JP2022116901A - Organic electroluminescence element and manufacturing method thereof, and lighting device, display device, and printed product including the same - Google Patents

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和博 及川
Kazuhiro Oikawa
倫生 泉
Michio Izumi
秀雄 ▲高▼
Xiuxiong Gao
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Abstract

To provide an organic electroluminescence element having high luminous efficiency, a long life, and suppressed deterioration in a performance during manufacturing in the atmosphere, a manufacturing method thereof, and a lighting device, a display device, and a printed product equipped with the organic electroluminescence element.SOLUTION: In an organic electroluminescence device having an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on at least a substrate, the image display portion is constituted by a light-emitting image display portion and a non-light-emitting image display portion, the light-emitting image display portion includes at least a light-emitting layer adjacent to an electrode, a charge injection layer, or a charge transport layer, and the light-emitting layer contains a polymer having conductivity of 1 S/m or less, a charge-transporting host compound and a light-emitting dopant, and in the light-emitting layer, a polymer ratio satisfies a specific condition.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにそれを具備した照明装置、表示装置及び印刷造形物に関し、より詳しくは、発光効率が高く、長寿命であり、かつ、大気下での製造における性能低下が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic electroluminescence element, a method for manufacturing the same, and a lighting device, a display device, and a printed product having the same. It relates to an organic electroluminescence element and the like in which deterioration in performance is suppressed.

近年、需要が高まっている薄型化及び軽量化の観点から、自発光であり、バックライトが不要な有機エレクトロルミネッセンス素子(organic electroluminescent device(or diode);「有機EL素子」ともいう。)が注目を集めている。有機エレクトロルミネッセンス素子は、このようなフレキシブルディスプレイやフレキシブル照明の実現だけでなく、視野角が広く視認性に優れる、応答速度が速く動画再生性能に優れる等の特長も有しており、より高機能な製品化が期待されている。実用化においては、より発光効率が高く、長寿命であり、かつ、製造コストが低く抑えられることが求められており、研究開発が進められている。 In recent years, from the viewpoint of thinning and weight reduction, which are in increasing demand, organic electroluminescent devices (or diodes), which are self-luminous and do not require a backlight, have attracted attention. are collecting. Organic electroluminescence elements not only enable such flexible displays and flexible lighting, but also have features such as wide viewing angles and excellent visibility, fast response speeds and excellent video playback performance, etc. commercialization is expected. For practical use, higher luminous efficiency, longer life, and lower manufacturing costs are required, and research and development are proceeding.

有機エレクトロルミネッセンス素子は、電圧をかけると発光する有機発光材料を利用した素子である。詳しくは、発光層を含む有機層を陰極及び陽極で挟み、電圧をかけることにより、電子と正孔が発光層で再結合する。このときに生成される励起子(エキシトン)が、失活し、基底状態に戻る際に放出する光(電磁波)を利用したものが、有機エレクトロルミネッセンス素子である。 An organic electroluminescence device is a device using an organic light-emitting material that emits light when a voltage is applied. Specifically, by sandwiching an organic layer including a light-emitting layer between a cathode and an anode and applying a voltage, electrons and holes recombine in the light-emitting layer. An organic electroluminescence device utilizes light (electromagnetic waves) emitted when excitons (excitons) generated at this time are deactivated and return to the ground state.

前記有機層は薄膜であり、薄膜の製造方法は、蒸着法と湿式法(「塗布法」ともいう。)に大きく分けられる。蒸着法は、主に低分子化合物を材料とする製造方法である。蒸着法では、材料混合数に制限があるため、層ごとに材料を変えて機能分離しながら積層しなければならず、高性能ではあるものの、工程の多さ及び蒸着時間の長さが問題であった。また、色分けにはシャドウマスクを用いており、マスク等にも材料が付着してしまうため、材料利用効率の低さには改善の余地があった。さらに、精度の観点から、マスクの大型化は困難であり、大型製品の製造は困難を極めている。 The organic layer is a thin film, and methods for producing the thin film are roughly divided into a vapor deposition method and a wet method (also referred to as a “coating method”). Vapor deposition is a manufacturing method that mainly uses low-molecular-weight compounds as materials. In the vapor deposition method, there is a limit to the number of materials that can be mixed, so the materials must be changed for each layer and the layers must be laminated while separating the functions. there were. In addition, a shadow mask is used for color coding, and the material adheres to the mask, etc., so there is room for improvement in terms of low material utilization efficiency. Furthermore, from the viewpoint of precision, it is difficult to increase the size of the mask, making it extremely difficult to manufacture large products.

一方、湿式法は、簡便な装置で、かつ大型製品の製造が可能であるという観点から、研究開発が行われている。特に、溶媒への良好な溶解性を示す高分子材料をインクとして用いることで、印刷技術を湿式法に応用することが可能である。 On the other hand, the wet method is being researched and developed from the viewpoint that it is possible to manufacture large products with a simple apparatus. In particular, it is possible to apply the printing technique to the wet method by using a polymer material exhibiting good solubility in a solvent as the ink.

例えば、非特許文献1では、絶縁バンク内にポリマー発光材料をインクジェット印刷法により射出し、マルチカラーピクセルを実現した有機EL表示装置の例が開示されている。しかしながら、有機EL表示装置(ディスプレイ)の製造に代表される表示装置の上記製法は、バンクの事前形成や高度なアライメント技術が必要不可欠であり、工程の簡素化及び低コスト化については改善の余地があった。また、近年のオンデマンド化に伴う少量多品種の製造には適していなかった。 For example, Non-Patent Document 1 discloses an example of an organic EL display device in which a multi-color pixel is realized by injecting a polymer light-emitting material into an insulating bank by an inkjet printing method. However, the manufacturing method of the display device, which is typified by the manufacturing of the organic EL display device (display), requires prior formation of banks and advanced alignment technology, and there is room for improvement in terms of process simplification and cost reduction. was there. In addition, it was not suitable for the production of a wide variety of products in small quantities accompanying the recent on-demand trend.

このような少量多品種の製造に適した手段として、非特許文献2では、インクジェット印刷法により、事前のバンク形成が不要で、直径200μmのドットがパターニングされた例が開示されている。詳しくは、ポリメチルメタクリレート(PMMA)をインク受容層としてスピンコートした後に、発光画像表示部に該当する箇所には、ホスト化合物及び発光材料を印刷し、非発光画像表示部に該当する箇所にはインク受容層のみとする方法である。発光材料には、通常20%程度の外部量子効率を見込めるリン光発光性化合物、例えばIr(ppy)3を用いているが、実際には、発光画像表示部の外部量子効率は3.1%程度に留まっており、更なる改良が必要とされている。また、インクジェット印刷法は、大気下でも形成可能な方法であるが、成膜雰囲気下の活性ガスの影響を受けるため、素子の性能が低下することが問題であった。 As a means suitable for manufacturing a wide variety of products in small quantities, Non-Patent Document 2 discloses an example in which dots with a diameter of 200 μm are patterned by an inkjet printing method without the need for bank formation in advance. Specifically, after spin-coating polymethyl methacrylate (PMMA) as an ink-receiving layer, a host compound and a light-emitting material are printed on the areas corresponding to the light-emitting image display areas, and printed on the areas corresponding to the non-light-emitting image display areas. In this method, only the ink-receiving layer is used. Phosphorescent compounds, for example, Ir(ppy) 3 , which can be expected to have an external quantum efficiency of about 20%, are used as the light-emitting material. It remains to the extent and further improvement is required. Further, the inkjet printing method is a method that can be formed even in the air, but it is affected by the active gas in the film formation atmosphere, so there is a problem that the performance of the element is deteriorated.

また、高分子材料を用いた製造では、層間の材料同士が溶解しやすく、単層ないし少数の層構成しか形成できず、これらの単層ないし少数の層に多くの機能を持たせる必要があり、高度な分子設計が求められる。 In addition, in manufacturing using polymer materials, the materials between the layers are easily dissolved, and only a single layer or a small number of layers can be formed, and it is necessary to give many functions to these single layers or a small number of layers. , requires advanced molecular design.

さらに、従来使用されてきた真空や不活性ガス環境下での製造は、設備を必要とするため、大気下での製造が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が進められている。大気下での製造では、製膜時に取り込まれた酸素や水分と高分子材料が反応することにより、素子としての性能が低下すると考えられており、更なる改良が求められている。 Furthermore, production under a vacuum or inert gas environment, which has been conventionally used, requires equipment, so development of organic electroluminescence elements that can be produced under the atmosphere is underway. It is believed that the performance of the element deteriorates due to the reaction between the polymer material and the oxygen and moisture taken in during film formation in the production in the atmosphere, and further improvement is required.

T.Shimoda S.Kanbe, H.Kobayashi,S.Seki,H.Kiguchi,I.Yudasaka,M.Kimura,S .Miyashi ta, R.H.Friend, J.H.Burroughes, C.R.Towns: Multicolor Pixel Patterning of Light-Emitting Polymers by Ink-Jet Printing,SID99 Digest,26.3,p.376(1999)T.Shimoda S.Kanbe, H.Kobayashi,S.Seki,H.Kiguchi,I.Yudasaka,M.Kimura,S.Miyashita, R.H.Friend, J.H.Burroughes, C.R.Towns: Multicolor Pixel Patterning of Light-Emitting Polymers by Ink-Jet Printing, SID99 Digest, 26.3, p.376 (1999) Ryuichi Satoh et al ;Self-Aligned Bank Formation of Organic Electroluminescent Devices Using Ink-Jet Printing Method; Jpn. J. Appl. Phys. 43,No.11R, 7725(2004)Ryuichi Satoh et al ; Self-Aligned Bank Formation of Organic Electroluminescent Devices Using Ink-Jet Printing Method; Jpn. J. Appl. Phys. 43, No. 11R, 7725 (2004)

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率が高く、長寿命であり、かつ、大気下での製造における性能低下が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにそれを具備した照明装置、表示装置及び印刷造形物を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and situations, and the problem to be solved is an organic electroluminescence device that has high luminous efficiency, has a long life, and suppresses deterioration in performance during production in the atmosphere. and a method for manufacturing the same, and a lighting device, a display device, and a printed product having the same.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討したところ、発光画像表示部内に形成される発光層が、比較的導電性の低いポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、発光層内におけるポリマーを、適度に分散し、中央部又は電極側界面付近において適度に局在化させることにより、発光効率が高く、長寿命であり、かつ、大気下での製造における性能低下が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができることを見出し本発明に至った。
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。
In order to solve the above problems, the present inventors have investigated the causes of the above problems, and found that the light emitting layer formed in the light emitting image display section is composed of a relatively low-conductivity polymer, a charge-transporting host compound, and a light-emitting A dopant is contained, the polymer in the light-emitting layer is appropriately dispersed, and is appropriately localized in the central portion or near the interface on the electrode side, so that the light-emitting efficiency is high, the life is long, and the light-emitting layer can be used in the atmosphere. The present inventors have found that it is possible to provide an organic electroluminescence device in which deterioration in performance during production is suppressed, and have completed the present invention.
That is, the above problems related to the present invention are solved by the following means.

1.少なくとも基板上に、対向する陽極と陰極に挟持された画像表示部を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記画像表示部が、発光画像表示部と非発光画像表示部で構成され、
前記発光画像表示部が、少なくとも電極、電荷注入層又は電荷輸送層に隣接する発光層を有し、
前記発光層が、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、
前記発光層において、下記式(i)で表されるポリマー比率Pが、下記条件(ii)を満たす
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(i)P=I/(I+I+IDp
(ii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.8以上、2.2未満である。
〔式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。
Paは、陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))におけるポリマー比率であり、
Pbは、中央部(x=D/2)におけるポリマー比率であり、
Pcは、陰極側界面付近(x=D/10)におけるポリマー比率である。
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。〕
1. An organic electroluminescence element having an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on at least a substrate,
wherein the image display section is composed of a luminescent image display section and a non-luminescent image display section,
The light-emitting image display section has at least a light-emitting layer adjacent to an electrode, a charge injection layer, or a charge transport layer,
the light-emitting layer contains a polymer having a conductivity of 1 S/m or less, a charge-transporting host compound, and a light-emitting dopant;
An organic electroluminescence device, wherein in the light-emitting layer, a polymer ratio P represented by the following formula (i) satisfies the following condition (ii).
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
(ii) At least either Pa/Pb or Pc/Pb is 0.8 or more and less than 2.2.
[Wherein, I P , I H and I Dp are a polymer, a charge-transporting host compound, and a luminous is the secondary ion intensity of the dopant.
Pa is the polymer ratio near the interface on the anode side (x = (D-[D/10])),
Pb is the polymer ratio in the central part (x=D/2),
Pc is the polymer ratio near the cathode-side interface (x=D/10).
However, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. The anode-side interface is represented by x=D. ]

2.前記ポリマー比率Pが、下記条件(iii)を満たす
ことを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(iii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.95以上、2.0未満である
2. 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the polymer ratio P satisfies the following condition (iii).
(iii) At least one of Pa/Pb or Pc/Pb is 0.95 or more and less than 2.0

3.前記ポリマー比率Pが、下記条件(iv)を満たす
ことを特徴とする第1項又は第2項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(iv)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、1.1以上、1.8未満である
3. 3. The organic electroluminescence device according to claim 1 or 2, wherein the polymer ratio P satisfies the following condition (iv).
(iv) at least one of Pa/Pb or Pc/Pb is 1.1 or more and less than 1.8

4.前記ポリマー比率Pが、条件(v)を満たす
ことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(v)Pa≦Pc
4. 4. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 3, wherein the polymer ratio P satisfies the condition (v).
(v) Pa≦Pc

5.前記ポリマー比率Pが、条件(vi)を満たす
ことを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(vi)Pa<Pc
5. 5. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 4, wherein the polymer ratio P satisfies the condition (vi).
(vi) Pa<Pc

6.前記発光層において、当該発光層の総質量を100とした場合のポリマーの質量比率が、5~80質量%の範囲内である
ことを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. Any one of items 1 to 5, wherein in the light-emitting layer, the mass ratio of the polymer is in the range of 5 to 80% by mass when the total mass of the light-emitting layer is 100. The organic electroluminescence device according to Item 1.

7.前記ポリマーが、導電率が1E-8S/m以下のポリマーである
ことを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. 7. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 6, wherein the polymer has a conductivity of 1E-8 S/m or less.

8.前記ポリマーが、ベンゼン環を含むポリマーである
ことを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8. 8. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 7, wherein the polymer is a polymer containing a benzene ring.

9.前記ポリマーが、ベンゼン環を側鎖として含むポリマーである
ことを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9. 9. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 8, wherein the polymer is a polymer containing a benzene ring as a side chain.

10.前記ポリマーが、ポリスチレンである
ことを特徴とする第1項から第9項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10. 10. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 9, wherein the polymer is polystyrene.

11.前記ポリマーが、ポリスチレン誘導体である
ことを特徴とする第1項から第9項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
11. 10. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 9, wherein the polymer is a polystyrene derivative.

12.前記ポリスチレン誘導体が、ポリビニルフェノールである
ことを特徴とする第11項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. 12. The organic electroluminescence device according to Item 11, wherein the polystyrene derivative is polyvinylphenol.

13.前記ポリマーが、立体規則性の異なる成分の混合物である
ことを特徴とする第1項から第12項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. 13. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 12, wherein the polymer is a mixture of components having different stereoregularities.

14.前記発光層が、少なくとも電極又は電荷注入層と直接隣接する
ことを特徴とする第1項から第13項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. 14. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 13, wherein the light emitting layer is directly adjacent to at least the electrode or the charge injection layer.

15.前記発光層が、電極と直接隣接する
ことを特徴とする第1項から第14項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
15. 15. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 14, wherein the light-emitting layer is directly adjacent to an electrode.

16.第1項から第15項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記発光層を、インクジェット印刷法によって形成する工程を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
16. A method for producing an organic electroluminescence device for producing the organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 15,
A method for producing an organic electroluminescence device, comprising: forming the light-emitting layer by an inkjet printing method.

17.前記発光層を、大気下で、インクジェット印刷法によって形成する工程を有する
ことを特徴とする第16項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
17. 17. The method for producing an organic electroluminescence element according to Item 16, further comprising a step of forming the light-emitting layer by an inkjet printing method in the atmosphere.

18.第1項から第15項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする照明装置。
18. A lighting device comprising the organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 15.

19.第1項から第15項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする表示装置。
19. A display device comprising the organic electroluminescent element according to any one of items 1 to 15.

20.第1項から第15項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする印刷造形物。
20. A printed modeled article comprising the organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 15.

本発明の上記手段により、発光効率が高く、長寿命であり、かつ、大気下での製造における性能低下が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びにそれを具備した照明装置、表示装置及び印刷造形物を提供することができる。 Organic electroluminescence device with high luminous efficiency, long life, and suppressed deterioration in performance during production in the atmosphere by the above-described means of the present invention, method for producing the same, and lighting device and display device equipped with the same and a printed model can be provided.

本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。 Although the expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention has not been clarified, it is speculated as follows.

本発明では、発光画像表示部内に形成される発光層が、ポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、発光層内において、比較的導電性の低い前記ポリマーの含有状態を中央部又は電極側界面付近において適度に局在化させることにより前記課題を解決することができたと推察される。
以下の説明は、発光層内におけるポリマー分布比率を制御して得られた効果の発現機構を考察したものであり、必ずしも明確にはなっていない。従って、本発明の効果の発現機構は、下記推察機構に限定されるものではない。
In the present invention, the light-emitting layer formed in the light-emitting image display portion contains a polymer, a charge-transporting host compound, and a light-emitting dopant. Alternatively, it is presumed that the above problem could be solved by appropriately localizing in the vicinity of the interface on the electrode side.
The following explanation considers the effect expression mechanism obtained by controlling the polymer distribution ratio in the light-emitting layer, and is not necessarily clear. Therefore, the expression mechanism of the effect of the present invention is not limited to the speculated mechanism below.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極に挟持された画像表示部を有し、画像表示部は、発光画像表示部と非発光画像表示部で構成される。発光画像表示部は発光層を有しており、発光層以外に電子及び正孔、すなわち電荷キャリアの注入層及び輸送層を有していてもよい。単層ないし少数の層で構成されることが好ましい場合には、電荷キャリアの注入性及び輸送性を有する化合物を発光層内に含有させ、層の数を少なくすることができる。 The organic electroluminescence element of the present invention has an image display portion sandwiched between an anode and a cathode, and the image display portion is composed of a light emitting image display portion and a non-light emitting image display portion. The light-emitting image display section has a light-emitting layer, and may have an injection layer and a transport layer for electrons and holes, that is, charge carriers, in addition to the light-emitting layer. When a single layer or a small number of layers are preferred, the number of layers can be reduced by including a compound having charge carrier injecting and transporting properties in the light-emitting layer.

非特許文献2では、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を塗布した後に、発光画像表示部に該当する箇所には、ホスト化合物及び発光材料を溶解させたクロロホルム溶液を印刷する例が開示されている。この例における発光層は、ホスト化合物、発光材料及びPMMAがまじりあって形成されており、多層構成と比較して、キャリアバランス性やブロック能が乏しく、有機EL素子としての発光効率や駆動寿命については、更なる改良が求められていた。 Non-Patent Document 2 discloses an example in which a chloroform solution in which a host compound and a light-emitting material are dissolved is printed on a portion corresponding to a light-emitting image display portion after applying polymethyl methacrylate (PMMA). The light-emitting layer in this example is formed by a mixture of a host compound, a light-emitting material, and PMMA. was in need of further improvement.

そこで、検討を進めたところ、発光層内において、比較的導電性の低いポリマーを適度に分散させ、中央部又は電極側界面付近において適度に局在化するようにすることにより、単層構成でありながら、多層構成のようなキャリアバランス性やブロック性を発現でき、発光効率が高く、長寿命であり、かつ、大気下での製造における性能低下が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることを見出した。 Therefore, as a result of further investigation, it was found that a single-layer structure can be obtained by appropriately dispersing a relatively low-conductivity polymer in the light-emitting layer and appropriately localizing it in the central portion or near the interface on the electrode side. To obtain an organic electroluminescence element that can exhibit carrier balance and block properties like those of a multilayer structure, has high luminous efficiency, has a long life, and is capable of suppressing deterioration in performance during production in the atmosphere. I found

この機能発現のメカニズムの詳細は、未だ明らかではないが、次のような可能性を推測している。 Although the details of the mechanism of expression of this function have not yet been clarified, the following possibilities are presumed.

発光効率を高めるためには、高確率で発光させ、消光に寄与する因子を取り除くことが求められる。高確率で発光させるためには、発光層内において、電子及び正孔の再結合をより起こりやすくさせる必要があり、電荷キャリアが自由に移動できることが好ましい。一方、電子及び正孔が再結合できずに留まり蓄積電荷となると、電荷を帯び、不安定で活性化された化学種が他の化学種と反応し変化する機会が増加し、消光に寄与する因子を発生させる可能性があるため、電荷キャリアバランスが保たれ、蓄積電荷を抑制することが好ましい。 In order to increase the luminous efficiency, it is required to emit light with high probability and to remove factors that contribute to quenching. In order to emit light with a high probability, it is necessary to make recombination of electrons and holes more likely in the light-emitting layer, and it is preferable that the charge carriers can move freely. On the other hand, when electrons and holes cannot recombine and remain as accumulated charges, the chances of charged, unstable and activated chemical species to react with other chemical species and change increase, contributing to quenching. It is preferable that charge carrier balance is maintained and stored charge is suppressed, as it can generate factors.

また、素子を一定電流で駆動すると輝度が徐々に低下していく。これを寿命と呼んでいる。寿命をより長期化させるためには、ディスプレイ等の駆動方式等による対策と併せて、発光材料そのものの輝度の低下を抑制することが求められる。輝度の低下については、さまざまな原因が考えられるが、発光材料がディスプレイ等の駆動によって生成された化学種と反応し変化することが考えられる。特に、一定電流で駆動し、電子及び正孔が再結合できずに留まり蓄積電荷となると、電荷を帯び、不安定で活性化された化学種(例えばイオンやラジカル)が発光材料と反応する機会が増加する。そのため、寿命の観点からも、電荷キャリアバランスが保たれていることが好ましい。 Also, when the device is driven with a constant current, the brightness gradually decreases. This is called lifespan. In order to prolong the life, it is necessary to suppress the deterioration of the brightness of the light-emitting material itself, in addition to taking measures such as driving the display. Various causes are conceivable for the decrease in brightness, but it is conceivable that the luminescent material reacts with chemical species generated by driving the display or the like and changes. In particular, when driven by a constant current, electrons and holes cannot recombine and remain as accumulated charges, giving chances for charged, unstable and activated chemical species (e.g., ions and radicals) to react with the light-emitting material. increases. Therefore, from the viewpoint of life, it is preferable that the charge carrier balance is maintained.

発光層内において、ホスト化合物は、電子や正孔すなわち電荷キャリアの輸送及び電荷キャリアの移動の道筋を担っており、また、発光性ドーパントの分散状態を維持する媒体(マトリックス)の役割を果たしている。 In the light-emitting layer, the host compound serves as a path for the transport and movement of electrons and holes, that is, charge carriers, and also as a medium (matrix) that maintains the dispersed state of the light-emitting dopant. .

一方、発光層内に、比較的導電性の低いポリマーを含有させた場合、当該ポリマーはブロック能が発現し、発光層と隣接層間、又は、発光層と電極間において、ホスト化合物や発光性ドーパントへの電荷キャリアや化合物等の化学種の移動が制限される。そのため、電荷キャリアバランスが保たれやすく、消光に寄与する因子の発生を抑制しやすい。また、ポリマーが、発光層中央部と比較して電極側界面に集中することで、よりブロック能が働くため、顕著な効果が得られる。 On the other hand, when a polymer with relatively low conductivity is contained in the light-emitting layer, the polymer exhibits blocking ability, and a host compound or a light-emitting dopant is present between the light-emitting layer and the adjacent layer or between the light-emitting layer and the electrode. limited migration of chemical species such as charge carriers and compounds to the Therefore, the charge carrier balance is easily maintained, and the occurrence of factors contributing to quenching is easily suppressed. In addition, by concentrating the polymer on the electrode-side interface as compared to the central portion of the light-emitting layer, the blocking ability works more effectively, so that a remarkable effect can be obtained.

また、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる材料は、酸素や水と反応してしまうと、本来有する機能を示さなくなる場合があるため、酸素や水の存在下での製造は難しい。しかし、本発明に係る電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントは、ポリマーの隙間に入り込むため、大気下での成膜において、大気中の酸素や水と比較的接触しづらく、反応を抑制することができる。 In addition, materials used in organic electroluminescence elements may not exhibit their inherent functions if they react with oxygen or water, so production in the presence of oxygen or water is difficult. However, since the charge-transporting host compound and the light-emitting dopant according to the present invention enter into the gaps of the polymer, they are relatively difficult to come into contact with oxygen and water in the atmosphere during film formation in the atmosphere, and the reaction is suppressed. can be done.

本発明の効果は、発光層がインクジェットなどの液滴吐出法により成膜される場合に発揮されやすい。液滴吐出法により成膜される場合のほうが、蒸着やスピンコートなどで成膜する場合よりも成膜雰囲気の活性ガス影響が顕著であり、発光効率の低下や短寿命化の影響をより受けやすいが、このような場合でも、性能低下を生じることなく発光する。従って、不活性ガスや真空設備の製造コストも下げることができる。 The effect of the present invention is likely to be exhibited when the light-emitting layer is formed by a droplet discharge method such as inkjet. When the film is formed by the droplet discharge method, the effect of the active gas in the film formation atmosphere is more pronounced than when the film is formed by vapor deposition or spin coating, and it is more affected by a decrease in luminous efficiency and a shorter life. However, even in such a case, light is emitted without deterioration in performance. Therefore, manufacturing costs for inert gas and vacuum equipment can also be reduced.

画像表示部が発光画像表示部及び非発光画像表示部からなることを示す概念図FIG. 4 is a conceptual diagram showing that the image display section consists of a luminescent image display section and a non-luminescent image display section. 本発明の有機EL素子の概略断面図Schematic cross-sectional view of the organic EL element of the present invention 隔壁(バンク)の一例を示す断面図Cross-sectional view showing an example of a partition (bank) 本発明の有機EL素子の製造方法に適用可能なシングルパス方式(ラインヘッド方式)のインクジェット記録装置の一例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a single-pass system (line head system) inkjet recording apparatus applicable to the method for manufacturing an organic EL element of the present invention. 実施例において作製した有機EL素子の断面図Cross-sectional view of an organic EL element produced in Examples

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも基板上に、対向する陽極と陰極に挟持された画像表示部を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記画像表示部が、発光画像表示部と非発光画像表示部で構成され、 前記発光画像表示部が、少なくとも電極、電荷注入層又は電荷輸送層に隣接する発光層を有し、前記発光層が、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、前記発光層において、前記式(i)で表されるポリマー比率Pが、前記条件(ii)を満たすことを特徴とする。
この特徴は、下記実施態様に共通する又は対応する技術的特徴である。
The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescence device having an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on at least a substrate, wherein the image display portion comprises a light-emitting image display portion and a non-light-emitting image display portion. The light-emitting image display portion has at least a light-emitting layer adjacent to an electrode, a charge injection layer, or a charge transport layer, and the light-emitting layer is a polymer having a conductivity of 1 S/m or less and a charge transport property. The light-emitting layer contains a host compound and a light-emitting dopant, and the polymer ratio P represented by the formula (i) satisfies the condition (ii).
This feature is a technical feature common to or corresponding to the following embodiments.

本発明の実施形態としては、ポリマーによるブロック能がより有効に機能する観点から、ポリマー比率Pにおいて、少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.8以上、2.2未満である、ことが好ましく、0.95以上、2.0未満である、ことがより好ましく、1.1以上、1.8未満である、ことが更に好ましい。 As an embodiment of the present invention, at least one of Pa/Pb and Pc/Pb in the polymer ratio P is 0.8 or more and less than 2.2, from the viewpoint that the blocking ability of the polymer functions more effectively. It is preferably 0.95 or more and less than 2.0, more preferably 1.1 or more and less than 1.8.

