, R 1 is substituted with a tertiary amino group substituted with an electron withdrawing group, an aromatic hydrocarbon group substituted with an electron withdrawing group, or an electron withdrawing group. It is preferably an aromatic heterocyclic group. R 1 is preferably a substituent substituted with an electron-withdrawing group because it easily carries electrons. R 1 is more preferably a tertiary amino group substituted with an electron withdrawing group, and further preferably a carbazolyl group substituted with an electron withdrawing group. A tertiary amino group substituted with an electron-withdrawing group is preferable because it easily carries holes and electrons, and a tertiary amino group is preferably a carbazolyl group because of high chemical stability.

「電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素基における「電子吸引性基」は、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい電子吸引性の芳香族複素環基であることが好ましい。「電子吸引性基で置換された芳香族複素環基」および「電子吸引性基で置換されたカルバゾリル基」における「電子吸引性基」は、フッ素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいカルボニル基、置換されていてもよいスルホニル基、置換されていてもよいホスフィンオキサイド基、置換されていてもよいボリル基、置換されていてもよい芳香族炭化水素基であることが好ましい。「電子吸引性基で置換された3級アミノ基」における「電子吸引性基」は、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、フッ素原子で置換されていても芳香族炭化水素基、またはフッ素原子で置換されていてもよい芳香族複素環基であることが好ましい。   “The electron-withdrawing group” in the aromatic hydrocarbon group substituted with an electron-withdrawing group is a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group which may be substituted with a fluorine atom, an optionally substituted carbonyl group, It is preferably a sulfonyl group that may be substituted, a phosphine oxide group that may be substituted, a boryl group that may be substituted, or an electron-withdrawing aromatic heterocyclic group that may be substituted. The “electron withdrawing group” in the “aromatic heterocyclic group substituted with an electron withdrawing group” and the “carbazolyl group substituted with an electron withdrawing group” is substituted with a fluorine atom, a cyano group or a fluorine atom. Alkyl group, optionally substituted carbonyl group, optionally substituted sulfonyl group, optionally substituted phosphine oxide group, optionally substituted boryl group, optionally substituted aromatic It is preferably a hydrocarbon group. The “electron-withdrawing group” in the “tertiary amino group substituted with an electron-withdrawing group” is an alkyl group that may be substituted with a fluorine atom, an aromatic hydrocarbon group that is substituted with a fluorine atom, or An aromatic heterocyclic group which may be substituted with a fluorine atom is preferable.

一般式(1)のR〜R22は、各々独立に、水素原子または置換基を表す。 R 2 to R 22 in the general formula (1) each independently represent a hydrogen atom or a substituent.

ステロイド骨格化合物は、Rとして上述した置換基を有する限り、その他の置換基の数や種類は特に制限されない。よって、R〜R22の全てが無置換(すなわち水素原子)であってもよい。R〜R22のうちの2つ以上が置換基である場合、複数の置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。 The number and kind of other substituents are not particularly limited as long as the steroid skeleton compound has the substituent described above as R 1 . Therefore, all of R 2 to R 22 may be unsubstituted (that is, a hydrogen atom). When two or more of R 2 to R 22 are substituents, the plurality of substituents may be the same as or different from each other.

〜R22で表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭化水素環基、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、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、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、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炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、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又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、ジフェニルアミノ基、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、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、ホスフィンオキサイド基、ボリル基等が挙げられる。アルキル基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、アルコキシ基は電荷の輸送性が良く、分子間で強く相互作用し強固な膜を形成するため、好ましい。また、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。 Examples of the substituent represented by R 2 to R 22 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group). , Tetradecyl group, pentadecyl group etc.), cycloalkyl group (eg cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg vinyl group, allyl group etc.), alkynyl group (eg ethynyl group, propargyl group etc.), aromatic Aromatic hydrocarbon group (also referred to as aromatic hydrocarbon ring group, aromatic carbocyclic group, aryl group, etc., for example, phenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, Fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.), aromatic A cyclic group (for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl group, 1, 2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group , Dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group, pyridazinyl group , Triazinyl group, quinazolinyl group, Tarazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group) 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 (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alcohol Xyloxycarbonyl 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, 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, Methylsulfinyl 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 or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group) Etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, diphenylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, -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, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.), phosphono Group, phosphine oxide group, boryl group and the like. Alkyl groups, aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, and alkoxy groups are preferable because they have good charge transport properties and strongly interact with each other to form a strong film. Moreover, these substituents may be further substituted with the above substituents. Further, these substituents may be bonded together to form a ring.

さらに本発明に用いるステロイド骨格化合物は、下記一般式(2)〜(4)のいずれかで表されることが好ましい。

Figure 2017175074
Furthermore, the steroid skeleton compound used in the present invention is preferably represented by any one of the following general formulas (2) to (4).
Figure 2017175074

一般式(2)〜(4)のRは、一般式(1)のRと同義である。 R 1 in the general formula (2) to (4) has the same meaning as R 1 in the general formula (1).

一般式(2)で表される化合物は、一般式(1)のR10をメチル基とした化合物であり、一般式(3)で表される化合物は、一般式(1)のRとR10をメチル基とした化合物であり、一般式(4)で表される化合物は、一般式(1)のR10とR19をメチル基とした化合物である。一般式(2)〜(4)で表されるステロイド骨格化合物は、分子間で強く相互作用しやすく強固な膜を形成するため、好ましい。 The compound represented by the general formula (2) is a compound in which R 10 in the general formula (1) is a methyl group, and the compound represented by the general formula (3) is R 7 in the general formula (1). A compound having R 10 as a methyl group, and the compound represented by the general formula (4) is a compound having R 10 and R 19 in the general formula (1) as a methyl group. The steroid skeleton compounds represented by the general formulas (2) to (4) are preferable because they strongly interact with each other and form a strong film.

以下に本発明で好ましく用いられる有機化合物A−1〜A−61を例に挙げるが、本発明はこれに限定されない。   Examples of organic compounds A-1 to A-61 that are preferably used in the present invention will be given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2017175074
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Figure 2017175074
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Figure 2017175074
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一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、一般式(1)のRが置換または無置換の3級アミノ基である化合物は、以下の2つの化合物を反応させることで合成することができる。 The steroid skeleton compound represented by the general formula (1) can be synthesized by combining known reactions. For example, a compound in which R 1 in the general formula (1) is a substituted or unsubstituted tertiary amino group can be synthesized by reacting the following two compounds.

Figure 2017175074
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上記の反応式におけるR〜R22は、一般式(1)の置換基R〜R22と同義であり、R23とR24は、置換または無置換の3級アミノ基の置換基と同義である。
上記の反応は、公知のカップリング反応を応用したものであり、公知の反応条件を適宜選択して用いることができる。上記の反応の詳細については、後述の合成例を参考にすることができる。また、一般式(1)で表される化合物は、その他の公知の合成反応を組み合わせることによっても合成することができる。
R 2 to R 22 in the above reaction formula, the general formula (1) have the same meanings as the substituents R 2 to R 22 of, R 23 and R 24, the substituents of a substituted or unsubstituted tertiary amino group It is synonymous.
The above reaction is an application of a known coupling reaction, and known reaction conditions can be appropriately selected and used. The details of the above reaction can be referred to the synthesis examples described below. The compound represented by the general formula (1) can also be synthesized by combining other known synthesis reactions.

本発明の発光性有機薄膜において、一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物はホスト化合物として機能する。ホスト化合物とは、発光性有機薄膜において、主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、それ自体の発光は実質的に観測されないものである。   In the luminescent organic thin film of the present invention, the steroid skeleton compound represented by the general formula (1) functions as a host compound. The host compound is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light-emitting organic thin film, and its own light emission is not substantially observed.

ステロイド骨格化合物はホスト化合物として機能するものであるため、逆エネルギー移動の観点から、併用するリン光発光性材料の励起三重項エネルギーよりも大きな励起エネルギーをもつものが好ましく、さらには、使用するリン光発光性材料の励起三重項エネルギーより大きな励起一重項エネルギーをもつものがより好ましい。上述した励起エネルギーの関係を満たすステロイド骨格化合物とリン光発光性材料とを組み合わせることによって、少ない量のリン光発光性材料でも、高い発光効率を達成することが可能となる。   Since the steroid skeleton compound functions as a host compound, from the viewpoint of reverse energy transfer, a compound having an excitation energy larger than the excitation triplet energy of the phosphorescent material to be used in combination is preferable. Those having an excited singlet energy larger than the excited triplet energy of the photoluminescent material are more preferable. By combining a steroid skeleton compound that satisfies the above-described excitation energy relationship and a phosphorescent material, it is possible to achieve high luminous efficiency even with a small amount of phosphorescent material.

本発明の発光性有機薄膜におけるステロイド骨格化合物の含有量は、50〜95質量%であることが好ましく、70〜95質量%であることがより好ましい。ステロイド骨格化合物の含有量が50質量%以上であれば、大気中の水や酸素の浸透を抑えることで、リン光発光性材料に生じる三重項励起子の失活を防ぎ、有機EL素子の劣化を抑えることが可能となる。また、ステロイド骨格化合物はホスト化合物として機能しうるため、ステロイド骨格化合物の含有量が95質量%以下であり、発光性材料の含有量が5%以上であれば、十分に高い発光効率を達成することができる。   The content of the steroid skeleton compound in the light-emitting organic thin film of the present invention is preferably 50 to 95% by mass, and more preferably 70 to 95% by mass. If the content of the steroid skeleton compound is 50% by mass or more, by suppressing the penetration of water and oxygen in the atmosphere, the deactivation of triplet excitons generated in the phosphorescent material is prevented, and the organic EL element is deteriorated. Can be suppressed. In addition, since the steroid skeleton compound can function as a host compound, sufficiently high luminous efficiency is achieved when the content of the steroid skeleton compound is 95% by mass or less and the content of the luminescent material is 5% or more. be able to.

