JP3237282B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents

Organic electroluminescence device

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JP3237282B2
JP3237282B2 JP05873293A JP5873293A JP3237282B2 JP 3237282 B2 JP3237282 B2 JP 3237282B2 JP 05873293 A JP05873293 A JP 05873293A JP 5873293 A JP5873293 A JP 5873293A JP 3237282 B2 JP3237282 B2 JP 3237282B2
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light emitting
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かず子 高橋
敏博 大西
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は有機エレクトロルミネッ
センス素子(以下有機EL素子ということがある。)に
関する。詳しくは分子の中央部に芳香族環を有するビオ
ロゲン系化合物を用いた有機EL素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescence device (hereinafter sometimes referred to as an organic EL device). Specifically, the present invention relates to an organic EL device using a viologen-based compound having an aromatic ring in the center of a molecule.

【0002】[0002]

【従来の技術】無機蛍光体を発光材料として用いた無機
エレクトロルミネッセンス素子(以下無機EL素子とい
うことがある。)は、例えばバックライトとしての面状
光源やフラットパネルディスプレイ等の表示装置に用い
られているが、発光させるのに高電圧の交流が必要であ
った。
2. Description of the Related Art An inorganic electroluminescent element (hereinafter sometimes referred to as an inorganic EL element) using an inorganic phosphor as a light-emitting material is used, for example, in a planar light source as a backlight or a display device such as a flat panel display. However, a high-voltage alternating current was required to emit light.

【0003】Tangらは有機蛍光色素を発光層とし、
これと電子写真の感光体等に用いられている有機正孔輸
送化合物とを積層した二層構造を有する有機EL素子を
作製し、低電圧駆動、高効率、高輝度の有機EL素子を
実現させた(特開昭59−194393号公報)。有機
EL素子は、無機EL素子に比べ、低電圧駆動、高輝度
に加えて多数の色の発光が容易に得られるという特長が
あることから素子構造や有機蛍光色素、有機電荷輸送化
合物について多くの試みが報告されている〔ジャパニー
ズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(Jp
n. J. Appl. Phys. ) 第27巻、L269頁 (1988年) 、ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックス(J. Appl. Ph
ys. ) 第65巻、3610頁 (1989年) 〕。また、芳香族環を
有するビオロゲン系化合物についての酸化還元特性や、
酸化により生成するカチオン状態で強い蛍光を示すこと
が報告されている〔ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサ
イアティー・ケミカル・コミュニケーションズ(J. Che
m. Soc. ,Chem. Commun.)、第8号、620頁(199
2年)〕。しかし、固体素子中で該ビオロゲン系化合物
がEL電界発光することや注入電荷を移動させることに
ついては述べられていなかった。
[0003] Tang et al. Use an organic fluorescent dye as a light emitting layer,
An organic EL device having a two-layer structure is fabricated by laminating this and an organic hole transporting compound used for an electrophotographic photoreceptor and the like, and an organic EL device with low voltage drive, high efficiency, and high brightness is realized. (JP-A-59-194393). Compared to inorganic EL devices, organic EL devices have the characteristics that they can easily emit light of many colors in addition to low voltage driving and high brightness. Attempts have been reported [Japanese Journal of Applied Physics (JP
n. J. Appl. Phys.) 27, L269 (1988), Journal of Applied Physics (J. Appl.
ys.) 65, 3610 (1989)]. In addition, oxidation-reduction properties of a viologen compound having an aromatic ring,
It has been reported that cations generated by oxidation show strong fluorescence [Journal of Chemical Society Chemical Communications (J. Che)
m. Soc., Chem. Commun.), No. 8, p. 620 (199)
2 years)]. However, there is no description about the electroluminescence of the viologen-based compound or the transfer of injected charge in the solid-state device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これまで報告されてき
た有機EL素子は高輝度ではあるが、緑色や赤色に発光
するものが多く、フルカラー化のために青色に発光する
有機EL素子に用いる発光材料が求められていた。ま
た、発光材料と電荷輸送材料の組み合わせが限られてお
り、新規の電荷輸送材料が求められていた。
Although the organic EL devices which have been reported to date have high brightness, many of them emit green or red light, and light emission used for the organic EL device which emits blue light for full colorization. Materials were sought. In addition, combinations of light emitting materials and charge transport materials are limited, and new charge transport materials have been demanded.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、有機EL
素子の発光材料について鋭意検討した結果、分子の中央
部に芳香族環を有するビオロゲン系化合物が発光材料と
してばかりでなく、電荷輸送材料(なお、以下において
電荷輸送材料は特に断らない限り正孔輸送材料と電子輸
送材料を総称する。)としても作用し、しかも均一な発
光層あるいは電荷輸送層(なお、以下において電荷輸送
層は特に断らない限り正孔輸送層および電子輸送層の総
称を意味する。)が形成でき、均一に発光する有機EL
素子が得られることを見い出し本発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed an organic EL device.
As a result of intensive studies on the light-emitting material of the device, a viologen-based compound having an aromatic ring in the center of the molecule is used not only as a light-emitting material, but also as a charge-transporting material. The material also functions as a material and an electron transporting material. In addition, the uniform light emitting layer or the charge transporting layer (hereinafter, the charge transporting layer means a hole transporting layer and an electron transporting layer unless otherwise specified. ) Can be formed and emits light uniformly
The inventors have found that an element can be obtained, and have reached the present invention.