ポリマー比率Pにおいて、PaとPcの大小、又は、同一関係は、特に限定されないが、電子及び正孔の移動速度及びそれらの数量の制御、すなわち電荷キャリアのバランスの調整の観点から、Pa≦Pcであることが好ましく、Pa<Pcであることがより好ましい。 In the polymer ratio P, the magnitude of Pa and Pc or the same relationship is not particularly limited. and more preferably Pa<Pc.

ポリマーによるブロック能がより有効に機能する観点から、発光層の総質量を100とした場合のポリマーの質量比率が、5~80質量%の範囲内であるであることが好ましい。 From the viewpoint that the blocking ability of the polymer functions more effectively, it is preferable that the mass ratio of the polymer is in the range of 5 to 80% by mass when the total mass of the light-emitting layer is 100.

ポリマーによるブロック能がより有効に機能する観点から、ポリマーが、導電率が1E-8S/m以下のポリマーであることが好ましい。 From the viewpoint that the blocking ability of the polymer functions more effectively, the polymer preferably has a conductivity of 1E-8 S/m or less.

発光層材料を相互作用により相溶させる観点から、ポリマーが、ベンゼン環を含むポリマーであることが好ましい。また、当該ポリマーが、ベンゼン環を側鎖として含むポリマーであることが好ましい。 The polymer is preferably a polymer containing a benzene ring from the viewpoint of compatibility with the light-emitting layer material through interaction. Moreover, the polymer is preferably a polymer containing a benzene ring as a side chain.

また、発光層の密度向上の観点から、ポリマーが、ポリスチレン及びポリスチレン誘導体であることが好ましい。さらに、ポリスチレン誘導体が、ポリビニルフェノールであることが好ましい。 Moreover, from the viewpoint of improving the density of the light-emitting layer, the polymer is preferably polystyrene or a polystyrene derivative. Furthermore, it is preferred that the polystyrene derivative is polyvinylphenol.

発光層界面におけるポリマー比率を制御でき、電荷キャリアバランスを調整できる観点から、ポリマーが、立体規則性の異なる成分の混合物であることが好ましい。 From the viewpoint of being able to control the polymer ratio at the interface of the light-emitting layer and adjust the charge carrier balance, the polymer is preferably a mixture of components with different stereoregularities.

単層ないし少数の層により構成できる観点から、発光層が、少なくとも電極又は電荷注入層と直接隣接することが好ましく、発光層が、電極と直接隣接することがより好ましい。 From the viewpoint of being composed of a single layer or a small number of layers, the light-emitting layer is preferably directly adjacent to at least the electrode or the charge injection layer, and more preferably directly adjacent to the electrode.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、前記発光層を、インクジェット印刷法によって形成する工程を有することを特徴とする。また、前記発光層を、大気下で、インクジェット印刷法によって形成する工程を有することが、より好ましい。 The method for producing an organic electroluminescence element of the present invention is characterized by including the step of forming the light-emitting layer by an inkjet printing method. Moreover, it is more preferable to have a step of forming the light-emitting layer by an inkjet printing method in the atmosphere.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置、表示装置及び印刷造形物に好適に使用できる。 The organic electroluminescence device of the present invention can be suitably used for lighting devices, display devices and printed objects.

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。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, its constituent elements, and embodiments and modes for carrying out the present invention will be described in detail below. In the present application, "-" is used to mean that the numerical values before and after it are included as the lower limit and the upper limit.

1 ≪本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の概要≫
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも基板上に、対向する陽極と陰極に挟持された画像表示部を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記画像表示部が、発光画像表示部と非発光画像表示部で構成され、前記発光画像表示部が、少なくとも電極、電荷注入層又は電荷輸送層に隣接する発光層を有し、前記発光層が、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、前記発光層において、下記式(i)で表されるポリマー比率Pが、下記条件(ii)を満たすことを特徴とする。
1 <<Overview of the organic electroluminescence element of the present invention>>
The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescence device having an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on at least a substrate, wherein the image display portion comprises a light-emitting image display portion and a non-light-emitting image display portion. The light-emitting image display portion has a light-emitting layer adjacent to at least an electrode, a charge injection layer, or a charge transport layer, and the light-emitting layer is a polymer having a conductivity of 1 S/m or less and a charge transport property. The light-emitting layer contains a host compound and a light-emitting dopant, and is characterized in that the polymer ratio P represented by the following formula (i) satisfies the following condition (ii).

(i)P=I/(I+I+IDp
(ii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.8以上、2.2未満である。
〔式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。
Paは、陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))におけるポリマー比率であり、
Pbは、中央部(x=D/2)におけるポリマー比率であり、
Pcは、陰極側界面付近(x=D/10)におけるポリマー比率である。
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。〕
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
(ii) At least either Pa/Pb or Pc/Pb is 0.8 or more and less than 2.2.
[Wherein, I P , I H and I Dp are a polymer, a charge-transporting host compound, and a luminous is the secondary ion intensity of the dopant.
Pa is the polymer ratio near the interface on the anode side (x = (D-[D/10])),
Pb is the polymer ratio in the central part (x=D/2),
Pc is the polymer ratio near the cathode-side interface (x=D/10).
However, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. The anode-side interface is represented by x=D. ]

本発明でいう上記「発光層の電極側界面」とは、発光層に対して電極側にある、陽極又は陰極を含めたすべての機能層に接する発光層の界面をいう。例えば、発光層の陽極側に隣接して「正孔輸送層」がある場合は、「発光層の正孔輸送側の界面」を指す。 The "electrode-side interface of the light-emitting layer" as used in the present invention refers to the interface of the light-emitting layer that is on the electrode side of the light-emitting layer and is in contact with all functional layers including the anode or cathode. For example, when there is a "hole-transporting layer" adjacent to the anode side of the light-emitting layer, it means "the interface on the hole-transporting side of the light-emitting layer".

また、「発光層の電極側界面付近」とは、「陽極側界面付近」については、陽極と発光層の界面(x=D)の位置から発光層の厚さ方向すなわち陰極方向に距離D/10だけ離れた位置(x=(D-[D/10])をいう。
一方、「陰極側界面付近」については、陰極と発光層の界面(x=0)の位置から発光層の厚さ方向すなわち陽極極方向に距離D/10だけ離れた位置(x=D/10)をいう。
In addition, “near the interface on the electrode side of the light-emitting layer” means that “near the interface on the anode side” refers to the distance D/ It refers to a position that is 10 away (x=(D-[D/10]).
On the other hand, the “neighborhood of the cathode-side interface” is a position (x=D/10) separated from the interface (x=0) between the cathode and the light-emitting layer by a distance D/10 in the direction of the thickness of the light-emitting layer, that is, in the direction of the anode. ).

本発明の有機EL素子は、種々の形態/構成を採り得るが、例えば光を取り出す方法・形式としては、基板側から光を取り出すボトムエミッション型であることが好ましい。ボトムエミッション型では、基板側から見たときに、画像が表示される仕組みとなっており、画像が表示される箇所(平面的及び立体的構造を含む。)を「画像表示部」という。 Although the organic EL element of the present invention can take various forms/structures, for example, as a method and form of extracting light, it is preferable to use a bottom emission type in which light is extracted from the substrate side. In the bottom emission type, an image is displayed when viewed from the substrate side, and the portion where the image is displayed (including planar and three-dimensional structures) is called an "image display section."

図1は、視認側から見た画像表示部40の概念図(平面図)である。図1において、黒いドットで示されている箇所が「発光画像表示部」41であり、その他の白い箇所が「非発光画像表示部」42である。例えば青色(B)発光する発光画素21、緑色(G)発光画素22及び赤色(R)発光画素23が、ドット状に配置されることにより、複数のドットからなる線や種々の図形を描くことができる。 FIG. 1 is a conceptual diagram (plan view) of the image display unit 40 viewed from the viewing side. In FIG. 1 , the portion indicated by black dots is the “luminescence image display portion” 41 , and the other white portion is the “non-luminescence image display portion” 42 . For example, blue (B) light-emitting pixels 21, green (G) light-emitting pixels 22, and red (R) light-emitting pixels 23 are arranged in dots to draw lines and various figures made up of a plurality of dots. can be done.

つまり「発光画像表示部」とは、例えば発光画素をドット状の形状にした場合、前記図1に示す個々のドット自体及びその集合体をいう。なお、当該「発光画素」は、発光することによって、色情報 (色調や階調) を発現する最小要素である。また、「発光画素」は、「発光ドット」、「ドット発光画像」又は簡単に「ドット」ともいう。
本発明に係る「発光画像表示部」は、有機EL素子の断面図について見ると、発光画像表示部の発光性の発現に寄与する発光層等の要素も含む。具体的には、図2における41で示される箇所全体を指す。
In other words, when the light-emitting pixels are dot-shaped, for example, the “light-emitting image display portion” refers to individual dots themselves and aggregates thereof shown in FIG. The “light-emitting pixel” is a minimum element that expresses color information (color tone and gradation) by emitting light. Also, the "light-emitting pixels" are also referred to as "light-emitting dots", "dot light-emitting images", or simply "dots".
The "light-emitting image display section" according to the present invention includes elements such as a light-emitting layer that contributes to the manifestation of the light-emitting property of the light-emitting image display section when viewed from the cross-sectional view of the organic EL element. Specifically, it refers to the entire portion indicated by 41 in FIG.

「非発光画像表示部」は、画像表示部において、発光画像表示部以外の、発光に直接的には寄与しない箇所を指す。本発明においては、前記非発光画像表示部は、発光現象に直接的には寄与しない絶縁性層等の要素を含む。具体的には、図2における42で示される箇所全体を指す。 A “non-luminous image display portion” refers to a portion other than a luminous image display portion that does not directly contribute to light emission in an image display portion. In the present invention, the non-luminous image display section includes elements such as an insulating layer that do not directly contribute to the luminescence phenomenon. Specifically, it refers to the entire portion indicated by 42 in FIG.

よって、厳密には、電圧をかけると発光するのは、発光画像表示部のみであり、狭義での有機EL素子としての機能を果たしているのは、発光画像表示部のみである。したがって、「有機EL素子」とは、図2において、狭義には、ドット状の各有機EL素子41を指し、一方、広義には、発光画像表示部及び非発光画像表示部全体を含む10を指す。 Therefore, strictly speaking, only the luminescent image display portion emits light when a voltage is applied, and only the luminescent image display portion functions as an organic EL element in a narrow sense. Therefore, in FIG. 2, the term “organic EL element” refers to each dot-shaped organic EL element 41 in a narrow sense, while in a broader sense, 10 including the entirety of the light emitting image display portion and the non-light emitting image display portion. Point.

(1.1) ≪有機EL素子の構成≫
本発明の有機EL素子は、基板上に、対向する陽極と陰極に挟持された画像表示部を有しており、画像表示部は、発光層を有する発光画像表示部と、非発光画像表示部とで構成される。発光画像表示部は、発光層の他に、電荷注入層及び電荷輸送層を有していてもよいが、高分子材料を用いた製造では、層間の材料同士が溶解しやすいため、単層ないし少数の層構成とすることが好ましく、電荷注入層及び電荷輸送層を有していなくてもよい。電荷注入層とは、正孔注入層及び電子注入層を指し、電荷輸送層とは、正孔輸送層及び電子輸送層を指す。また、前述を考慮すると、本発明の有機EL素子は、非発光画像表示部も含む広義の有機EL素子を指す。
(1.1) <<Structure of organic EL element>>
The organic EL device of the present invention has an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on a substrate, and the image display portion includes a luminescent image display portion having a luminescent layer and a non-luminescent image display portion. Consists of The light-emitting image display section may have a charge injection layer and a charge transport layer in addition to the light-emitting layer. A small number of layers is preferable, and the charge injection layer and the charge transport layer may be omitted. A charge injection layer refers to a hole injection layer and an electron injection layer, and a charge transport layer refers to a hole transport layer and an electron transport layer. Further, considering the above, the organic EL element of the present invention refers to a broadly defined organic EL element including a non-luminous image display portion.

図1は、本発明に係る発光画像表示部に発光画素を構成する狭義の有機EL素子がドット状に配置されていることを表す概念図である。図2は、本発明に係る有機EL素子の一例を示す概略断面図である。
本発明の有機EL素子10の表面に対して、基板1側から垂直方向に見たとき、青色(B)発光する発光画素21、緑色(G)発光画素22及び赤色(R)発光画素23が、ドット状に配置され、複数のドットからなる線や種々の図形を描くことができるように配置されていることが画像表示の観点から好ましい。また、当該ドットは、画像表示装置における画像を通常の目視による観察法で見た場合において、ドットとして視認できないような微小な画素として形成・配置されていることも好ましい。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing that narrowly-defined organic EL elements forming luminescent pixels are arranged in dots in a luminescent image display section according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL device according to the invention.
When viewed in the direction perpendicular to the surface of the organic EL element 10 of the present invention from the substrate 1 side, blue (B) light emitting pixels 21, green (G) light emitting pixels 22, and red (R) light emitting pixels 23 are arranged. , are arranged in dots, and are preferably arranged so that a line made up of a plurality of dots or various figures can be drawn from the viewpoint of image display. Also, the dots are preferably formed and arranged as minute pixels that cannot be visually recognized as dots when the image on the image display device is observed by a normal visual observation method.

本発明に係る発光層をドット状に形成する際には、パターニング可能であることが望ましい。パターニング開口部のあるマスクを用いた印刷法であっても良いが、非発光層への損傷(ダメージ)が少ないという観点から非接触で形成する方法が望ましい。また、高解像度可能という点から、ディスペンサー法又はインクジェット印刷法がより好ましい。発光性ドーパントを含む溶液の体積は10μL以下、好ましくは100pL以下である。 When the light-emitting layer according to the present invention is formed in dots, it is desirable that patterning is possible. A printing method using a mask having patterning openings may be used, but a non-contact method is preferable from the viewpoint of less damage to the non-light-emitting layer. Moreover, the dispenser method or the inkjet printing method is more preferable from the viewpoint of high resolution. The volume of the solution containing the luminescent dopant is 10 μL or less, preferably 100 pL or less.

なお、ドットの大きさは、発光層の主たる発光面側から撮影した光学顕微鏡写真(平面図)に基づいて計測した場合、円換算粒径として、30~300μmの範囲内であることが好ましい。 The size of the dots is preferably in the range of 30 to 300 μm as a circle conversion particle size when measured based on an optical microscope photograph (plan view) taken from the main light emitting surface side of the light emitting layer.

図1において、ドットを除く箇所が非発光画像表示部である。非発光画像表示部は、発光層さえ有していなければ、発光に寄与しない、すなわち非発光性であるため、発光画像表示部において、発光層の代わりに絶縁性層とし、その他の層構成は同一としてもよい。 In FIG. 1, portions other than dots are non-luminous image display portions. The non-light-emitting image display portion does not contribute to light emission unless it has a light-emitting layer, that is, it is non-light-emitting. They may be the same.

本来、非発光画像表示部は、発光性の発現に寄与する要素を有する必要はないが、発光層以外の層を発光画像表示部と同一層とすることで、一様の塗布等により形成でき、製造しやすい。また、発光層の代わりに絶縁性層とすることにより、電子や正孔すなわち電荷キャリアが入り込むのを防ぐことができる。 Originally, the non-light-emitting image display portion does not need to have elements that contribute to the expression of light-emitting properties, but by using the same layer as the light-emitting image display portion for the layers other than the light-emitting layer, the non-light-emitting image display portion can be formed by uniform coating or the like. , easy to manufacture. Also, by using an insulating layer instead of the light-emitting layer, it is possible to prevent electrons and holes, ie charge carriers, from entering.

本発明の有機EL素子の構成について、図2を参照して説明する。図2は、本発明に係る有機EL素子の一例を示す概略断面図である。有機EL素子10は、基板11、陽極12、正孔注入層13、正孔輸送層14、発光層15、電子輸送層16、電子注入層17及び陰極18をこの順に備えている。また、正孔阻止層(正孔障壁層)及び電子阻止層(電子障壁層)を備えていてもよい。なお、正孔注入層から電子注入層までを「有機機能層」ともいう。 The structure of the organic EL device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL device according to the invention. The organic EL element 10 includes a substrate 11, an anode 12, a hole injection layer 13, a hole transport layer 14, a light emitting layer 15, an electron transport layer 16, an electron injection layer 17 and a cathode 18 in this order. Further, a hole blocking layer (hole blocking layer) and an electron blocking layer (electron blocking layer) may be provided. The layers from the hole injection layer to the electron injection layer are also referred to as "organic functional layers".

有機EL素子の素子構成としては、図2に示す構成例に限られるものではなく、例えば、代表的な素子構成の層構成として以下の構成を挙げることができる。 The element configuration of the organic EL element is not limited to the configuration example shown in FIG.

(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(3)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(5)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
(8)陽極/発光層/電子注入層/陰極
(9)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
上記の中で(1)、(2)及び(9)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く、上記構成に対して一部の機能層を省いても、又は加えてもよい。
(1) Anode/light-emitting layer/cathode (2) Anode/hole-transporting layer/light-emitting layer/cathode (3) Anode/hole-transporting layer/light-emitting layer/electron-transporting layer/cathode (4) Anode/hole-transporting layer /Emissive layer/Electron transport layer/Electron injection layer/Cathode (5) Anode/Hole injection layer/Hole transport layer/Emissive layer/Electron transport layer/Cathode (6) Anode/Hole injection layer/Hole transport layer /Emitting layer/Electron transporting layer/Electron injection layer/Cathode (7) Anode/Hole injection layer/Emitting layer/Electron injection layer/Cathode (8) Anode/Emitting layer/Electron injection layer/Cathode (9) Anode/Positive Hole injection layer/light-emitting layer/cathode Among the above structures, (1), (2) and (9) are preferably used, but are not limited to these structures. may be omitted or added.

本発明では、発光層が、電荷注入層に直接隣接する又は電極に直接隣接する構成であることが、電荷キャリアの移動度の制御の点で好ましい。なお、「直接隣接する」とは、発光層と電荷注入層又は電極の間に何らの機能層も存在せず、直接的に接して存在することをいう。 In the present invention, it is preferred that the light-emitting layer is directly adjacent to the charge injection layer or directly adjacent to the electrode from the viewpoint of controlling the mobility of charge carriers. The term "directly adjacent" means that there is no functional layer between the light-emitting layer and the charge injection layer or electrode, and the layers are in direct contact with each other.

これらの各層は、本発明の規定を満たす限り、公知の材料及び方法で形成することができる。各層について、以下で説明する。 Each of these layers can be formed by known materials and methods as long as they satisfy the provisions of the present invention. Each layer is described below.

(1.1.1)発光画像表示部の構成要素
[発光層]
発光層は、電極又は隣接層から注入される電子と正孔とが再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層である。当該発光層は、単層又は複数層で構成される。
すなわち、有機エレクトロルミネッセンス素子は、電圧をかけると発光する有機発光材料を利用した素子である。電圧をかけることにより、電子と正孔が発光層で再結合し、このときに生成される励起子(エキシトン)が、失活し、基底状態に戻る際に放出する光(電磁波)を利用したものである。
(1.1.1) Constituent Elements of Luminescent Image Display [Luminous Layer]
The light-emitting layer is a layer that provides a field for recombination of electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer to emit light via excitons. The light-emitting layer is composed of a single layer or multiple layers.
That is, an organic electroluminescence element is an element using an organic light-emitting material that emits light when a voltage is applied. By applying a voltage, electrons and holes recombine in the light-emitting layer, and the excitons (excitons) generated at this time are deactivated, and light (electromagnetic waves) emitted when returning to the ground state is used. It is.

本発明に係る発光層は、少なくとも電極、電荷注入層又は電荷輸送層に隣接し、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物(以下、「ホスト化合物」ともいう。)及び発光性ドーパントを含有することを特徴とする。発光層は、単層であっても複数層であってもよい。 The light-emitting layer according to the present invention is adjacent to at least the electrode, the charge injection layer, or the charge transport layer, and contains a polymer having a conductivity of 1 S/m or less, a charge-transporting host compound (hereinafter also referred to as "host compound"), and a light-emitting layer. It is characterized by containing a sexual dopant. The light-emitting layer may be a single layer or multiple layers.

また、本発明に係る発光層において、下記式(i)で表されるポリマー比率Pが、下記条件(ii)を満たすことを特徴とする。
(i)P=I/(I+I+IDp
(ii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.8以上、2.2未満である。
〔式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。
Paは、陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))におけるポリマー比率であり、
Pbは、中央部(x=D/2)におけるポリマー比率であり、
Pcは、陰極側界面付近(x=D/10)におけるポリマー比率である。
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。〕
Further, in the light-emitting layer according to the present invention, the polymer ratio P represented by the following formula (i) satisfies the following condition (ii).
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
(ii) At least either Pa/Pb or Pc/Pb is 0.8 or more and less than 2.2.
[Wherein, I P , I H and I Dp are a polymer, a charge-transporting host compound, and a luminous is the secondary ion intensity of the dopant.
Pa is the polymer ratio near the interface on the anode side (x = (D-[D/10])),
Pb is the polymer ratio in the central part (x=D/2),
Pc is the polymer ratio near the cathode-side interface (x=D/10).
However, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. The anode-side interface is represented by x=D. ]

一般的に、発光層内において、ホスト化合物は、電子や正孔すなわち電荷キャリアの輸送及び電荷キャリアの移動の道筋を担っており、また、発光性ドーパントの分散状態を維持する媒体(マトリックス)及び濃度消光を防止する役割を果たしている。 Generally, in the light-emitting layer, the host compound is responsible for the transport of electrons and holes, that is, charge carriers, and the path of charge carrier movement. It plays a role in preventing concentration quenching.

しかし、有機EL表示装置の駆動によって生成された化学種(イオンやラジカル等)と発光性ドーパントやホスト化合物等の発光材料が反応し劣化する現象が生じる。すなわち、一定電流で駆動し、電子及び正孔が再結合できずに留まり蓄積電荷となると、電荷を帯び、不安定で活性化された化学種(イオンやラジカル)が発光材料と反応する機会が増加する。そのため、寿命の観点からも、電荷キャリアバランスが保たれていることが好ましい。 However, chemical species (ions, radicals, etc.) generated by driving the organic EL display device react with light-emitting materials such as light-emitting dopants and host compounds, resulting in deterioration. That is, when driving with a constant current, electrons and holes cannot recombine and remain as accumulated charges, and there is no opportunity for charged, unstable and activated chemical species (ions and radicals) to react with the light-emitting material. To increase. Therefore, from the viewpoint of life, it is preferable that the charge carrier balance is maintained.

そこで、発光層内に、比較的導電性の低いポリマーを含有させた場合、当該ポリマーはブロック能を発現し、発光層と隣接層間、又は、発光層と電極間において、ホスト化合物や発光性ドーパントへの電荷キャリアや活性なイオン又はラジカル等の化学種の移動が制限される。そのため、電荷キャリアバランスが保たれやすく、消光に寄与する因子の発生を抑制しやすい。また、ポリマーを、発光層中央部と比較して電極側界面に適度に局在化させることで、よりブロック能が働くため、顕著な効果が得られる。 Therefore, when a polymer with relatively low conductivity is contained in the light-emitting layer, the polymer exhibits blocking ability, and a host compound or a light-emitting dopant is added between the light-emitting layer and the adjacent layer or between the light-emitting layer and the electrode. The migration of chemical species such as charge carriers and active ions or radicals to is restricted. Therefore, the charge carrier balance is easily maintained, and the occurrence of factors contributing to quenching is easily suppressed. In addition, by localizing the polymer moderately at the electrode-side interface as compared with the central portion of the light-emitting layer, the blocking ability works more effectively, so that a remarkable effect can be obtained.

また、発光層を大気下で製造すると、ホスト化合物及び発光性ドーパントは、酸素や水との反応性が高いため、反応してしまい、本来有している機能を失いやすい。しかし、発光層内にポリマーを分散させることにより、大気下での製膜乾燥時において、発光層の表面にホスト化合物及び発光性ドーパントが露出しづらくなるため、反応を抑制することができる。 In addition, when the light-emitting layer is produced in the atmosphere, the host compound and the light-emitting dopant are highly reactive with oxygen and water, so they tend to react and lose their original functions. However, by dispersing the polymer in the light-emitting layer, the host compound and the light-emitting dopant are less likely to be exposed on the surface of the light-emitting layer when the film is dried in the atmosphere, so the reaction can be suppressed.

本発明に係る発光層の厚さは、特に限定されないが、再結合領域と電子輸送層との距離の観点から、50nm以上であることが好ましく、70nm以上であることがより好ましい。また、駆動電圧の観点から、150nm以下であることが好ましい。 The thickness of the light emitting layer according to the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of the distance between the recombination region and the electron transport layer, it is preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more. Moreover, from the viewpoint of driving voltage, it is preferably 150 nm or less.

本発明に係る発光層の形成方法は、特に限定されないが、ポリマーを含むことから、湿式法等が好ましい。湿式法により形成する場合、ホスト化合物及び発光性ドーパントが低分子化合物であることが、ポリマーの高分子鎖間に入り込み分散し発光効率が高くなるという観点から好ましい。 A method for forming the light-emitting layer according to the present invention is not particularly limited, but a wet method or the like is preferable because the layer contains a polymer. In the case of forming by a wet method, it is preferable that the host compound and the light-emitting dopant are low-molecular-weight compounds from the viewpoint that they enter between polymer chains and are dispersed to increase the light-emitting efficiency.

湿式法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット印刷法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、ディスペンサー法、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)等を用いることができる。中でも、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、ディスペンサー法、及びインクジェット印刷法等のロールtoロール方式に適用可能な方法が好ましい。インクジェット印刷法については後述する。 Wet methods include, for example, spin coating, casting, inkjet printing, printing, die coating, blade coating, roll coating, dispenser, spray coating, curtain coating, LB (Langmuir-Blodgett Law) etc. can be used. Among them, a method applicable to a roll-to-roll system such as a die coating method, a roll coating method, a dispenser method, and an inkjet printing method is preferable because a homogeneous thin film can be easily obtained and high productivity can be achieved. The inkjet printing method will be described later.

本発明に係る導電率が1S/m以下のポリマーの重量平均分子量は、結晶化や低分子成分の拡散影響を抑える観点で分子量1000以上が好ましく、重合不純物の残留の観点から分子量300万以下のものが好ましい。重量平均分子量は、後述のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定できる。 The weight-average molecular weight of the polymer having a conductivity of 1 S/m or less according to the present invention is preferably a molecular weight of 1000 or more from the viewpoint of suppressing the effects of crystallization and diffusion of low-molecular-weight components, and a molecular weight of 3 million or less from the viewpoint of residual polymerization impurities. things are preferred. The weight average molecular weight can be measured using gel permeation chromatography (GPC) described later.

本発明に係るホスト化合物及び発光性ドーパントの分子量は限定されず、高分子でも低分子でも良い。湿式法では、これらの発光層材料を溶媒中に溶解させる必要があるため、分子量3000以下の化合物であることが好ましく、分子の安定性と溶解性の両立の観点から分子量500以上、2000以下であることがより好ましい。 The molecular weights of the host compound and the luminescent dopant according to the present invention are not limited, and may be high or low molecular weight. In the wet method, it is necessary to dissolve these light-emitting layer materials in a solvent, so compounds having a molecular weight of 3,000 or less are preferable. It is more preferable to have

発光層材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、イソプロパノール、テトラフルオロプロパノール等のアルコール類、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、クロロホルム、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、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることができる。これらを2種以上混合した溶媒も適用できる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the light-emitting layer material include alcohols such as isopropanol and tetrafluoropropanol, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, and halogenated carbons such as chloroform and dichlorobenzene. Hydrogens, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as dimethylformamide (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO). can be done. A solvent obtained by mixing two or more of these can also be applied.

また、発光層材料を液媒体中に分散させる場合には、例えば、超音波分散、スクリュー、マイクロ流路、ノズル圧力等を用いた高剪断力分散、撹拌子やビーズミルを用いたメディア分散等の分散方法により分散させることができる。 In addition, when dispersing the light-emitting layer material in a liquid medium, for example, ultrasonic dispersion, high shear force dispersion using a screw, microchannel, nozzle pressure, etc., media dispersion using a stirrer or bead mill, etc. It can be dispersed by a dispersion method.