1−2.リン光発光性材料
本発明に用いる発光性材料は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)においてリン光発光する化合物である。リン光発光する化合物とは、25℃におけるリン光量子収率が0.01以上の化合物と定義されるが、本発明において使用するリン光発光性材料のリン光量子収率は、好ましくは0.1以上である。
1-2. Phosphorescent Material The luminescent material used in the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). The phosphorescent compound is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25 ° C. The phosphorescence quantum yield of the phosphorescent material used in the present invention is preferably 0.1. That's it.

上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7、分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定することができる。溶液中でのリン光量子収率の測定には、種々の溶媒が使用可能であるが、本発明に用いられるリン光発光性材料は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されるものであればよい。   The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7, Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen). Various solvents can be used for the measurement of the phosphorescence quantum yield in a solution. The phosphorescent material used in the present invention is not limited to the phosphorescence quantum yield (0. (01 or more) can be achieved.

本発明に用いるリン光発光性材料は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択することができる。本発明において使用可能なリン光発光性材料の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。
Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許出願公開第2006/835469号明細書、米国特許出願公開第2006/0202194号明細書、米国特許出願公開第2007/0087321号明細書、米国特許出願公開第2005/0244673号明細書、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許出願公開第2002/0034656号明細書、米国特許第7332232号、米国特許出願公開第2009/0108737号明細書、米国特許出願公開第2009/0039776号明細書、米国特許第6921915号、米国特許第6687266号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2006/0008670号明細書、米国特許出願公開第2009/0165846号明細書、米国特許出願公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7250226号、米国特許第7396598号、米国特許出願公開第2006/0263635号明細書、米国特許出願公開第2003/0138657号明細書、米国特許出願公開第2003/0152802号明細書、米国特許第7090928号、Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許出願公開第2006/0251923号明細書、米国特許出願公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7393599号、米国特許第7534505号、米国特許第7445855号、米国特許出願公開第2007/0190359号明細書、米国特許出願公開第2008/0297033号明細書、米国特許第7338722号、米国特許出願公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号、米国特許出願公開第2006/098120号明細書、米国特許出願公開第2006/103874号明細書、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第2008140115号、国際公開第2007/052431号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、国際公開第2011/073149号、米国特許出願公開第2012/228583号明細書、米国特許出願公開第2012/212126号明細書、特開2012−069737号公報、特開2012−195554号公報、特開2009−114086号公報、特開2003−81988号公報、特開2002−302671号公報、特開2002−363552号公報等である。
The phosphorescent material used for this invention can be suitably selected from the well-known things used for the light emitting layer of an organic EL element. Specific examples of phosphorescent materials that can be used in the present invention include compounds described in the following documents.
Nature 395, 151 (1998), Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19, 739 (2007), Chem. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17, 1059 (2005), International Publication No. 2009/100991, International Publication No. 2008/101842, International Publication No. 2003/040257, US Patent Application Publication No. 2006/835469, US Patent Application Publication No. 2006 /. No. 0202194, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0087321, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0244673, Inorg. Chem. 40, 1704 (2001), Chem. Mater. 16, 2480 (2004), Adv. Mater. 16, 2003 (2004), Angew. Chem. lnt. Ed. 2006, 45, 7800, Appl. Phys. Lett. 86, 153505 (2005), Chem. Lett. 34, 592 (2005), Chem. Commun. 2906 (2005), Inorg. Chem. 42, 1248 (2003), International Publication No. 2009/050290, International Publication No. 2002/015645, International Publication No. 2009/000673, US Patent Application Publication No. 2002/0034656, US Pat. No. 7,332,232, US Patent Application Publication No. 2009/0108737, United States Patent Application Publication No. 2009/0039776, United States Patent No. 6921915, United States Patent No. 6,687,266, United States Patent Application Publication No. 2007/0190359, United States Patent Application Publication No. 2006/0008670, United States Patent Application Publication No. 2009/0165846, United States Patent Application Publication No. 2008/0015355, United States Patent No. 7250226, United States Patent No. 7396598, United States Patent Application Publication No. 2006 0263635 Pat, U.S. Patent Application Publication No. 2003/0138657, U.S. Patent Application Publication No. 2003/0152802, U.S. Patent No. 7090928, Angew. Chem. lnt. Ed. 47, 1 (2008), Chem. Mater. 18, 5119 (2006), Inorg. Chem. 46, 4308 (2007), Organometallics 23, 3745 (2004), Appl. Phys. Lett. 74, 1361 (1999), International Publication No. 2002/002714, International Publication No. 2006/009024, International Publication No. 2006/056418, International Publication No. 2005/019373, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2007/004380, International Publication No. 2006/082742, U.S. Patent Application Publication No. 2006/0251923, U.S. Patent Application Publication No. 2005/0260441, U.S. Patent No. 7393599, U.S. Pat. No. 7,534,505, U.S. Pat. Patent No. 7445855, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0190359, U.S. Patent Application Publication No. 2008/0297033, U.S. Pat. No. 7,338,722, U.S. Patent Application Publication No. 2002/0134984, U.S. Pat. 72 9704, US Patent Application Publication No. 2006/098120, US Patent Application Publication No. 2006/103874, International Publication No. 2005/076380, International Publication No. 2010/032663, International Publication No. 2008140115, International Public Publication No. 2007/052431, International Publication No. 2011/134013, International Publication No. 2011/157339, International Publication No. 2010/086089, International Publication No. 2009/113646, International Publication No. 2012/020327, International Publication No. 2011/051404, International Publication No. 2011/004639, International Publication No. 2011/073149, US Patent Application Publication No. 2012/228585, US Patent Application Publication No. 2012/212126, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-0697 7, JP 2012-195554, JP 2009-114086, JP 2003-81988, JP 2002-302671 discloses a JP 2002-363552 and the like.

好ましいリン光発光性材料は、金属錯体であり、イリジウム、ルテニウムやプラチナ(白金)などの重金属を中心金属として有する有機金属錯体がより好ましい。イリジウムやプラチナなどの重金属を用いた錯体が発光する場合には、中心金属の重原子効果によって、禁制遷移の速度定数が三桁以上増大し、高いリン光量子収率が達成されるため好ましく、特にイリジウム錯体は、リン光量子収率が高いため好ましい。さらに有機金属錯体は、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。このような配位子を選択することによって、より高いリン光量子収率を得ることが可能となる。   A preferable phosphorescent material is a metal complex, and an organometallic complex having a heavy metal such as iridium, ruthenium or platinum (platinum) as a central metal is more preferable. When a complex using a heavy metal such as iridium or platinum emits light, the rate constant of the forbidden transition is increased by three orders of magnitude or more due to the heavy atom effect of the central metal, and a high phosphorescence quantum yield is achieved. Iridium complexes are preferred because of their high phosphorescence quantum yield. Further, the organometallic complex is preferably a complex containing at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, and a metal-sulfur bond. By selecting such a ligand, it becomes possible to obtain a higher phosphorescence quantum yield.

本発明の発光性有機薄膜におけるリン光発光性材料の含有量は1〜40質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましい。リン光発光性材料の含有量が1質量%以上であれば、十分な発光が得られ、40質量%以下であれば、三重項−三重項励起子消滅を抑制できる。   The phosphorescent material content in the luminescent organic thin film of the present invention is preferably 1 to 40% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass. If the content of the phosphorescent material is 1% by mass or more, sufficient light emission can be obtained, and if it is 40% by mass or less, triplet-triplet exciton annihilation can be suppressed.

1−3.他の成分
本発明の発光性有機薄膜は、ステロイド骨格化合物とリン光発光性材料とに加えて、他の成分を含んでいてもよい。このような他の成分としては、ホスト材料としてステロイド骨格化合物と併用することが可能な、公知のホスト化合物が挙げられる。
1-3. Other Components The luminescent organic thin film of the present invention may contain other components in addition to the steroid skeleton compound and the phosphorescent material. Examples of such other components include known host compounds that can be used in combination with a steroid skeleton compound as a host material.

ステロイド骨格化合物およびリン光発光性材料と併用することのできるホスト化合物について説明する。   A host compound that can be used in combination with a steroid skeleton compound and a phosphorescent material will be described.

本発明においてステロイド骨格化合物と併用可能な他のホスト化合物に特に制限はないが、逆エネルギー移動の観点から、リン光発光性材料の励起三重項エネルギーより大きな励起エネルギーをもつものが好ましく、さらにリン光発光性材料の励起三重項エネルギーより大きな励起一重項エネルギーをもつものがより好ましい。
他のホスト化合物は、発光層内においてキャリアの輸送及び励起子の生成を担う。そのため、カチオンラジカル状態、アニオンラジカル状態、及び励起状態の全ての活性種の状態において安定に存在でき、分解や付加反応などの化学変化を起こさないこと、さらに、通電経時に、層中において他のホスト分子がオングストロームレベルで移動しないことが好ましい。
In the present invention, other host compounds that can be used in combination with the steroid skeleton compound are not particularly limited, but those having an excitation energy larger than the excitation triplet energy of the phosphorescent material are preferable from the viewpoint of reverse energy transfer. Those having an excited singlet energy larger than the excited triplet energy of the photoluminescent material are more preferable.
Other host compounds are responsible for carrier transport and exciton generation in the emissive layer. Therefore, it can stably exist in all active species states such as a cation radical state, an anion radical state, and an excited state, and does not cause chemical changes such as decomposition and addition reaction. It is preferred that the host molecule does not move at the angstrom level.