【0006】すなわち、本発明は次に記す発明からな
る。 (1)少なくとも一方が透明または半透明である一対の
電極間に少なくとも一層の有機物層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該有機物層が下記化
That is, the present invention comprises the following inventions. (1) An organic electroluminescence device having at least one organic material layer between a pair of electrodes, at least one of which is transparent or translucent, wherein the organic material layer is

【化2】 (式中Arは炭素数6〜18の芳香族炭化水素基または
炭素数4〜14の複素芳香族基、X- は対アニオンを示
す。また、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R 6
7 、R8 、R9 、R10はそれぞれ独立に、水素または
炭素数1〜20のアルキル基を示す。)で表される化合
物から選ばれた少なくとも一種類以上のビオロゲン系化
合物を含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。 (2)ビオロゲン系化合物を含有する有機物層が発光層
であることを特徴とする(1)記載の有機エレクトロル
ミネッセンス素子。 (3)ビオロゲン系化合物を含有する有機物層が別の発
光層と積層されていることを特徴とする(1)記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。
Embedded image(Where Ar is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or
A heteroaromatic group having 4 to 14 carbon atoms, X-Indicates a counter anion
You. Also, R1, RTwo, RThree, RFour, RFive, R 6,
R7, R8, R9, RTenAre each independently hydrogen or
And represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Compound represented by)
At least one viologen system selected from products
Organic electroluminescence characterized by containing a compound
Sense element. (2) The organic layer containing the viologen compound is a light emitting layer
The organic electroluminescent device according to (1), wherein
Luminescence element. (3) The organic layer containing the viologen-based compound is
(1) characterized in that it is laminated with an optical layer.
Electroluminescent element.

【0007】以下、本発明の有機EL素子について詳細
に説明する。本発明の有機EL素子において、前記化2
で表されるビオロゲン系化合物は、発光材料としてもま
た電荷輸送材料としても用いることができる。該ビオロ
ゲン系化合物は、前記化2で表される分子の中央部に芳
香族環を有するビオロゲン系化合物である。ここで、炭
素数6〜18の芳香族炭化水素基としては1, 4−フェ
ニレン基、2, 5−ジメチルフェニレン基、2, 5−ジ
エチルフェニレン基、1, 5−ナフチレン基、2, 6−
ナフチレン基、1,4−ナフチレン基などが挙げられ
る。炭素数4〜14の複素芳香族基としては2, 5−チ
エニレン基、2, 5−フリレン基、チエノ〔3, 2−
b〕チエニレン基などが挙げられる。また、X- として
は、Cl- 、Br- 、I- 、F- 、BF4 - 、ClO4
- 、p−トルエンスルホン酸イオンなどが挙げられる。
これらのうちArとしては1, 4−フェニレン基、2,
5−チエニレン基、2, 5−フリレン基、チエノ〔3,
2−b〕チエニレン基が好ましい。また、化2における
1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 、R8 、R
9 、R10は、前記のように、水素、炭素数1〜20のア
ルキル基から選ばれた基である。ここで、炭素数1〜2
0のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル
基、オクチル基などが挙げられる。これらの中で、好ま
しくは水素、メチル基、エチル基であり、より好ましく
は、水素、メチル基である。
Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described in detail. In the organic EL device of the present invention,
Can be used both as a light emitting material and a charge transport material. The viologen-based compound is a viologen-based compound having an aromatic ring at the center of the molecule represented by Chemical Formula 2. Here, as the aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, 1,4-phenylene group, 2,5-dimethylphenylene group, 2,5-diethylphenylene group, 1,5-naphthylene group, 2,6-
Examples include a naphthylene group and a 1,4-naphthylene group. As the heteroaromatic group having 4 to 14 carbon atoms, 2,5-thienylene group, 2,5-furylene group, thieno [3,2-
b] thienylene group and the like. X is Cl , Br , I , F , BF 4 , ClO 4
And p-toluenesulfonic acid ions.
Among them, Ar is 1,4-phenylene group, 2,
5-thienylene group, 2,5-furylene group, thieno [3,
2-b] a thienylene group is preferred. Further, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R
9 and R 10 are groups selected from hydrogen and an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as described above. Here, carbon number 1-2
Examples of the 0 alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a butyl group, and an octyl group. Among them, preferred are hydrogen, methyl group and ethyl group, and more preferred are hydrogen and methyl group.