発光層の形成条件としては、大気下及び不活性ガス下どちらでも可能であるが、本発明の有機EL素子においては、通常見受けられる大気下製造時での性能低下が抑制されるため、発光層の形成においても、大気下であることが好ましい。なぜなら、本発明の手段によれば、大気下製造でも、性能低下が抑制されるだけでなく、設備の面でコストを低減できるからである。さらに、大気下では、発光層表面の吸着活性ガスの吸着が飽和し、大気劣化度が一様にそろうため色度のばらつきや発光ムラが抑えられる利点もある。 The light-emitting layer can be formed under the atmosphere or under an inert gas. Also in the formation of , it is preferable to be in the atmosphere. This is because, according to the means of the present invention, not only is the deterioration of performance suppressed even in atmospheric production, but also the cost of equipment can be reduced. Furthermore, in the atmosphere, the adsorption of the adsorbed active gas on the surface of the light-emitting layer is saturated, and the degree of atmospheric deterioration is evened out, so there is an advantage that variations in chromaticity and uneven light emission can be suppressed.

また、ホスト化合物及び発光性ドーパントの分子構造は、特に限定されるものではないが、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環又はカルバゾール環を有し、かつアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリールアルキル基を有しない化合物を含有することが再結合確率向上の観点から好ましい。 Further, the molecular structures of the host compound and the luminescent dopant are not particularly limited, but they have a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring or a carbazole ring and an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an arylalkyl group. From the viewpoint of improving the probability of recombination, it is preferable to contain a compound that does not

〈ポリマー〉
本発明に係るポリマーは、導電率が1S/m以下であることを特徴とする。
なお、「導電率(「電気伝導率」又は「電気伝導度」ともいう。)」とは、どの程度電気を通しやすいかを表す指標となる値をいい、電気抵抗率の逆数をSI系単位であるS/m(ジーメンス毎メートル)で表すことにする。
<polymer>
The polymer according to the present invention is characterized by having a conductivity of 1 S/m or less.
In addition, "conductivity (also referred to as "electrical conductivity" or "electrical conductivity")" refers to a value that is an index representing how easily electricity can pass, and the reciprocal of electrical resistivity is the SI unit is expressed as S/m (Siemens per meter).

電気抵抗率は、ニ重リング電極を用いた定電圧印加・漏洩電流測定法によりJIS-K-6911に準拠した条件で得られた値を用いる。 As the electric resistivity, a value obtained under conditions conforming to JIS-K-6911 by a constant voltage application/leakage current measurement method using a double ring electrode is used.

導電率が1S/m以下であることにより、注入される電子及び正孔すなわち電荷キャリアの移動を制御しやすい。導電率が1E-8S/m以下であることがより好ましい。
一方、導電率が1S/mを超えると、ホスト化合物やドーパントに電荷が移動するよりもポリマーを伝うほうが律速となり、再結合確率が低下する。
A conductivity of 1 S/m or less facilitates controlling the movement of injected electrons and holes, ie charge carriers. More preferably, the conductivity is 1E-8 S/m or less.
On the other hand, when the electrical conductivity exceeds 1 S/m, the rate of charge transfer through the polymer becomes more rate-determining than the charge transfer to the host compound or dopant, and the recombination probability decreases.

ポリマーとしては、導電率が1S/m以下であれば、制限されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等のポリアルキレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルエーテル、ポリエチレンエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリビニルフェノール等のベンゼン環含有ポリマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の硬化樹脂、及びこれらの樹脂の誘導体等を用いることができる。 The polymer is not limited as long as it has an electrical conductivity of 1 S/m or less. Examples include polyalkylenes such as polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenyl ether, and polyethylene. Benzene ring-containing polymers such as ether ketone, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfone, polysulfone, polyether sulfone, polyarylate, polystyrene, and polyvinyl phenol, cured resins such as phenol resins and epoxy resins, derivatives of these resins, and the like can be used. can.

(芳香環含有ポリマー)
本発明に用いられるポリマーとしては下記一般式(I)及び一般式(II)で表される構造を有する芳香環含有ポリマーであることが好ましい。特に、ベンゼン環を含むポリマーであることが好ましい。また、前記ベンゼン環を含むポリマーの、導電率が1S/m以下であることが好ましい。更に当該ポリマーが、ベンゼン環を側鎖として含むポリマー、例えばポリスチレンやポリスチレン誘導体であることも好ましい。
以下において、下記一般式(I)及び一般式(II)で表される構造を有する芳香環含有ポリマーについて詳細な説明をする。
(Aromatic ring-containing polymer)
Polymers used in the present invention are preferably aromatic ring-containing polymers having structures represented by the following general formulas (I) and (II). In particular, polymers containing benzene rings are preferred. Moreover, it is preferable that the polymer containing the benzene ring has an electrical conductivity of 1 S/m or less. Further, the polymer is preferably a polymer containing benzene rings as side chains, such as polystyrene or polystyrene derivatives.
The aromatic ring-containing polymers having structures represented by the following general formulas (I) and (II) will be described in detail below.

Figure 2022116901000002
Figure 2022116901000002

Figure 2022116901000003
Figure 2022116901000003

〔上記一般式(I)及び一般式(II)において、Aは、芳香環を表し、当該芳香環には芳香族炭化水素環及び芳香族複素環が含まれる。x及びyは、0以上の整数を表すが、どちらか一方が0のとき、もう一方は1以上である。nは1以上の整数を表す。nは、重合度を表し、10~100000の範囲内である。〕 [In the general formulas (I) and (II) above, A represents an aromatic ring, and the aromatic ring includes an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. x and y represent integers of 0 or more, and when one of them is 0, the other is 1 or more. n represents an integer of 1 or more. n represents the degree of polymerization and ranges from 10 to 100,000. ]

上記一般式(I)及び(II)において、Aで表される芳香族炭化水素環及び芳香族複素環は、それぞれ単環であっても縮合環であっても良い。導電率が1S/m以下である観点から、芳香族炭化水素環であることが好ましい。置換基を除いた芳香環を構成する原子数は、溶解性の観点から20以下が好ましく、12以下がより好ましく、6以下が更に好ましい。 In general formulas (I) and (II) above, the aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocyclic ring represented by A may each be a monocyclic ring or a condensed ring. It is preferably an aromatic hydrocarbon ring from the viewpoint that the electrical conductivity is 1 S/m or less. From the viewpoint of solubility, the number of atoms constituting the aromatic ring excluding substituents is preferably 20 or less, more preferably 12 or less, and even more preferably 6 or less.

芳香族炭化水素環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、アントラセン環、フェンスレン環、テトラセン環、ペンタセン環、クリセン環、ピレン環、ペリレン環、コロネン環、フルオランテン環、ジベンゾアントラセン環、ベンゾピレン環等のアセン系構造が挙げられ、好ましくはベンゼン環、ナフタレン環である。
芳香族複素環としては、例えばピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェ環ン、インドール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、イゾオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、ジオキサゾール環、ジチアゾール環、テトラゾール環、ペンタゾール環等が挙げられる。
発光層材料を相互作用により相溶させる観点から、Aで表される芳香環がベンゼン環であることが好ましく、更に置換基を有していてもよい。具体的には、下記一般式(III)で表されるベンゼン環を含む構造を有する環が挙げられる。
Examples of aromatic hydrocarbon rings include benzene ring, naphthalene ring, fluorene ring, anthracene ring, phenthrene ring, tetracene ring, pentacene ring, chrysene ring, pyrene ring, perylene ring, coronene ring, fluoranthene ring, dibenzoanthracene ring, Examples include acene structures such as benzopyrene ring, preferably benzene ring and naphthalene ring.
Examples of aromatic heterocyclic rings include pyridine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, acridine ring, thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, indole ring, imidazole ring and pyrazole ring. , oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, triazole ring, oxadiazole ring, thiadiazole ring, dioxazole ring, dithiazole ring, tetrazole ring, pentazole ring and the like.
The aromatic ring represented by A is preferably a benzene ring, and may further have a substituent, from the viewpoint of compatibility with the light-emitting layer material through interaction. Specific examples thereof include rings having a structure containing a benzene ring represented by the following general formula (III).

Figure 2022116901000004
Figure 2022116901000004

〔R1~R5は、水素又は置換基を表し、それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシカルボニル基、ハロホルミル基、ホルミル基、アシル基、アルコキシ基、メルカプト基、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、カルバモイル基、シリル基、ホスフィンオキシド基、イミド基、芳香族イミド環基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基、又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。
X及びYは、水素、又は、一般式(I)及び(II)中の繰り返し単位L若しくはAとの結合部を表す。〕
[R 1 to R 5 represent hydrogen or a substituent, each independently hydrogen atom, deuterium atom, halogen atom, hydroxy group, carboxyl group, sulfo group, alkoxycarbonyl group, haloformyl group, formyl group, acyl group; , alkoxy group, mercapto group, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, carbamoyl group, silyl group, phosphine oxide group, imide group, aromatic imide ring group, aromatic hydrocarbon ring group , an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.
X and Y represent hydrogen or a bond with repeating unit L or A in general formulas (I) and (II). ]

前記一般式(I)及び(II)において、Lは、それぞれ、2価の連結基を表し、アルキレン基、アルケニレン基、カルボニル基、エーテル基、イミノ基、イミド基、アミド基、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、スルホニル基、スルフィド基、チオエステル基、シリル基、ホスフィンオキシド基、又は二価の芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。 In the general formulas (I) and (II), L each represents a divalent linking group, an alkylene group, an alkenylene group, a carbonyl group, an ether group, an imino group, an imide group, an amide group, and an o-phenylene group. , m-phenylene group, p-phenylene group, sulfonyl group, sulfide group, thioester group, silyl group, phosphine oxide group, or divalent aromatic heterocyclic group, which may further have a substituent.

前記一般式(I)及び(II)において、Lで表されるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ブタン-1,2-ジイル基、ヘキシレン基等が挙げられる。
また、Lで表されるアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、1-メチルビニレン基、1-メチルプロペニレン基、2-メチルプロペニレン基、1-メチルペンテニレン基、3-メチルペンテニレン基、1-エチルビニレン基、1-エチルプロペニレン基、1-エチルブテニレン基、3-エチルブテニレン基等が挙げられる。
Examples of the alkylene group represented by L in the general formulas (I) and (II) include methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, butylene group, butane-1,2-diyl group and hexylene group. etc.
Examples of alkenylene groups represented by L include vinylene group, propenylene group, butenylene group, pentenylene group, 1-methylvinylene group, 1-methylpropenylene group, 2-methylpropenylene group, 1-methylpen Thenylene group, 3-methylpentenylene group, 1-ethylvinylene group, 1-ethylpropenylene group, 1-ethylbutenylene group, 3-ethylbutenylene group and the like.

また、Lで表されるアミド基としては、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が挙げられる。
また、Lで表される二価の芳香族複素環基としては、例えば、上記一般式においてR~Rで表される芳香族複素環基として挙げられたものから導出される二価の基が挙げられる。
Amido groups represented by L include, for example, a methylcarbonylamino group, an ethylcarbonylamino group, a dimethylcarbonylamino group, a propylcarbonylamino group, a pentylcarbonylamino group, a cyclohexylcarbonylamino group and a 2-ethylhexylcarbonylamino group. , an octylcarbonylamino group, a dodecylcarbonylamino group, a phenylcarbonylamino group, a naphthylcarbonylamino group, and the like.
Further, the divalent aromatic heterocyclic group represented by L includes, for example, a divalent heterocyclic group derived from the aromatic heterocyclic groups represented by R 1 to R 5 in the above general formula. groups.

上記一般式(I)~(III)において、R~R5で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、(t)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、ベンジル基等を挙げることができる。 In the above general formulas (I) to (III), examples of alkyl groups represented by R 1 to R 5 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, (t) butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, benzyl group and the like.

また、R~Rで表されるアルケニル基としては、例えば、上記アルキル基に1個以上の二重結合を有するものが挙げられ、より具体的には、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基、1,3-ブタジエニル基、2-ペンテニル基、2-ヘキセニル基等が挙げられる。 Alkenyl groups represented by R 1 to R 5 include, for example, those having one or more double bonds in the above alkyl group, more specifically vinyl group, allyl group, 1- propenyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, 2-hexenyl group and the like.

また、R~Rで表されるアルキニル基としては、例えば、エチニル基、アセチレニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、2-ヘキシニル基、3-ヘキシニル基、1-ヘプチニル基、2-ヘプチニル基、5-ヘプチニル基、1-オクチニル基、3-オクチニル基、5-オクチニル基等が挙げられる。 Examples of alkynyl groups represented by R 1 to R 5 include ethynyl group, acetylenyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group (propargyl group), 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3- butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 3-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 3-hexynyl group, 1-heptynyl group, 2-heptynyl group, 5-heptynyl group, 1- octynyl group, 3-octynyl group, 5-octynyl group and the like.

また、R~Rで表される芳香族炭化水素環基(アリール基ともいう。)としては、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。 Examples of aromatic hydrocarbon ring groups (also referred to as aryl groups) represented by R 1 to R 5 include phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group and anthryl group. group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group and the like.

また、R~Rで表される芳香族複素環基としては、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、フタラジニル基等が挙げられる。 Examples of aromatic heterocyclic groups represented by R 1 to R 4 include pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group and triazolyl group (e.g., 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 (one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is ), a quinoxalinyl group, a pyridazinyl group, a triazinyl group, a quinazolinyl group, a phthalazinyl group, and the like.

また、R~Rで表される非芳香族炭化水素環基としては、例えば、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)、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)、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)、テトラヒドロナフタレン環、9,10-ジヒドロアントラセン環、ビフェニレン環等から導出される1価の基等が挙げられる。 Examples of non-aromatic hydrocarbon ring groups represented by R 1 to R 5 include cycloalkyl groups (e.g., cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), cycloalkoxy groups (e.g., cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group). etc.), cycloalkylthio groups (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), tetrahydronaphthalene rings, 9,10-dihydroanthracene rings, biphenylene rings, and the like.

また、R~Rで表される非芳香族炭化水素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε-カプロラクトン環、ε-カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3-ジオキサン環、1,4-ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン-1,1-ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]-オクタン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、オキサントレン環、チオキサンテン環、フェノキサチイン環等から導出される一価の基等が挙げられる。
上記一般式において、R~Rで表されるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基等が挙げられる。
Examples of non-aromatic hydrocarbon ring groups represented by R 1 to R 5 include epoxy ring, aziridine ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε-caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydro pyran ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine ring, thiomorpholine-1,1-dioxide ring, pyranose ring, diazabicyclo[2,2,2] - monovalent groups derived from octane ring, phenoxazine ring, phenothiazine ring, oxantrene ring, thioxanthene ring, phenoxathiin ring and the like.
Examples of alkoxy groups represented by R 1 to R 5 in the general formula above include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, and 2-ethylhexyloxy groups. , octyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group, tridecyloxy group, tetradecyloxy group, pentadecyloxy group, hexadecyloxy group, heptadecyloxy group, octadecyloxy group, etc. mentioned.

また、R~Rで表されるアシル基としては、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が挙げられる。
また、R~Rで表されるアミノ基としては、例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等が挙げられる。
Examples of acyl groups represented by R 1 to R 5 include acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group and dodecylcarbonyl group. , phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group and the like.
Examples of amino groups represented by R 1 to R 5 include amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, A naphthylamino group, a 2-pyridylamino group and the like can be mentioned.

また、R~Rで表されるシリル基としては、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が挙げられる。 Examples of the silyl group represented by R 1 to R 5 include trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group and phenyldiethylsilyl group.

また、R~Rで表されるホスフィンオキシド基としては、例えば、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジトリルホスフィンオキシド基、ジメチルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシド基、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド基等を挙げることができる。 Phosphine oxide groups represented by R 1 to R 5 include, for example, diphenylphosphine oxide group, ditolylphosphine oxide group, dimethylphosphine oxide group, dinaphthylphosphine oxide group, 9,10-dihydro-9-oxa -10-phosphaphenanthrene-10-oxide group and the like.

~Rで表される基が更に有していても良い置換基としては、例えば、各々独立に、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、(t)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、ベンジル基等)、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、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(アリール基ともいい、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、複素環基(例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε-カプロラクトン環、ε-カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3-ジオキサン環、1,4-ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン1,1-ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]-オクタン環等)、芳香族複素環基(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)、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)、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)、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)、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)、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又はアリールスルホニル基(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、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2-ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ジアリールアミノ基(例えば、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、フェニルナフチルアミノ基等)、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等)、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキルシリル基又はアリールシリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、(t)ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、(t)ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基、2-ピリジルシリル基等)、アルキルホスフィノ基又はアリールホスフィノ基(ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基、メチルフェニルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、ジナフチルホスフィノ基、ジ(2-ピリジル)ホスフィノ基)、アルキルホスホリル基又はアリールホスホリル基(ジメチルホスホリル基、ジエチルホスホリル基、ジシクロヘキシルホスホリル基、メチルフェニルホスホリル基、ジフェニルホスホリル基、ジナフチルホスホリル基、ジ(2-ピリジル)ホスホリル基)、アルキルチオホスホリル基又はアリールチオホスホリル基(ジメチルチオホスホリル基、ジエチルチオホスホリル基、ジシクロヘキシルチオホスホリル基、メチルフェニルチオホスホリル基、ジフェニルチオホスホリル基、ジナフチルチオホスホリル基、ジ(2-ピリジル)チオホスホリル基)から選ばれるいずれかの基を表す。なお、これらの置換基は更に上記の置換基によって置換されていても良いし、また、それらが互いに縮合して更に環を形成していても良い。 Substituents that the groups represented by R 1 to R 5 may further have include, for example, each independently alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, (t) butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, benzyl group, etc.), cycloalkyl group (e.g., cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (e.g., vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (e.g., propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon group (also called aryl group, e.g., phenyl group, p-chlorophenyl 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.), heterocyclic group (e.g., epoxy ring, aziridine ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring , dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε-caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine ring, thiomorpholine 1,1-dioxide ring, pyranose ring, diazabicyclo [ 2,2,2]-octane ring, etc.), aromatic heterocyclic groups (pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (e.g., 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 (one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is a nitrogen atom; ), quinoxalinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), halogen atom (e.g., chlorine atom, bromine atom, iodine atom, fluorine atom, etc.), alkoxy groups (e.g., methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), Cycloalkoxy group (e.g., cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (e.g., phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (e.g., methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group) , octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (e.g., cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (e.g., phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (e.g., methyloxycarbonyl group, ethyl oxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (e.g., phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (e.g., aminosulfonyl group, methyl aminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc. ), ureido group (e.g., methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido 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 groups (e.g., acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide groups (e.g., methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group amino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (e.g., aminocarbonyl group , methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylamino carbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), sulfinyl group (e.g., methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group or arylsulfonyl group (e.g., methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (e.g., amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, diarylamino group (e.g., diphenylamino group, dinaphthylamino group, phenylnaphthylamino group, etc.), naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), nitro group, cyano group, hydroxy group, mercapto group, alkylsilyl group or arylsilyl group ( For example, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, (t) butyldimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, (t) butyldiphenylsilyl group, triphenylsilyl group, trinaphthylsilyl group, 2-pyridylsilyl group, etc.), alkylphos phino group or arylphosphino group (dimethylphosphino group, diethylphosphino group, dicyclohexylphosphino group, methylphenylphosphino group, diphenylphosphino group, dinaphthylphosphino group, di(2-pyridyl)phosphino group), Alkylphosphoryl group or arylphosphoryl group (dime chylphosphoryl group, diethylphosphoryl group, dicyclohexylphosphoryl group, methylphenylphosphoryl group, diphenylphosphoryl group, dinaphthylphosphoryl group, di(2-pyridyl)phosphoryl group), alkylthiophosphoryl group or arylthiophosphoryl group (dimethylthiophosphoryl group, diethylthiophosphoryl group, dicyclohexylthiophosphoryl group, methylphenylthiophosphoryl group, diphenylthiophosphoryl group, dinaphthylthiophosphoryl group, di(2-pyridyl)thiophosphoryl group). These substituents may be further substituted with the above substituents, or they may be condensed with each other to form a ring.

一般式(I)及び(II)において、重合度nは、10~100000の範囲内であることが好ましく、共重合比は、x:y=1:99~99:1の範囲内であることが好ましい。これらの繰り返し構造は、例えば、A-L-A-L、の繰り返しのように逐次的に重合されたものであっても良いし、A-A-L-L、A-L-L-A、のようなブロック重合されたものであっても良い。また、x及びyの、両方又はいずれか一方が、2以上の場合、2以上のA、L及びR1~R5は互いに同じであっても異なっていても良い。 In general formulas (I) and (II), the degree of polymerization n is preferably within the range of 10 to 100000, and the copolymerization ratio x:y is within the range of 1:99 to 99:1. is preferred. These repeating structures, for example, may be sequentially polymerized like the repetition of AL, ALLA, ALLA , may be block-polymerized. When both or either one of x and y is 2 or more, 2 or more of A, L and R 1 to R 5 may be the same or different.

以下、本発明に係るポリマーの具体例を示すが、これらに限られるものではない。n、x及びyは上記と同義の整数を表す。 Specific examples of the polymer according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. n, x and y represent integers as defined above.

下記実施例において、下記構造式(1)~(3)で表されるポリマーを用いた素子は、比較例として記載されているが、これは、ポリマー比率が本発明における数値規定を満たしていないためであり、数値規定を満たしている場合には、本発明に使用することができる。 In the following examples, devices using polymers represented by the following structural formulas (1) to (3) are described as comparative examples, but the polymer ratio does not satisfy the numerical specification in the present invention. It can be used in the present invention if it satisfies the numerical specification.

Figure 2022116901000005
Figure 2022116901000005

Figure 2022116901000006
Figure 2022116901000006

Figure 2022116901000007
Figure 2022116901000007

なお、上記ポリマーの構造式において、重合度nは、10~100000の範囲内であることが好ましい。また、上記構造式(15)及び(25)において、共重合比は、x:y=1:99~99:1の範囲内であることが好ましい。
重量平均分子量は、結晶化や低分子成分の拡散影響を抑える観点で分子量1000以上が好ましく、重合不純物の残留の観点から分子量300万以下のものが好ましい。より好ましくは、5万以上100万以下である。
In the structural formula of the polymer, the degree of polymerization n is preferably within the range of 10 to 100,000. In the structural formulas (15) and (25) above, the copolymerization ratio is preferably within the range of x:y=1:99 to 99:1.
The weight-average molecular weight is preferably 1,000 or more from the viewpoint of suppressing the influence of crystallization and diffusion of low-molecular-weight components, and preferably has a molecular weight of 3,000,000 or less from the viewpoint of residual polymerization impurities. More preferably, it is 50,000 or more and 1,000,000 or less.

ここでいう重量平均分子量とは、溶媒としてジメチルホルムアミドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレンで換算した重量平均分子量をさす。ジメチルホルムアミドで測定できない場合については、テトラヒドロフランを用い、さらに測定できない場合は、ヘキサフルオロイソプロパノールを用い、ヘキサフルオロイソプロパノールでも測定できない場合は、2-クロロナフタレンを用いて測定を行う。 The weight average molecular weight as used herein means the weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) using dimethylformamide as a solvent and converted to polystyrene. If it cannot be measured with dimethylformamide, use tetrahydrofuran. If it cannot be measured, use hexafluoroisopropanol. If it cannot be measured with hexafluoroisopropanol, use 2-chloronaphthalene.

発光層材料を相互作用により相溶させる観点から、ポリマーとしては、ベンゼン環を含むポリマーであることが好ましく、例えば、前述のポリマーのうち、構造式(6)~(10)、(13)~(25)及び(27)~(29)が挙げられる。 From the viewpoint of compatibility with the light-emitting layer material through interaction, the polymer is preferably a polymer containing a benzene ring. (25) and (27)-(29).

また、電極や隣接層との電子的相互作用のし易さの観点から、ベンゼン環を側鎖に含むポリマーであることがより好ましく、例えば、前述のポリマーのうち、構造式(15)、(16)、(24)、(25)、(28)及び(29)が挙げられる。 Further, from the viewpoint of ease of electronic interaction with the electrode and adjacent layers, it is more preferable to use a polymer containing a benzene ring in a side chain. 16), (24), (25), (28) and (29).

さらに、発光層の密度向上の観点から、ポリスチレン及びポリスチレン誘導体からなるポリマーであることが特に好ましく、例えば、前述のポリマーのうち、構造式(28)及び(29)が挙げられる。 Furthermore, from the viewpoint of increasing the density of the light-emitting layer, polymers composed of polystyrene and polystyrene derivatives are particularly preferable.

本発明に係る発光層は、ポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有しており、それぞれが発光層内に分散していることにより、機能性を有するが、比較的高分子であるポリマーが含まれることにより、比較的低分子であるホスト化合物及び発光性ドーパントがポリマー間の隙間に入り込む必要がある。しかし、多くのホスト化合物及び発光性ドーパントが、ベンゼン環を有する構造であることを利用し、ポリマーにベンゼン環を含ませることで、ベンゼン環同士が相互作用し、ポリマーの絡み合う隙間に、ホスト化合物及び発光性ドーパントが入り込むことができる。 The light-emitting layer according to the present invention contains a polymer, a host compound, and a light-emitting dopant, each of which is dispersed in the light-emitting layer, thereby having functionality, but containing a relatively high molecular weight polymer. Therefore, it is necessary for the relatively low-molecular-weight host compound and the luminescent dopant to enter the interstices between the polymers. However, many host compounds and luminescent dopants have structures with benzene rings, and by including benzene rings in the polymer, the benzene rings interact with each other, and the host compound and emissive dopants can enter.

また、ポリマーにおいて、ベンゼン環は側鎖に含まれることにより、主鎖の弾性を維持しつつ、上述のようなホスト化合物および発光性ドーパントの分散性を両立することができるため、電極や隣接層と電子的に相互作用しやすくなる。 In addition, since the benzene ring is included in the side chain of the polymer, it is possible to maintain the elasticity of the main chain while maintaining the dispersibility of the host compound and the luminescent dopant as described above. become more likely to electronically interact with

さらに、ポリマーが、ポリスチレン及びポリスチレン誘導体からなるポリマーであることにより、Π共役平面と水素結合の両方の相互作用の効果を活用できるため、発光層の膜密度が向上し、発光クエンチャーや結晶化の要因となる溶媒分子を、製膜乾燥時に排出しやすくなる。 Furthermore, since the polymer is a polymer composed of polystyrene and polystyrene derivatives, it is possible to utilize the effects of interactions of both Π-conjugated planes and hydrogen bonds. It becomes easy to discharge the solvent molecules that are the cause of the film formation and drying.

ポリマーは、立体規則性の異なる成分の混合物であることが好ましい。立体規則性の異なる成分の混合物であることにより、ポリマーの絡み合う隙間が大きくなるため、ホスト化合物及び発光性ドーパントが更に入り込みやすくなる。混合比率は、上記隙間を得やすい観点から、0.1%以上50%以下が好ましく、1%以上25%以下がより好ましい。 Preferably, the polymer is a mixture of components with different stereoregularities. By being a mixture of components with different stereoregularity, gaps between the polymers are entangled with each other, so that the host compound and the luminescent dopant can enter more easily. The mixing ratio is preferably 0.1% or more and 50% or less, more preferably 1% or more and 25% or less, from the viewpoint of easily obtaining the above gap.

本発明に係るポリマー比率Pは、下記式(i)で表される。
(i)P=I/(I+I+IDp
式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。測定条件を以下に示す。
The polymer ratio P according to the present invention is represented by the following formula (i).
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
In the formula, I P , I H and I Dp are a polymer, a charge-transporting host compound and a light-emitting dopant with a conductivity of 1 S/m or less as measured by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). is the secondary ion intensity of Measurement conditions are shown below.

1次イオン:ビスマスクラスターのダブルチャージイオン(Bi3++
1次イオン加速電圧:30kV
質量範囲(m/z):0~1500
測定範囲:100μm×100μm
スキャン数:16scan/cycle
ピクセル数(1辺):256pixel
エッチングイオン:Arガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)
エッチングイオン加速電圧:5.0kV
Primary ion: Double charged ion of bismuth cluster (Bi 3++ )
Primary ion acceleration voltage: 30 kV
Mass range (m/z): 0-1500
Measurement range: 100 μm×100 μm
Number of scans: 16 scans/cycle
Number of pixels (one side): 256 pixels
Etching ion: Ar gas cluster ion beam (Ar-GCIB)
Etching ion acceleration voltage: 5.0 kV

本発明における、発光層中央部及び電極側界面付近のポリマー比率Pは、以下のように表される。
Pa:陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))
Pb:中央部(x=D/2)
Pc:陰極側界面付近(x=D/10)
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。
In the present invention, the polymer ratio P in the central portion of the light-emitting layer and in the vicinity of the interface on the electrode side is expressed as follows.
Pa: near the interface on the anode side (x = (D-[D/10]))
Pb: central part (x=D/2)
Pc: near the interface on the cathode side (x=D/10)
However, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. The anode-side interface is represented by x=D.