本発明に用いる他のホスト化合物は、昇華精製が可能な程度の分子量をもった低分子化合物であっても、繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
低分子化合物の場合、昇華精製が可能であるため精製が容易で、高純度の材料を得やすいという利点がある。分子量としては、昇華精製が可能な程度であれば特に制限はないが、好ましい分子量としては3000以下、より好ましくは2000以下である。
The other host compound used in the present invention may be a low molecular compound having a molecular weight capable of sublimation purification or a polymer having a repeating unit.
In the case of a low molecular weight compound, sublimation purification is possible, so that there is an advantage that purification is easy and a high-purity material is easily obtained. The molecular weight is not particularly limited as long as sublimation purification is possible, but the preferred molecular weight is 3000 or less, more preferably 2000 or less.

繰り返し単位を有するポリマー又はオリゴマーの場合は、ウェットプロセスで成膜しやすいという利点があり、また一般にポリマーはTgが高いため耐熱性の点でも好ましい。
また、他のホスト化合物は、正孔輸送能又は電子輸送能を有し、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。
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 7121−2012に準拠した方法により求められる値である。
In the case of a polymer or oligomer having a repeating unit, there is an advantage that it is easy to form a film by a wet process, and since a polymer generally has a high Tg, it is preferable from the viewpoint of heat resistance.
In addition, other host compounds have a hole transporting ability or an electron transporting ability, prevent emission of longer wavelengths, and are stable against heat generation when the organic EL element is driven at a high temperature or while the element is being driven. From the viewpoint of operating, it is preferable to have a high glass transition temperature (Tg). Tg is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher.
Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS K 7121-2012 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).

本発明の発光性有機薄膜に用いることが可能な公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報、米国特許出願公開第2003/0175553号明細書、米国特許出願公開第2006/0280965号明細書、米国特許出願公開第2005/0112407号明細書、米国特許出願公開第2009/0017330号明細書、米国特許出願公開第2009/0030202号明細書、米国特許出願公開第2005/0238919号明細書、国際公開第2001/039234号、国際公開第2009/021126号、国際公開第2008/056746号、国際公開第2004/093207号、国際公開第2005/089025号、国際公開第2007/063796号、国際公開第2007/063754号、国際公開第2004/107822号、国際公開第2005/030900号、国際公開第2006/114966号、国際公開第2009/086028号、国際公開第2009/003898号、国際公開第2012/023947号、特開2008−074939号、特開2007−254297号、EP2034538、国際公開第2011/055933号、国際公開第2012/035853号等である。
Specific examples of known host compounds that can be used for the light-emitting organic thin film of the present invention include, but are not limited to, compounds described in the following documents.
JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, US Patent Application Publication No. 2003/0175553, US Patent Application Publication No. 2006/0280965, US Patent Application Publication No. 2005/0112407, US Patent Application Publication No. 2009/0017330, US Patent Application Publication No. 2009/0030202, US Patent Application Publication No. 2005/0238919, International Publication First 001/039234, International Publication No. 2009/021126, International Publication No. 2008/056746, International Publication No. 2004/093207, International Publication No. 2005/089025, International Publication No. 2007/063796, International Publication No. 2007/2007 / No. 063754, International Publication No. 2004/107822, International Publication No. 2005/030900, International Publication No. 2006/114966, International Publication No. 2009/086028, International Publication No. 2009/003898, International Publication No. 2012/023947 JP 2008-0749939, JP 2007-254297, EP 2034538, International Publication No. 2011/055933, International Publication No. 2012/035853, and the like.

他のホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。他のホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能である。   Other host compounds may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of other host compounds, charge transfer can be adjusted.

本発明の発光性有機薄膜における他のホスト化合物の含有量は、発光性有機薄膜に含まれる成分の総質量に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。他のホスト材料の含有量が1質量%以上であれば、ステロイド骨格化合物との併用による効果が発揮され、30質量%以下であればステロイド骨格化合物間の相互作用を妨げず、大気中の水や酸素の影響を抑制できる膜が形成される。   It is preferable that content of the other host compound in the luminescent organic thin film of this invention is 1 mass% or more and 30 mass% or less with respect to the total mass of the component contained in a luminescent organic thin film. If the content of the other host material is 1% by mass or more, the effect of the combined use with the steroid skeleton compound is exhibited, and if it is 30% by mass or less, the interaction between the steroid skeleton compounds is not hindered, and the water in the atmosphere And a film capable of suppressing the influence of oxygen is formed.

1−4.発光性有機薄膜の形成方法
本発明に係る発光性有機薄膜は、上述したステロイド骨格化合物と、リン光発光性材料と、任意の他の成分とを含有するものである。
1-4. Method for Forming Light-Emitting Organic Thin Film The light-emitting organic thin film according to the present invention contains the steroid skeleton compound described above, a phosphorescent light-emitting material, and any other component.

本発明に係る発光性有機薄膜の形成方法に特に制限はなく、従来公知の方法、例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等を用いることができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of the luminescent organic thin film which concerns on this invention, A conventionally well-known method, for example, a vacuum evaporation method, a wet method (it is also called a wet process), etc. can be used.
Examples of the wet method include a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a printing method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, a spray coating method, a curtain coating method, and an LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.

本発明に用いるリン光発光性材料と、一般式(1)に記載のステロイド骨格化合物と、任意の他の成分とを溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒が挙げられる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法が挙げられる。
Examples of the liquid medium in which the phosphorescent material used in the present invention, the steroid skeleton compound represented by the general formula (1), and any other component are dissolved or dispersed include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, Fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, DMF, DMSO An organic solvent such as
Examples of the dispersion method include dispersion methods such as ultrasonic waves, high shear force dispersion, and media dispersion.

さらに、層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成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を50〜450℃の範囲内、真空度を10−6〜10−2Paの範囲内、蒸着速度0.01〜50nm/秒の範囲内、基板温度−50〜300℃の範囲内、層厚0.1nm〜5μmの範囲内、好ましくは5〜200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
また、成膜にスピンコート法を採用する場合、スピンコーターを100〜1000rpmの範囲内、10〜120秒の範囲内で、乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
Further, different film formation methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature is in the range of 50 to 450 ° C., and the degree of vacuum is in the range of 10 −6 to 10 −2 Pa. Of these, the deposition rate is appropriately selected within the range of 0.01 to 50 nm / second, the substrate temperature within the range of −50 to 300 ° C., the layer thickness within the range of 0.1 nm to 5 μm, and preferably within the range of 5 to 200 nm. desirable.
When a spin coat method is employed for film formation, it is preferable to perform the spin coater within a range of 100 to 1000 rpm and within a range of 10 to 120 seconds in a dry inert gas atmosphere.

2.有機EL素子
本発明の発光性有機薄膜は有機EL素子の発光層として好適に用いることが出来る。本発明の発光性有機薄膜を用いることにより、高い発光効率かつ長寿命な有機EL素子を実現することが出来る。
2. Organic EL device The light-emitting organic thin film of the present invention can be suitably used as a light-emitting layer of an organic EL device. By using the light-emitting organic thin film of the present invention, an organic EL device having high light emission efficiency and long life can be realized.

2−1.有機EL素子の構成層
本発明の有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(1)陽極/発光層//陰極
(2)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(3)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
上記の中で(7)の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
本発明に用いられる発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
2-1. Constituent Layer of Organic EL Element Typical element structures in the organic EL element of the present invention include the following structures, but are not limited thereto.
(1) Anode / light emitting layer // cathode (2) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (3) Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode (4) Anode / hole transport layer / light emitting layer / Electron transport layer / cathode (5) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (6) Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (7) Anode / hole injection layer / hole transport layer / (electron blocking layer /) light emitting layer / (hole blocking layer /) electron transport layer / electron injection layer / cathode Among the above, the configuration of (7) is Although used preferably, it is not limited to this.
The light emitting layer used in the present invention is composed of a single layer or a plurality of layers. When there are a plurality of light emitting layers, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.

必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(正孔障壁層ともいう)や電子注入層(陰極バッファー層ともいう)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(電子障壁層ともいう)や正孔注入層(陽極バッファー層ともいう)を設けてもよい。
本発明に用いられる電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
本発明に用いられる正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
If necessary, a hole blocking layer (also referred to as a hole blocking layer) or an electron injection layer (also referred to as a cathode buffer layer) may be provided between the light emitting layer and the cathode. An electron blocking layer (also referred to as an electron barrier layer) or a hole injection layer (also referred to as an anode buffer layer) may be provided therebetween.
The electron transport layer used in the present invention is a layer 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. Moreover, you may be comprised by multiple layers.
The hole transport layer used in the present invention is a layer 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. Moreover, you may be comprised by multiple layers.
In the above-described typical element configuration, the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as “organic layer”.

(タンデム構造)
また、本発明の有機EL素子は、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
(Tandem structure)
The organic EL element of the present invention may be a so-called tandem element in which a plurality of light emitting units including at least one light emitting layer are stacked.
As typical element configurations of the tandem structure, for example, the following configurations can be given.
Anode / first light emitting unit / intermediate layer / second light emitting unit / intermediate layer / third light emitting unit / cathode Here, the first light emitting unit, the second light emitting unit and the third light emitting unit are all the same, May be different. Two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.
A plurality of light emitting units may be laminated directly or via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate layer. A known material structure can be used as long as it is also called an insulating layer and has a function of supplying electrons to the anode-side adjacent layer and holes to the cathode-side adjacent layer.