【0008】ビオロゲン系化合物として、具体的には下
記化3〜化7が挙げられる。
The viologen compounds specifically include the following chemical formulas (3) to (7).

【化3】 Embedded image

【0009】[0009]

【化4】 Embedded image

【0010】[0010]

【化5】 Embedded image

【0011】[0011]

【化6】 Embedded image

【0012】[0012]

【化7】 Embedded image

【0013】前記化2で示される分子の中央部に芳香族
環を有するビオロゲン系化合物の合成法については特に
限定されないが、ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサイ
アティー・ケミカル・コミュニケーションズ(J. Chem.
Soc. , Chem. Commun. )第8号、620頁(1992
年)あるいは、ブレティン・オブ・ザ・ケミカル・ソサ
イアティー・オブ・ジャパン(Bull. Chem. Soc. Jpn.
)、第65巻、1855頁(1992年)記載の方法
を用いることができる。具体的には、例えば、4−(ト
リメチル錫)ピリジンと2, 5−ジブロモチオフェン
を、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウ
ムを触媒としてカップリング反応させ、次いで臭化メチ
ルと反応させてピリジン環の窒素原子を四級化すること
により上記化3が得られる。これらの化合物を有機EL
素子に用いる場合、その純度が電荷輸送特性や発光特性
に影響を与えるため、合成後、再沈精製、昇華精製等の
純化をすることが望ましい。
The method of synthesizing the viologen compound having an aromatic ring at the center of the molecule represented by Chemical formula 2 is not particularly limited, but may be selected from Journal of Chemical Society Chemical Communications (J. Chem.
Soc., Chem. Commun.) No. 8, p. 620 (1992)
Year) or Bulletin of the Chemical Society of Japan (Bull. Chem. Soc. Jpn.
), Vol. 65, p. 1855 (1992). Specifically, for example, 4- (trimethyltin) pyridine and 2,5-dibromothiophene are subjected to a coupling reaction using tetrakis (triphenylphosphine) palladium as a catalyst, and then reacted with methyl bromide to form a pyridine ring. By quaternizing the nitrogen atom, the above formula 3 is obtained. These compounds are used in organic EL
When used for an element, since its purity affects the charge transporting property and the light emitting property, it is desirable to purify such as reprecipitation purification and sublimation purification after synthesis.

【0014】本発明においては上記化2で表される分子
の中央部に芳香族環を有するビオロゲン系化合物を含有
する有機物層は、ビオロゲン系化合物のみからなる層、
ビオロゲン系化合物と他の電荷輸送材料とが混合された
層、ビオロゲン系化合物と他の発光材料とが混合された
層、ビオロゲン系化合物と他の電荷輸送材料および他の
発光材料とが混合された層、あるいは、これら4つのい
ずれか1つに更に高分子化合物を混合した層、のいずれ
であってもよい。ここで、電荷輸送材料、発光材料の主
な作用は、それぞれ、電荷輸送性、発光性の改善であ
り、高分子化合物の主な作用は、成膜性の改善である。
また、ビオロゲン系化合物を含有する有機物層を単独で
用いてもよいし、これと別の電荷輸送層、別の発光層、
またはその両方と積層してもよい。
In the present invention, the organic material layer containing a viologen compound having an aromatic ring at the center of the molecule represented by the above formula (2) is a layer composed of only the viologen compound,
A layer in which a viologen compound and another charge transporting material are mixed, a layer in which a viologen compound and another light emitting material are mixed, and a layer in which a viologen compound and another charge transporting material and another light emitting material are mixed It may be a layer or a layer in which a polymer compound is further mixed with any one of these four. Here, the main functions of the charge transport material and the luminescent material are improvement of the charge transport property and the luminescence property, respectively, and the main function of the polymer compound is improvement of the film forming property.
Further, an organic material layer containing a viologen-based compound may be used alone, or another charge transport layer, another light emitting layer,
Alternatively, it may be laminated with both.

【0015】該ビオロゲン系化合物とともに使用される
電荷輸送材料としては特に限定されず、例えば、トリフ
ェニルジアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導
体、アントラキノジメタン誘導体などを用いることがで
きる。具体的には、例えば特開平2−209988号公
報、同3−37992号公報に記載されているもの等、
公知のものが使用可能である。これらのうち、電子輸送
性の化合物と正孔輸送性の化合物のいずれか一方、また
は両方を同時に使用すればよい。
The charge transport material used together with the viologen compound is not particularly limited, and examples thereof include triphenyldiamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, anthraquinodimethane derivatives and the like. Can be used. Specifically, for example, those described in JP-A-2-209988 and JP-A-3-37992,
Known ones can be used. Among them, one or both of the electron transporting compound and the hole transporting compound may be used simultaneously.