本発明に係るポリマー比率Pは、少なくとも、ポリマー比率Pa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が0.8以上、2.2未満であることを特徴とする。 The polymer ratio P according to the present invention is characterized in that at least either one of the polymer ratio Pa/Pb or Pc/Pb is 0.8 or more and less than 2.2.

発光層内におけるポリマーの分布状況は、電極側界面付近におけるポリマー比率(Pa及びPc)を中央部におけるポリマー比率Pbで割った数値(Pa/Pb及びPc/Pb)により、おおよそ判断することができる。つまり、Pa/Pbの値により、発光層内における中央部から陽極側界面にかけての分布状況、Pc/Pbの値により、中央部から陰極側界面にかけての分布状況がおおよそ分かる。 The distribution of the polymer in the light-emitting layer can be roughly determined from the numerical values (Pa/Pb and Pc/Pb) obtained by dividing the polymer ratio (Pa and Pc) in the vicinity of the interface on the electrode side by the polymer ratio Pb in the central portion. . That is, the Pa/Pb value roughly indicates the distribution state from the central portion to the anode-side interface in the light-emitting layer, and the Pc/Pb value roughly indicates the distribution state from the central portion to the cathode-side interface.

例えば、1を下回る場合は、ポリマーは比較的中央部に集中し、1を上回る場合は、ポリマーは比較的電極側界面に局在化している。また、1に近い場合は、ポリマーはおおよそ均一に含有されていると考えられる。 For example, when it is less than 1, the polymer is relatively centrally concentrated, and when it is greater than 1, the polymer is relatively localized on the electrode side interface. Moreover, when it is close to 1, it is considered that the polymer is contained approximately uniformly.

ポリマーが発光層内で適度に分散していることにより、ホスト化合物及び発光性ドーパントについても発光層内で分散させることができる。従って、ホスト化合物については、電荷キャリアの輸送性を適度に発揮することができる。また、発光性ドーパントについては、凝集状態に起因する消光を防止することができる。 By properly dispersing the polymer in the light-emitting layer, the host compound and the light-emitting dopant can also be dispersed in the light-emitting layer. Therefore, the host compound can appropriately exhibit charge carrier transportability. Also, for a luminescent dopant, quenching caused by aggregation can be prevented.

前記式(i)で表されるポリマー比率Pは、用いるポリマーの構造によって制御することができる。
ポリマー分子内にベンゼンのような芳香環を含むことで、発光層塗布時の基材側の界面の電極の結晶格子または隣接層材料の芳香環とポリマーが相互作用しやすくなり、比較的電極側界面に局在化した構造をつくりやすい。
また、ポリマー分子内に極性基が含まれる場合、膜表面の張力を上げて安定な膜構造となるようにポリマー分子が最表面に凝集し、Pa<Pcの局在状態をつくりやすい。
The polymer ratio P represented by formula (i) can be controlled by the structure of the polymer used.
By including an aromatic ring such as benzene in the polymer molecule, it becomes easier for the polymer to interact with the crystal lattice of the electrode at the interface on the substrate side when the light-emitting layer is applied or the aromatic ring of the adjacent layer material, and the polymer is relatively close to the electrode side. It is easy to create a structure localized at the interface.
Further, when a polar group is contained in the polymer molecule, the polymer molecule tends to aggregate on the outermost surface so as to increase the tension of the film surface and form a stable film structure, thereby easily creating a localized state of Pa<Pc.

また、ポリマー比率Pは、下記実施例で示すように、複数のポリマーを使用し、含有比率を調整することによっても、制御することができる。 The polymer ratio P can also be controlled by using a plurality of polymers and adjusting the content ratio, as shown in the examples below.

電極側界面付近におけるポリマー比率については、電荷キャリアバランスが保たれる観点から、Pa≦Pcであることが好ましく、Pa<Pcであることが、より好ましい。 Regarding the polymer ratio in the vicinity of the interface on the electrode side, Pa≦Pc is preferable, and Pa<Pc is more preferable, from the viewpoint of maintaining the charge carrier balance.

ポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントの総質量を100としたとき、ポリマーの質量比率は5~80質量%であることが、好ましい。上記範囲内であると、ポリマーが、電極側界面にも十分存在するため、発光層と隣接層間、又は、発光層と電極間において、電荷キャリアや化合物等の化学種の移動を制限することができ、電荷キャリアバランスが保たれ、有機EL素子の劣化や消光を引きおこす因子の発生を抑制できる。ポリマーの質量比率は、より好ましくは、10~75質量%であり、更に好ましくは、25~60質量%である。 When the total weight of the polymer, host compound and luminescent dopant is 100, the weight ratio of the polymer is preferably 5 to 80% by weight. Within the above range, the polymer is sufficiently present at the interface on the electrode side, so that movement of chemical species such as charge carriers and compounds can be restricted between the light-emitting layer and the adjacent layer or between the light-emitting layer and the electrode. Thus, the charge carrier balance can be maintained, and the occurrence of factors that cause deterioration and quenching of the organic EL element can be suppressed. The mass ratio of the polymer is more preferably 10-75% by mass, still more preferably 25-60% by mass.

〈電荷輸送性ホスト化合物〉
電荷輸送性ホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない化合物であることが好ましい。
<Charge-transporting host compound>
The charge-transporting host compound is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light-emitting layer, and is preferably a compound whose light emission itself is substantially not observed in the organic EL device.

発光層に用いられるホスト化合物としては、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。例えば、低分子化合物や、繰り返し単位を有する高分子化合物でもよいし、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。 As the host compound used in the light-emitting layer, compounds conventionally used in organic EL devices can be used. For example, it may be a low-molecular-weight compound, a polymer compound having repeating units, or a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group.

公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、更に、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対する安定性の観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。ホスト化合物としては、Tgが80℃以上であることが好ましく、より好ましくは100℃以上である。 As a known host compound, from the viewpoint of stability against heat generation during high-temperature driving of an organic EL device or during driving of the device, It preferably has a high glass transition temperature (Tg). The host compound preferably has a Tg of 80° C. or higher, more preferably 100° C. or higher.

ここで、ガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS-K-7121に準拠した方法により求められる値である。 Here, the glass transition point (Tg) is a value determined by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).

ホスト化合物は、駆動安定性の観点から、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、層中において通電経時で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。 From the viewpoint of drive stability, the host compound must be able to exist stably in all active species states of cation radical state, anion radical state, and excited state, and not undergo chemical changes such as decomposition and addition reactions. It is preferable that the host molecules do not migrate at the angstrom level in the layer during the passage of current.

本発明に用いることができるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、又は、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。 The host compound that can be used in the present invention is not particularly limited, and compounds that are conventionally used in organic EL devices can be used. Representative examples are those having a basic skeleton such as carbazole derivatives, triarylamine derivatives, aromatic derivatives, nitrogen-containing heterocyclic compounds, thiophene derivatives, furan derivatives, oligoarylene compounds, etc., or carboline derivatives and diazacarbazole derivatives (here and the diazacarbazole derivative means that at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom.) and the like.

本発明に用いることができる公知のホスト化合物としては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ前述のとおり高Tgである化合物が好ましい。 A known host compound that can be used in the present invention is preferably a compound that has a hole-transporting ability and an electron-transporting ability, prevents emission from becoming longer in wavelength, and has a high Tg as described above.

また、本発明においては、従来公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。また、従来公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。 Moreover, in the present invention, a conventionally known host compound may be used alone, or a plurality of types may be used in combination. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of electric charges, and to improve the efficiency of the organic EL device. In addition, by using a plurality of conventionally known compounds, it is possible to mix different luminescence, thereby obtaining an arbitrary luminescence color.

また、本発明に用いられるホスト化合物としては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(重合性ホスト化合物)でもよく、このような化合物を1種又は複数種用いても良い。 The host compound used in the present invention may be a low-molecular-weight compound, a high-molecular-weight compound having a repeating unit, or a low-molecular-weight compound (polymerizable host compound) having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group. Well, one or more of such compounds may be used.

本発明の有機EL素子に公知のホスト化合物を用いる場合、その具体例としては、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。 When a known host compound is used in the organic EL device of the present invention, specific examples thereof include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.

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、同2016-178274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号公報、特開2007-254297号公報、欧州特許第2034538号明細書、国際公開第2011/055933号、国際公開第2012/035853号、特開2015-38941号公報、米国特許出願公開第2017/056814号明細書である。 JP 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357977, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445, 2002-343568, 2002-141173, 2002-352957, 2002-203683, 2002-363227, 2002-231453, 2003 -3165, 2002-234888, 2003-27048, 2002-255934, 2002-260861, 2002-280183, 2002-299060, 2002- 302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, 2016-178274, US Patent Application Publication No. 2003/0175553, US Patent Application Publication No. 2006 US2005/0112407, US2009/0017330, US2009/0030202, US2005/0238919 No., WO 2001/039234, WO 2009/021126, WO 2008/056746, WO 2004/093207, WO 2005/089025, WO 2007/063796 WO 2007/063754, WO 2004/107822, WO 2005/030900, WO 2006/114966, WO 2009/086028, WO 2009/003898, WO 2012/023947, JP 2008-074939, JP 2007-254297, EP 2034538, WO 2011/055933, WO 2012/035853, JP 2015-38941 and US Patent Application Publication No. 2017/056814.

その中でも本発明のホスト化合物としては、非ハロゲン溶媒に溶解するホスト化合物が好ましく、エステル系溶媒に溶解するホスト化合物であることがさらに好ましい。ハロゲン溶媒であると隣接層がある場合にその下層を溶解してしまう問題があるからである。隣接する層が電極の場合は特に限定されない。また、ホスト化合物の分子量としては、1000以下であると溶解しやすいために好ましい。 Among them, the host compound of the present invention is preferably a host compound that dissolves in a non-halogen solvent, and more preferably a host compound that dissolves in an ester solvent. This is because a halogen solvent has the problem of dissolving the lower layer if there is an adjacent layer. There is no particular limitation when the adjacent layer is an electrode. Moreover, it is preferable that the molecular weight of the host compound is 1000 or less because it is easily dissolved.

ポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントの総質量を100としたとき、ホスト化合物の質量比率は、電荷輸送の観点から、10%以上であることが好ましく、ポリマーによる分散効果を受けやすい観点から、75%以下であることが好ましい。より好ましくは、30~60%の範囲内である。 When the total mass of the polymer, host compound, and luminescent dopant is 100, the mass ratio of the host compound is preferably 10% or more from the viewpoint of charge transport, and 75% from the viewpoint of being susceptible to the dispersion effect of the polymer. % or less. More preferably, it is in the range of 30-60%.

本発明に用いられるホスト化合物としては、以下の一般式で表される構造を有する化合物であることが好ましい。 The host compound used in the present invention is preferably a compound having a structure represented by the following general formula.

〔一般式(1)で表される構造を有する化合物〕
発光層は、下記一般式(1)で表される構造を有する化合物を含有する塗布液を用いて形成することが好ましい。
[Compound Having Structure Represented by General Formula (1)]
The light-emitting layer is preferably formed using a coating liquid containing a compound having a structure represented by the following general formula (1).

Figure 2022116901000008
Figure 2022116901000008

〔一般式(1)中、Xは、O、S又はNRを表す。Rは、水素原子、重水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基、非芳香族複素環基又は下記一般式(2)で表される置換基を表す。R~Rは、それぞれ、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アシル基、アミノ基、シリル基、ホスフィンオキシド基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基、非芳香族複素環基又は下記一般式(2)で表される置換基を表す。R~Rの少なくとも一つは、下記一般式(2)で表される置換基を表す。R~Rは、互いに同じであっても異なっていても良く、更に置換基を有していても良い。〕 [In general formula (1), X represents O, S, or NR9. R 9 is a hydrogen atom, deuterium atom, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, arylalkyl group, aromatic hydrocarbon ring group, aromatic heterocyclic group, non-aromatic hydrocarbon ring group, non-aromatic heterocyclic ring group or a substituent represented by the following general formula (2). R 1 to R 8 each represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an acyl group, an amino group, a silyl group, a phosphine oxide group, and an aromatic hydrocarbon group. It represents a hydrogen ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, a non-aromatic heterocyclic group, or a substituent represented by the following general formula (2). At least one of R 1 to R 9 represents a substituent represented by general formula (2) below. R 1 to R 9 may be the same or different, and may have a substituent. ]

Figure 2022116901000009
Figure 2022116901000009

〔一般式(2)中、Lは、それぞれ、アルキレン基、アルケニレン基、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、アミド基又は二価の芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。nは、1~8の整数を表す。nが2以上の整数を表す場合、2以上のLは、互いに同じであっても異なっていても良い。Rは、炭素原子数1~20のアルキル基、炭素原子数1~20のアルコキシ基、炭素原子数1~20のフッ化アルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基又は非芳香族炭化水素環基を表し、更に置換基を有していても良い。mは、1~3の整数を表す。L及びRのうち少なくとも一つはアルキレン基又はアルキル基を表す。一般式(2)で表される置換基が複数ある場合、L及びRは、互いに同じであっても異なっていても良いが、互いに連結し環を形成することはない。〕 [In the general formula (2), each L represents an alkylene group, an alkenylene group, an o-phenylene group, an m-phenylene group, a p-phenylene group, an amide group or a divalent aromatic heterocyclic group, and further substituted You may have a group. n represents an integer of 1-8. When n represents an integer of 2 or more, 2 or more L's may be the same or different. R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group or a non-aromatic represents a group hydrocarbon ring group, which may further have a substituent. m represents an integer of 1 to 3; At least one of L and R represents an alkylene group or an alkyl group. When there are a plurality of substituents represented by general formula (2), L and R may be the same or different, but are not linked to form a ring. ]

上記一般式(1)におけるR~Rで表される置換基は、前記一般式(I)~(III)におけるR~Rと同義である。また、上記一般式(2)におけるLで表される連結基は、前記一般式(I)及び(II)におけるLと同義である。 The substituents represented by R 1 to R 9 in general formula (1) have the same meanings as R 1 to R 6 in general formulas (I) to (III). Further, the linking group represented by L in the general formula (2) has the same definition as L in the general formulas (I) and (II).

上記一般式(2)において、Rで表される炭素原子数1~20のアルキル基としては、例えば、上記一般式(1)においてR~Rで表されるアルキル基として挙げられたもののうち、炭素原子数が1~20の基が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R in the above general formula (2) include those listed as the alkyl groups represented by R 1 to R 9 in the above general formula (1). Among them, groups having 1 to 20 carbon atoms are exemplified.

Rで表される炭素原子数1~20のフッ化アルキル基としては、例えば、上記炭素原子数1~20のアルキル基の水素原子がフッ素原子に置換した基が挙げられる。 Examples of the fluorinated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R include groups in which hydrogen atoms of the above alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms are substituted with fluorine atoms.

Rで表される炭素原子数1~20のアルコキシ基としては、例えば、上記一般式(1)においてR~Rで表されるアルコキシ基として挙げられたもののうち、炭素原子数が1~20の基が挙げられる。 The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms represented by R includes, for example, those exemplified as the alkoxy groups represented by R 1 to R 8 in the general formula (1) having 1 to 20 carbon atoms. Twenty groups are mentioned.

Rで表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基又は非芳香族炭化水素環基としては、例えば、上記一般式(1)においてR~Rで表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基又は非芳香族炭化水素環基と同様のものが挙げられる。 Examples of the aromatic hydrocarbon ring group, aromatic heterocyclic group or non-aromatic hydrocarbon ring group represented by R include aromatic hydrocarbons represented by R 1 to R 9 in the above general formula (1) The same as the cyclic group, aromatic heterocyclic group or non-aromatic hydrocarbon cyclic group can be mentioned.

上記一般式(2)において、L及びRが更に有していても良い置換基としては、例えば、上記一般式(1)においてR~Rが有していても良い置換基と同様のものが挙げられる。 In general formula (2), the substituents that L and R may further have include, for example, the same substituents that R 1 to R 9 may have in general formula (1). things are mentioned.

上記一般式(1)で表される構造を有する化合物としては、一般式(2)で表される置換基のうち、少なくとも一つのLが炭素原子数1~6のアルキレン基であるものが好ましく、また、一般式(2)で表される置換基のうち、少なくとも一つのRが炭素原子数1~6のアルキル基であるものが好ましい。 As the compound having the structure represented by the general formula (1), among the substituents represented by the general formula (2), at least one L is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Also, among the substituents represented by formula (2), at least one R is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

以下、本発明に係る一般式(1)で表される構造を有する化合物の具体例を示すが、これらに限られるものではない。 Specific examples of the compound having the structure represented by formula (1) according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2022116901000010
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Figure 2022116901000011
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Figure 2022116901000012
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Figure 2022116901000013
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Figure 2022116901000014
Figure 2022116901000014

〈発光性ドーパント〉
本発明に係る「発光性ドーパント」とは、電圧をかけると下記機構により発光する有機発光性化合物をいう。発光層を、陰極及び陽極で挟み、電圧をかけることにより、注入される電子と正孔が発光層内の発光性ドーパントの分子上で再結合する。発光性ドーパントは、このときに生じるエネルギーにより励起される。そして、励起状態から再び基底状態に戻る際に光が発生する。励起状態(一重項)から基底状態に戻る際の発光が蛍光であり、一重項状態からややエネルギー準位の低い三重項状態を経由して基底状態に戻る際の発光がリン光である。
<Luminescent dopant>
A "luminescent dopant" according to the present invention refers to an organic luminescent compound that emits light by the following mechanism when a voltage is applied. By sandwiching the light-emitting layer between a cathode and an anode and applying a voltage, injected electrons and holes recombine on molecules of the light-emitting dopant in the light-emitting layer. The luminescent dopant is excited by the energy generated at this time. Then, light is generated when returning from the excited state to the ground state. Fluorescence is emitted when the excited state (singlet) returns to the ground state, and phosphorescence is emitted when the singlet state returns to the ground state via a triplet state with a slightly lower energy level.

電子と正孔の再結合により生成される励起子には、一重項励起子と三重項励起子があり、その生成確率はスピン統計則に従い、一重項励起子が25%、三重項励起子が75%である。通常室温では、有機化合物の発光は、一重項励起状態からの発光(蛍光)のみからであり、残りの75%の三重項励起状態は発光せずに熱失活してしまう。すなわち、再結合により得られる励起子のうちの25%のみしか発光には寄与しておらず、残り75%の励起子を発光として活用することにより、発光効率は格段に向上すると考えられる。 Excitons generated by recombination of electrons and holes include singlet excitons and triplet excitons. 75%. Normally, at room temperature, light emission from an organic compound is only from light emission (fluorescence) from the singlet excited state, and the remaining 75% triplet excited state is thermally deactivated without emitting light. That is, only 25% of the excitons obtained by recombination contribute to light emission, and it is considered that the light emission efficiency can be significantly improved by utilizing the remaining 75% of excitons for light emission.

近年では、安達らの発見により一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギーギャップを小さくすることで、発光中のジュール熱及び/又は発光素子が置かれる環境温度によりエネルギー準位の低い三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差がおこり、結果としてほぼ100%に近い蛍光発光を可能とする現象(熱活性型遅延蛍光又は熱励起型遅延蛍光ともいう:「TADF」:thermally activated delayed fluorescence)とそれを可能にする蛍光発光性化合物が見いだされている(例えば、非特許文献H.Uoyama,et al.,Nature,2012,492,234-238、H.Nakanоtani,et al.,Nature Communicaion,2014,5,4016-4022等参照。)。 In recent years, by reducing the energy gap between the singlet excited state and the triplet excited state, Adachi et al. Reverse intersystem crossing occurs from the state to the singlet excited state, resulting in a phenomenon that enables nearly 100% fluorescence emission (also referred to as thermally activated delayed fluorescence or thermally excited delayed fluorescence: “TADF”: thermally activated delayed fluorescence) and fluorescent compounds that enable it have been found (for example, non-patent literature H. Uoyama, et al., Nature, 2012, 492, 234-238, H. Nakanotani, et al., Nature Communication, 2014, 5, 4016-4022, etc.).

前記「蛍光発光」及び「リン光発光」に用いられる発光性ドーパントとしては、蛍光発光性ドーパント(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。)又はリン光発光性ドーパント(リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう。)が好ましく用いられる。また、発光性ドーパントは、複数種含まれていてもよく、例えば、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光性ドーパントとリン光発光性ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。 As the luminescent dopant used for the above-mentioned "fluorescence emission" and "phosphorescence emission", a fluorescent dopant (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) or a phosphorescent dopant (phosphorescent dopant, phosphorescent compound Also called.) is preferably used. Moreover, a plurality of types of luminescent dopants may be contained, and for example, a combination of dopants having different structures or a combination of a fluorescent dopant and a phosphorescent dopant may be used. This makes it possible to obtain an arbitrary emission color.

ポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントの総質量を100としたとき、発光性ドーパントの質量比率は、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一であってもよいし、任意の分布を有していてもよい。 Taking the total weight of polymer, host compound and emissive dopant as 100, the weight ratio of emissive dopant can be arbitrarily determined based on the particular dopant used and the requirements of the device. may be uniform or may have an arbitrary distribution in the layer thickness direction.

発光性ドーパントは、酸素や水と反応すると発光機能を失ってしまうため、大気下での製造においては、大気中の酸素や水と接触しづらくする必要がある。本発明では、ポリマー比率Pを範囲内に調整することにより、接触しづらくしており、発光性ドーパントの質量比率が30%以下であることが好ましい。 Since a luminescent dopant loses its luminescent function when it reacts with oxygen or water, it is necessary to make contact with oxygen or water in the atmosphere difficult during production in the atmosphere. In the present invention, contact is made difficult by adjusting the polymer ratio P within a range, and the mass ratio of the luminescent dopant is preferably 30% or less.

(蛍光発光性ドーパント)
蛍光発光性ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。
(Fluorescent dopant)
The fluorescent dopant is a compound capable of emitting light from an excited singlet, and is not particularly limited as long as light emission from an excited singlet can be observed.

蛍光発光性ドーパントしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。 Examples of fluorescent dopants include anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, arylamine derivatives, boron complexes, coumarin derivatives, Examples include pyran derivatives, cyanine derivatives, croconium derivatives, squalium derivatives, oxobenthracene derivatives, fluorescein derivatives, rhodamine derivatives, pyrylium derivatives, perylene derivatives, polythiophene derivatives, rare earth complex compounds, and the like.

(リン光発光性ドーパント)
リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、25℃においてリン光量子収率が0.01以上の化合物である。発光層に用いられるリン光発光性ドーパントにおいて、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
(phosphorescent dopant)
The phosphorescent dopant is a compound in which emission from excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25°C), and has a phosphorescence quantum yield of 0 at 25°C. .01 or higher. The phosphorescent dopant used in the light-emitting layer preferably has a phosphorescence quantum yield of 0.1 or more.

前記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できる。発光層に用いられるリン光発光性ドーパントは、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)が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Experimental Chemistry Course 7, 4th edition, Spectroscopy II, page 398 (1992 edition, Maruzen). Phosphorescence quantum yield in solution can be measured using various solvents. The phosphorescence-emitting dopant used in the light-emitting layer should achieve the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent.

リン光発光性ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知の材料から適宜選択して用いることができる。本発明に使用できる公知のリン光発光性ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。 The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known materials used in the light-emitting layer of organic EL devices and used. Specific examples of known phosphorescent dopants that can be used in the present invention include the 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)、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号明細書、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号明細書、米国特許第6687266号明細書、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号明細書、米国特許第7396598号明細書、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号明細書、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号明細書、米国特許第7534505号明細書、米国特許第7445855号明細書、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号明細書、米国特許出願公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号明細書、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。 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), WO 2009/100991, WO 2008/101842, WO 2003/040257, U.S. Patent Application Publication No. 2006/835469, U.S. Patent Application Publication No. 2006/ 0202194, US Patent Application Publication No. 2007/0087321, US 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), WO 2009/050290, WO 2002/015645, WO 2009/000673, US 2002/0034656, US 7332232 , US2009/0108737, US2009/0039776, US6921915, US6687266, US2007/0190359 Specification, US Patent Application Publication No. 2006/0008670, US Patent Application Publication No. 2009/0165846, US Patent Application Publication No. 2008/0015355, US Patent No. 7250226, US Patent No. 7396598, US2006/0263635, US2003/0138657, US2003/0152802, US7090928, 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), WO 2002/002714, WO 2006/009024, WO 2006/056418, WO 2005/019373, WO 2005/123873, WO 2005/123873 2005/123873, WO2007/004380, WO2006/082742, US2006/0251923, US2005/0260441, US7393599 Specification, US7534505, US7445855, US2007/0190359, US2008/0297033, US7338722 , US2002/0134984, US7279704, US2006/098120, US2006/103874, WO2005/ 076380, WO 2010/032663, WO 2008140115, WO 2007/052431, WO 2011/134013, WO 2011/157339, WO 2010/086089, International Publication No. 2009/113646, WO 2012/020327, WO 2011/051404, WO 2011/004639, WO 2011/073149, US Patent Application Publication No. 2012/228583 , US Patent Application Publication No. 2012/212126, JP 2012-069737, JP 2012-195554, JP 2009-114086, JP 2003-81988, JP 2002-302671 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-363552.

中でも、好ましいリン光発光性ドーパントとしては、Irを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。更に好ましくは、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。 Among them, preferred phosphorescent dopants include organometallic complexes having Ir as a central metal. Complexes containing at least one coordination mode of metal-carbon bond, metal-nitrogen bond, metal-oxygen bond, and metal-sulfur bond are more preferred.

(遅延蛍光化合物)
〔励起三重項-三重項消滅(TTA)遅延蛍光化合物〕
蛍光発光性化合物の問題点を解決すべく登場したのが遅延蛍光を利用した発光方式である。三重項励起子同士の衝突を起源とするTTA方式は、下記のような一般式で記述できる。すなわち、従来、励起子のエネルギーが、無輻射失活により、熱にしか変換されなかった三重項励起子の一部が、発光に寄与しうる一重項励起子に逆項間交差できるメリットがあり、実際の有機EL素子においても従来の蛍光発光素子の約2倍の外部取り出し量子効率を得ることができている。
(Delayed fluorescence compound)
[Excited triplet-triplet annihilation (TTA) delayed fluorescence compound]
A luminescence method using delayed fluorescence has emerged to solve the problems of fluorescent compounds. The TTA method originating from collisions between triplet excitons can be described by the following general formula. That is, conventionally, exciton energy is converted only to heat by non-radiative deactivation, but some of the triplet excitons have the advantage of being able to reverse intersystem crossover to singlet excitons that can contribute to light emission. In actual organic EL devices, it is possible to obtain an external extraction quantum efficiency approximately double that of conventional fluorescent light emitting devices.

一般式:T+T→S+S(式中、Tは三重項励起子、Sは一重項励起子、Sは基底状態分子を表す。)
しかしながら、上式からも分かるように、二つの三重項励起子から発光に利用できる一重項励起子は一つしか生成しないため、この方式で100%の内部量子効率を得ることは原理上できない。
General formula: T * +T * →S * +S (Wherein, T * represents a triplet exciton, S * represents a singlet exciton, and S represents a ground state molecule.)
However, as can be seen from the above equation, only one singlet exciton that can be used for light emission is generated from two triplet excitons, so in principle it is impossible to obtain 100% internal quantum efficiency with this method.

〔熱活性型遅延蛍光(TADF)化合物〕
もう一つの高効率蛍光発光であるTADF方式は、TTAの問題点を解決できる方式である。
[Thermal activated delayed fluorescence (TADF) compound]
The TADF method, which is another high-efficiency fluorescence emission method, is a method that can solve the problems of TTA.