中間層に用いられる材料としては、例えば、ITO(インジウム・スズ酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiO、VO、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた(1)〜(7)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
Examples of materials used for the intermediate layer include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiO x , VO x , CuI, InN, GaN, Conductive inorganic compound layers such as CuAlO 2 , CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 and Al, two-layer films such as Au / Bi 2 O 3 , SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Multi-layer film such as Ag / ZnO, Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2 , fullerenes such as C 60 , conductivity such as oligothiophene Examples include organic material layers, conductive organic compound layers such as metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, and metal-free porphyrins. The present invention is not limited thereto.
As a preferable configuration in the light emitting unit, for example, a configuration in which the anode and the cathode are excluded from the configurations (1) to (7) described in the above-described typical element configurations, and the like is described. It is not limited.

タンデム型有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6337492号、米国特許第7420203号、米国特許第7473923号、米国特許第6872472号、米国特許第6107734号、米国特許第6337492号、国際公開第2005/009087号、特開2006−228712号公報、特開2006−24791号公報、特開2006−49393号公報、特開2006−49394号公報、特開2006−49396号公報、特開2011−96679号公報、特開2005−340187号公報、特許第4711424号公報、特許第3496681号公報、特許第3884564号公報、特許第4213169号公報、特開2010−192719号公報、特開2009−076929号公報、特開2008−078414号公報、特開2007−059848号公報、特開2003−272860号公報、特開2003−045676号公報、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the tandem organic EL element include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International JP 2005/009087, JP 2006-228712, JP 2006-24791, JP 2006-49393, JP 2006-49394, JP 2006-49396, JP 2011. JP-A-96679, JP-A-2005-340187, JP-A-4711424, JP-A-34096681, JP-A-3848564, JP-A-4213169, JP-A-2010-192719, JP-A-2009-076929. No. 1 and JP 2 Examples include the element configurations and constituent materials described in JP-A-08-078414, JP-A-2007-059848, JP-A-2003-272860, JP-A-2003-045676, and International Publication No. 2005/094130. However, the present invention is not limited to these.

以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。   Hereinafter, each layer which comprises the organic EL element of this invention is demonstrated.

2−2.発光層
本発明に用いられる発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、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。本発明に用いられる発光層は、本発明の発光性有機薄膜であるかぎり、その構成に特に制限はない。
発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2〜500nmの範囲内に調整され、さらに好ましくは5〜200nmの範囲内に調整される。
また、本発明に用いられる個々の発光層の層厚としては、2nm〜1μmの範囲内に調整することが好ましく、より好ましくは2〜200nmの範囲内に調整され、さらに好ましくは3〜150nmの範囲内に調整される。
2-2. Light-emitting layer The light-emitting layer used in the present invention is a layer that provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined to emit light via excitons. It may be within the layer or the interface between the light emitting layer and the adjacent layer. The structure of the light emitting layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is the light emitting organic thin film of the present invention.
The total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it prevents the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color against the drive current. From the viewpoint, it is preferable to adjust in the range of 2 nm to 5 μm, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 to 200 nm.
Further, the thickness of each light emitting layer used in the present invention is preferably adjusted within the range of 2 nm to 1 μm, more preferably adjusted within the range of 2 to 200 nm, and further preferably 3 to 150 nm. Adjusted within range.

2−3.電子輸送層
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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い。
本発明に係る電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は2nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは2〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。
また、有機EL素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数nm〜数μmの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は10−5cm/Vs以上であることが好ましい。
電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、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る。
2-3. Electron Transport Layer In the present invention, the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons and may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
Although there is no restriction | limiting in particular about the total layer thickness of the electron carrying layer which concerns on this invention, Usually, it is the range of 2 nm-5 micrometers, More preferably, it is 2-500 nm, More preferably, it is 5-200 nm.
Further, in the organic EL element, when the light generated in the light emitting layer is extracted from the electrode, the light extracted directly from the light emitting layer interferes with the light extracted after being reflected by the electrode from which the light is extracted and the electrode located at the counter electrode. It is known to wake up. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently utilized by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer between several nanometers and several micrometers.
On the other hand, when the layer thickness of the electron transport layer is increased, the voltage is likely to increase. Therefore, particularly when the layer thickness is thick, the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10 −5 cm 2 / Vs or more. .
The material used for the electron transport layer (hereinafter referred to as an electron transport material) may be any of electron injecting or transporting properties and hole blocking properties, and can be selected from conventionally known compounds. Can be selected and used.

例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体等)等が挙げられる。   For example, nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives (carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (one or more carbon atoms constituting the carbazole ring are substituted with nitrogen atoms), pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyridazine derivatives, Triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, azatriphenylene derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, etc.), dibenzofuran derivatives, Dibenzothiophene derivatives, silole derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, etc.) That.

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、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又は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、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又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。
また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又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。
In addition, a metal complex having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand, for example, 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 their metal complexes A metal complex in which the central metal is replaced with In, Mg, 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 transport 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.
Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。   In the electron transport layer according to the present invention, the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich). Examples of the doping material include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides. Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
米国特許第6528187号、米国特許第7230107号、米国特許出願公開第2005/0025993号明細書、米国特許出願公開第2004/0036077号明細書、米国特許出願公開第2009/0115316号明細書、米国特許出願公開第2009/0101870号明細書、米国特許出願公開第2009/0179554号明細書、国際公開第2003/060956号、国際公開第2008/132085号、Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999)、Appl. Phys. Lett. 79, 449 (2001)、Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002)、Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002)、Appl. Phys. Lett. 79, 156 (2001)、米国特許第7964293号、米国特許出願公開第2009/030202号明細書、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009/066779号、国際公開第2009/054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、EP2311826号、特開2010−251675号公報、特開2009−209133号公報、特開2009−124114号公報、特開2008−277810号公報、特開2006−156445号公報、特開2005−340122号公報、特開2003−45662号公報、特開2003−31367号公報、特開2003−282270号公報、国際公開第2012/115034号等である。
Specific examples of known preferable electron transport materials used in the organic EL device of the present invention include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.
US Pat. No. 6,528,187, US Pat. No. 7,230,107, US Patent Application Publication No. 2005/0025993, US Patent Application Publication No. 2004/0036077, US Patent Application Publication No. 2009/0115316, US Patent Application Publication No. 2009/0101870, United States Patent Application Publication No. 2009/0179554, International Publication No. 2003/060956, International Publication No. 2008/132805, Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999), Appl. Phys. Lett. 79, 449 (2001), Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Lett. 79, 156 (2001), U.S. Patent No. 7964293, U.S. Patent Application Publication No. 2009/030202, International Publication No. 2004/080975, International Publication No. 2004/063159, International Publication No. 2005/085387, International Publication No. Public Publication No. 2006/067931, International Publication No. 2007/086552, International Publication No. 2008/114690, International Publication No. 2009/066942, International Publication No. 2009/066779, International Publication No. 2009/054253, International Publication No. 2011/086935, International Publication No. 2010/150593, International Publication No. 2010/047707, EP23111826, JP2010-251675A, JP2009-209133A, JP2009-124114A, JP JP-A-2008-277810, JP-A-2006-156445, JP-A-2005-340122, JP-A-2003-45662, JP-A-2003-31367, JP-A-2003-282270, International Publication No. 2012. / 115034.

本発明におけるより好ましい電子輸送材料としては、少なくとも一つの窒素原子を含む芳香族複素環化合物が挙げられ、例えばピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、アザジベンゾフラン誘導体、アザジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体などが挙げられる。
電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
More preferable electron transport materials in the present invention include aromatic heterocyclic compounds containing at least one nitrogen atom. For example, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, azadibenzofuran derivatives. , Azadibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, benzimidazole derivatives, and the like.
The electron transport material may be used alone or in combination of two or more.

2−4.正孔阻止層
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、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、前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。
本発明の有機EL素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲であり、さらに好ましくは5〜30nmの範囲である。
正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
2-4. Hole blocking layer In a broad sense, the hole blocking layer is a layer having the function of an electron transport layer, preferably made of a material that has a function of transporting electrons but has a small ability to transport holes, and transports electrons. However, the probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking holes.
Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned above can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.
The hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
The layer thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
As the material used for the hole blocking layer, the material used for the above-described electron transport layer is preferably used, and the material used as the above-described host compound is also preferably used for the hole blocking layer.

2−5.電子注入層
本発明に係る電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との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いる。
本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は0.1〜5nmの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な層(膜)であってもよい。
2-5. Electron Injection Layer The electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer for the purpose of lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the second edition of “Devices and the Forefront of Industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998)”.
In the present invention, the electron injection layer may be provided as necessary, and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.
The electron injection layer is preferably a very thin film, and the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, although it depends on the material. Moreover, the nonuniform layer (film | membrane) in which a constituent material exists intermittently may be sufficient.

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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、8−ヒドロキシキノリネートリチウム(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
The details of the electron injection layer are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer are as follows. , Metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds typified by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc., oxidation Examples thereof include metal oxides typified by aluminum, metal complexes typified by 8-hydroxyquinolinate lithium (Liq), and the like. Further, the above-described electron transport material can also be used.
Moreover, the material used for said electron injection layer may be used independently, and may be used in combination of multiple types.