【0016】該ビオロゲン系化合物とともに使用される
発光材料としては特に限定されず、例えば、ナフタレン
誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよ
びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン
系、シアニン系などの色素類、8−ヒドロキシキノリン
およびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン類、テトラ
フェニルシクロペンタジエンおよびその誘導体、テトラ
フェニルブタジエンおよびその誘導体等、特開昭57−
51781号、同59−194393号公報等に記載さ
れている公知のものが使用可能である。
The luminescent material used together with the viologen compound is not particularly limited, and examples thereof include dyes such as naphthalene derivatives, anthracene and its derivatives, perylene and its derivatives, polymethine, xanthene, coumarin, and cyanine dyes. And metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, aromatic amines, tetraphenylcyclopentadiene and its derivatives, tetraphenylbutadiene and its derivatives, and the like.
Known ones described in, for example, Japanese Patent Nos. 51781 and 59-194393 can be used.

【0017】更に、特開平3−71453号公報に記載
の共役鎖長の比較的短いポリ(p−フェニレンビニレ
ン)、ポリ(2,5−ジヘプチルオキシ−p−フェニレ
ンビニレン)などの共役系高分子も発光材料として用い
ることができる。
Further, conjugated polymers such as poly (p-phenylenevinylene) and poly (2,5-diheptyloxy-p-phenylenevinylene) having relatively short conjugated chains described in JP-A-3-71453 are disclosed. Molecules can also be used as light emitting materials.

【0018】また、該ビオロゲン系化合物とともに使用
される高分子化合物は特に限定されないが、電荷輸送
性、発光性を極度に阻害しないものが好ましく、例え
ば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリンお
よびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポ
リ(p−フェニレンビニレン)およびその誘導体、ポリ
(2,5−チエニレンビニレン)およびその誘導体、ポ
リカーボネート、ポリシロキサン、ポリメチルアクリレ
ート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンおよび
ポリ塩化ビニル等のビニル系重合体などが例示される。
なお、ここでポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリア
ニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘
導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)およびその誘導
体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)およびその誘
導体は上記の電荷輸送性化合物としての作用も有する。
The polymer compound used together with the viologen compound is not particularly limited, but those which do not extremely impair the charge transporting property and the luminescent property are preferable. For example, poly (N-vinylcarbazole), polyaniline, Derivatives, polythiophene and its derivatives, poly (p-phenylenevinylene) and its derivatives, poly (2,5-thienylenevinylene) and its derivatives, polycarbonate, polysiloxane, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene and polyvinyl chloride And the like.
Here, poly (N-vinylcarbazole), polyaniline and its derivatives, polythiophene and its derivatives, poly (p-phenylenevinylene) and its derivatives, poly (2,5-thienylenevinylene) and its derivatives have the above-mentioned electric charge. Also acts as a transportable compound.

【0019】ビオロゲン系化合物を含有する有機物層
は、真空蒸着法あるいは該ビオロゲン系化合物の溶液の
スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピン
グ法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法等、公
知の方法で形成することができる。他の電荷輸送材料や
発光材料と混合する場合は、予め混合しておいて上記の
方法で成膜してもよいし、真空蒸着法の場合は、別々の
蒸着源から共蒸着してもよい。なお、塗布法により薄膜
化した場合には、溶媒を除去するため、減圧下あるいは
不活性雰囲気下、30〜200℃、好ましくは60〜1
00℃の温度で熱処理することが望ましい。膜厚の微妙
な制御を行うという点では真空蒸着法を用いることが好
ましい。
The organic layer containing the viologen compound can be formed by a known method such as a vacuum evaporation method or a coating method such as a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method or a roll coating method of a solution of the viologen compound. Can be formed. When mixed with another charge transporting material or a light emitting material, they may be mixed in advance and formed into a film by the above method, or in the case of a vacuum evaporation method, they may be co-evaporated from separate evaporation sources. . In the case where the film is formed into a thin film by a coating method, 30 to 200 ° C., preferably 60 to 1 ° C., under reduced pressure or an inert atmosphere is used to remove the solvent.
It is desirable to heat-treat at a temperature of 00 ° C. It is preferable to use a vacuum deposition method in that fine control of the film thickness is performed.

【0020】本発明においては、ビオロゲン系化合物と
高分子化合物との混合層も用いることができる。ビオロ
ゲン系化合物と高分子化合物との混合層の形成は、該高
分子化合物と該ビオロゲン系化合物とを溶液状態または
溶融状態で混合し、該ビオロゲン系化合物を分散させた
後、上記の塗布法を使うことができる。
In the present invention, a mixed layer of a viologen compound and a high molecular compound can also be used. The formation of a mixed layer of a viologen compound and a polymer compound is performed by mixing the polymer compound and the viologen compound in a solution state or a molten state, dispersing the viologen compound, and then applying the coating method described above. Can be used.