蛍光発光性化合物は、前記のごとく無限に分子設計できる利点を持っている。すなわち、分子設計された化合物の中で、特異的に三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位差(以下において、適宜、「ΔEST」と略記する。)が極めて近接する化合物が存在する。 Fluorescent compounds have the advantage that they can be designed indefinitely as described above. That is, among molecularly designed compounds, there are compounds in which the energy level difference between the triplet excited state and the singlet excited state (hereinafter, appropriately abbreviated as " ΔEST ") is extremely close. do.

このような化合物は、分子内に重原子を持っていないにもかかわらず、ΔESTが小さいために通常では起こりえない三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起こる。さらに、一重項励起状態から基底状態への失活(=蛍光発光)の速度定数が極めて大きいことから、三重項励起子はそれ自体が基底状態に熱的に失活(無輻射失活)するよりも、一重項励起状態経由で蛍光を発しながら基底状態に戻る方が速度論的に有利である。そのため、TADFでは理論的には100%の蛍光発光が可能となる。 Such a compound does not have a heavy atom in the molecule, but reverse intersystem crossing from a triplet excited state to a singlet excited state, which cannot normally occur due to a small ΔEST , occurs. Furthermore, since the rate constant of deactivation (= fluorescence emission) from the singlet excited state to the ground state is extremely large, the triplet exciton itself is thermally deactivated to the ground state (non-radiative deactivation). It is kinetically advantageous to return to the ground state while emitting fluorescence via the singlet excited state. Therefore, TADF theoretically enables 100% fluorescence emission.

蛍光発光性ドーパントして、遅延蛍光を発する化合物(遅延蛍光発光性化合物及び熱活性型遅延蛍光化合物)の例としては、国際公開第2011/156793号、特開2011-213643号公報、特開2010-93181号公報、特許5366106号、国際公開第2013/161437号、国際公開第2016/158540号等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 As a fluorescent dopant, examples of compounds that emit delayed fluorescence (delayed fluorescence-emitting compounds and thermally activated delayed fluorescence compounds) include International Publication No. 2011/156793, JP-A-2011-213643, and JP-A-2010. -93181, Japanese Patent No. 5366106, International Publication No. 2013/161437, International Publication No. 2016/158540, etc., but the present invention is not limited thereto.

また、本発明では、発光層に含有される発光素子として、量子ドット含有有機発光素子(QD-OLED)を用いることも可能であり、例えば、特開2014-077046号公報、特開2014-078380号公報、特開2014-078381号公報、特開2017-101128号公報等に記載されている構成を参照することができる。 Further, in the present invention, a quantum dot-containing organic light-emitting device (QD-OLED) can be used as the light-emitting device contained in the light-emitting layer. The configurations described in JP-A-2014-078381, JP-A-2017-101128, and the like can be referred to.

また、量子ドットを含有する無機発光素子(QLED)としては、例えば、特開2015-156367号公報、特開2018-078279号公報に記載されている内容を参照することができる。 Further, as an inorganic light emitting device (QLED) containing quantum dots, for example, the contents described in JP-A-2015-156367 and JP-A-2018-078279 can be referred to.

さらに、本発明に係る発光層は、ペロブスカイト化合物を含有する層としてもよい。 Furthermore, the light-emitting layer according to the present invention may be a layer containing a perovskite compound.

本発明において、「ペロブスカイト化合物」とは、ペロブスカイト構造を有する化合物をいう。ペロブスカイト化合物は、有機物及び無機物がペロブスカイト構造の構成要素となっているペロブスカイト化合物(有機無機ハイブリッド構造のペロブスカイト化合物)であることが好ましい。 In the present invention, "perovskite compound" means a compound having a perovskite structure. The perovskite compound is preferably a perovskite compound in which an organic substance and an inorganic substance are constituent elements of the perovskite structure (a perovskite compound with an organic-inorganic hybrid structure).

本発明においては、ペロブスカイト化合物が、下記一般式(a)で表される構造を有することが、光電変換効率の観点から好ましい。 In the present invention, the perovskite compound preferably has a structure represented by the following general formula (a) from the viewpoint of photoelectric conversion efficiency.

一般式(a):R-M-X
上記一般式(a)において、Rは有機分子を表す。Mは金属原子を表す。Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子を表す。
General formula (a): RMX
In the above general formula (a), R represents an organic molecule. M represents a metal atom. X represents a halogen atom or a chalcogen atom.

上記一般式(a)において、Rは有機分子であり、C(l、m及びnはいずれも正の整数を表す。)で示される分子であることが好ましい。 In the above general formula (a), R is an organic molecule, preferably a molecule represented by C1NmXn ( l , m and n all represent positive integers).

Rは、具体的には、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、イミダゾリン、カルバゾール及びこれらのイオン(例えば、メチルアンモニウム(CHNH)等)やフェネチルアンモニウム等が挙げられる。なかでも、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン及びこれらのイオンやフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン及びこれらのイオンがより好ましい。 R is specifically methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, hexylmethylamine, ethylpropylamine, ethylbutylamine, imidazole, azole, pyrrole, aziridine, azirine, azetidine, Azeto, imidazoline, carbazole and their ions (eg, methylammonium (CH 3 NH 3 ), etc.), phenethylammonium, and the like. Among them, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, their ions and phenethylammonium are preferred, and methylamine, ethylamine, propylamine and their ions are more preferred.

Mは金属原子であり、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、ユウロピウム等が挙げられる。これらの元素は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 M is a metal atom such as lead, tin, zinc, titanium, antimony, bismuth, nickel, iron, cobalt, silver, copper, gallium, germanium, magnesium, calcium, indium, aluminum, manganese, chromium, molybdenum, europium, etc. mentioned. These elements may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

Xはハロゲン原子又はカルコゲン原子であり、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、硫黄、セレン等が挙げられる。これらの元素は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なかでも、構造中にハロゲン原子を含有することで、上記ペロブスカイト化合物が有機溶媒に可溶になり、安価な印刷法等への適用が可能になることから、ハロゲン原子が好ましい。更に、上記有機無機ペロブスカイト化合物のエネルギーバンドギャップが狭くなることから、ヨウ素がより好ましい。 X is a halogen atom or a chalcogen atom such as chlorine, bromine, iodine, sulfur and selenium. These elements may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among them, the halogen atom is preferable because the perovskite compound becomes soluble in an organic solvent by containing a halogen atom in the structure, and application to inexpensive printing methods and the like becomes possible. Furthermore, iodine is more preferable because it narrows the energy bandgap of the organic-inorganic perovskite compound.

以下、本発明において、好適に用いることができる発光性ドーパントの具体例を示すが、これらに限られるものではない。 Specific examples of the luminescent dopant that can be suitably used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these.

Figure 2022116901000015
Figure 2022116901000015

Figure 2022116901000016
Figure 2022116901000016

Figure 2022116901000017
Figure 2022116901000017

(電荷キャリア輸送層)
「電荷キャリア輸送層(「電荷輸送層」ともいう。)」とは、電荷キャリアすなわち電子又は正孔を輸送する機能を有する化合物を含有する層をいう。
以下においては、電荷キャリア輸送層(「電荷輸送層」)を「電子輸送層」と「正孔輸送層」に分けて説明する。
(Charge carrier transport layer)
A “charge carrier transport layer (also referred to as a “charge transport layer”)” refers to a layer containing a compound having the function of transporting charge carriers, ie, electrons or holes.
In the following, the charge carrier transport layer (“charge transport layer”) is divided into an “electron transport layer” and a “hole transport layer” for explanation.

[電子輸送層]
「電子輸送層」とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
[Electron transport layer]
The "electron transport layer" is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer is also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or multiple layers.

また、電子輸送層は、以下に説明する電子輸送材料を含有する塗布液を用いて形成することが好ましい。また、当該塗布液は前記極性フッ化溶媒を含有することが好ましい。極性フッ化溶媒に対する溶解度は、電子輸送層の材料、絶縁性層の材料、発光層の材料の順に低くなることが好ましい。 Also, the electron transport layer is preferably formed using a coating liquid containing an electron transport material described below. Moreover, the coating liquid preferably contains the polar fluorinated solvent. The solubility in the polar fluorinated solvent is preferably lower in the order of the material of the electron transport layer, the material of the insulating layer, and the material of the light emitting layer.

従来、電子輸送層(複数層とする場合は陰極側に隣接する電子輸送層)に用いられる電子輸送材料としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していれば良く、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、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、8-キノリノール誘導体等の金属錯体等が挙げられる。 Conventionally, the electron transporting material used for the electron transporting layer (the electron transporting layer adjacent to the cathode side in the case of multiple layers) should have the function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. Any compound can be selected and used from conventionally known compounds. Examples include metal complexes such as fluorene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, silole derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives and 8-quinolinol derivatives.

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。 In addition, metal-free or metal phthalocyanines, or those whose terminals are substituted with alkyl groups, sulfonic acid groups, or the like can also be preferably used as electron transport materials.

これらの中でもカルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ピリジン誘導体等が本発明では好ましく、アザカルバゾール誘導体であることがより好ましい。 Among these, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, pyridine derivatives and the like are preferred in the present invention, and azacarbazole derivatives are more preferred.

電子輸送層は、前記電子輸送材料を、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット印刷法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜として形成することができ、好ましくは、前記電子輸送材料及びフッ化アルコール溶剤を含有する塗布液を用いたウェット・プロセスにより形成することができる。 The electron transport layer can be formed as a thin film from the electron transport material by a known method such as a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet printing method, or an LB method. It can be formed by a wet process using a coating liquid containing a transport material and a fluorinated alcohol solvent.

電子輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmである。電子輸送層は前記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であっても良い。 The layer thickness of the electron-transporting layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、前記電子輸送材料の他に、不純物をゲスト材料としてドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4-297076号公報、同10-270172号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。 In addition to the electron transport material, an electron transport layer having a high n property doped with an impurity as a guest material can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Am. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004).

本発明における電子輸送層には、有機物のアルカリ金属塩を含有することが好ましい。有機物の種類としては特に制限はないが、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩が挙げられ、好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、より好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩が好ましく、脂肪族カルボン酸の炭素原子数が4以下であることが好ましい。最も好ましくは酢酸塩である。 The electron transport layer in the invention preferably contains an alkali metal salt of an organic substance. Although there are no particular restrictions on the type of organic matter, formate, acetate, propionic acid, butyrate, valerate, caproate, enanthate, caprylate, oxalate, malonate, and succinate , benzoate, phthalate, isophthalate, terephthalate, salicylate, pyruvate, lactate, malate, adipate, mesylate, tosylate, benzenesulfonate. , preferably formate, acetate, propionate, butyrate, valerate, caproate, enanthate, caprylate, oxalate, malonate, succinate, benzoate, more preferably is preferably an alkali metal salt of an aliphatic carboxylic acid such as formate, acetate, propionate or butyrate, and the aliphatic carboxylic acid preferably has 4 or less carbon atoms. Acetate is most preferred.

有機物のアルカリ金属塩のアルカリ金属の種類としては特に制限はないが、Na、K、Cs、Liが挙げられ、好ましくはK、Cs、更に好ましくはCsである。有機物のアルカリ金属塩としては、前記有機物とアルカリ金属の組み合わせが挙げられ、好ましくは、ギ酸Li、ギ酸K、ギ酸Na、ギ酸Cs、酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、プロピオン酸Li、プロピオン酸Na、プロピオン酸K、プロピオン酸Cs、シュウ酸Li、シュウ酸Na、シュウ酸K、シュウ酸Cs、マロン酸Li、マロン酸Na、マロン酸K、マロン酸Cs、コハク酸Li、コハク酸Na、コハク酸K、コハク酸Cs、安息香酸Li、安息香酸Na、安息香酸K、安息香酸Cs、より好ましくは酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、最も好ましくは酢酸Csである。 The type of alkali metal in the alkali metal salt of the organic substance is not particularly limited, but includes Na, K, Cs and Li, preferably K and Cs, more preferably Cs. Examples of the alkali metal salts of organic substances include combinations of the above organic substances and alkali metals, preferably Li formate, K formate, Na formate, Cs formate, Li acetate, K acetate, Na acetate, Cs acetate, Li propionate, Sodium propionate, K propionate, Cs propionate, Li oxalate, Na oxalate, K oxalate, Cs oxalate, Li malonate, Na malonate, K malonate, Cs malonate, Li succinate, succinic acid Na, K succinate, Cs succinate, Li benzoate, Na benzoate, K benzoate, Cs benzoate, more preferably Li acetate, K acetate, Na acetate, Cs acetate, most preferably Cs acetate.

これらドープ材の含有量は、添加する電子輸送層に対し、好ましくは1.5~35質量%であり、より好ましくは3~25質量%であり、最も好ましくは5~15質量%である。 The content of these dopants is preferably 1.5 to 35% by weight, more preferably 3 to 25% by weight, most preferably 5 to 15% by weight, based on the electron transport layer to which they are added.

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。 Specific examples of known electron-transporting materials suitable for use in the organic EL device of the present invention include the compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.

米国特許第6528187号明細書、米国特許第7230107号明細書、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号明細書、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、欧州特許第2311826号明細書、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号等に記載の化合物を挙げることができる。 US6528187, US7230107, US2005/0025993, US2004/0036077, US2009/0115316 , U.S. Patent Application Publication No. 2009/0101870, U.S. Patent Application Publication No. 2009/0179554, WO 2003/060956, WO 2008/132085, 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), US Pat. , International Publication No. 2006/067931, International Publication No. 2007/086552, International Publication No. 2008/114690, International Publication No. 2009/069442, International Publication No. 2009/066779, International Publication No. 2009/054253, International Publication No. 2011/086935, WO 2010/150593, WO 2010/047707, EP 2311826, JP 2010-251675, JP 2009-209133, JP 2009 -124114, JP 2008-277810, JP 2006-156445, JP 2005-340122, JP 2003-45662, JP 2003-31367, JP 2003-282270 No. 2012/115034, and the like.

[正孔輸送層]
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料から構成されており、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、正孔輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
[Hole transport layer]
The hole transport layer is composed of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. Also, the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

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

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

芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノフェニル、N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1′-ビフェニル〕-4,4′-ジアミン(略称:TPD)、2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N′,N′-テトラ-p-トリル-4,4′-ジアミノビフェニル、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン、ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N′-ジフェニル-N,N′-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノジフェニルエーテル、4,4′-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N-トリ(p-トリル)アミン、4-(ジ-p-トリルアミノ)-4′-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン、3-メトキシ-4′-N,N-ジフェニルアミノスチルベンゼン及びN-フェニルカルバゾール等が挙げられる。更には米国特許第5061569号明細書に記載されている2個の縮合芳香環を分子内に有するもの、例えば、4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル(略称:NPD)、特開平4-308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された4,4′,4″-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(略称:MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N,N,N',N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl, N,N'-diphenyl-N,N'- Bis(3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl]-4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 2,2-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)propane, 1,1 -bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexane, N,N,N',N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl, 1,1-bis(4-di-p -tolylaminophenyl)-4-phenylcyclohexane, bis(4-dimethylamino-2-methylphenyl)phenylmethane, bis(4-di-p-tolylaminophenyl)phenylmethane, N,N'-diphenyl-N, N'-di(4-methoxyphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl, N,N,N',N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis(diphenylamino) quadriphenyl, N,N,N-tri(p-tolyl)amine, 4-(di-p-tolylamino)-4'-[4-(di-p-tolylamino)styryl]stilbene, 4-N,N -diphenylamino-(2-diphenylvinyl)benzene, 3-methoxy-4'-N,N-diphenylaminostilbenzene and N-phenylcarbazole. Furthermore, those having two condensed aromatic rings in the molecule described in US Pat. No. 5,061,569, such as 4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPD), 4,4′,4″-tris[N-(3-methylphenyl) in which three triphenylamine units are linked in a starburst configuration described in JP-A-4-308688. -N-phenylamino]triphenylamine (abbreviation: MTDATA) and the like.

更に、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。また、p型-Si、p型-SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。 Furthermore, polymer materials in which these materials are introduced into the polymer chain or these materials are used as the main chain of the polymer can also be used. Inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as hole-injecting materials and hole-transporting materials.

また、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.,Applied Physics Letters,80(2002),p.139に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られる観点から、これらの材料を用いることが好ましい。 Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-251067, J. Am. Huang et. al. , Applied Physics Letters, 80 (2002), p. 139, so-called p-type hole transport materials can also be used. In the present invention, these materials are preferably used from the viewpoint of obtaining a light-emitting device with higher efficiency.

正孔輸送層は、前記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット印刷法を含む印刷法及びLB法(ラングミュア・ブロジェット、Langmuir Blodgett法)等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の層厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmの範囲内である。この正孔輸送層は、前記材料の一種又は二種以上からなる一層構造であっても良い。 The hole-transporting layer is formed by applying the hole-transporting material, for example, a vacuum vapor deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an inkjet printing method, and a known method such as the LB method (Langmuir Blodgett method). It can be formed by thinning according to the method. The layer thickness of the hole-transporting layer is not particularly limited, but is usually in the range of about 5 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm. The hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials.

また、正孔輸送層の材料に不純物をドープすることにより、p性を高くすることもできる。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号公報及びJ.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。 Further, the p-property can be increased by doping the material of the hole transport layer with impurities. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175 and J. Am. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004).

このように、正孔輸送層のp性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。 Thus, it is preferable to increase the p-property of the hole-transporting layer, since a device with lower power consumption can be produced.

[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。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ、電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に適用す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、更に好ましくは5~30nmの範囲である。
[Electron blocking layer]
The electron blocking layer has the function of a hole transport layer in a broad sense. The electron-blocking layer is made of a material that has the function of transporting holes but has a significantly low ability to transport electrons. By blocking electrons while transporting holes, the probability of recombination between electrons and holes is improved. can be made
Moreover, the structure of a hole transport layer can be used as an electron blocking layer as needed. The layer thickness of the hole blocking layer applied to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.

(電荷キャリア注入層:電荷注入層)
「電荷キャリア注入層(以下において「電荷注入層」ともいう。)」とは、電荷キャリアすなわち電子又は正孔を注入する機能を有する化合物を含有する層をいう。
以下においては、電荷キャリア注入層(「電荷注入層」)を「正孔注入層」と「電子注入層」に分けて説明する。
(Charge carrier injection layer: charge injection layer)
A "charge carrier injection layer (hereinafter also referred to as a "charge injection layer")" refers to a layer containing a compound having the function of injecting charge carriers, ie, electrons or holes.
In the following description, the charge carrier injection layer (“charge injection layer”) is divided into a “hole injection layer” and an “electron injection layer”.

電荷注入層(正孔注入層及び電子注入層)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる電荷キャリアすなわち電子又は正孔の注入層のことで、「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)にその詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。 The charge injection layer (hole injection layer and electron injection layer) is a layer for injecting charge carriers, that is, electrons or holes, provided between the electrode and the light emitting layer in order to reduce the driving voltage and improve the luminance of the emitted light. The details are described in "Organic EL element and its industrial front" (published by NTS on November 30, 1998), Part 2, Chapter 2, "Electrode materials" (pp. 123-166). , a hole-injection layer and an electron-injection layer.

電荷注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層であれば、アノードと発光層又は正孔輸送層との間、電子注入層であればカソードと発光層又は電子輸送層との間に存在させても良い。 A charge injection layer can be provided as needed. A hole-injecting layer may be present between the anode and the light-emitting layer or the hole-transporting layer, and an electron-injecting layer may be present between the cathode and the light-emitting layer or the electron-transporting layer.

「正孔注入層」は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子層等が挙げられる。 The "hole injection layer" is described in detail in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc. Specific examples thereof include phthalocyanines represented by copper phthalocyanine. layers, oxide layers typified by vanadium oxide, amorphous carbon layers, and polymer layers using conductive polymers such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene.

「電子注入層」は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。本発明においては、電子注入層はごく薄い膜であることが望ましく、構成材料にもよるが、その層厚は1nm~10μmの範囲が好ましい。 The "electron injection layer" is described in detail in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, etc., and is specifically typified by strontium, aluminum, and the like. A metal layer, an alkali metal halide layer typified by potassium fluoride, an alkaline earth metal compound layer typified by magnesium fluoride, an oxide layer typified by molybdenum oxide, and the like can be used. In the present invention, the electron injection layer is desirably a very thin film, and although it depends on the constituent materials, the layer thickness is preferably in the range of 1 nm to 10 μm.

(電極)
[陽極]
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO、IZO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良い。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良く、パターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成しても良い。また、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式など湿式製膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に、膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nmの範囲内、好ましくは10~200nmの範囲内で選ばれる。
(electrode)
[anode]
As the anode in the organic EL element, an electrode material having a large work function (4 eV or more), a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , ZnO, and IZO. A material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) that is amorphous and capable of forming a transparent conductive film may also be used. The anode may be formed by forming a thin film of these electrode substances by a method such as vapor deposition or sputtering, and forming a pattern of a desired shape by photolithography. A pattern may be formed through a mask having a desired shape during vapor deposition or sputtering of the electrode material. In the case of using a coatable substance such as an organic conductive compound, a wet film-forming method such as a printing method or a coating method may be used. When emitting light from the anode, the transmittance is desirably greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω/□ or less. Furthermore, although the film thickness depends on the material, it is usually selected within the range of 10 to 1000 nm, preferably within the range of 10 to 200 nm.

[陰極]
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する。)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、銀、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、銀、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。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の範囲内、好ましくは50~200nmの範囲内で選ばれる。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。
[cathode]
On the other hand, as the cathode, a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron-injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is used as an electrode material. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium/copper mixtures, magnesium/silver mixtures, magnesium/aluminum mixtures, magnesium/indium mixtures, aluminum/aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, silver, indium, lithium/aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, mixtures of electron-injecting metals and second metals, which are stable metals having a higher work function value, such as magnesium/silver mixtures, from the viewpoint of electron-injecting properties and durability against oxidation, Magnesium/aluminum mixtures, magnesium/indium mixtures, aluminum/aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium/aluminum mixtures, silver, aluminum and the like are suitable. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode substances by a method such as vapor deposition or sputtering. Moreover, the sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω/□ or less, and the film thickness is usually selected within the range of 10 nm to 5 μm, preferably within the range of 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, it is convenient if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or semi-transparent because the luminance of the emitted light is improved.

また、陰極に上記金属を1~20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明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。 In addition, a transparent or translucent cathode can be produced by forming the above metal on the cathode with a film thickness of 1 to 20 nm and then forming the conductive transparent material mentioned in the explanation of the anode thereon. By applying this, it is possible to fabricate a device in which both the anode and the cathode are transparent.

(1.1.2)(非発光画像表示部の構成要素)
[絶縁性層]
本発明の有機EL素子は、「発光画像表示部」と「非発光画像表示部」で構成される画像表示部を有するが、当該非発光画像表示部は、当該画像表示部を構成する「発光画像表示部」以外の部位である。すなわち、本発明の有機EL素子は、画像表示部の中に含まれている複数の非発光画像表示部の間に、発光画素がドット状に配置された発光画像表示部を有する形態であることが好ましい。なお、当該非発光画像表示部は、非発光性の部位であることから、電気的な絶縁性層として機能する隔壁(以下、「バンク」ともいう。)や発光材料を含有するインクを浸透させていない絶縁性インク受容層部分を隔壁(絶縁性層)として機能させる形態であることが好ましい。
(1.1.2) (Constituent elements of non-luminescence image display unit)
[Insulating layer]
The organic EL element of the present invention has an image display portion composed of a “luminescence image display portion” and a “non-luminescence image display portion”. It is a part other than the "image display part". That is, the organic EL element of the present invention has a form in which a luminescence image display portion in which luminescence pixels are arranged in dots is provided between a plurality of non-luminescence image display portions included in the image display portion. is preferred. Since the non-light-emitting image display portion is a non-light-emitting portion, partition walls (hereinafter also referred to as "banks") functioning as an electrically insulating layer and ink containing a light-emitting material are permeated. It is preferable that the non-insulating ink-receiving layer portion functions as a partition wall (insulating layer).

「絶縁性」とは、電子や正孔が移動しにくい、すなわち、電気を通しにくい性質をいい、本発明の非発光画像表示部における絶縁性層においては、抵抗率が105Ω・m超である性質をいう。換言すると、導電率が1E-5S/m未満である性質をいう。電気抵抗率は、ニ重リング電極を用いた定電圧印加・漏洩電流測定法によりJIS-K-6911に準拠した条件で得られた値を用いる。 The term “insulating” refers to a property in which electrons and holes are difficult to move, that is, it is difficult to conduct electricity. A property that is In other words, it refers to the property that the electrical conductivity is less than 1E-5 S/m. As the electric resistivity, a value obtained under conditions conforming to JIS-K-6911 by a constant voltage application/leakage current measurement method using a double ring electrode is used.

本発明の有機EL素子の実施形態としては、事前にバンクを形成しても良いし、又は、絶縁性層を一様に形成した後に、インクジェットの打ち分けによって発光層を形成し、自発的にバンクを形成しても良いが、前者の方法が好ましい。 As an embodiment of the organic EL element of the present invention, a bank may be formed in advance, or after forming an insulating layer uniformly, a light-emitting layer is formed by ink-jetting separately, and spontaneously Banks may be formed, but the former method is preferred.

本発明においては、基板表面に絶縁性層としてバンクを形成することが好ましい一形態である。各層を形成する領域の周縁に事前にバンクを形成することにより、領域外に各層の形成に用いる材料が流出するのを防ぎ、ポリマー比率を規定することができる。また、電子や正孔は、バンクが絶縁性であるために入り込めず、発光層に入り込みやすくなる。 In the present invention, it is a preferred embodiment to form a bank as an insulating layer on the substrate surface. By forming a bank in advance on the periphery of the region for forming each layer, it is possible to prevent the material used for forming each layer from flowing out of the region and to define the polymer ratio. In addition, electrons and holes cannot enter the bank because the bank is insulating, and easily enter the light-emitting layer.

図3は、バンクを有する基板の一例を示す断面図である。バンク2によって区切られた基板1表面の領域はバンクの凹部2aであり、バンクの表面にはバンクの凸部2bがある。前記凹部2aに本発明に係る発光画像表示部を形成する。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a substrate having banks. The regions of the surface of the substrate 1 delimited by the banks 2 are bank depressions 2a, and the bank surfaces are bank projections 2b. A light-emitting image display portion according to the present invention is formed in the concave portion 2a.

バンクの高さは、インク等の流出を防ぐことが可能であれば特に限定されないが、1.1~2.5μmの範囲内であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、1.5~2.5μmである。また、バンクの形状は、図3で例示した台形の他、目的効果に応じて様々な形状のバンクを適用することができる。 The height of the bank is not particularly limited as long as it is possible to prevent outflow of ink or the like, but it is preferably in the range of 1.1 to 2.5 μm. A more preferred range is 1.5 to 2.5 μm. In addition to the trapezoidal shape illustrated in FIG. 3, banks of various shapes can be applied according to the intended effect.

(絶縁性材料)
本発明に係る絶縁性層(バンク)の材料には、公知のものを用いることができるが、ポリシロキサン骨格に少なくとも一種のアルキル基以外の有機基を有する有機無機ハイブリッドポリマーを含有することが、好ましい。ポリシロキサン構造に少なくとも一種のアルキル基以外の有機基を有することにより、耐溶媒性と耐剥離性に優れた発光画像表示部とすることが可能となる。
(insulating material)
A known material can be used for the material of the insulating layer (bank) according to the present invention. preferable. By having at least one organic group other than an alkyl group in the polysiloxane structure, it is possible to obtain a light-emitting image display portion having excellent solvent resistance and peeling resistance.

(有機無機ハイブリッドポリマー構造)
本発明に用いられる有機無機ハイブリッドポリマーのアルキル基以外の有機基としては、公知の置換基を特に制限なく使用可能であり、例えば、アリール基、アラアルキル基、シクロアルキル基、アミノ基、イミノ基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジ基、カルボニル基、フェニル基、ヒドロキシ基、ペルオキシ基、アシル基、アセチル基、アルデヒド基、カルボキシ基、アミド基、イミド基、エステル基、オキシム基、チオール基、スルホ基、ウレア基、イソニトリル基、アレン基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、オキセタン基、イソシアネート基等を用いることができる。アクリロイル基、エポキシ基又はイソシアネート基が好ましい。中でもアクリロイル基が特に好ましい。
(Organic-inorganic hybrid polymer structure)
As the organic group other than the alkyl group of the organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention, known substituents can be used without particular limitation. Cyano group, nitro group, nitroso group, azo group, diazo group, azide group, carbonyl group, phenyl group, hydroxy group, peroxy group, acyl group, acetyl group, aldehyde group, carboxy group, amide group, imide group, ester group , oxime group, thiol group, sulfo group, urea group, isonitrile group, allene group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy group, oxetane group, isocyanate group and the like can be used. Acryloyl groups, epoxy groups or isocyanate groups are preferred. Among them, an acryloyl group is particularly preferred.

