JP4959923B2 - Organic electroluminescence element, lighting device, display device - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた照明装置、表示装置、有機エレクトロルミネッセンス素子の材料である化合物に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element and a compound that is a material of an illumination device, a display device, and an organic electroluminescence element using the same.
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子とも略記する)が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は、平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。 Conventionally, there is an electroluminescence display (ELD) as a light-emitting electronic display device. Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescent elements and organic electroluminescent elements (hereinafter also abbreviated as organic EL elements). Inorganic electroluminescent elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子であり、数V〜数10V程度の電圧で発光が可能であり、更に、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。 On the other hand, an organic electroluminescence device has a structure in which a light emitting layer containing a light emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (exciton) are injected by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. ), Which emits light by utilizing the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts. Since it is a type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type completely solid element, it has attracted attention from the viewpoints of space saving, portability, and the like.
将来の実用化に向けた有機EL素子の開発としては、更に低消費電力で効率よく、高輝度に発光する有機EL素子が望まれており、例えば、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、またはトリススチリルアリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成する技術(例えば、特許文献1参照。)、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特許文献2参照。)、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物として、これにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子(例えば、特許文献3参照。)等が知られている。 For the development of organic EL elements for practical application in the future, organic EL elements that emit light with high power and efficiency with low power consumption are desired, such as stilbene derivatives, distyrylarylene derivatives, or tristyryl. A technique for doping an arylene derivative with a small amount of a phosphor to improve emission luminance and extend the lifetime of the device (see, for example, Patent Document 1), and 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound. A device having an organic light-emitting layer doped with a phosphor (for example, see Patent Document 2), a device having an organic light-emitting layer doped with a quinacridone-based dye as an 8-hydroxyquinoline aluminum complex as a host compound (for example, Patent Document 3) is known.
上記文献に開示されている技術では、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が1:3であるため、発光性励起種の生成確率が25%であることと、光の取り出し効率が約20%であるため、外部取り出し量子効率(ηext)の限界は5%とされている。 In the technique disclosed in the above document, when light emission from an excited singlet is used, the generation ratio of singlet excitons and triplet excitons is 1: 3. Since the light extraction efficiency is about 20%, the limit of the external extraction quantum efficiency (η ext ) is set to 5%.
一方、プリンストン大より、励起三重項からの燐光発光を用いる有機EL素子の報告(例えば、非特許文献1参照。)がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている(例えば、非特許文献2及び特許文献4参照。)。 On the other hand, since the University of Princeton has reported on organic EL devices that use phosphorescence from excited triplets (see, for example, Non-Patent Document 1), research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has become active. (For example, refer nonpatent literature 2 and patent literature 4.).
励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が100%となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が4倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。 When excited triplets are used, the upper limit of internal quantum efficiency is 100%, so in principle the luminous efficiency is four times that of excited singlets, and the performance is almost the same as that of cold cathode tubes. It can be applied to and attracts attention.
一方、有機EL素子の発光輝度と発光寿命の向上のために、発光層と陰極の間に、発光層からの正孔の移動を制限する正孔阻止層を設けることが提案されている。この正孔阻止層により、正孔を発光層中に効率よく蓄積することによって、電子との再結合確率を向上させ、発光の高効率化を達成することができる。正孔阻止材料としてフェナントロリン誘導体やトリアゾール誘導体の単独使用が有効であると報告されている(特許文献5及び特許文献6参照)。また、ある特定のアルミニウム錯体を正孔ブロック層に使用して、長寿命な有機EL素子を実現している(特許文献7参照)。
On the other hand, it has been proposed to provide a hole blocking layer that restricts the movement of holes from the light emitting layer between the light emitting layer and the cathode in order to improve the light emission luminance and the light emission lifetime of the organic EL element. By efficiently accumulating holes in the light emitting layer by this hole blocking layer, it is possible to improve the recombination probability with electrons and achieve high efficiency of light emission. It has been reported that the use of a phenanthroline derivative or a triazole derivative alone as a hole blocking material is effective (see
このように正孔阻止層の導入により、燐光性化合物を使用した有機EL素子では緑色では内部量子効率としてほぼ100%、寿命についても2万時間が達成されている(非特許文献3参照)が、発光輝度については、まだ改善の余地が残っている。 As described above, with the introduction of the hole blocking layer, in the organic EL element using the phosphorescent compound, the internal quantum efficiency in green is almost 100% and the lifetime is 20,000 hours (see Non-Patent Document 3). There is still room for improvement in terms of luminance.