【0021】この場合、ビオロゲン系化合物の量は、用
いる高分子化合物に対して、0.5〜80重量%が好ま
しく、より好ましくは1〜50重量%であり、更に好ま
しくは1〜30重量%である。
In this case, the amount of the viologen compound is preferably from 0.5 to 80% by weight, more preferably from 1 to 50% by weight, and still more preferably from 1 to 30% by weight, based on the polymer compound used. It is.

【0022】ポリ(p−フェニレンビニレン)およびそ
の誘導体ならびにポリ(2,5−チエニレンビニレン)
およびその誘導体等の前駆体高分子を使用した場合は溶
液状態で該ビオロゲン系化合物と混合後、不活性雰囲気
下,30〜300℃、好ましくは60〜200℃の温度
で熱処理を行い、目的とする高分子に変換させる。
Poly (p-phenylenevinylene) and its derivatives and poly (2,5-thienylenevinylene)
And when a precursor polymer such as a derivative thereof is used, mixed with the viologen compound in a solution state, and then heat-treated at a temperature of 30 to 300 ° C., preferably 60 to 200 ° C. in an inert atmosphere to achieve the intended purpose. Convert to polymer.

【0023】本発明においては、さらに本発明のビオロ
ゲン系化合物と前記発光材料あるいは電荷輸送材料との
混合物を、上記の高分子化合物を媒体とし、これに分散
した層として用いることも可能である。この場合、ビオ
ロゲン系化合物と発光材料あるいは電荷輸送材料の混合
比、また高分子化合物とこれら材料の和の比は特に限定
されないが、ビオロゲン系化合物の量は、用いる材料全
体に対して、0.5〜80重量%が好ましく、より好ま
しくは1〜50重量%であり、更に好ましくは1〜30
重量%である。混合層の形成は上記と同様な手法が採用
できる。
In the present invention, a mixture of the viologen compound of the present invention and the above-mentioned light emitting material or charge transporting material can be used as a layer in which the above polymer compound is used as a medium and dispersed. In this case, the mixing ratio of the viologen compound to the light emitting material or the charge transporting material and the ratio of the sum of the polymer compound and these materials are not particularly limited. It is preferably from 5 to 80% by weight, more preferably from 1 to 50% by weight, still more preferably from 1 to 30% by weight.
% By weight. The formation of the mixed layer can employ the same method as described above.

【0024】本発明の有機EL素子の構造について以下
に述べる。素子の構造自体は公知の構造をとることがで
きる。例えば、陽極/発光層/陰極(/は層を積層した
ことを示す)、陽極/正孔輸送層/発光層/陰極、陽極
/(電荷輸送材料と発光材料との混合物層)/陰極、あ
るいは陽極/正孔輸送層/(電荷輸送材料と発光材料と
の混合物層)/陰極の構造をとることができる。また、
陽極と正孔輸送層との間に導電性高分子層を有する組み
合わせの構造をとることもできるし、発光層と陰極との
間に電子輸送層を有する組み合わせの構造をとることも
できる。更に、陽極/導電性高分子/正孔輸送層/発光
層/電子輸送層/陰極の構造をとることもできる。
The structure of the organic EL device of the present invention will be described below. The structure of the element itself can be a known structure. For example, anode / light-emitting layer / cathode (/ indicates that the layers are laminated), anode / hole transport layer / light-emitting layer / cathode, anode / (mixture layer of charge transport material and light-emitting material) / cathode, or It can have a structure of anode / hole transport layer / (mixture layer of charge transport material and luminescent material) / cathode. Also,
A structure having a combination of a conductive polymer layer between an anode and a hole transport layer may be employed, or a structure having an electron transport layer between a light emitting layer and a cathode may be employed. Further, a structure of anode / conductive polymer / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode can be adopted.

【0025】該ビオロゲン系化合物を発光層中に用いた
場合、発光層といずれかの電極の間、またはそれぞれの
電極との間に電荷輸送層を設けてもよいが、該ビオロゲ
ン系化合物を含む層と電子輸送層とを積層した構造が良
好なEL特性を示すことからより好ましい。その際電荷
輸送層に使用される電荷輸送材料としては、上記した電
荷輸送材料が例示される。電荷輸送層の厚みは使用する
化合物の種類等によっても異なるので、十分な成膜性と
発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決
めればよい。
When the viologen compound is used in the light emitting layer, a charge transport layer may be provided between the light emitting layer and any one of the electrodes, or between each electrode. A structure in which a layer and an electron transporting layer are stacked is more preferable because it exhibits good EL characteristics. In this case, the charge transport material used in the charge transport layer is exemplified by the above-described charge transport materials. The thickness of the charge transport layer varies depending on the type of the compound used and the like, and thus may be appropriately determined in consideration of a sufficient range in which the film formability and the light emission characteristics are not impaired.