(ポリシロキサン構造)
ポリシロキサン構造としては、例えば、Si-O-Si結合を有するポリシロキサン(ポリシルセスキオキサンを含む)を挙げることができる。ポリシロキサンとしては、具体的には、一般構造単位としての〔RSiO1/2〕、〔RSiO〕、〔RSiO3/2〕及び〔SiO〕を含むことができる。ここで、Rは、水素原子、炭素数1~20のアルキル基(例えば、メチル基(Me)、エチル基、プロピル基等)、アリール基(例えば、フェニル基(Ph)等)、不飽和アルキル基(例えば、ビニル基等)からなる群より独立して選択される。特定のポリシロキサン構造の例としては、〔PhSiO3/2〕、〔MeSiO3/2〕、〔HSiO3/2〕、〔MePhSiO〕、〔PhSiO〕、〔PhViSiO〕、〔ViSiO3/2〕(Viはビニル基を表す。)、〔MeHSiO〕、〔MeViSiO〕、〔MeSiO〕、〔MeSiO1/2〕等が挙げられる。また、ポリシロキサンの混合物やコポリマーも使用可能である。
(polysiloxane structure)
Examples of polysiloxane structures include polysiloxanes (including polysilsesquioxanes) having Si—O—Si bonds. Specifically, polysiloxane can include [R 3 SiO 1/2 ], [R 2 SiO], [RSiO 3/2 ] and [SiO 2 ] as general structural units. Here, R is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (e.g., methyl group (Me), ethyl group, propyl group, etc.), an aryl group (e.g., phenyl group (Ph), etc.), unsaturated alkyl independently selected from the group consisting of groups (eg, vinyl groups, etc.); Examples of specific polysiloxane structures include [PhSiO 3/2 ], [MeSiO 3/2 ], [HSiO 3/2 ], [MePhSiO], [Ph 2 SiO], [PhViSiO], [ViSiO 3/2 ] (Vi represents a vinyl group), [MeHSiO], [MeViSiO], [Me 2 SiO], [Me 3 SiO 1/2 ] and the like. Mixtures and copolymers of polysiloxanes can also be used.

(バインダー樹脂)
絶縁性層には、本発明に用いられる有機無機ハイブリッドポリマーの他に、本発明の効果を損なわない範囲内でバインダー樹脂を用いることができる。
バインダー樹脂としては、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロース誘導体、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、コポリブチレン/テレ/イソフタレート等のポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリビニルベンザール等のポリビニルアルコール誘導体、ノルボルネン化合物を含有するノルボルネン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂又はアクリル樹脂とその他樹脂との共重合体を用いることができるが、特にこれら例示する樹脂材料に限定されるものではない。この中では、セルロース誘導体、アクリル樹脂が好ましく、アクリル樹脂が最も好ましく用いられる。
(binder resin)
In the insulating layer, in addition to the organic-inorganic hybrid polymer used in the present invention, a binder resin can be used within a range that does not impair the effects of the present invention.
Examples of binder resins include cellulose derivatives such as cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, and cellulose nitrate, polyvinyl acetate, polystyrene, polycarbonate, polybutylene terephthalate, copolybutylene/tere/isophthalate, and the like. polyester, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol derivatives such as polyvinyl benzal, norbornene-based polymers containing norbornene compounds, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polypropylethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, poly Acrylic resins such as methyl acrylate or copolymers of acrylic resins and other resins can be used, but the material is not particularly limited to these exemplified resin materials. Among these, cellulose derivatives and acrylic resins are preferred, and acrylic resins are most preferred.

(絶縁性金属酸化物)
絶縁性層の材料としては、バインダー樹脂に絶縁性金属酸化物を含有することも好ましい。
(insulating metal oxide)
As a material for the insulating layer, it is also preferable to contain an insulating metal oxide in the binder resin.

絶縁性金属酸化物としては、特に制限されないが、化学的安定性、物理的安定性という観点から、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、マグネシア又はニオブが好ましい。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムと酸化シリコンとの固溶体、酸化シリコン、酸化二アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化銅、酸化スズ、酸化ハフニウム、又はこれら金属酸化物の水和物、さらには、チタン酸バリウム、ジルコニウム酸バリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸カルシウム、タンタル酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスナトリウム、又はこれらのうち少なくとも一種を組成に含む絶縁性固溶体を例示することができる。 Although the insulating metal oxide is not particularly limited, alumina, zirconia, titania, silica, magnesia, or niobium is preferable from the viewpoint of chemical stability and physical stability. Specifically, titanium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, solid solution of zirconium oxide and silicon oxide, silicon oxide, aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, niobium oxide, bismuth oxide, copper oxide, tin oxide, hafnium oxide. or hydrates of these metal oxides, barium titanate, barium zirconate, potassium niobate, sodium niobate, calcium titanate, strontium tantalate, bismuth titanate, bismuth sodium titanate, or these An insulating solid solution containing at least one of them in its composition can be exemplified.

中でも好ましくは、比誘電率100以上の金属酸化物が挙げられ、この例としては、ルチル型の酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)、五酸化ニオブ(Nb)、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸鉛(PbTiO)や、チタン酸ジルコン酸バリウム(BaTi0.5Zr0.5)、チタン酸ジルコン酸鉛(PbTi0.5Zr0.5)などの組成式MTi1-xZr(Mは2価の金属元素、xは0以上1未満)で表される絶縁性金属酸化物、またはこれらの水和物、さらにはこれらのうち少なくとも一種類を組成に含む絶縁性固溶体が挙げられる。 Among them, metal oxides having a dielectric constant of 100 or more are preferable, and examples thereof include rutile-type titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO), niobium pentoxide (Nb 2 O 3 ), and titanic acid. Barium (BaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), barium zirconate titanate (BaTi 0.5 Zr 0.5 O 3 ), lead zirconate titanate (PbTi 0.5 ) . 5 Zr 0.5 O 3 ) or the like , or water thereof hydrates, and insulating solid solutions containing at least one of these in the composition.

絶縁性層は、事前にバンクを形成しても良いし、又は、絶縁性層を一様に形成した後に、インクジェットの打ち分けによって発光層を形成し、自発的にバンクを形成してもよい。事前にバンクのパターニングをしておく場合、例えば、絶縁性層は以下のような手法によって形成される。 In the insulating layer, the bank may be formed in advance, or after forming the insulating layer uniformly, the light-emitting layer may be formed by ink jetting separately, and the bank may be spontaneously formed. . When patterning the bank in advance, the insulating layer is formed, for example, by the following method.

基板として、0.5mmのガラス基板(コーニング社製 EagleXG)をアルカリ洗浄し、次に、酸化チタンを30質量%含有する感光性ポリイミド(メルク社製)を、スピンコート法で塗布し、60℃で120秒環のプリベークを行う。次に、フォト工程でパターン露光し、水酸化テトラメチルアンモニウム(略称:TMAH)で現像、純水リンスすることで、開口部を有するバンクを形成する。 As a substrate, a 0.5 mm glass substrate (Eagle XG manufactured by Corning) was washed with an alkali, and then a photosensitive polyimide containing 30% by mass of titanium oxide (manufactured by Merck) was applied by spin coating, and the temperature was kept at 60°C. is pre-baked for 120 seconds. Next, pattern exposure is performed by a photo process, development is performed with tetramethylammonium hydroxide (abbreviation: TMAH), and rinsing with pure water is performed to form banks having openings.

(極性フッ化溶媒)
本発明の有機EL素子の製造方法において、絶縁性層の形成には極性フッ化溶媒が用いられることが好ましい。また、後述する電子輸送層の形成にも極性フッ化溶媒が用いられることが好ましい。
(polar fluorinated solvent)
In the method for producing an organic EL element of the present invention, it is preferable to use a polar fluorinated solvent for forming the insulating layer. A polar fluorinated solvent is also preferably used for forming an electron transport layer, which will be described later.

ここで、極性フッ化溶媒とは、溶媒分子中にフッ素原子を含み、比誘電率が3以上かつ25℃における水への溶解度が5g/L以上である溶媒をいう。 Here, the polar fluorinated solvent is a solvent that contains a fluorine atom in the solvent molecule, has a dielectric constant of 3 or more, and has a solubility in water of 5 g/L or more at 25°C.

極性フッ化溶媒の沸点としては、50~200℃の範囲内が好ましい。50℃以上とすることで、塗布膜乾燥時の蒸発熱によるムラの発生をより確実に抑制できる。200℃以下とすることで、速やかに溶媒を乾燥させることができ、形成される層内の溶媒含有量が低減するため層内の結晶成長をより確実に抑制できるとともに、溶媒の抜け道が粗とならないため密度が向上し電流効率を上昇させることができる。より好ましくは、70~150℃の範囲内である。 The boiling point of the polar fluorinated solvent is preferably within the range of 50 to 200°C. By setting the temperature to 50° C. or higher, it is possible to more reliably suppress the occurrence of unevenness due to heat of evaporation during drying of the coating film. By setting the temperature to 200° C. or less, the solvent can be dried quickly, the solvent content in the formed layer is reduced, so that the crystal growth in the layer can be suppressed more reliably, and the solvent escape route is rough. Therefore, the density is improved and the current efficiency can be increased. More preferably, it is within the range of 70 to 150°C.

極性フッ化溶媒の水分含有量は、極微量であっても発光のクエンチャーとなるため少ない程良く、100ppm以下が好ましく、20ppm以下であることが更に好ましい。 The water content of the polar fluorinated solvent is preferably as low as possible because even a very small amount of water is a quencher of light emission, preferably 100 ppm or less, more preferably 20 ppm or less.

また、極性フッ化溶媒中の水分以外の不純物含有量も同様に、極微量であっても発光のクエンチャーとなったり、気泡や乾燥後の膜質低下要因となったりするため少ない程良く、100ppm以下が好ましく、20ppm以下であることが更に好ましい。水分以外の不純物としては、酸素や、窒素、アルゴン及び二酸化炭素等の不活性ガス、調製及び精製時に使用される触媒、吸着材及び器具等から持ち込まれる無機化合物又は金属等が挙げられる。 Similarly, the content of impurities other than water in the polar fluorinated solvent is as low as 100 ppm, because even a very small amount can become a quencher of light emission, cause air bubbles, or cause deterioration of the film quality after drying. The following is preferable, and 20 ppm or less is more preferable. Impurities other than water include oxygen, inert gases such as nitrogen, argon and carbon dioxide, and inorganic compounds or metals brought in from catalysts, adsorbents and equipment used during preparation and purification.

極性フッ化溶媒としては、例えば、フッ化アルコール、フッ化アクリレート、フッ化メタクリレート、フッ化エステル、フッ化エーテル又はフッ化ヒドロキシアルキルベンゼン、フッ化アミンが好ましく、フッ化アルコール、フッ化エステル又はフッ化エーテルがより好ましく、溶解性と乾燥性の観点からフッ化アルコールが更に好ましい。 As the polar fluorinated solvent, for example, fluorinated alcohols, fluorinated acrylates, fluorinated methacrylates, fluorinated esters, fluorinated ethers or fluorinated hydroxyalkylbenzenes, and fluorinated amines are preferable, and fluorinated alcohols, fluorinated esters or fluorinated Ethers are more preferred, and fluorinated alcohols are even more preferred from the viewpoint of solubility and drying properties.

また、フッ化アルコールの炭素原子数は、沸点及び材料の可溶性の観点から、炭素原子数3~5であることが好ましい。 Also, the number of carbon atoms in the fluorinated alcohol is preferably 3 to 5 from the viewpoint of the boiling point and the solubility of the material.

フッ素置換位置としては、例えばアルコールであれば水素の位置が挙げられ、フッ素化率としては、層材料の溶解性を損なわない程度であれば良く、下層材料を溶出させない程度にフッ素化されていることが望ましい。 The fluorine-substituted position is, for example, the position of hydrogen in the case of alcohol, and the fluorination rate is sufficient as long as it does not impair the solubility of the layer material, and is fluorinated to the extent that the lower layer material is not eluted. is desirable.

フッ化アルコールとしては、例えば、1H,1H-ペンタフルオロプロパノール、6-(パーフルオロエチル)ヘキサノール、1H,1H-ヘプタフルオロブタノール、2-(パーフルオロブチル)エタノール(FBEO)、3-(パーフルオロブチル)プロパノール、6-(パーフルオロブチル)ヘキサノール、2-パーフルオロプロポキシ-2,3,3,3-テトラフルオロプロパノール、2-(パーフルオロヘキシル)エタノール、3-(パーフルオロヘキシル)プロパノール、6-(パーフルオロヘキシル)ヘキサノール、1H,1H-(パーフルオロヘキシル)ヘキサノール、6-(パーフルオロ-1-メチルエチル)ヘキサノール、1H,1H,3H-テトラフルオロプロパノール(TFPO)、1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール(OFAO)、1H,1H,7H-ドデカフルオロヘプタノール(DFHO)、2H-ヘキサフルオロ-2-プロパノール、1H,1H,3H-ヘキサフルオロブタノール(HFBO)、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-1,6-ヘキサンジオール、2,2-ビス(トリフルオロメチル)プロパノール、1H,1H-トリフルオロエタノール(TFEO)等が挙げられるが、前述の沸点及び層材料の溶解性の観点からTFPO、OFAO及びHFBOが好ましい。 Examples of fluorinated alcohols include 1H,1H-pentafluoropropanol, 6-(perfluoroethyl)hexanol, 1H,1H-heptafluorobutanol, 2-(perfluorobutyl)ethanol (FBEO), 3-(perfluoro butyl)propanol, 6-(perfluorobutyl)hexanol, 2-perfluoropropoxy-2,3,3,3-tetrafluoropropanol, 2-(perfluorohexyl)ethanol, 3-(perfluorohexyl)propanol, 6 -(perfluorohexyl)hexanol, 1H,1H-(perfluorohexyl)hexanol, 6-(perfluoro-1-methylethyl)hexanol, 1H,1H,3H-tetrafluoropropanol (TFPO), 1H,1H,5H - octafluoropentanol (OFAO), 1H,1H,7H-dodecafluoroheptanol (DFHO), 2H-hexafluoro-2-propanol, 1H,1H,3H-hexafluorobutanol (HFBO), 2,2,3 , 3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol, 2,2-bis(trifluoromethyl)propanol, 1H,1H-trifluoroethanol (TFEO) and the like. TFPO, OFAO and HFBO are preferred from the viewpoint of the boiling point of and the solubility of the layer material.

また、フッ化エーテルとしては、例えば、ヘキサフルオロジメチルエーテル、ペルフルオロジメトキシメタン、ペルフルオロオキセタン、ペルフルオロ-1,3-ジオキソラン、1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル等が挙げられる。 Examples of fluorinated ethers include hexafluorodimethyl ether, perfluorodimethoxymethane, perfluorooxetane, perfluoro-1,3-dioxolane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetra fluoropropyl ether and the like.

また、フッ化エステルとしては、例えば、メチルパーフルオロブチレート、エチルパーフルオロブチレート、メチルパーフルオロプロピオネート、メチルジフルオロアセテート、エチルジフルオロアセテート、メチル-2-トリフルオロメチルー3,3,3-トリフルオロプロピオネート等が挙げられる。 Examples of fluorinated esters include methyl perfluorobutyrate, ethyl perfluorobutyrate, methyl perfluoropropionate, methyl difluoroacetate, ethyl difluoroacetate, methyl-2-trifluoromethyl-3,3,3- and trifluoropropionate.

絶縁性層形成用塗布液中、絶縁性化合物の含有量は0.05~10質量%、極性フッ化溶媒の含有量は90~99.95質量%であることが好ましい。 In the insulating layer-forming coating solution, the content of the insulating compound is preferably 0.05 to 10% by mass, and the content of the polar fluorinated solvent is preferably 90 to 99.95% by mass.

また、極性フッ化溶媒としては、発光層材料を溶解させないものであれば、2種以上の極性フッ化溶媒の混合溶媒でも良いし、極性フッ化溶媒と極性フッ化溶媒以外の溶媒との混合溶媒でも良い。例えば、フッ化アルコールとアルコールとの混合溶媒等を用いることができる。混合溶媒を用いる場合、極性フッ化溶媒の含有量は50質量%以上であることが好ましい。 The polar fluorinated solvent may be a mixed solvent of two or more polar fluorinated solvents, or a mixture of a polar fluorinated solvent and a solvent other than a polar fluorinated solvent, as long as it does not dissolve the light-emitting layer material. A solvent may be used. For example, a mixed solvent of fluorinated alcohol and alcohol can be used. When using a mixed solvent, the content of the polar fluorinated solvent is preferably 50% by mass or more.

(1.1.3)その他の共通構成要素
以下、発光画像表示部及び非発光画像表示部の両方に関与する共通要素について述べる。
(1.1.3) Other Common Elements Hereinafter, common elements related to both the light emitting image display section and the non-light emitting image display section will be described.

[基板]
有機EL素子に用いられる基板の材料には特に限定はなく、好ましくは、例えば、ガラス、石英又は樹脂フィルム等を挙げることができる。特に好ましくは、有機EL素子にフレキシブル性を与え、印刷物等に内蔵することが可能な樹脂フィルムである。
[substrate]
The material of the substrate used in the organic EL element is not particularly limited, and preferable examples include glass, quartz, resin film, and the like. Particularly preferred is a resin film that imparts flexibility to the organic EL element and can be embedded in a printed matter or the like.

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のフィルムが挙げられる。 Examples of resin films 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 or Films such as cycloolefin resins such as APEL (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) can be mentioned.

樹脂フィルムの表面には、無機物若しくは有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜等によるガスバリアー膜が形成されていても良い。ガスバリアー膜は、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℃、湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m・24h)以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましい。更には、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10-3mL/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、1×10-5g/(m・24h)以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。 A gas barrier film may be formed on the surface of the resin film by a coating of an inorganic substance, an organic substance, or a hybrid coating of both. The gas barrier film has a water vapor permeability (25±0.5°C, humidity (90±2)% RH) measured by a method conforming to JIS K 7129-1992 of 0.01 g/(m 2 24 h) or less. is preferably a gas barrier film. Furthermore, the oxygen permeability measured by a method based on JIS K 7126-1987 is 1 × 10 -3 mL / (m 2 · 24 h · atm) or less, and the water vapor permeability is 1 × 10 -5 g / It is preferably a high gas barrier film of (m 2 ·24 h) or less.

ガスバリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等の浸入を抑制する機能を有する材料であれば良い。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。更に、ガスバリアー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との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As a material for forming the gas barrier film, any material can be used as long as it has a function of suppressing penetration of moisture, oxygen, and the like. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, etc. can be used. Furthermore, in order to improve the fragility of the gas barrier film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. The order of lamination of the inorganic layer and the organic layer is not particularly limited, but it is preferable to alternately laminate the two layers a plurality of times.

ガスバリアー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。例えば、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好ましい。 The method for forming the gas barrier film is not particularly limited. A method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used. For example, atmospheric pressure plasma polymerization as described in JP-A-2004-68143 is preferred.

[封止]
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
[Sealing]
As a sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention, for example, a method of adhering a sealing member, an electrode, and a supporting substrate with an adhesive can be mentioned.

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良く、凹板状でも、平板状でも良い。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。 The sealing member may be arranged so as to cover the display area of the organic EL element, and may be in the form of a concave plate or a flat plate. Moreover, transparency and electric insulation are not particularly limited.

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。 Specifically, glass plates, polymer plates/films, metal plates/films, and the like can be mentioned. Examples of glass plates include soda-lime glass, barium-strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Further, examples of the polymer plate include polycarbonate, acryl, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, polysulfone, and the like. Metal plates 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。更には、ポリマーフィルムは、酸素透過度10-3g/(m・24h)以下、水蒸気透過度10-3g/(m・24h)以下のものであることが好ましい。また、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも10-5g/(m・24h)以下であることが、更に好ましい。 In the present invention, a polymer film or a metal film can be preferably used since the organic EL device can be made thinner. Furthermore, the polymer film preferably has an oxygen permeability of 10 −3 g/(m 2 ·24 h) or less and a water vapor permeability of 10 −3 g/(m 2 ·24 h) or less. Further, it is more preferable that both the water vapor permeability and the oxygen permeability are 10 −5 g/(m 2 ·24 h) or less.

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系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。 Sandblasting, chemical etching, or the like is used to process the sealing member into a concave shape. Specific examples of adhesives include photocurable and heat-curable adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid-based oligomers and methacrylic acid-based oligomers, and moisture-curable adhesives such as 2-cyanoacrylic acid esters. be able to. Thermal and chemical curing types (two-liquid mixture) such as epoxies can also be mentioned. Hot-melt type polyamides, polyesters and polyolefins can also be mentioned. Further, a cationic curing type ultraviolet curing type epoxy resin adhesive can be mentioned.

前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいても良い。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良いし、スクリーン印刷のように印刷しても良い。 A desiccant may be dispersed in the adhesive. A commercially available dispenser may be used to apply the adhesive to the sealing portion, or printing such as screen printing may be used.

また、有機機能層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、該電極と有機機能層を被覆し、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良く、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。更に、該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、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、コーティング法などを用いることができる。 Alternatively, the electrode and the organic functional layer may be coated on the outside of the electrode on the side facing the supporting substrate with the organic functional layer interposed therebetween, and inorganic and organic layers may be formed in contact with the supporting substrate to form a sealing film. I can do it well. In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing the infiltration of substances that cause deterioration of the device, such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, and the like can be used. can. Furthermore, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of an organic material. The method for forming these films is not particularly limited. A 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。 An inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorocarbon or silicone oil may be injected into the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element in the gas phase and the liquid phase. is preferred. A vacuum is also possible. Also, a hygroscopic compound can be sealed inside.

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

[保護膜、保護板]
有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜又は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良い。特に、封止が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、上記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
[Protective film, protective plate]
A protective film or a protective plate may be provided on the outside of the sealing film or film for sealing on the side facing the support substrate with the organic functional layer interposed therebetween in order to increase the mechanical strength of the device. In particular, when sealing is performed by a sealing film, the mechanical strength thereof is not necessarily high, so it is preferable to provide such a protective film or protective plate. Materials that can be used for this include glass plates, polymer plates/films, metal plates/films, etc. similar to those used for the above sealing. is preferably used.

(その他)
[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15~20%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。
(others)
[Light extraction improvement technology]
An organic EL element emits light inside a layer with a refractive index higher than that of air (within a refractive index range of about 1.6 to 2.1), and only about 15 to 20% of the light generated in the light emitting layer is emitted. It is generally said that it cannot be taken out.

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、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。 This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and the air) at an angle θ greater than the critical angle is totally reflected and cannot be taken out of the element, and the light between the transparent electrode or the light-emitting layer and the transparent substrate cannot be extracted. This is because the light is totally reflected between them, the light is guided through the transparent electrode or the light-emitting layer, and as a result, the light escapes in the lateral direction 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。 Methods for improving the efficiency of extracting light include, for example, forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (see, for example, US Pat. No. 4,774,435); A method of improving efficiency by providing light-collecting properties (for example, JP-A-63-314795), a method of forming a reflective surface on the side surface of an element (for example, JP-A-1-220394), a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172691), a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter A method of introducing a flat layer having a coefficient (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202827), a method of forming a diffraction grating between any of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside world) ( JP-A-11-283751) and the like.

本発明においては、これらの方法を前記有機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。 In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device. A method of forming a diffraction grating between layers (including between the substrate and the outside world) between the substrate and the light-emitting layer can be preferably used.

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。 When a medium with a low refractive index is formed with a thickness longer than the wavelength of light between the transparent electrode and the transparent substrate, the light emitted from the transparent electrode is more efficiently extracted to the outside as the refractive index of the medium is lower. Become.

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。 By combining these means, the present invention can obtain an element with even higher luminance or excellent durability.

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。 Examples of low refractive index layers include airgel, porous silica, magnesium fluoride, and fluorine-based polymers. 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. Further, it is preferably 1.35 or less.

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。 Moreover, it is desirable that the thickness of the low refractive index medium is at least twice the wavelength in the medium. This is because when the thickness of the low-refractive-index medium is about the wavelength of light and reaches a thickness at which the electromagnetic wave seeped out by evanescence penetrates into the substrate, the effect of the low-refractive-index layer is weakened.

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、いずれかの層間又は、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。 The method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving the light extraction efficiency. This method utilizes the property that a diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by means of so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction and second-order diffraction. Among the emitted light, the light that cannot go out due to total reflection between layers or the like is diffracted by introducing a diffraction grating in one of the layers or in the medium (inside the transparent substrate or in the transparent electrode). , to bring the 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。 The diffraction grating to be introduced preferably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because the light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so a general one-dimensional diffraction grating that has a periodic refractive index distribution in only one direction can only diffract light traveling in a specific direction. Therefore, the light extraction efficiency does not increase so much.

しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。 However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted and the light extraction efficiency is increased.

回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、又は媒質中(透明基板内や透明電極内)でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が好ましい。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 position where the diffraction grating is introduced may be between any of the layers or in the medium (inside the transparent substrate or in the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light-emitting layer where light is generated. At this time, the period of the diffraction grating is preferably in the 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.

[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すること、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。
[Condensing sheet]
The organic EL element of the present invention can be obtained by processing the light extraction side of the support substrate (substrate) so as to provide, for example, a microlens array structure, or by combining with a so-called light-condensing sheet. By condensing light in the front direction with respect to the light emitting surface, it is possible to increase the brightness in a specific direction.

マイクロレンズアレイの例としては、支持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。 As an example of the microlens array, square pyramids each having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are arranged two-dimensionally on the light extraction side of the support substrate. One side is preferably within the range of 10 to 100 μm. If it is smaller than this, the effect of diffraction will occur and coloring will occur.

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、例えば基板に頂角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良い。 As the condensing sheet, it is possible to use, for example, a material that has been put to practical use in the LED backlight of the liquid crystal display device. For example, a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. can be used as such a sheet. As for the shape of the prism sheet, for example, delta-shaped stripes with a vertical angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm may be formed on the substrate, or a shape with rounded vertical angles and a randomly varied pitch may be used. A shape or other shape may be used.

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。 In addition, a light diffusing plate/film may be used together with the condensing sheet in order to control the light emission angle from the organic EL element. For example, a diffusion film (light up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

(1.2)≪有機EL素子のその他の構成≫
本発明に適用可能な有機EL素子の構成のその他の概要については、例えば、特開2013-157634号公報、特開2013-168552号公報、特開2013-177361号公報、特開2013-187211号公報、特開2013-191644号公報、特開2013-191804号公報、特開2013-225678号公報、特開2013-235994号公報、特開2013-243234号公報、特開2013-243236号公報、特開2013-242366号公報、特開2013-243371号公報、特開2013-245179号公報、特開2014-003249号公報、特開2014-003299号公報、特開2014-013910号公報、特開2014-017493号公報、特開2014-017494号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
(1.2) <<Other configurations of the organic EL element>>
For other outlines of the structure of the organic EL element applicable to the present invention, for example, JP-A-2013-157634, JP-A-2013-168552, JP-A-2013-177361, JP-A-2013-187211 Publications, JP-A-2013-191644, JP-A-2013-191804, JP-A-2013-225678, JP-A-2013-235994, JP-A-2013-243234, JP-A-2013-243236, JP 2013-242366, JP 2013-243371, JP 2013-245179, JP 2014-003249, JP 2014-003299, JP 2014-013910, JP Configurations described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-017493, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-017494, etc. can be mentioned.

また、タンデム型の有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6337492号明細書、米国特許第7420203号明細書、米国特許第7473923号明細書、米国特許第6872472号明細書、米国特許第6107734号明細書、米国特許第6337492号明細書、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2005/009087号、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。 Further, as specific examples of the tandem-type organic EL device, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 6107734, US Patent No. 6337492, JP 2006-228712, JP 2006-24791, JP 2006-49393, JP 2006-49394, JP 2006- 49396, JP 2011-96679, JP 2005-340187, JP 4711424, JP 3496681, JP 3884564, JP 4213169, JP 2010-192719 Publications, JP 2009-076929, JP 2008-078414, JP 2007-059848, JP 2003-272860, JP 2003-045676, WO 2005/009087, Examples include the device configuration and constituent materials described in International Publication No. WO 2005/094130, etc., but the present invention is not limited thereto.