2−6.正孔輸送層
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
本発明に係る正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は0.5nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは2〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。
正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、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る。
例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT/PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。
2-6. Hole transporting layer In the present invention, the hole transporting layer is made of a material having a function of transporting holes, and may have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.
Although there is no restriction | limiting in particular about the total layer thickness of the positive hole transport layer which concerns on this invention, Usually, it is the range of 0.5 nm-5 micrometers, More preferably, it is 2-500 nm, More preferably, it is 5-200 nm.
As a material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as a hole transport material), any material that has either a hole injection property or a transport property or an electron barrier property may be used. Any one can be selected and used.
For example, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, polyarylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives , Indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, and polyvinyl carbazole, polymeric materials or oligomers with aromatic amines introduced into the main chain or side chain, polysilane, conductive And polymer (for example, PEDOT / PSS, aniline copolymer, polyaniline, polythiophene, etc.).

トリアリールアミン誘導体としては、α−NPD(4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル)に代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
また、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
さらに不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
Examples of triarylamine derivatives include benzidine type typified by α-NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), starburst type typified by MTDATA, Examples include compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine-linked core.
In addition, hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-A-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as a hole transport material.
Furthermore, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

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、いわゆるp型正孔輸送材料やp型−Si、p型−SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらにIr(ppy)に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC, as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139). Further, ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal as typified by Ir (ppy) 3 are also preferably used.
Although the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organometallic complex, or an aromatic amine is introduced into the main chain or side chain. The polymer materials or oligomers used are preferably used.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
例えば、Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996)、J. Lumin. 72−74, 985 (1997)、Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001)、Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007)、Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)、Synth. Met. 87, 171 (1997)、Synth. Met. 91, 209 (1997)、Synth. Met. 111,421 (2000)、SID Symposium Digest, 37, 923 (2006)、J. Mater. Chem. 3, 319 (1993)、Adv. Mater. 6, 677 (1994)、Chem. Mater. 15,3148 (2003)、米国特許出願公開第2003/0162053号明細書、米国特許出願公開第2002/0158242号明細書、米国特許出願公開第2006/0240279号明細書、米国特許出願公開第2008/0220265号明細書、米国特許第5061569号、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、EP650955、米国特許出願公開第2008/0124572号明細書、米国特許出願公開第2007/0278938号明細書、米国特許出願公開第2008/0106190号明細書、米国特許出願公開第2008/0018221号明細書、国際公開第2012/115034号、特表2003−519432号公報、特開2006−135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。
正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
Specific examples of known preferred hole transport materials used in the organic EL device of the present invention include the compounds described in the following documents in addition to the documents listed above, but the present invention is not limited thereto. Not.
For example, Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996), J. MoI. Lumin. 72-74, 985 (1997), Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987), Synth. Met. 87, 171 (1997), Synth. Met. 91, 209 (1997), Synth. Met. 111, 421 (2000), SID Symposium Digest, 37, 923 (2006), J. Am. Mater. Chem. 3, 319 (1993), Adv. Mater. 6, 677 (1994), Chem. Mater. 15, 3148 (2003), US Patent Application Publication No. 2003/0162053, US Patent Application Publication No. 2002/0158242, US Patent Application Publication No. 2006/0240279, US Patent Application Publication No. 2008 / No. 0220265, U.S. Patent No. 5061569, International Publication No. 2007/002683, International Publication No. 2009/018009, EP650955, U.S. Patent Application Publication No. 2008/0124572, U.S. Patent Publication No. 2007/0278938. Specification, US Patent Application Publication No. 2008/0106190, US Patent Application Publication No. 2008/0018221, International Publication No. 2012/115034, Japanese Translation of PCT International Publication No. 2003-519432, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-135145 , US Patent Application No. 13/585981 and the like.
The hole transport material may be used alone or in combination of two or more.

2−7.電子阻止層
電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が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、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。
本発明の有機EL素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲内であり、さらに好ましくは5〜30nmの範囲内である。
電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物も電子阻止層に好ましく用いられる。
2-7. Electron blocking layer The electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons. By blocking electrons while transporting, the recombination probability of electrons and holes can be improved.
Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned above can be used as an electron blocking layer according to the present invention, if necessary.
The electron blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.
The layer thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
As the material used for the electron blocking layer, the material used for the above-described hole transport layer is preferably used, and the above-mentioned host compound is also preferably used for the electron blocking layer.

2−8.正孔注入層
本発明に係る正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との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いる。
本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記のごとく陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
2-8. Hole Injection Layer The hole injection layer according to the present invention (also referred to as “anode buffer layer”) is a layer provided between the anode and the light emitting layer in order to reduce drive voltage or improve light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the second edition of “Organic EL devices and the forefront of industrialization” (issued by NTT Corporation on November 30, 1998).
In the present invention, the hole injection layer may be provided as necessary, and may be present between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.
The details of the hole injection layer are also described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc. Examples of the material used for the hole injection layer include: Examples thereof include materials used for the above-described hole transport layer.
Among them, phthalocyanine derivatives typified by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-T-2003-519432 and JP-A-2006-135145, metal oxides typified by vanadium oxide, amorphous carbon Preferred are conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, orthometalated complexes represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex, and triarylamine derivatives.
The materials used for the hole injection layer described above may be used alone or in combination of two or more.

2−9.添加物
前述した本発明における有機層は、さらに他の添加物が含まれていてもよい。
添加物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
添加物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量%に対して1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。
ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。
2-9. Additives The organic layer in the present invention described above may further contain other additives.
Examples of the additive include halogen elements such as bromine, iodine and chlorine, halogenated compounds, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca, and Na, transition metal compounds, complexes, and salts.
The content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less with respect to the total mass% of the contained layer. .
However, it is not within this range depending on the purpose of improving the transportability of electrons and holes or the purpose of favoring the exciton energy transfer.

2−10.有機層の形成方法
本発明に係る有機層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)の形成方法について説明する。
本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
2-10. Method for Forming Organic Layer A method for forming an organic layer (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) according to the present invention will be described.
The method for forming the organic layer according to the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method such as a vacuum deposition method or a wet method (also referred to as a wet process) can be used.
Examples of the wet method include a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a printing method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, a spray coating method, a curtain coating method, and an LB method (Langmuir-Blodgett method). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.

本発明に用いられる有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material used in the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.
Moreover, as a dispersion method, it can disperse | distribute by dispersion methods, such as an ultrasonic wave, high shear force dispersion | distribution, and media dispersion | distribution.

さらに、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10−6〜10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、層(膜)厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
本発明に係る有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
Further, different film formation methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within a range of 50 nm / second, a substrate temperature of −50 to 300 ° C., and a layer (film) thickness of 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.
The organic layer according to the present invention is preferably formed from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but it may be taken out halfway and subjected to different film formation methods. In that case, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.

2−11.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、好ましくは4.5eV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、又はパターン精度を余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。
又は、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。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲内で選ばれる。
2-11. Anode As the anode in the organic EL element, a material having a work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more) of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof is preferably used. Specific examples of such electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
For the anode, a thin film may be formed by vapor deposition or sputtering of these electrode materials, and a pattern of a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not required (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.
The film thickness of the anode depends on the material, but is usually selected within the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.

2−12.陰極
陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
2-12. Cathode 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 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, aluminum, rare earth metals and the like. Among these, in terms of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.

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で作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又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。
The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.
In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.
Moreover, after producing the above metal with a film thickness of 1 to 20 nm on the cathode, a transparent or translucent cathode can be produced by producing a conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode. By applying the above, it is possible to manufacture a device in which both the anode and the cathode are transparent.

2−13.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、支持体等ともいう。)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
2-13. 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 transparent Or 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. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、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、アクリル又はポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)又はアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。また、発光した光を封止部材より透過する場合は、透明樹脂以外の材料も選択可能であり、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金、ニッケル、チタン、ステンレス、スズ等の金属が挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合したり、多層化したりして用いてもよい。   Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, Cycloolefin resins such as polyether imide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Can be mentioned. In addition, when the emitted light is transmitted from the sealing member, a material other than the transparent resin can be selected. For example, a metal such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, gold, nickel, titanium, stainless steel, and tin. Is mentioned. One of these may be used alone, or two or more of these may be mixed or multilayered.

素子基板の厚さは、特に制限されないものの、成形加工性、取扱性等を考慮すると、50μm〜500μmが好ましい。なお、素子基板の厚さは、マイクロメータを使用して測定可能である。   Although the thickness of the element substrate is not particularly limited, it is preferably 50 μm to 500 μm in consideration of molding processability, handleability, and the like. The thickness of the element substrate can be measured using a micrometer.

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/m・24h以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3mol/m・s・Pa以下、水蒸気透過度が、1×10−5g/m・24h以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 An inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. , Relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 0.01 g / m 2 · 24 h or less barrier film, and moreover, oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 However, it is preferable that it is a high-barrier film whose 1 * 10 < -3 > mol / m < 2 > * s * Pa or less and water vapor permeability are 1 * 10 < -5 > g / m < 2 > * 24h or less.

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
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、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、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。
As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it 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 can be used. Furthermore, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization A plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or 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。
本発明の有機EL素子の発光の室温(25℃)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、5%以上であるとより好ましい。
ここで、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。
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。
Examples of the opaque support substrate include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, and ceramic substrates.
The external extraction quantum efficiency at room temperature (25 ° C.) of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, and 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 flowed 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.