【0026】電荷輸送層の形成は公知の方法、例えば真
空蒸着法、あるいは該電荷輸送材料の溶液のスピンコー
テイング法、キャスティング法、ディッピング法、バー
コート法、ロールコート法等の塗布法等、化合物に応じ
て適宜採用することにより行なうことができる。電荷輸
送材料が高分子化合物でない場合、膜厚の微妙な制御を
行うという点では、真空蒸着法を用いることが好まし
い。
The formation of the charge transport layer can be performed by a known method, for example, a vacuum deposition method, or a coating method such as a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a roll coating method or the like of a solution of the charge transport material. Can be carried out by appropriately adopting it according to When the charge transporting material is not a polymer compound, it is preferable to use a vacuum deposition method in that fine control of the film thickness is performed.

【0027】また、該ビオロゲン系化合物を含有する有
機物層とは別に発光層を設けて積層する場合、発光層に
使用される発光材料としては、上記した発光材料が例示
される。発光層の厚みは使用する化合物の種類等によっ
ても異なるので、十分な成膜性と発光特性を阻害しない
量範囲でそれらを考慮して適宜決めればよい。
When a light emitting layer is provided separately from the organic substance layer containing the viologen compound and laminated, the light emitting material used for the light emitting layer is exemplified by the light emitting materials described above. Since the thickness of the light emitting layer varies depending on the kind of the compound to be used and the like, the thickness may be appropriately determined in consideration of the sufficient film formability and the light emission characteristic within a range of the amount.

【0028】発光層は、公知の方法、例えば真空蒸着法
あるいは溶液に溶かした後のスピンコーティング法、キ
ャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロー
ルコート法等の塗布法等を、用いる化合物に応じて適宜
採用することにより発光層を形成することができる。発
光材料が高分子化合物でない場合、膜厚の微妙な制御を
行なうという点では、真空蒸着法を用いることが好まし
い。
The light-emitting layer is formed by a known method, for example, a vacuum evaporation method or a coating method such as spin coating method, casting method, dipping method, bar coating method and roll coating method after dissolving in a solution, depending on the compound to be used. The light emitting layer can be formed by adopting the light emitting layer appropriately. When the light-emitting material is not a high molecular compound, it is preferable to use a vacuum deposition method in that fine control of the film thickness is performed.

【0029】以下、有機EL素子の作製について、陽極
/正孔輸送層/発光層/陰極の構造のものを例にとって
作製法を以下に述べる。一対の電極のうち透明、または
半透明な電極としてはガラス、透明プラスチック等の透
明基板の上に透明または半透明電極を形成する。これを
陽極とする。電極の材料としては導電性の金属酸化物
膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具体的にはイン
ジウム・スズ・オキサイド膜 (ITO膜) 、酸化スズ膜
(NESA膜)、Au、Pt、Ag、Cu等の薄膜が用
いられる。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリ
ング法、メッキ法などが用いられる。
Hereinafter, a method of manufacturing an organic EL device will be described with reference to a structure having an anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode as an example. As a transparent or translucent electrode of the pair of electrodes, a transparent or translucent electrode is formed on a transparent substrate such as glass or transparent plastic. This is used as the anode. As a material of the electrode, a conductive metal oxide film, a translucent metal thin film, or the like is used. Specifically, an indium tin oxide film (ITO film), a tin oxide film (NESA film), a thin film of Au, Pt, Ag, Cu, or the like is used. As a manufacturing method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, a plating method, or the like is used.

【0030】次いで前記の正孔輸送層を設けるが、膜厚
としては0.5 nm〜10μm、好ましくは1 nm〜1 μmであ
る。電流密度を上げて発光輝度を上げるためには2 〜50
0 nmの範囲が好ましい。
Next, the above-mentioned hole transport layer is provided, and the film thickness is 0.5 nm to 10 μm, preferably 1 nm to 1 μm. 2 to 50 to increase current density to increase light emission brightness
A range of 0 nm is preferred.

【0031】次に正孔輸送層の上に発光層を設ける。発
光層の膜厚は、少なくともピンホールが発生しないよう
な厚みが必要であるが、あまり厚いと素子の抵抗が増加
し、高い駆動電圧が必要となり好ましくない。したがっ
て、発光層の膜厚は0.5 nm〜10μm、好ましくは1 nm〜
1 μm、さらに好ましくは5 〜200 nmである。なお、正
孔輸送材料と発光材料との混合層の場合もこの範囲が好
ましい。
Next, a light emitting layer is provided on the hole transport layer. The thickness of the light-emitting layer is required to be at least such that pinholes do not occur. However, if the thickness is too large, the resistance of the element increases, and a high driving voltage is required, which is not preferable. Therefore, the thickness of the light emitting layer is 0.5 nm to 10 μm, preferably 1 nm to
It is 1 μm, more preferably 5 to 200 nm. This range is also preferable in the case of a mixed layer of a hole transporting material and a light emitting material.