2 ≪有機EL素子の製造方法≫
図2に示す有機EL素子10を製造する場合を例にとって、本発明の有機EL素子の製造方法の一例を具体的に説明する。
2 <<Method for manufacturing organic EL element>>
An example of the method for manufacturing the organic EL element of the present invention will be described in detail, taking the case of manufacturing the organic EL element 10 shown in FIG. 2 as an example.

まず、基板11上に、陽極12を形成する。次に、陽極12上に、バンク2を形成し、バンク2の凹部2aに、正孔注入層13及び正孔輸送層14をこの順に形成する。次に、発光層形成用塗布液を用いて発光層15を形成する。次に、発光層15上に、電子輸送層16、電子注入層17及び陰極18を形成する。陽極12及び陰極18は発光層に対して共通の電極を形成している。
同様にして、青色(B)発光する発光画素21、緑色(G)発光画素22及び赤色(R)発光画素23を形成する。
但し、発光画素は、前記B、G及びRの発光画素に加えて、4色(B,G、R及びW(白色))や、5色(B,G、R、W(白色)、LB(BとGの混色)及びO(GとRの混色)である構成にすることも好ましく、これらの発光色から画像部に合う1種類以上の構成を選択することができる。
First, the anode 12 is formed on the substrate 11 . Next, a bank 2 is formed on the anode 12, and a hole injection layer 13 and a hole transport layer 14 are formed in this order in the recess 2a of the bank 2. Next, as shown in FIG. Next, the light-emitting layer 15 is formed using the light-emitting layer forming coating solution. Next, an electron transport layer 16 , an electron injection layer 17 and a cathode 18 are formed on the light emitting layer 15 . Anode 12 and cathode 18 form a common electrode for the light emitting layer.
Similarly, blue (B) light-emitting pixels 21, green (G) light-emitting pixels 22, and red (R) light-emitting pixels 23 are formed.
However, in addition to the B, G, and R light-emitting pixels, the light-emitting pixels include four colors (B, G, R, and W (white)), five colors (B, G, R, W (white), and LB). (Mixed color of B and G) and O (Mixed color of G and R) are also preferable, and one or more types of configuration suitable for the image portion can be selected from these emission colors.

最後に、陰極18を形成した後の素子を封止する(不図示)。当該素子の封止に用いられる封止手段としては、公知の部材、方法を使用することができる。以上のようにして有機EL素子10を製造することができる。 Finally, the device after forming the cathode 18 is sealed (not shown). As the sealing means used for sealing the element, known members and methods can be used. The organic EL element 10 can be manufactured as described above.

なお、有機EL素子10を構成するバンク以外の各層の形成方法としては、上記したとおり、湿式法、蒸着及びスパッタ等いずれの方法であってもよい。ただし、発光層については、大気下製造時の性能低下が抑制されており、コストが抑えられることから、湿式法を用いることが好ましく、インクジェット印刷法を用いるのが特に好ましい。 Incidentally, as a method for forming each layer other than the bank constituting the organic EL element 10, any method such as a wet method, vapor deposition, and sputtering may be used as described above. However, for the light-emitting layer, it is preferable to use a wet method, and particularly preferably to use an inkjet printing method, because deterioration in performance during manufacturing in the air is suppressed and costs are suppressed.

インクジェット印刷法に用いられる液媒体としては、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、酢酸イソプロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシブチルアセテート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、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の非フッ化アルコール類、トリフルオロエタノール(TFEO)、テトラフルオロプロパノール(TFPO)、ヘキサフルオロプロパノール(HFPO)等のフッ化アルコール類、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が、素子中の含まれる溶媒量を抑制する点から、沸点が50℃~180℃の範囲の溶媒が好適に用いられる。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により分散することができる。 Liquid media used in inkjet printing include, for example, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and 3-methoxybutyl acetate, and halogenated solvents such as dichlorobenzene. Hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, non-fluorinated alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, trifluoroethanol (TFEO), tetrafluoropropanol (TFPO), hexafluoro Fluorinated alcohols such as fluoropropanol (HFPO), aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used, but the amount of solvent contained in the element is suppressed. Therefore, a solvent having a boiling point in the range of 50° C. to 180° C. is preferably used. Moreover, as a dispersion method, it can be dispersed by a dispersion method such as ultrasonic wave, high shear force dispersion, media dispersion, or the like.

本発明において、有機EL素子中に含まれる溶媒含有量としては、0.01~1μg/cmの範囲である。0.01μg以下の場合には、有機膜が疎となるため素子駆動時の高電圧化を引き起こし、1μg/cm以上の場合には素子駆動時の物質拡散や発光材料の凝集を引き起こし、低効率、低駆動寿命となってしまう。これらの溶媒含有量は昇温脱離ガス分光法により求めることができる。 In the present invention, the solvent content contained in the organic EL device is in the range of 0.01 to 1 μg/cm 2 . If the amount is 0.01 μg or less, the organic film becomes sparse, which causes a high voltage when the device is driven. Efficiency and low drive life result. These solvent contents can be determined by thermal desorption spectroscopy.

(インクジェット印刷法)
本発明に係る発光層は、インクジェット印刷法により形成することが好ましく、特に大気下でのインクジェット印刷法により形成することが好ましい。インクジェット印刷法等の液滴吐出法により成膜される場合のほうが、蒸着やスピンコートなどで成膜する場合よりも成膜雰囲気の活性ガスの影響が顕著であり、発光効率の低下や短寿命化の影響をより受けやすいが、このような場合でも、性能低下を生じることなく発光する。従って、大気下での製造が可能であり、不活性ガスや真空設備の製造コストも下げることができる。
なお、有機EL素子を構成するその他の層の形成方法については限定されず、インクジェット印刷法であっても、その他の方法であってもよい。
(Inkjet printing method)
The luminescent layer according to the present invention is preferably formed by an inkjet printing method, particularly preferably by an inkjet printing method in the atmosphere. In the case of forming a film by a droplet ejection method such as an inkjet printing method, the effect of the active gas in the film forming atmosphere is more pronounced than in the case of forming a film by vapor deposition or spin coating, resulting in a decrease in luminous efficiency and a short life. However, even in such cases, it emits light without degradation in performance. Therefore, manufacturing in the atmosphere is possible, and manufacturing costs for inert gas and vacuum equipment can be reduced.
The method of forming other layers constituting the organic EL element is not limited, and may be an inkjet printing method or other methods.

インクジェット印刷法で用いられるインクジェットヘッドとしては、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式でもよい。また、吐出方式としては、電気-機械変換方式(例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等)、電気-熱変換方式(例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット(登録商標)型等)、静電吸引方式(例えば、電界制御型、スリットジェット型等)、放電方式(例えば、スパークジェット型等)などを具体的な例として挙げることができるが、いずれの吐出方式を用いてもよい。また、印字方式としては、シリアルヘッド方式、ラインヘッド方式等を制限なく用いることができる。 The inkjet head used in the inkjet printing method may be of an on-demand system or a continuous system. In addition, as a discharge method, an electro-mechanical conversion method (eg, single cavity type, double cavity type, bender type, piston type, share mode type, shared wall type, etc.), an electro-thermal conversion method (eg, thermal Specific examples include inkjet type, bubble jet (registered trademark) type, etc.), electrostatic attraction type (e.g., electric field control type, slit jet type, etc.), discharge type (e.g., spark jet type, etc.), and the like. However, any ejection method may be used. Moreover, as a printing method, a serial head method, a line head method, or the like can be used without limitation.

ヘッドから射出するインク滴の体積は、0.5~100pLの範囲とすることが好ましい。塗布ムラが少なく、かつ印字速度を高速化できる観点から、2~50pLの範囲であることが、より好ましい。なお、インク滴の体積は、印加電圧の調整等によって適宜調整可能である。 The volume of ink droplets ejected from the head is preferably in the range of 0.5 to 100 pL. The range of 2 to 50 pL is more preferable from the viewpoint of reducing coating unevenness and increasing the printing speed. Note that the volume of the ink droplet can be appropriately adjusted by adjusting the applied voltage or the like.

印字解像度は、好ましくは180~10000dpi(dots per inch)の範囲、より好ましくは360~2880dpiの範囲で、湿潤厚さとインク滴の体積等を考慮して適宜設定することができる。 The print resolution is preferably in the range of 180 to 10000 dpi (dots per inch), more preferably in the range of 360 to 2880 dpi, and can be appropriately set in consideration of the wet thickness, ink droplet volume, and the like.

本発明において、インクジェット塗布時(塗布直後)における湿潤塗膜の湿潤厚さは、適宜設定することができるが、好ましくは1~100μmの範囲、より好ましくは1~30μmの範囲、最も好ましくは1~5μmの範囲において、本発明の効果がより顕著に奏される。なお、湿潤厚さは、塗布面積、印字解像度及びインク滴の体積から算出できる。 In the present invention, the wet thickness of the wet coating film at the time of inkjet coating (immediately after coating) can be appropriately set, preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 30 μm, most preferably 1 The effects of the present invention are more pronounced in the range of up to 5 μm. The wet thickness can be calculated from the coating area, print resolution, and ink droplet volume.

インクジェットによる印字方法には、シングルパス(ワンパス)印字法とマルチパス印字法がある。シングルパス印字法は、所定の印字領域を1回のヘッドスキャンで印字する方法である。対して、マルチパス印字法は、所定の印字領域を複数回のヘッドスキャンで印字する方法である。 Inkjet printing methods include a single-pass (one-pass) printing method and a multi-pass printing method. The single-pass printing method is a method of printing a predetermined print area by one head scan. On the other hand, the multi-pass printing method is a method of printing a predetermined print area by multiple head scans.

シングルパス印字法では、所望とする塗布パターンの幅以上の幅に亘ってノズルが並設された広幅のヘッドを用いることが好ましい。同一の基板上に、互いにパターンが連続していない独立した複数の塗布パターンを形成する場合は、少なくとも各塗布パターンの幅以上の広幅ヘッドを用いればよい。 In the single-pass printing method, it is preferable to use a wide head in which nozzles are arranged over a width equal to or greater than the width of the desired coating pattern. When forming a plurality of independent coating patterns that are not continuous on the same substrate, a wide head that is at least as wide as the width of each coating pattern may be used.

以下、インクジェット印刷法による有機機能層の形成方法について、その一例を、図を交えて説明する。 An example of a method for forming an organic functional layer by an inkjet printing method will be described below with reference to the drawings.

図1に、有機EL素子10の表面に対して垂直方向から見たとき、ドット状に前記発光画素21~23が配置されていることを表す概念図を示す。それぞれのドットの位置は、規則正しい順列であっても、千鳥配列であってもよい。中でも千鳥配列であることがより好ましい。 FIG. 1 shows a conceptual diagram showing that the luminescent pixels 21 to 23 are arranged in dots when viewed from the direction perpendicular to the surface of the organic EL element 10 . The position of each dot may be in a regular permutation or in a staggered arrangement. Among them, a staggered arrangement is more preferable.

図4は、本発明の有機EL素子の製造方法に適用可能なシングルパス方式(ラインヘッド方式)のインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。図4(a)において、100がラインヘッド型のヘッドユニットであり、それぞれ色相の異なるインク(例えば、レッド(R)、グリーン(G)及びブルー(B)色の発光をする化合物を含有するインク)を吐出するヘッド102~104で構成され、各ヘッドのノズルピッチは360dpi程度であることが好ましい。なお、本発明でいうdpiとは、2.54cm当たりのドット数を表す。
基板1は、ロール状に積層された状態で、搬送機構101より矢印方向に繰り出される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a single-pass system (line head system) inkjet recording apparatus applicable to the method for manufacturing an organic EL element of the present invention. In FIG. 4(a), 100 is a line head type head unit, each of which has different hues of ink (for example, inks containing compounds emitting red (R), green (G), and blue (B) colors). ), and the nozzle pitch of each head is preferably about 360 dpi. The dpi referred to in the present invention represents the number of dots per 2.54 cm.
The substrates 1 are fed in the direction of the arrow from the conveying mechanism 101 in a state of being laminated in a roll shape.

図4(b)は、各ヘッド底部におけるノズルの配置を示す底面図である。図4(b)に示すように、それぞれヘッド102とヘッド103、ヘッド104のノズルNは、半ピッチずつずらした千鳥配列となっている。このようなヘッド構成とすることにより、より緻密な画像を形成することができる。 FIG. 4B is a bottom view showing the arrangement of nozzles on the bottom of each head. As shown in FIG. 4B, the nozzles N of the heads 102, 103, and 104 are staggered by half a pitch. With such a head structure, a more dense image can be formed.

図4(c)は、ヘッドユニット構成の一例を示す模式図である。幅の広い基板1を用いる場合は、基板1の全幅をカバーするように複数個のヘッドHを千鳥配列に配置したヘッドユニットHUを用いることも好ましい。 FIG. 4C is a schematic diagram showing an example of the head unit configuration. When a wide substrate 1 is used, it is also preferable to use a head unit HU in which a plurality of heads H are arranged in a zigzag arrangement so as to cover the entire width of the substrate 1 .

前記インクジェット記録装置を用いて、基板1を連続的に搬送しながら、基板1上に、有機EL素子の発光層を形成する発光性ドーパントやホスト化合物等と溶媒を含有する塗布液(インク)、又は、有機機能層を形成する有機機能材料等と溶媒を含有する塗布液(インク)を、インク液滴として順次、基板1上に射出して、発光層や有機機能層を形成する。 A coating liquid (ink) containing a luminescent dopant, a host compound, etc. for forming a luminescent layer of an organic EL element and a solvent on the substrate 1 while continuously transporting the substrate 1 using the inkjet recording apparatus; Alternatively, a coating liquid (ink) containing an organic functional material and a solvent for forming the organic functional layer is sequentially ejected as ink droplets onto the substrate 1 to form the light-emitting layer and the organic functional layer.

本発明に用いられインクジェット記録装置のほかにも、例えば、特開2012-140017号公報、特開2013-010227号公報、特開2014-058171号公報、特開2014-097644号公報、特開2015-142979号公報、特開2015-142980号公報、特開2016-002675号公報、特開2016-002682号公報、特開2016-107401号公報、特開2017-109476号公報、特開2017-177626号公報等に記載されている構成からなるインクジェットヘッドを適宜選択して適用することができる。 In addition to the inkjet recording apparatus used in the present invention, for example, JP-A-2012-140017, JP-A-2013-010227, JP-A-2014-058171, JP-A-2014-097644, JP-A-2015 -142979, JP 2015-142980, JP 2016-002675, JP 2016-002682, JP 2016-107401, JP 2017-109476, JP 2017-177626 An ink-jet head having a configuration described in JP-A-2003-200053 or the like can be appropriately selected and applied.

3 ≪用途≫
(照明装置)
上述した実施形態の有機EL素子は、面或いは微小発光体であるため、各種の発光光源として用いることができる。例えば、家庭用照明や車内照明等の照明装置、時計や液晶用のバックライト、看板広告用照明、信号機の光源、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。
3 <<Application>>
(Lighting device)
Since the organic EL element of the embodiment described above is a surface or minute light emitter, it can be used as various light sources. For example, lighting devices such as home lighting and in-vehicle lighting, backlights for clocks and liquid crystals, lighting for billboard advertisements, light sources for traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, A light source for an optical sensor and the like can be mentioned.

(表示装置;印刷造形物)
また、フレキシブル性を活かした、カラーディスプレイとしても有用である。特に本発明の有機EL素子は、簡易な表示装置であるため、2次元インクジェットや3次元インクジェット法によりオンデマンドに対応した細かい作り分けが可能であり、有機EL素子を内蔵した印刷造形物や3次元造形物などを提供することができる。
(Display device; print model)
It is also useful as a color display, taking advantage of its flexibility. In particular, since the organic EL element of the present invention is a simple display device, it can be finely produced according to demand by a two-dimensional inkjet method or a three-dimensional inkjet method. A dimensional model can be provided.

(その他)
また、本発明は、ポリマーと電荷輸送性材料で形成された発光しない有機半導体デバイスにおいても同様に機能を発現可能であり、太陽電池、フォトダイオード、各種センサー等にも適用できる。例えば、有機フォトダイオードの場合、導電性の低いポリマーにより、フラーレン等の電子吸引性材料とクマリン30等の光電変換材料との分子接触やバルクヘテロ構造化を促進し、電荷分離能が向上するだけでなく、界面近傍にポリマー材料が局在することで、酸素や水による電荷トラップを抑制できる。
(others)
In addition, the present invention can similarly exhibit functions in organic semiconductor devices that do not emit light and are formed of a polymer and a charge-transporting material, and can be applied to solar cells, photodiodes, various sensors, and the like. For example, in the case of an organic photodiode, a low-conductivity polymer promotes molecular contact and bulk heterostructure formation between an electron-withdrawing material such as fullerene and a photoelectric conversion material such as coumarin 30, and only improves the charge separation ability. Instead, localization of the polymer material in the vicinity of the interface can suppress charge trapping due to oxygen and water.

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。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these. In the examples, "parts" or "%" are used, but "mass parts" or "mass%" are indicated unless otherwise specified.

ポリマーについては、前述のポリマーを使用した。素子102については、以下の構造式(11)に示すポリマーを用いた。また、ホスト化合物については、前述のKH-1、KH-2、KH-12、KH-15及びKH-22を用いた。発光性ドーパントについては、前述のRD-3、BD-2、BD-3、BD-4及びBD-5を用いた。 As for the polymer, the polymer described above was used. For element 102, a polymer represented by structural formula (11) below was used. As host compounds, KH-1, KH-2, KH-12, KH-15 and KH-22 described above were used. As luminescent dopants, RD-3, BD-2, BD-3, BD-4 and BD-5 described above were used.

Figure 2022116901000018
Figure 2022116901000018

ポリマー(1)~(30)については、以下の市販品を用いた。Mwは、各市販品の重量平均分子量、Mnは数平均分子量である。
(1)ポリメチルメタクリレート[Mw:~120k、シグマアルドリッチ社製]
(2)ポリエチレン[Mw:~4k、シグマアルドリッチ社製]
(3)ポリクロロトリフルオロエチレン[ダイキン工業社製、ポリフロン(登録商標)M-12]
(4)ポリフッ化ビニリデン[Mw:410~575、Piezotech社製、Piezotech(登録商標)RT-TS]
(5)ポリアセタール[ポリプラスチック社製、ジュラコン(登録商標)M90-44]
(6)ポリ(1,4-ブチレンテレフタラート)[シグマアルドリッチ社製]
(7)ポリエチレンテレフタラート[シグマアルドリッチ社製]
(8)ポリイミド[DuPont社製、Vespel(登録商標)SP-1]
(9)ポリアミドイミド[ソルベイ社製、Torlon(登録商標)4000TF]
(10)ポリエーテルイミド[シグマアルドリッチ社製、melt index:18g/10min(337℃/6.6kg)]
(11)ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)[シグマアルドリッチ社製、Aedtron C-NM]
(12)ポリ(3-ヘキシルチオフェン)[Mn:27k~45k、東京化成工業社製]
(13)ポリスルホン[Mn:~22k、シグマアルドリッチ社製]
(14)ポリ[2-メトキシ-5-(2’-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン][Mn:40k~70k、シグマアルドリッチ社製]
(15)アクリロニトリル-スチレン共重合ポリマー[Mw:~165k、x=75、y=25、シグマアルドリッチ社製]
(16)ポリ(9-ビニルカルバゾール)[Mw:~110k、シグマアルドリッチ社製]
(17)ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン)[Mw:~20k、シグマアルドリッチ社製]
(18)ポリ(1,4-フェニレンスルフィド)[Mn:~10k、シグマアルドリッチ社製]
(19)ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-alt-ベンゾチアジアゾール)[Mn:~25k、シグマアルドリッチ社製]
(20)ポリカーボネート[シグマアルドリッチ社製、GF65553598]
(21)ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド) [Mn:20k、Mw:30k、シグマアルドリッチ社製]
(22)ポリ(4,4’-イソプロピリデンジフェニレンテレフタラート)[ユニチカ社製 U-100]
(23)ポリエーテルエーテルケトン[Mn:~10.3k、Mw:~20.8、シグマアルドリッチ社製]
(24)ポリメチルスチレン[Mw:~72k、シグマアルドリッチ社製]
(25)ポリスチレン-メタクリル酸メチル共重合体[Mw:100k~150k、x=40、y=60、シグマアルドリッチ社製]
(26)ポリ(2-ビニルピリジン)[Mn:152k、Mw:159k、シグマアルドリッチ社製]
(27)ポリエーテルスルホン[シグマアルドリッチ社製]
(28)ポリスチレン[Mw:~280k、シグマアルドリッチ社製]
(29)ポリ(4-ビニルフェノール)[Mw:~25k、シグマアルドリッチ社製]
(30)エチレン-テトラフルオロエチレンコポリマー[旭硝子社製、Fluon(登録商標)ETFE]
The following commercial products were used for the polymers (1) to (30). Mw is the weight average molecular weight of each commercial product, and Mn is the number average molecular weight.
(1) Polymethyl methacrylate [Mw: ~120k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(2) Polyethylene [Mw: ~4k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(3) Polychlorotrifluoroethylene [manufactured by Daikin Industries, Ltd., Polyflon (registered trademark) M-12]
(4) Polyvinylidene fluoride [Mw: 410 to 575, manufactured by Piezotech, Piezotech (registered trademark) RT-TS]
(5) Polyacetal [manufactured by Polyplastics, Duracon (registered trademark) M90-44]
(6) Poly(1,4-butylene terephthalate) [manufactured by Sigma-Aldrich]
(7) Polyethylene terephthalate [manufactured by Sigma-Aldrich]
(8) polyimide [manufactured by DuPont, Vespel (registered trademark) SP-1]
(9) Polyamideimide [manufactured by Solvay, Torlon (registered trademark) 4000TF]
(10) Polyetherimide [manufactured by Sigma-Aldrich, melt index: 18 g/10 min (337° C./6.6 kg)]
(11) Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) [manufactured by Sigma-Aldrich, Aedtron C-NM]
(12) Poly(3-hexylthiophene) [Mn: 27k to 45k, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
(13) Polysulfone [Mn: ~22k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(14) Poly[2-methoxy-5-(2′-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] [Mn: 40k to 70k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(15) Acrylonitrile-styrene copolymer [Mw: ~165k, x = 75, y = 25, manufactured by Sigma-Aldrich]
(16) Poly(9-vinylcarbazole) [Mw: ~110k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(17) Poly(9,9-dioctylfluorene) [Mw: ~20k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(18) Poly(1,4-phenylene sulfide) [Mn: ~10k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(19) Poly(9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) [Mn: ~25k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(20) Polycarbonate [manufactured by Sigma-Aldrich, GF65553598]
(21) Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) [Mn: 20k, Mw: 30k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(22) Poly (4,4′-isopropylidenediphenylene terephthalate) [U-100 manufactured by Unitika Ltd.]
(23) Polyetheretherketone [Mn: ~10.3k, Mw: ~20.8, manufactured by Sigma-Aldrich]
(24) Polymethylstyrene [Mw: ~72k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(25) Polystyrene-methyl methacrylate copolymer [Mw: 100k to 150k, x = 40, y = 60, manufactured by Sigma-Aldrich]
(26) Poly(2-vinylpyridine) [Mn: 152k, Mw: 159k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(27) Polyethersulfone [manufactured by Sigma-Aldrich]
(28) Polystyrene [Mw: ~280k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(29) Poly(4-vinylphenol) [Mw: ~25k, manufactured by Sigma-Aldrich]
(30) Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer [Fluon (registered trademark) ETFE manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.]

図5に示すように、基板11上に、陽極12/発光層15/電子注入層17/陰極18を積層して封止層30で封止し、ボトムエミッション型の有機EL素子10を以下のようにして作製した。 As shown in FIG. 5, an anode 12/light emitting layer 15/electron injection layer 17/cathode 18 are laminated on a substrate 11 and sealed with a sealing layer 30, and a bottom emission type organic EL element 10 is manufactured as follows. It was made as follows.

[実施例1]
《有機EL素子101aの作製》
(基板の準備)
まず、ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン社製、以下、「PEN」と略記する。)の陽極を形成する側の全面に、特開2004-68143号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、酸化ケイ素(SiOx;1<x≦4)からなる無機物のガスバリアー層を層厚500nmとなるように形成した。これにより、酸素透過度0.001mL/(m・24h)以下、水蒸気透過度0.001g/(m・24h)以下のガスバリアー性を有する可撓性の基板を作製した。
[Example 1]
<<Production of Organic EL Element 101a>>
(Preparation of substrate)
First, an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus having the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-68143 was applied to the entire anode forming side of a polyethylene naphthalate film (manufactured by Teijin DuPont, hereinafter abbreviated as "PEN"). was used to form an inorganic gas barrier layer made of silicon oxide (SiOx; 1<x≤4) to a layer thickness of 500 nm. As a result, a flexible substrate having gas barrier properties with an oxygen permeability of 0.001 mL/(m 2 ·24 h) or less and a water vapor permeability of 0.001 g/(m 2 ·24 h) or less was produced.

(陽極の形成)
上記基板上に面積30mm、厚さ120nmのITO(インジウム・スズ酸化物)をスパッタ法により製膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、陽極を形成した。
(Formation of anode)
An ITO (indium tin oxide) film having an area of 30 mm and a thickness of 120 nm was formed on the substrate by sputtering, and patterned by photolithography to form an anode.

(絶縁性層(バンク)の形成)
上記作製した陽極上に、コニカミノルタ社製インクジェットヘッド(MEMSヘッド1pL)を用いて、一辺100μmの正方形の塗布パターンを10μmの間隔を空けて4箇所形成するよう、塗布液を塗布した。塗布液としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。
(Formation of insulating layer (bank))
The coating liquid was applied onto the anode prepared above using an inkjet head (MEMS head 1 pL) manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. so as to form a square coating pattern of 100 μm on a side at four locations with an interval of 10 μm. Triethylene glycol monobutyl ether was used as the coating liquid.

次いで大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、塗布液を塗布した基板を親液化処理した。放電ガスとしてアルゴンガス、反応性ガスとして酸素ガスを用い、25℃、1L/(min・cm)で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製PHF2-Kであり、約2kVの電圧をかけてプラズマを生成した。 Then, using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus, the substrate coated with the coating liquid was subjected to a lyophilic treatment. Argon gas was used as the discharge gas, and oxygen gas was used as the reactive gas. The power source used for plasma generation was PHF2-K manufactured by Heiden Laboratory, and a voltage of about 2 kV was applied to generate plasma.

次にエアーウォーター社製ドライアイス洗浄機を用いて、親液化処理した基板表面を洗浄処理することで、塗布液を除去した。これにより、親液領域と撥液領域のパターンが形成された基板を得た。 Next, the coating liquid was removed by cleaning the lyophilic substrate surface using a dry ice cleaning machine manufactured by Air Water. As a result, a substrate on which a pattern of lyophilic regions and lyophobic regions was formed was obtained.

次にコニカミノルタ社製インクジェットヘッド(MEMSヘッド1pL)を用いて、親液領域と撥液領域のパターンが形成された前述工程後の基板に信越化学工業社製X-41-1053を30%にメチルイソブチルケトン50%とプロピレングリコール20%を加え、インクを調液し、前記親液領域に塗設した。120℃で30min乾燥後、紫外線を5min照射し硬化させてバンクを形成した。これらバンク壁は、幅10μmで格子状に形成されていた。 Next, using an inkjet head (MEMS head 1 pL) manufactured by Konica Minolta, X-41-1053 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was added to 30% on the substrate after the above-mentioned process on which the pattern of the lyophilic region and the liquid-repellent region was formed. 50% methyl isobutyl ketone and 20% propylene glycol were added to prepare an ink, which was applied to the lyophilic region. After drying at 120° C. for 30 minutes, it was irradiated with ultraviolet rays for 5 minutes and cured to form a bank. These bank walls were formed in a grid shape with a width of 10 μm.