2−14.封止
本発明の有機EL素子は、本発明の発光性有機薄膜を発光層として含んでいる。上述したように、本発明の発光性有機薄膜に含まれる、一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物は、剛直なステロイド骨格を有し、さらに面外にC‐H結合があるため、分子間で相互作用しやすく、凝集して強固な膜を形成する。この強固な膜が酸素や水の浸透を抑えることで、発光材料に生じる三重項励起子の失活を防ぎ、有機EL素子の劣化を抑えることができると考えられる。したがって、本発明の発光性有機薄膜を含む有機EL素子においては、積極的に封止手段を設けなくとも、大気中の酸素や水による消光を防止することが可能である。
しかしながら、本発明の有機EL素子の更なる長寿命化を図る上で、有機EL素子を封止することができる。
2-14. Sealing The organic EL device of the present invention includes the luminescent organic thin film of the present invention as a light emitting layer. As described above, the steroid skeleton compound represented by the general formula (1) contained in the light-emitting organic thin film of the present invention has a rigid steroid skeleton and further has a CH bond outside the plane. It is easy to interact between molecules and aggregates to form a strong film. It is considered that this strong film suppresses the penetration of oxygen and water, thereby preventing the deactivation of triplet excitons generated in the light emitting material and suppressing the deterioration of the organic EL element. Therefore, in the organic EL element including the light-emitting organic thin film of the present invention, quenching due to oxygen or water in the atmosphere can be prevented without positively providing a sealing means.
However, the organic EL element can be sealed for further extending the life of the organic EL element of the present invention.

本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。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いればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。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1種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
Examples of the sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive. 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 it may be concave plate shape or flat plate shape. Moreover, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.

本発明においては、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはJIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3mol/m・s・Pa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 organic EL element can be thinned. Furthermore, the polymer film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987, which is measured by a method according to JIS K 7129-1992, which is 1 × 10 −3 mol / m 2 · s · Pa or less. The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity 90 ± 2%) is preferably 1 × 10 −3 g / m 2 · 24 h 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 adhesives include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. 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、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
In addition, it is also 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. There are no particular limitations on the method of forming these films. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.

封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
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、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、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.

2−15.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又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、保護膜又は保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
2-15. Protective film, protective plate A protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, in order to increase the mechanical strength of the element. . In particular, when sealing is performed by the sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.

2−16.光取り出し向上技術
有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6〜2.1程度の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
2-16. Technology for improving light extraction Organic EL elements emit light inside a layer having a higher refractive index than air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said that only about% light can be extracted. 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 light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the side surface of the device.

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)などが挙げられる。   As a technique 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 transparent substrate and the air interface (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by providing light condensing property (for example, JP-A-63-314795), a method for forming a reflective surface on a side surface of an element (for example, JP-A-1-220394), a substrate, etc. A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172691), lower refraction than the substrate between the substrate and the light emitter A method of introducing a flat layer having a refractive index (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827), and a method of forming a diffraction grating between any one of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside world) ( JP-A-11 No. 283,751 Publication), and the like.

本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、又は基板、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、さらに、高輝度又は耐久性に優れた素子を得ることができる。
In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention. However, a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
In the present invention, an element excellent in high luminance or durability can be obtained by combining these means.

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さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、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 low refractive index medium 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. Become.
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 in the range of about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is preferable that it is 1.35 or less.
The thickness of the low refractive index medium is preferably 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 exuded by evanescent enters the substrate.

全反射を起こす界面又は、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、いわゆる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、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。   The method of introducing a diffraction grating into an interface that causes total reflection or in any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high. 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 or second-order diffraction. The light that cannot be emitted due to total internal reflection between layers is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode). , Trying to extract light out.

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、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、いずれかの層間、若しくは媒質中(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倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
The introduced diffraction grating desirably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. The light extraction efficiency does not increase so much.
However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased.
The position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or 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 within a range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium. The arrangement of the diffraction gratings is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

2−17.集光シート
本発明の有機EL素子は、支持基板(基板)の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、又は、いわゆる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二次元に配列する。一辺は10〜100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
2-17. Light Condensing Sheet The organic EL device of the present invention is processed in a specific direction by, for example, providing a structure on a microlens array on the light extraction side of a support substrate (substrate) or combining with a so-called light collecting sheet. For example, the brightness | luminance in a specific direction can be raised by condensing in a front direction with respect to an element light emission surface.
As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate. One side is preferably within a range of 10 to 100 μm. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate | occur | produce and color, and if too large, thickness will become thick and is not preferable.

集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)など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、有機EL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)など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, a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used. As the shape of the prism sheet, for example, the base material may be formed by forming a △ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.
Moreover, in order to control the light emission angle from an organic EL element, you may use a light-diffusion plate and a film together with a condensing sheet. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

2−18.用途
本発明の有機EL素子は、電子機器、例えば、表示装置、各種発光装置として用いることができる。
発光装置として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
2-18. Applications The organic EL element of the present invention can be used as an electronic device, for example, a display device or various light emitting devices.
Examples of light-emitting devices include lighting devices (home lighting, interior lighting), clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, Especially, it can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and a light source for illumination.
In the organic EL element of the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned. In the fabrication of the element, a conventionally known method is used. Can do.

3.表示装置
本発明は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示装置に関する。
3. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a display device including the organic electroluminescence element of the present invention.

本発明の有機EL素子を具備する表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。
多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法又は印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法及び印刷法である。
The display device including the organic EL element of the present invention may be single color or multicolor, but here, the multicolor display device will be described.
In the case of a multicolor display device, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, or the like.
In the case of patterning only the light emitting layer, there is no limitation on the method, but a vapor deposition method, an inkjet method, a spin coating method, and a printing method are preferable.

表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。   The configuration of the organic EL element provided in the display device is selected from the above-described configuration examples of the organic EL element as necessary.

また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。   Moreover, the manufacturing method of an organic EL element is as having shown to the one aspect | mode of manufacture of the organic EL element of said invention.

このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ又は各種発光光源として用いることができる。表示デバイス又はディスプレイにおいて、青、赤及び緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。   The multicolor display device can be used as a display device, a display, or various light emission sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.

表示デバイス又はディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示及び自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちら
でもよい。
Examples of the display device or display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.

発光装置としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Light-emitting devices include household lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, optical storage media light sources, electrophotographic copying machine light sources, optical communication processor light sources, optical sensor light sources, etc. However, the present invention is not limited to these.

以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図2は有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
Hereinafter, an example of a display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.

ディスプレイ1は複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B、表示部Aと制御部Bとを電気的に接続する配線部C等を有する。
制御部Bは表示部Aと配線部Cを介して電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。
The display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, a wiring unit C that electrically connects the display unit A and the control unit B, and the like.
The control unit B is electrically connected to the display unit A via the wiring unit C, and sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside. Sequentially emit light according to the image data signal, scan the image, and display the image information on the display unit A.

図3はアクティブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部Cと複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。
図3においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram of a display device using an active matrix method.
The display unit A includes a wiring unit C including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate. The main members of the display unit A will be described below.
FIG. 3 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).

配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。
画素3は走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
The scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (details are illustrated). Not)
When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.
Full-color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.

次に、画素の発光プロセスを説明する。図4は画素の回路を示した概略図である。
画素は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色及び青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
Next, the light emission process of the pixel will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a pixel circuit.
The pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like. A full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.

図4において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。   In FIG. 4, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 through the data line 6. When a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.

画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。   By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive of the drive transistor 12 is turned on. The drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 connects to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.

制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。
すなわち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
When the scanning signal is moved to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, since the capacitor 13 holds the charged potential of the image data signal even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues. When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
That is, the organic EL element 10 emits light by the switching transistor 11 and the drive transistor 12 that are active elements for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and the light emission of the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.

ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
Here, the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or by turning on / off a predetermined light emission amount by a binary image data signal. Good. The potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.

図5は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図5において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。
順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した表示装置が得られた。
FIG. 5 is a schematic diagram of a passive matrix display device. In FIG. 5, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
In the passive matrix system, the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.
By using the organic EL element of the present invention, a display device with improved luminous efficiency was obtained.

4.照明装置
本発明は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、照明装置に関する。
本発明の有機EL素子は、共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
また、本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような1種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、パッシブマトリクス方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能で
ある。
4). TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lighting device including the organic electroluminescence element of the present invention.
The organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure. Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
Further, the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection apparatus for projecting an image, or a type for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a display device (display).
The driving method when used as a display device for reproducing a moving image may be either a passive matrix method or an active matrix method. Alternatively, it is possible to produce a full-color display device by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.

また、本発明に用いられる蛍光発光性化合物は、照明装置として、実質的に白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。例えば、複数の発光材料を用いる場合、複数の発光色を同時に発光させて、混色することで白色発光を得ることができる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色及び青色の3原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。   Further, the fluorescent compound used in the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device. For example, when a plurality of light emitting materials are used, white light emission can be obtained by simultaneously emitting a plurality of light emission colors and mixing the colors. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of three primary colors of red, green, and blue, or two of the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.

また、本発明の有機EL素子の形成方法は、発光層、正孔輸送層又は電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよい。他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法及び印刷法等で、例えば、電極膜を形成でき、生産性も向上する。
この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が白色発光である。
In addition, the method for forming the organic EL device of the present invention may be simply arranged by providing a mask only when forming a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, or the like, and separately coating with the mask. Since the other layers are common, patterning of a mask or the like is unnecessary, and for example, an electrode film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is improved.
According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves emit white light.