【0032】次いで、発光層の上に電極を設ける。この
電極は電子注入陰極となる。その材料としては、特に限
定されないが、イオン化エネルギーの小さい材料が好ま
しい。例えば、Al、In、Mg、Mg−Ag合金、M
g−In合金、グラファイト薄膜等が用いられる。該陰
極の作製方法としては公知の真空蒸着法,スパッタリン
グ法等が用いられる。
Next, an electrode is provided on the light emitting layer. This electrode becomes an electron injection cathode. The material is not particularly limited, but a material having a small ionization energy is preferable. For example, Al, In, Mg, Mg-Ag alloy, M
A g-In alloy, a graphite thin film or the like is used. As a method for producing the cathode, a known vacuum deposition method, sputtering method, or the like is used.

【0033】上記のようにして本発明の有機EL素子を
作製することができるが、別の構造のものについても同
様な方法で作製が可能である。
Although the organic EL device of the present invention can be manufactured as described above, a device having another structure can be manufactured in the same manner.

【0034】本発明において、化2で表される分子の中
央部に芳香族環を有するビオロゲン系化合物は青色の強
い蛍光と優れた電荷輸送性を兼ね備えていることから、
これらの化合物を含有する有機EL素子は、優れた発光
特性を有するものと考えられる。
In the present invention, the viologen compound having an aromatic ring at the center of the molecule represented by the chemical formula 2 has both strong blue fluorescence and excellent charge transport properties.
Organic EL devices containing these compounds are considered to have excellent light-emitting properties.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例により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。 実施例1 <ビオロゲン系化合物の合成>ジャーナル・オブ・ケミ
カル・ソサイアティー・ケミカル・コミュニケーション
ズ(J. Chem. Soc. , Chem. Commun. )、第8号、62
0頁(1992年)に記載の方法で、4−(トリメチル
錫)ピリジンと2, 5−ジブロモチオフェンを、テトラ
キス(トリフェニルフォスフィン)パラジウムを触媒と
してカップリング反応させ、次いで臭化メチルと反応さ
せてピリジン環の窒素原子を四級化することにより2,
5−ビス(N−メチル−4−ピリジニウム)チオフェン
二臭化物を得た。これをエタノール溶液から再結晶させ
ることにより精製した。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 <Synthesis of Viologen Compound> Journal of Chemical Society Chemical Communications (J. Chem. Soc., Chem. Commun.), No. 8, 62
In accordance with the method described on page 0 (1992), 4- (trimethyltin) pyridine and 2,5-dibromothiophene are subjected to a coupling reaction using tetrakis (triphenylphosphine) palladium as a catalyst, and then reacted with methyl bromide. To quaternize the nitrogen atom of the pyridine ring,
5-Bis (N-methyl-4-pyridinium) thiophene dibromide was obtained. This was purified by recrystallization from an ethanol solution.

【0036】<素子の作成と評価>スパッタリングによ
り400 nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に電荷
(正孔)輸送層として4,4’−ビス(3−メチル−ジ
フェニルアミノ)ビフェニル(以下TPDということが
ある。)を蒸着により50 nm の厚みで成膜した。次い
で、発光層として上記の方法で得た2,5−ビス(N−
メチル−4−ピリジニウム)チオフェン二臭化物を30 n
m 、さらに、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t
−ブチルフェニル)−1, 3, 4−オキサジアゾールを
50 nm 蒸着した。有機物の蒸着は0.1 〜0.2 nm/s の速
度で行なった。最後に、その上に陰極としてマグネシウ
ム−銀合金(Mg:Ag=9:1重量比)を150 nm蒸着して
有機EL素子を作製した。蒸着のときの真空度はすべて
8×10-6Torr以下であった。この素子に13. 3
Vの電圧を印加したところ、約100 mA/cm2の電流が流
れ、均一なEL発光が観察された。発光スペクトルのピ
ークは492 nmであり、発光色は青色であった。
<Preparation and Evaluation of Device> 4,4′-bis (3-methyl-diphenylamino) biphenyl (hereinafter referred to as a charge (hole) transport layer) was formed on a glass substrate having a 400 nm-thick ITO film formed thereon by sputtering. TPD) was deposited to a thickness of 50 nm by vapor deposition. Then, the 2,5-bis (N-
Methyl-4-pyridinium) thiophene dibromide
m, and further, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t
-Butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole
50 nm was deposited. The organic substance was deposited at a rate of 0.1 to 0.2 nm / s. Finally, a magnesium-silver alloy (Mg: Ag = 9: 1 weight ratio) was deposited thereon as a cathode to a thickness of 150 nm to produce an organic EL device. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 8 × 10 −6 Torr or less. 13.3
When a voltage of V was applied, a current of about 100 mA / cm 2 flowed, and uniform EL emission was observed. The peak of the emission spectrum was at 492 nm, and the emission color was blue.