(発光層の形成)
陽極及びバンクを形成した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。次に、窒素雰囲気下で、下記組成の発光層形成用のインク組成物を用い、前述の図4に記載の構造からなるピエゾ方式インクジェットプリンターヘッドであるコニカミノルタ社製のピエゾ方式インクジェットプリンターヘッド「KM1024i」を用いて、40℃で、乾燥後の層厚が50nmとなる条件で基板上にインク組成物を射出したのち、120℃で30分間乾燥して、発光層を形成した。
(Formation of light-emitting layer)
The substrate on which the anode and bank were formed was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaned for 5 minutes. Next, in a nitrogen atmosphere, using an ink composition for forming a light-emitting layer having the following composition, a piezoelectric inkjet printer head manufactured by Konica Minolta, which is a piezoelectric inkjet printer head having the structure shown in FIG. KM1024i” was used to inject the ink composition onto the substrate at 40° C. under conditions such that the layer thickness after drying was 50 nm, and then dried at 120° C. for 30 minutes to form a light-emitting layer.

〈発光層形成用塗布液〉
ホスト化合物KH-22 22.8質量部
発光性ドーパントRD-3 7.2質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Host compound KH-22 22.8 parts by weight Luminous dopant RD-3 7.2 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by weight

(電子注入層及び陰極の形成)
続いて、基板を真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を4×10-5Paまで減圧した。その後、ボートに通電して加熱し、フッ化ナトリウムを0.02nm/秒で前記発光層及びバンク上に蒸着し、厚さ1nmの薄膜を形成した。同様に、フッ化カリウムを0.02nm/秒でフッ化ナトリウム薄膜上に蒸着し、層厚1.5nmの電子注入層を形成した。
(Formation of electron injection layer and cathode)
Subsequently, the substrate was attached to the vacuum deposition apparatus. In addition, a molybdenum resistance heating boat containing sodium fluoride and potassium fluoride was attached to a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was evacuated to 4×10 −5 Pa. After that, the boat was energized and heated, and sodium fluoride was vapor-deposited on the light-emitting layer and bank at 0.02 nm/sec to form a thin film with a thickness of 1 nm. Similarly, potassium fluoride was vapor-deposited on the sodium fluoride thin film at 0.02 nm/sec to form an electron injection layer with a layer thickness of 1.5 nm.

引き続き、アルミニウムを蒸着して厚さ100nmの陰極を形成した。 Subsequently, aluminum was evaporated to form a cathode with a thickness of 100 nm.

(封止)
以上の工程により形成した積層体に対し、市販のロールラミネート装置を用いて封止基板を接着した。
(sealing)
A sealing substrate was adhered to the laminate formed by the above steps using a commercially available roll laminator.

封止基板として、可撓性を有する厚さ30μmのアルミニウム箔(東洋アルミニウム(株)製)に、ドライラミネーション用の2液反応型のウレタン系接着剤を用いて層厚1.5μmの接着剤層を設け、厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムをラミネートしたものを作製した。 As a sealing substrate, a 1.5 μm-thick adhesive was applied to a flexible 30 μm-thick aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) using a two-liquid reactive urethane-based adhesive for dry lamination. A layer was provided and a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 12 μm was laminated.

封止用接着剤として熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用して封止基板のアルミニウム箔の接着面(つや面)に沿って厚さ20μmで均一に塗布した。これを100Pa以下の真空下で12時間乾燥させた。更に、その封止基板を露点温度-80℃以下、酸素濃度0.8ppmの窒素雰囲気下へ移動して、12時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率が100ppm以下となるように調整した。 A thermosetting adhesive as a sealing adhesive was uniformly applied to a thickness of 20 μm along the bonding surface (glossy surface) of the aluminum foil of the sealing substrate using a dispenser. This was dried under a vacuum of 100 Pa or less for 12 hours. Furthermore, the sealing substrate is moved to a nitrogen atmosphere with a dew point temperature of −80° C. or less and an oxygen concentration of 0.8 ppm, and dried for 12 hours or more, and the moisture content of the sealing adhesive is adjusted to 100 ppm or less. did.

熱硬化性接着剤としては下記の(A)~(C)を混合したエポキシ系接着剤を用いた。 As the thermosetting adhesive, an epoxy-based adhesive obtained by mixing the following (A) to (C) was used.

(A)ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)
(B)ジシアンジアミド(DICY)
(C)エポキシアダクト系硬化促進剤
前記封止基板を前記積層体に対して密着・配置して、圧着ロールを用いて、圧着ロール温度100℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minの圧着条件で密着封止した。
(A) bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA)
(B) Dicyandiamide (DICY)
(C) Epoxy Adduct Curing Accelerator The encapsulation substrate is adhered to and arranged on the laminate, and a pressure roller is used to press the pressure roller at a temperature of 100° C., a pressure of 0.5 MPa, and an apparatus speed of 0.3 m/min. It was tightly sealed under the crimping condition of .

以上のようにして、有機EL素子101aを作製した。 As described above, the organic EL element 101a was produced.

《有機EL素子101bの作製》
有機EL素子101aの作製において、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は、同様にして大気下製造有機EL素子101bを作製した。
<<Preparation of Organic EL Element 101b>>
Organic EL element 101b was produced in the same manner as in the production of organic EL element 101a, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%).

《有機EL素子102~131の作製》
有機EL素子101の作製において、ポリマーを表Iに記載の条件に変更した以外は、同様にして、素子102a~131aを作製した。
<<Production of organic EL elements 102 to 131>>
Elements 102a to 131a were produced in the same manner as in the production of organic EL element 101, except that the polymer was changed to the conditions shown in Table I.

〈発光層形成用塗布液〉
表Iに記載のポリマー 15質量部
ホスト化合物KH-22 11.4質量部
発光性ドーパントRD-3 3.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Polymer listed in Table I 15 parts by weight Host compound KH-22 11.4 parts by weight Luminescent dopant RD-3 3.6 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by weight

また、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とし、ポリマーを表Iに記載の条件に変更した以外は、同様にして、素子102b~131bを作製した。 In addition, elements 102b to 131b were produced in the same manner, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%) and the polymer was changed to the conditions shown in Table I.

≪評価方法≫
作製した有機EL素子101a~131a及び101b~131bについて、下記の評価を実施した。
≪Evaluation method≫
The organic EL elements 101a to 131a and 101b to 131b produced were evaluated as follows.

(1)ポリマーの導電率の測定
上記発光層形成用塗布液から、ホスト化合物及び発光性ドーパントを除いたポリマー単体の塗布液をそれぞれ作製し、別途石英基板上に同様にして成膜した。成膜面に対し、日東精工アナリテック社製ハイレスターUXを用いて抵抗率を測定し、抵抗率の逆数を導電率として導出した。
(1) Measurement of Conductivity of Polymer From the coating solution for forming the light-emitting layer, the host compound and the light-emitting dopant were removed to prepare a polymer-only coating solution, and a separate film was formed on a quartz substrate in the same manner. The resistivity of the film-forming surface was measured using Hiresta UX manufactured by Nitto Seiko Analytic Tech, and the reciprocal of the resistivity was derived as the electrical conductivity.

(2)ポリマー比率Pの評価
作製した有機EL素子101a~131aにおいて、発光層内のポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントの分布状態を、前述の飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により以下の条件で測定した。なお、素子101b~131bについても同様の値が得られた。
(2) Evaluation of polymer ratio P In the produced organic EL elements 101a to 131a, the distribution state of the polymer, host compound, and luminescent dopant in the light-emitting layer was analyzed by the time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) described above. ) under the following conditions. Similar values were obtained for the elements 101b to 131b.

(測定条件)
1次イオン:ビスマスクラスターのダブルチャージイオン(Bi3++
1次イオン加速電圧:30 kV
質量範囲(m/z):0~1500
測定範囲:100μm×100μm
スキャン数:16 scan/cycle
ピクセル数(1辺):256 pixel
エッチングイオン:Arガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)
エッチングイオン加速電圧:5.0 kV
(Measurement condition)
Primary ion: Double charged ion of bismuth cluster (Bi 3++ )
Primary ion acceleration voltage: 30 kV
Mass range (m/z): 0-1500
Measurement range: 100 μm×100 μm
Number of scans: 16 scans/cycle
Number of pixels (one side): 256 pixels
Etching ion: Ar gas cluster ion beam (Ar-GCIB)
Etching ion acceleration voltage: 5.0 kV

ポリマー比率Pは、下記式(i)で表される。
(i)P=I/(I+I+IDp
式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、ポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。
The polymer ratio P is represented by the following formula (i).
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
In the formula, I P , I H and I Dp are the secondary ion intensities of the polymer, charge-transporting host compound and luminescent dopant measured by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS).

また、ポリマー比率Pa、Pb及びPcは、発光層内の厚さ方向における位置によって、以下のように表される。
Pa:陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))におけるポリマー比率
Pb:中央部(x=D/2)におけるポリマー比率
Pc:陰極側界面付近(x=D/10)におけるポリマー比率
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。
Moreover, the polymer ratios Pa, Pb and Pc are expressed as follows depending on the position in the thickness direction in the light-emitting layer.
Pa: polymer ratio in the vicinity of the anode-side interface (x = (D-[D/10])) Pb: polymer ratio in the central portion (x = D/2) Pc: in the vicinity of the cathode-side interface (x = D/10) Polymer ratio Here, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. 0, the anode side interface is represented by x=D.

Pa/Pb及びPc/Pbの値を表Iに示す。 The Pa/Pb and Pc/Pb values are given in Table I.

(3)外部量子収率(EQE比)の評価
有機EL素子101a~131a及び101b~131bの発光外部量子収率の評価には、室温(25℃)で、2.5mA/cmの定電流密度条件下による点灯を行い、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)を用いて、各素子の発光外部量子収率を測定し、素子101aの発光外部量子収率を100とした場合の相対値を求めた。
(3) Evaluation of external quantum yield (EQE ratio) For evaluation of the emission external quantum yield of the organic EL elements 101a to 131a and 101b to 131b, a constant current of 2.5 mA/cm 2 was applied at room temperature (25°C). When lighting is performed under density conditions, the emission external quantum yield of each element is measured using a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta), and the emission external quantum yield of the element 101a is set to 100. The relative value of

(4)駆動寿命(LT比)の評価
有機EL素子101a~131a及び101b~131bの駆動寿命の評価には、室温(25℃)で、100cd/m条件下による点灯を行い、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)を用いて、各素子の輝度を測定し、素子101aの点灯開始から輝度半減までの寿命を100とした場合の相対値を求めた。
(4) Evaluation of driving life (LT ratio) For evaluating the driving life of the organic EL elements 101a to 131a and 101b to 131b, lighting was performed at room temperature (25 ° C.) under 100 cd / m 2 conditions, and spectral radiance was measured. Using CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), the luminance of each element was measured, and the relative value was obtained when the lifetime from the start of lighting of the element 101a to half luminance was defined as 100.

(5)大気下製造時の性能評価
大気下で製造した有機EL素子101b~131bの前記(3)発光外部量子収率の相対値及び前記(4)駆動寿命の相対値を、それぞれ窒素雰囲気下で製造した有機EL素子101a~131aの値で割り、性能比(%)を求めた。
(5) Performance evaluation at the time of production in the atmosphere The (3) relative value of the emission external quantum yield and the (4) relative value of the drive lifetime of the organic EL elements 101b to 131b produced in the atmosphere were measured under a nitrogen atmosphere. was divided by the values of the organic EL elements 101a to 131a manufactured in 1. to obtain the performance ratio (%).

これらの結果を表Iに示す。 These results are shown in Table I.

Figure 2022116901000019
(注)ポリマー導電率[S/m]の不等号(<)については、実際には、表に記載の数値を下回ることを示す。
Figure 2022116901000019
(Note) Regarding the inequality sign (<) of the polymer conductivity [S/m], it actually indicates that it is lower than the numerical value described in the table.

表Iから、本発明の実施例である有機EL素子106から131は、比較例の有機EL素子101から105に対し、発光効率及び駆動寿命と大気下製造時の性能低下の抑制とを両立できることが分かる。 From Table I, it can be seen that the organic EL elements 106 to 131, which are examples of the present invention, can achieve both luminous efficiency and drive life, and suppression of performance deterioration during manufacturing in the atmosphere, as compared to the organic EL elements 101 to 105, which are comparative examples. I understand.

[実施例2]
《有機EL素子201の作製》
前記有機EL素子101aの作製において、下記発光層形成用塗布液へ変更した以外は同様にして、有機EL素子201aを作製した。
[Example 2]
<<Production of Organic EL Element 201>>
An organic EL element 201a was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 101a, except that the following light-emitting layer forming coating liquid was used.

〈発光層形成用塗布液〉
ホスト化合物KH-1 76質量部
発光性ドーパントBD-2 24質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Host compound KH-1 76 parts by mass Luminescent dopant BD-2 24 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by mass

《有機EL素子201bの作製》
有機EL素子201aの作製において、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は、同様にして大気下製造有機EL素子201bを作製した。
<<Preparation of organic EL element 201b>>
An organic EL element 201b was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 201a, except that air (temperature 20° C.; humidity 50%) was used as the atmosphere for film formation of the light-emitting layer.

《有機EL素子202~214の作製》
有機EL素子201aの作製において、ポリマーを表IIに記載の条件に変更した以外は、同様にして、素子202a~214aを作製した。
<<Production of organic EL elements 202 to 214>>
Elements 202a to 214a were produced in the same manner as in the production of the organic EL element 201a, except that the polymer was changed to the conditions shown in Table II.

〈発光層形成用塗布液〉
表に記載のポリマー化合物 15質量部
ホスト化合物KH-1 11.4質量部
発光性ドーパントBD-2 3.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Polymer compound listed in the table 15 parts by mass Host compound KH-1 11.4 parts by mass Luminescent dopant BD-2 3.6 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by mass

また、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とし、ポリマーを表IIに記載の条件に変更した以外は、同様にして、素子202b~214bを作製した。 Elements 202b to 214b were produced in the same manner, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%), and the polymer was changed to the conditions shown in Table II.

そして、実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表IIに示す。 Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. These results are shown in Table II.

Figure 2022116901000020
Figure 2022116901000020

表I及び表IIから、本発明の有機EL素子は、発光性ドーパントに赤色発光性ドーパント及び青色発光性ドーパントのどちらを用いても同様の効果が得られることが分かる。 From Tables I and II, it can be seen that the organic EL device of the present invention can obtain the same effect regardless of whether a red light-emitting dopant or a blue light-emitting dopant is used as the light-emitting dopant.

[実施例3]
《有機EL素子301~302の作製》
前記有機EL素子130aの作製において、下記発光層形成用塗布液へ変更し、アタクチックポリスチレン(重量平均分子量28万、シグマアルドリッチ社製)及びシンジオタクチックポリスチレン(重量平均分子量31万;Macromolecule,1988,21,3356)の含有比を表IIIに記載の条件に変更した以外は同様にして、有機EL素子301a及び302aを作製した。なお、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は同様にして、大気下製造有機EL素子301b及び302bを作製した。
[Example 3]
<<Production of organic EL elements 301 and 302>>
In the preparation of the organic EL element 130a, the coating solution for forming the light-emitting layer was changed to the following, and atactic polystyrene (weight average molecular weight: 280,000, manufactured by Sigma-Aldrich) and syndiotactic polystyrene (weight average molecular weight: 310,000; Macromolecule, 1988) , 21, 3356) were changed to the conditions shown in Table III, and organic EL devices 301a and 302a were produced in the same manner. Organic EL elements 301b and 302b manufactured in the atmosphere were produced in the same manner, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%).

〈発光層形成用塗布液〉
ポリマー 15質量部
ホスト化合物KH-2 11.4質量部
発光性ドーパントBD-3 3.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Polymer 15 parts by mass Host compound KH-2 11.4 parts by mass Luminescent dopant BD-3 3.6 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by mass

そして、実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表IIIに示す。 Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. These results are shown in Table III.

Figure 2022116901000021
Figure 2022116901000021

表IIIから、本発明の有機EL素子は、ポリマーが立体規則性の異なる成分の混合物であることにより、発光効率及び駆動寿命が更に優れており、かつ大気下製造時の性能低下の抑制をも更に両立できることが分かる。 From Table III, it can be seen that the organic EL device of the present invention has even better luminous efficiency and drive life, and suppresses deterioration of performance during production in the atmosphere, because the polymer is a mixture of components with different stereoregularities. It turns out that they can be compatible.

[実施例4]
《有機EL素子401の作製》
前記有機EL素子101aの作製において、下記発光層形成用塗布液へ変更した以外は同様にして、有機EL素子401aを作製した。なお、有機EL素子401aの作製において、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は、同様にして大気下製造有機EL素子401bを作製した。
[Example 4]
<<Production of Organic EL Element 401>>
An organic EL element 401a was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 101a, except that the coating solution for forming the light-emitting layer was changed to the following. An organic EL element 401b was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 401a, except that air (temperature 20° C.; humidity 50%) was used as the atmosphere for film formation of the light-emitting layer.

〈発光層形成用塗布液〉
ホスト化合物KH-12 76質量部
発光性ドーパントBD-5 24質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Host compound KH-12 76 parts by mass Luminescent dopant BD-5 24 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by mass

《有機EL素子402~410の作製》
有機EL素子401aの作製において、ポリマーを表IVに記載の条件に変更した以外は、同様にして、素子402a~410aを作製した。なお、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は、同様にして、素子402b~410bを作製した。
<<Production of organic EL elements 402 to 410>>
Elements 402a to 410a were produced in the same manner as in the production of organic EL element 401a, except that the polymer was changed to the conditions shown in Table IV. Elements 402b to 410b were produced in the same manner, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%).

〈発光層形成用塗布液〉
表に記載のポリマー化合物 15質量部
ホスト化合物KH-12 11.4質量部
発光性ドーパントBD-5 3.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Polymer compound listed in the table 15 parts by weight Host compound KH-12 11.4 parts by weight Luminous dopant BD-5 3.6 parts by weight Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by weight

そして、実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表IVに示す。 Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. These results are shown in Table IV.

Figure 2022116901000022
Figure 2022116901000022

表IVから、本発明の有機EL素子は、ポリマー、ホスト化合物及び発光性ドーパントの総質量を100としたときのポリマーの質量比率が、5~80質量%の範囲内であることにより、発光効率及び駆動寿命が更に優れており、かつ大気下製造時の性能低下の抑制をも更に両立できることが分かる。 From Table IV, the organic EL device of the present invention has a polymer mass ratio of 5 to 80% by mass when the total mass of the polymer, host compound and luminescent dopant is 100, so that the luminous efficiency It can be seen that the driving life is further excellent, and that deterioration in performance during production in the atmosphere can be suppressed.

[実施例5]
《有機EL素子501~507の作製》
前記有機EL素子130aの作製において、下記発光層形成用塗布液へ変更した以外は同様にして、有機EL素子501aを作製した。次に、ポリスチレン(重量平均分子量28万、シグマアルドリッチ社製)及びポリ(4-ビニルフェノール)(重量平均分子量25万;シグマアルドリッチ社製)の2種類のポリマーを、表Vに記載の含有比で添加することを変更した以外は同様にして、有機EL素子502a~507aを作製した。なお、発光層の成膜雰囲気を空気(温度20℃;湿度50%)とした以外は同様にして、大気下製造有機EL素子501b~507bを作製した。
[Example 5]
<<Production of organic EL elements 501 to 507>>
An organic EL element 501a was produced in the same manner as in the production of the organic EL element 130a, except that the coating solution for forming the light-emitting layer was changed to the following. Next, two types of polymers, polystyrene (weight average molecular weight 280,000, manufactured by Sigma-Aldrich) and poly(4-vinylphenol) (weight average molecular weight 250,000, manufactured by Sigma-Aldrich), were added to the content ratio shown in Table V. Organic EL elements 502a to 507a were produced in the same manner, except that addition was changed in . Organic EL elements 501b to 507b manufactured in the air were produced in the same manner, except that the atmosphere for film formation of the light-emitting layer was air (temperature: 20° C.; humidity: 50%).

〈発光層形成用塗布液〉
ポリマー 15質量部
ホスト化合物KH-15 11.4質量部
発光性ドーパントBD-4 3.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 2000質量部
<Coating solution for forming light-emitting layer>
Polymer 15 parts by mass Host compound KH-15 11.4 parts by mass Luminescent dopant BD-4 3.6 parts by mass Propylene glycol monomethyl ether acetate 2000 parts by mass

そして、実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表Vに示す。 Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. These results are shown in Table V.

Figure 2022116901000023
Figure 2022116901000023

表Vから、ポリマーを多種用いて含有比率を調整することにより、ポリマー比率を制御でき、ポリマー比率Pが、Pa≦Pcであるとき、特にPa<Pcであるとき、発光効率及び駆動寿命が更に優れており、かつ大気下製造時の性能低下の抑制をも更に両立できることが分かる。 From Table V, it can be seen that the polymer ratio can be controlled by adjusting the content ratio using various polymers, and when the polymer ratio P is Pa≦Pc, especially when Pa<Pc, the luminous efficiency and driving life are further improved. It can be seen that it is excellent and can further suppress the deterioration of performance during production in the atmosphere.

上記結果から、発光層に含有させる特にポリマーの比率等により、正孔と電子の挙動を制御することにより、本発明の課題を解決できることが分かる。
すなわち、発光効率が高く、長寿命で、かつ、大気下での製造時の性能低下を抑制可能であり、低コストにて製造可能である有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法、並びに照明装置、表示装置及び印刷造形物を提供することができる。
From the above results, it can be seen that the problems of the present invention can be solved by controlling the behavior of holes and electrons, particularly by controlling the ratio of the polymer contained in the light-emitting layer.
That is, an organic electroluminescence element that has high luminous efficiency, has a long life, can suppress performance deterioration during manufacturing in the atmosphere, and can be manufactured at low cost, a method for manufacturing the same, a lighting device, and a display An apparatus and printed model can be provided.

1 基板
2 バンク(絶縁性層)
2a 凹部
2b 凸部
10 有機エレクトロルミネッセンス素子
11 基板
12 陽極
13 正孔注入層
14 正孔輸送層
15 発光層
16 電子輸送層
17 電子注入層
18 陰極
21 青色発光画素
22 緑色発光画素
23 赤色発光画素
30 封止層
40 画像表示部
41 発光画像表示部
42 非発光画像表示部
100 ラインヘッド型のヘッドユニット
101 搬送機構
102、103、104 ヘッド
N ノズル
H ヘッド
HU ヘッドユニット
1 substrate 2 bank (insulating layer)
2a concave portion 2b convex portion 10 organic electroluminescence element 11 substrate 12 anode 13 hole injection layer 14 hole transport layer 15 light emitting layer 16 electron transport layer 17 electron injection layer 18 cathode 21 blue light emitting pixel 22 green light emitting pixel 23 red light emitting pixel 30 Sealing layer 40 image display unit 41 light emitting image display unit 42 non-light emitting image display unit 100 line head type head unit 101 transport mechanism 102, 103, 104 head N nozzle H head HU head unit

Claims (20)

少なくとも基板上に、対向する陽極と陰極に挟持された画像表示部を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記画像表示部が、発光画像表示部と非発光画像表示部で構成され、
前記発光画像表示部が、少なくとも電極、電荷注入層又は電荷輸送層に隣接する発光層を有し、
前記発光層が、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントを含有し、
前記発光層において、下記式(i)で表されるポリマー比率Pが、下記条件(ii)を満たす
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(i)P=I/(I+I+IDp
(ii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.8以上、2.2未満である。
〔式中、I、I及びIDpは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF‐SIMS)により測定した、導電率が1S/m以下のポリマー、電荷輸送性ホスト化合物及び発光性ドーパントの二次イオン強度である。
Paは、陽極側界面付近(x=(D-[D/10]))におけるポリマー比率であり、
Pbは、中央部(x=D/2)におけるポリマー比率であり、
Pcは、陰極側界面付近(x=D/10)におけるポリマー比率である。
ただし、xは、発光層内の厚さ方向における位置を示しており、電極面に対して垂直方向をx軸とし、発光層の層厚をDとするとき、陰極側界面はx=0、陽極側界面はx=Dで表される。〕
An organic electroluminescence element having an image display portion sandwiched between an anode and a cathode facing each other on at least a substrate,
wherein the image display section is composed of a luminescent image display section and a non-luminescent image display section,
the light-emitting image display section has at least a light-emitting layer adjacent to an electrode, a charge injection layer, or a charge transport layer;
the light-emitting layer contains a polymer having a conductivity of 1 S/m or less, a charge-transporting host compound, and a light-emitting dopant;
An organic electroluminescence device, wherein in the light-emitting layer, a polymer ratio P represented by the following formula (i) satisfies the following condition (ii).
(i) P =IP/( IP + IH+ IDp )
(ii) At least either Pa/Pb or Pc/Pb is 0.8 or more and less than 2.2.
[Wherein, I P , I H and I Dp are a polymer, a charge-transporting host compound, and a luminous is the secondary ion intensity of the dopant.
Pa is the polymer ratio near the interface on the anode side (x = (D-[D/10])),
Pb is the polymer ratio in the central part (x=D/2),
Pc is the polymer ratio near the cathode-side interface (x=D/10).
However, x indicates the position in the thickness direction in the light-emitting layer. The anode-side interface is represented by x=D. ]
前記ポリマー比率Pが、下記条件(iii)を満たす
ことを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(iii)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、0.95以上、2.0未満である
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the polymer ratio P satisfies the following condition (iii).
(iii) At least either Pa/Pb or Pc/Pb is 0.95 or more and less than 2.0
前記ポリマー比率Pが、下記条件(iv)を満たす
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(iv)少なくともPa/Pb又はPc/Pbのどちらか一方が、1.1以上、1.8未満である
3. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the polymer ratio P satisfies the following condition (iv).
(iv) at least one of Pa/Pb or Pc/Pb is 1.1 or more and less than 1.8
前記ポリマー比率Pが、条件(v)を満たす
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(v)Pa≦Pc
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer ratio P satisfies the condition (v).
(v) Pa≦Pc
前記ポリマー比率Pが、条件(vi)を満たす
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(vi)Pa<Pc
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer ratio P satisfies condition (vi).
(vi) Pa<Pc
前記発光層において、当該発光層の総質量を100とした場合のポリマーの質量比率が、5~80質量%の範囲内である
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
6. Any one of claims 1 to 5, wherein the weight ratio of the polymer in the light-emitting layer is in the range of 5 to 80% by weight when the total weight of the light-emitting layer is 100. The organic electroluminescence device according to Item 1.
前記ポリマーが、導電率が1E-8S/m以下のポリマーである
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
7. The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymer has a conductivity of 1E-8 S/m or less.
前記ポリマーが、ベンゼン環を含むポリマーである
ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer is a polymer containing benzene rings.
前記ポリマーが、ベンゼン環を側鎖として含むポリマーである
ことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer is a polymer containing benzene rings as side chains.
前記ポリマーが、ポリスチレンである
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 9, wherein the polymer is polystyrene.
前記ポリマーが、ポリスチレン誘導体である
ことを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 9, wherein the polymer is a polystyrene derivative.
前記ポリスチレン誘導体が、ポリビニルフェノールである
ことを特徴とする請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
12. The organic electroluminescence device according to claim 11, wherein the polystyrene derivative is polyvinylphenol.
前記ポリマーが、立体規則性の異なる成分の混合物である
ことを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
13. The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 12, wherein the polymer is a mixture of components with different stereoregularities.
前記発光層が、少なくとも電極又は電荷注入層と直接隣接する
ことを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14. The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 13, wherein the light-emitting layer directly adjoins at least an electrode or a charge injection layer.
前記発光層が、電極と直接隣接する
ことを特徴とする請求項1から請求項14までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
15. The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 14, wherein the light-emitting layer is directly adjacent to an electrode.
請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記発光層を、インクジェット印刷法によって形成する工程を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
A method for manufacturing an organic electroluminescence device for manufacturing the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 15,
A method for producing an organic electroluminescence device, comprising: forming the light-emitting layer by an inkjet printing method.
前記発光層を、大気下で、インクジェット印刷法によって形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
17. The method of manufacturing an organic electroluminescence element according to claim 16, further comprising forming the light-emitting layer by an inkjet printing method in the atmosphere.
請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする照明装置。
A lighting device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 15.
請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする表示装置。
A display device comprising the organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 15.
請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備する
ことを特徴とする印刷造形物。
A printed model comprising the organic electroluminescence element according to any one of claims 1 to 15.
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