[本発明の照明装置の一態様]
本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図6及び図7に示すような照明装置を形成することができる。
図6は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子(照明装置内の有機EL素子101)はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、照明装置内の有機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7は、照明装置の断面図を示し、105は陰極、106は有機層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、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。
本発明の有機EL素子を用いることにより、発光効率が向上した照明装置が得られた。
[One Embodiment of Lighting Device of the Present Invention]
One aspect of the lighting device of the present invention that includes the organic EL element of the present invention will be described.
The non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a 300 μm thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX The track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIGS. A device can be formed.
FIG. 6 shows a schematic diagram of the lighting device, and the organic EL element of the present invention (organic EL element 101 in the lighting device) is covered with a glass cover 102 (note that the sealing operation with the glass cover is performed by lighting. This 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 in the apparatus into contact with the air.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the lighting device, 105 is a cathode, 106 is an organic layer, and 107 is a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.
By using the organic EL element of the present invention, an illumination device with improved luminous efficiency was obtained.

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。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
また、各実施例における化合物の体積%は、作製する層厚を水晶発振子マイクロバランス法により測定し、質量を算出することで、比重から求めている。
有機EL素子の作製に用いた化合物を以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass part" or "mass%" is represented.
Moreover, the volume% of the compound in each Example is calculated | required from specific gravity by measuring the layer thickness to produce by the quartz crystal microbalance method, and calculating mass.
The compound used for preparation of an organic EL element is shown below.

1.リン光発光性材料(A)

Figure 2017175074
1. Phosphorescent material (A)
Figure 2017175074

2.ホスト材料(B)
(1)ステロイド骨格化合物

Figure 2017175074
Figure 2017175074
2. Host material (B)
(1) Steroid skeleton compounds
Figure 2017175074
Figure 2017175074

(2)他のホスト化合物

Figure 2017175074
(2) Other host compounds
Figure 2017175074

(合成例1)
以下のスキームに従って化合物A−1を合成した。
尚、出発材料である3−デオキシ−3−ヨードエストロンは、Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,11046に記載の方法で合成した。
(Synthesis Example 1)
Compound A-1 was synthesized according to the following scheme.
The starting material 3-deoxy-3-iodoestrone was obtained from Angew. Chem. Int. Ed. It was synthesized by the method described in 2014, 53, 11046.

Figure 2017175074
Figure 2017175074

[Scheme 1] 3−カルバゾリルエストロンの合成
3−デオキシ−3−ヨードエストロン(1.52g、4.00mmol)、カルバゾール(669mg、4.00mmol)、ヨウ化銅(I)(381mg、2.00mmol)、フェナントロリン(721mg、4.00mmol)、炭酸カリウム(1.11g、8.00mmol)をジメチルスルホキシド(40mL)に溶解させた後、180℃で10時間反応させた。反応終了後、水を加え、酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20)で精製し、3−カルバゾリルエストロンを得た(収量1.34g、収率80%)。
[Scheme 1] Synthesis of 3-carbazolyl estrone 3-deoxy-3-iodoestrone (1.52 g, 4.00 mmol), carbazole (669 mg, 4.00 mmol), copper (I) iodide (381 mg, 2. 00 mmol), phenanthroline (721 mg, 4.00 mmol) and potassium carbonate (1.11 g, 8.00 mmol) were dissolved in dimethyl sulfoxide (40 mL), followed by reaction at 180 ° C. for 10 hours. After completion of the reaction, water was added and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated with an evaporator. The obtained concentrate was purified by column chromatography on silica gel (eluent: heptane / ethyl acetate = 80/20) to give 3-carbazolyl estrone (yield 1.34 g, yield 80%).

Figure 2017175074
Figure 2017175074

[Scheme 2] 化合物A−1の合成
3−カルバゾリルエストロン(1.34g、3.20mmol)をジエチレングリコール(30mL)に溶解させた後、ヒドラジン水和物(176mg、3.52mmol)を加え、120℃で2時間反応させた。反応終了後、水酸化カリウム(539mg、9.60mmol)を加え、210℃で4時間反応させた。反応終了後、水を加え、酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20)で精製し、化合物A−1を得た(収量779mg、収率60%)。
[Scheme 2] Synthesis of Compound A-1 After 3-carbazolylestrone (1.34 g, 3.20 mmol) was dissolved in diethylene glycol (30 mL), hydrazine hydrate (176 mg, 3.52 mmol) was added, The reaction was carried out at 120 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, potassium hydroxide (539 mg, 9.60 mmol) was added and reacted at 210 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, water was added and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated with an evaporator. The obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography (eluent: heptane / ethyl acetate = 80/20) to obtain compound A-1 (yield 779 mg, yield 60%).

(合成例2)
以下のスキームに従って化合物A−40を合成した。
尚、出発材料である3−(トリフルオロメタンスルホニル)エストロンは、Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,11046に記載の方法で合成した。
(Synthesis Example 2)
Compound A-40 was synthesized according to the following scheme.
The starting material 3- (trifluoromethanesulfonyl) estrone was obtained from Angew. Chem. Int. Ed. It was synthesized by the method described in 2014, 53, 11046.

Figure 2017175074
Figure 2017175074

[Scheme 1] 3−ジベンゾフリルエストロンの合成
3−(トリフルオロメタンスルホニル)エストロン(1.61g、4.00mmol)、ジベンゾフラン−2−ボロン酸(848mg、4.00mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(231mg、0.20mmol)、炭酸カリウム(1.11g、8.00mmol)をテトラヒドロフラン(50mL)に溶解させた後、リフラックスさせ8時間反応させた。反応終了後、溶媒を溜去し得られた濃縮物を、シリカゲルのカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘプタン /酢酸エチル=80/20)で精製し、3−ジベンゾフリルエストロンを得た(収量1.43g、収率85%)。
[Scheme 1] Synthesis of 3-dibenzofurylestrone 3- (trifluoromethanesulfonyl) estrone (1.61 g, 4.00 mmol), dibenzofuran-2-boronic acid (848 mg, 4.00 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (231 mg, 0.20 mmol) and potassium carbonate (1.11 g, 8.00 mmol) were dissolved in tetrahydrofuran (50 mL), then refluxed and reacted for 8 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off and the resulting concentrate was purified by silica gel column chromatography (eluent: heptane / ethyl acetate = 80/20) to give 3-dibenzofuryl estrone (yield 1. 43 g, yield 85%).

Figure 2017175074
Figure 2017175074

[Scheme 2] 化合物A−40の合成
3−ジベンゾフリルエストロン(1.35g、3.20mmol)をジエチレングリコール(30mL)に溶解させた後、ヒドラジン水和物(176mg、3.52mmol)を加え、120℃で2時間反応させた。反応終了後、水酸化カリウム(539mg、9.60mmol)を加え、210℃で4時間反応させた。反応終了後、水を加え、酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20)で精製し、A−40を得た(収量846mg、収率65%)。
[Scheme 2] Synthesis of Compound A-40 3-Dibenzofurylestrone (1.35 g, 3.20 mmol) was dissolved in diethylene glycol (30 mL), hydrazine hydrate (176 mg, 3.52 mmol) was added, and 120 was added. The reaction was carried out at 2 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, potassium hydroxide (539 mg, 9.60 mmol) was added and reacted at 210 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, water was added and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over magnesium sulfate and concentrated with an evaporator. The obtained concentrate was purified by silica gel column chromatography (eluent: heptane / ethyl acetate = 80/20) to obtain A-40 (yield 846 mg, yield 65%).

化合物A−16、A−23、A−29、A−30、A−35、A−41、A−43、A−57、及びA−58についても合成例1または合成例2と同様に合成した。   Compounds A-16, A-23, A-29, A-30, A-35, A-41, A-43, A-57, and A-58 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 or Synthesis Example 2. did.

[実施例1]
(有機EL素子1−1の作製)
50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、陽極としてITO(インジウム・スズ酸化物)を150nmの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明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、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
[Example 1]
(Preparation of organic EL element 1-1)
A transparent substrate with an ITO (Indium Tin Oxide) film having a thickness of 150 nm formed on a glass substrate of 50 mm × 50 mm and a thickness of 0.7 mm, patterned, and this ITO transparent electrode was attached After ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, drying with dry nitrogen gas and UV ozone cleaning for 5 minutes, this transparent substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus.
Each of the vapor deposition crucibles in the vacuum vapor deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an amount optimal for device fabrication. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material made of molybdenum or tungsten.

真空度1×10−4Paまで減圧した後、下記化合物HI−1の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、層厚10nmの正孔注入輸送層を形成した。 After reducing the vacuum to 1 × 10 −4 Pa, the deposition crucible containing the following compound HI-1 was energized and heated, deposited on the ITO transparent electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second, and a layer thickness of 10 nm. A hole injection transport layer was formed.

Figure 2017175074
Figure 2017175074

次いで、α−NPD(4,4’−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル)を蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔注入層上に蒸着し、層厚40nmの正孔輸送層を形成した。ホスト材料(B)として他のホスト化合物であるH−1、リン光発光性材料(A)として化合物D−1を、それぞれ90%と10%の体積%になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着し、層厚30nmの発光層を形成した。
その後、BCP(2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)を蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を形成した。
さらに、フッ化リチウムを膜厚0.5nmで形成した後に、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。
Subsequently, α-NPD (4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl) was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second, and the layer thickness was 40 nm. The hole transport layer was formed. The host material (B) is H-1, which is another host compound, and the phosphorescent material (A) is compound D-1, with a deposition rate of 0.1 nm / min so as to be 90% and 10% by volume, respectively. Co-evaporation was performed in seconds to form a light emitting layer having a layer thickness of 30 nm.
Thereafter, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.
Furthermore, after forming lithium fluoride with a film thickness of 0.5 nm, 100 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode.