【0037】実施例2 スパッタリングにより400 nmの厚みで陽極としてITO
膜を付けたガラス基板に、電荷(正孔)輸送層としてT
PDを蒸着により50 nm の厚みで成膜し、次いで、実施
例1と同じ方法で合成した2,5−ビス(N−メチル−
4−ピリジニウム)チオフェン二臭化物を蒸着により30
nm の厚みで成膜した。その上に発光層として、トリス
(8−キノリノール)アルミニウム(以下Alq3というこ
とがある。)を50 nm 蒸着した。有機物の蒸着は0.1 〜
0.2 nm/s の速度で行なった。最後に、その上に陰極と
してマグネシウム−銀合金(Mg:Ag=9:1重量比)を
150 nm蒸着して有機EL素子を作製した。蒸着のときの
真空度はすべて8×10-6Torr以下であった。この
素子に11. 6Vの電圧を印加したところ、160 mA/cm2
の電流が流れ、70cd/m2の均一なEL発光が観察され
た。発光スペクトルはAlq3の蛍光スペクトルとほぼ一致
しており、発光色は緑色であった。輝度は電流密度にほ
ぼ比例していた。
Example 2 A 400 nm thick ITO was used as the anode by sputtering.
On a glass substrate with a film, a charge (hole) transport layer T
PD was deposited to a thickness of 50 nm by vapor deposition, and then 2,5-bis (N-methyl-synthesized in the same manner as in Example 1).
(4-pyridinium) thiophene dibromide by evaporation
The film was formed with a thickness of nm. As a light-emitting layer thereon, (sometimes hereinafter referred to as Alq 3.) Tris (8-quinolinol) aluminum was deposited 50 nm. Organic deposition is 0.1 ~
The test was performed at a speed of 0.2 nm / s. Finally, a magnesium-silver alloy (Mg: Ag = 9: 1 weight ratio) was formed thereon as a cathode.
An organic EL device was produced by vapor deposition at 150 nm. The degree of vacuum at the time of vapor deposition was 8 × 10 −6 Torr or less. When a voltage of 11.6 V was applied to this element, 160 mA / cm 2
And a uniform EL emission of 70 cd / m 2 was observed. The emission spectrum is substantially coincident with the fluorescence spectrum of Alq 3, the emission color was green. The brightness was almost proportional to the current density.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の発光材料を用いた有機EL素子
は、青色には発光可能であり、発光の均一性、安定性、
低消費電力性に優れた特性を示し、バックライトとして
の面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置
に好適に用いることができる。
The organic EL device using the light emitting material of the present invention can emit blue light, and has uniform light emission, stability,
It exhibits excellent characteristics of low power consumption and can be suitably used for a planar light source as a backlight and a display device such as a flat panel display.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−70455(JP,A) 特開 昭55−65285(JP,A) 特開 平6−248260(JP,A) 特開 平6−240246(JP,A) 特開 平6−240245(JP,A) 特開 平4−334894(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/06 CA(STN) REGISTRY(STN)Continuation of the front page (56) References JP-A-5-70455 (JP, A) JP-A-55-65285 (JP, A) JP-A-6-248260 (JP, A) JP-A-6-240246 (JP) JP-A-6-240245 (JP, A) JP-A-4-334894 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 11/06 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも一方が透明または半透明である
一対の電極間に少なくとも一層以上の有機物層を有する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機物
層が下記化1 【化1】 (式中Arは炭素数6〜18の芳香族炭化水素基または
炭素数4〜14の複素芳香族基、X- は対アニオンを示
す。また、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R 6
7 、R8 、R9 、R10はそれぞれ独立に、水素または
炭素数1〜20のアルキル基を示す。)で表される化合
物から選ばれた少なくとも一種類以上のビオロゲン系化
合物を含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。
At least one is transparent or translucent.
Having at least one organic layer between a pair of electrodes
In the organic electroluminescence element, the organic substance
The layer has the following formula 1(Where Ar is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms or
A heteroaromatic group having 4 to 14 carbon atoms, X-Indicates a counter anion
You. Also, R1, RTwo, RThree, RFour, RFive, R 6,
R7, R8, R9, RTenAre each independently hydrogen or
And represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Compound represented by)
At least one viologen system selected from products
Organic electroluminescence characterized by containing a compound
Sense element.
【請求項2】ビオロゲン系化合物を含有する有機物層が
発光層であることを特徴とする請求項1記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子。
2. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the organic layer containing the viologen compound is a light emitting layer.
【請求項3】ビオロゲン系化合物を含有する有機物層が
別の発光層と積層されていることを特徴とする請求項1
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. An organic layer containing a viologen compound is laminated on another light emitting layer.
The organic electroluminescent device according to the above.
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