(有機EL素子1−2〜1−21の作製)
発光層に使用するリン光発光性材料(A)とホスト材料(B)の種類およびそれらの比率を表1に示すように変えた以外は、有機EL素子1−1と同様の方法で、有機EL素子1−2〜1−21をそれぞれ作製した。
(Preparation of organic EL elements 1-2 to 1-21)
Except that the types of phosphorescent materials (A) and host materials (B) used in the light emitting layer and the ratios thereof were changed as shown in Table 1, organic EL element 1-1 was used in the same manner. EL elements 1-2 to 1-21 were produced respectively.

(有機EL素子の評価) 作製後の各有機EL素子の非発光面側を、大気下で、缶状ガラスケースで覆い、電極取り出し配線を設置して、下記の有機EL素子の評価に使用した。   (Evaluation of Organic EL Element) The non-light emitting surface side of each organic EL element after production was covered with a can-shaped glass case in the atmosphere, and an electrode lead-out wiring was installed, and used for evaluation of the following organic EL element. .

(外部量子収率(発光輝度)の評価)
各有機EL素子を、室温(約25℃)で、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度を、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタ社製)を用いて測定した。
次いで、比較例となる有機EL素子1−1の発光輝度を100として、相対発光輝度を求め、これを発光効率(外部量子収率)の尺度とした。なお、数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。
(Evaluation of external quantum yield (emission brightness))
Each organic EL element is allowed to emit light at room temperature (about 25 ° C.) under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2 , and the emission luminance immediately after the start of emission is measured by a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta). It measured using.
Next, relative light emission luminance was obtained by setting the light emission luminance of the organic EL element 1-1 as a comparative example to 100, and this was used as a measure of the light emission efficiency (external quantum yield). In addition, it represents that it is excellent in luminous efficiency, so that a numerical value is large.

(半減寿命の評価)
各有機EL素子について、初期輝度1000cd/mを与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(500cd/m)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。
なお、半減寿命は有機EL素子1−1を100とする相対値で表した。
(Evaluation of half-life)
Each organic EL element was driven at a constant current with a current giving an initial luminance of 1000 cd / m 2 , and a time required to be ½ (500 cd / m 2 ) of the initial luminance was obtained.
The half life was expressed as a relative value with the organic EL element 1-1 as 100.

Figure 2017175074
Figure 2017175074

(結果)
表1に示した結果より、ステロイド骨格化合物をホスト材料として使用した有機EL素子1−5〜1−21は、いずれも有機EL素子1−1の2倍以上(即ち、200%以上)の発光効率と半減寿命を示す、優れた有機EL素子であった。特にステロイド骨格化合物が、一般式(1)のRとして電子吸引性基で置換されたカルバゾリル基を有する化合物であるA−30やA−57である有機EL素子1−15や1−16は、400%を超える発光効率と300%を超える半減寿命を同時に達成することができた。これは、ステロイド骨格化合物と発光材料とを含む本発明に係る発光性有機薄膜が、大気中の酸素や水の影響による発光効率の低下や、素子寿命の低下を防ぐことが可能であるためと考えられる。
(result)
From the results shown in Table 1, the organic EL elements 1-5 to 1-21 using a steroid skeleton compound as a host material all emitted twice or more (that is, 200% or more) of the organic EL element 1-1. It was an excellent organic EL device showing efficiency and half life. In particular, the organic EL elements 1-15 and 1-16 in which the steroid skeleton compound is A-30 or A-57, which is a compound having a carbazolyl group substituted with an electron-withdrawing group as R 1 in the general formula (1), , A luminous efficiency exceeding 400% and a half-life exceeding 300% were simultaneously achieved. This is because the light-emitting organic thin film according to the present invention containing a steroid skeleton compound and a light-emitting material can prevent a decrease in luminous efficiency due to the influence of oxygen and water in the atmosphere and a decrease in device lifetime. Conceivable.

また、同じ発光材料とステロイド骨格化合物を異なる比率で使用した有機EL素子1−15、1−18と1−19によれば、リン光発光性材料の比率が少なく、ステロイド骨格化合物の比率が多いほど、発光効率も半減寿命も高くなる。   Moreover, according to the organic EL elements 1-15, 1-18 and 1-19 using the same light emitting material and steroid skeleton compound in different ratios, the ratio of phosphorescent materials is small and the ratio of steroid skeleton compounds is large. The higher the luminous efficiency and the half life.

さらにステロイド骨格化合物と他のホスト化合物とを併用した有機EL素子1−20と1−21は、同種、同量のリン光発光性材料と、同じステロイド骨格化合物とを使用した有機EL素子1−6と比べて、発光効率が向上した。   Furthermore, organic EL devices 1-20 and 1-21 using a steroid skeleton compound in combination with another host compound are organic EL devices 1-20 using the same kind and the same amount of phosphorescent material and the same steroid skeleton compound. Compared with 6, luminous efficiency was improved.

一方、本発明において規定したステロイド骨格化合物以外のホスト化合物を用いた有機EL素子1−2〜1−4は、いずれも発光効率は280%以上であったものの、半減寿命が200未満と非常に低かった。   On the other hand, the organic EL devices 1-2 to 1-4 using a host compound other than the steroid skeleton compound defined in the present invention had a luminous efficiency of 280% or more, but a half-life of less than 200. It was low.

本発明によれば、酸素や水による発光効率の低下が少なく、高い発光効率を達成する、長寿命な有機EL素子を提供することができる。また、当該発光性薄膜を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子が具備された表示装置及び照明装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a long-life organic EL element that achieves high luminous efficiency with little decrease in luminous efficiency due to oxygen or water. In addition, an organic electroluminescent element using the light-emitting thin film, and a display device and a lighting device including the organic electroluminescent element can be provided.

1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサー
21 接着剤
22 封止ケース
23 基板
101 照明装置内の有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
A 表示部
B 制御部
C 配線部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display 3 Pixel 5 Scan line 6 Data line 7 Power supply line 10 Organic EL element 11 Switching transistor 12 Drive transistor 13 Capacitor 21 Adhesive 22 Sealing case 23 Substrate 101 Organic EL element 102 in a lighting device 102 Glass cover 105 Cathode 106 Organic layer 107 Glass substrate with transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water trapping agent A Display unit B Control unit C Wiring unit

Claims (11)

一般式(1)で表されるステロイド骨格化合物と、リン光発光性材料とを含有することを特徴とする、発光性有機薄膜。
Figure 2017175074
(一般式(1)において、
は、置換または無置換の3級アミノ基、置換または無置換の芳香族炭化水素基(但し、3級アミノ基で置換された芳香族炭化水素基を除く)、あるいは置換または無置換の芳香族複素環基を表し、
〜R22は、各々独立に、水素原子または置換基を表す。)
A luminescent organic thin film comprising a steroid skeleton compound represented by the general formula (1) and a phosphorescent material.
Figure 2017175074
(In general formula (1),
R 1 represents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group (excluding an aromatic hydrocarbon group substituted with a tertiary amino group), or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group Represents an aromatic heterocyclic group,
R 2 to R 22 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. )
前記リン光発光性材料は、金属錯体であることを特徴とする、請求項1に記載の発光性有機薄膜。   The luminescent organic thin film according to claim 1, wherein the phosphorescent material is a metal complex. 前記金属錯体は、イリジウム錯体であることを特徴とする、請求項2に記載の発光性有機薄膜。   The luminescent organic thin film according to claim 2, wherein the metal complex is an iridium complex. 前記ステロイド骨格化合物が、下記一般式(2)〜(4)のいずれかで表されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。
Figure 2017175074
(一般式(2)〜(4)において、
は、置換または無置換の3級アミノ基、置換または無置換の芳香族炭化水素基、あるいは置換または無置換の芳香族複素環基を表す。)
The luminescent organic thin film according to any one of claims 1 to 3, wherein the steroid skeleton compound is represented by any one of the following general formulas (2) to (4).
Figure 2017175074
(In the general formulas (2) to (4),
R 1 represents a substituted or unsubstituted tertiary amino group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group. )
前記Rは、置換または無置換の3級アミノ基、電子吸引性基で置換された芳香族炭化水素基、あるいは電子吸引性基で置換された芳香族複素環基であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。 R 1 is a substituted or unsubstituted tertiary amino group, an aromatic hydrocarbon group substituted with an electron-withdrawing group, or an aromatic heterocyclic group substituted with an electron-withdrawing group. The luminescent organic thin film as described in any one of Claims 1-4. 前記Rは、置換または無置換の3級アミノ基であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜。 The luminescent organic thin film according to claim 1, wherein R 1 is a substituted or unsubstituted tertiary amino group. 前記Rは、電子吸引性基で置換された3級アミノ基であることを特徴とする、請求項6に記載の発光性有機薄膜。 The luminescent organic thin film according to claim 6, wherein R 1 is a tertiary amino group substituted with an electron-withdrawing group. 前記Rは、電子吸引性基で置換されたカルバゾリル基であることを特徴とする、請求項7に記載の発光性有機薄膜。 The luminescent organic thin film according to claim 7, wherein R 1 is a carbazolyl group substituted with an electron-withdrawing group. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の発光性有機薄膜を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element containing the luminescent organic thin film as described in any one of Claims 1-8. 請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、表示装置。   A display device comprising the organic electroluminescence element according to claim 9. 請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含む、照明装置。   The illuminating device containing the organic electroluminescent element of Claim 9.
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