また、青〜青緑色のリン光性化合物をドーパントとして用いた場合、CBPのようなカルバゾール誘導体をホスト化合物として使用した例があるが、その外部取り出し量子効率が6%と、不十分な結果であり(非特許文献4参照)、改良の余地が残っている。青色に関しては、蛍光性化合物からの発光を利用したものであるが、カルバゾール誘導体の分子の真中のビアリール部位に連結基を導入して、青色の色純度に優れ、長寿命な有機EL素子が作製されている(例えば、特許文献8参照)。さらに、前記化合物に加えて、特定の五配位の金属錯体を正孔阻止層に使用、リン光性化合物をドーパントとして使用した場合に、更なる長寿命化が達成されている(例えば、特許文献9参照)。 In addition, when a blue to blue-green phosphorescent compound is used as a dopant, there is an example in which a carbazole derivative such as CBP is used as a host compound, but the external extraction quantum efficiency is 6%, which is an insufficient result. Yes (see Non-Patent Document 4), there remains room for improvement. For blue, light emission from fluorescent compounds is used, but a linking group is introduced into the biaryl moiety in the middle of the carbazole derivative molecule to produce an organic EL device with excellent blue color purity and long life. (For example, see Patent Document 8). Further, in addition to the above compound, when a specific pentacoordinate metal complex is used for the hole blocking layer and a phosphorescent compound is used as a dopant, a longer lifetime is achieved (for example, patents). Reference 9).
さらに、他にもカルバゾール誘導体を用いた有機EL素子が作製されている(例えば、特許文献10〜21)。しかしながら、上記特許に記載のカルバゾール誘導体は、実用化に耐えうる発光効率と耐熱性を有するまでには至っていない。今後の実用化に向けた有機EL素子では、更に、低消費電力で効率よく高輝度に発光し、さらに長寿命である有機EL素子の開発が望まれている。
本発明は、高い発光輝度と発光効率を示し、長寿命であり、且つ、高温保存条件時の耐熱性にも優れている有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた照明装置、表示装置を提供することである。 The present invention provides an organic electroluminescence element that exhibits high luminance and luminous efficiency, has a long lifetime, and is excellent in heat resistance under high temperature storage conditions, and an illumination device and a display device using the same. It is.
本発明の上記目的は、下記の構成1〜10により達成される。
The above object of the present invention is achieved by the following
1.少なくとも発光層と該発光層に隣接する正孔阻止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、
前記発光層が、分子量が500以上1700以下であって、且つ、下記一般式(11)で表される化合物を少なくとも一種含有し、且つ、該正孔阻止層が、カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体からなる誘導体群から選択される少なくとも一種の誘導体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。
1. In an organic electroluminescence device having at least a light emitting layer and a hole blocking layer adjacent to the light emitting layer,
The light-emitting layer, molecular weight is not more than 500 1700 or less and at least one contains a compound represented by the following general formula (11), and, the hole blocking layer, a carboline skeleton mosquito Ruborin derivatives An organic electroluminescence device comprising at least one derivative selected from the group consisting of derivatives in which at least one carbon atom to be formed is substituted with a nitrogen atom.
〔式中、Jは、置換基を有していても良いメチル基、置換基を有していてもよいエチル基または置換基を有していてもよいアリール基を表し、R 1 は、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基またはベンジル基を表し、Arは、置換基を有していてもよいフェニレン基または置換基を有していてもよいビフェニルジイル基を表し、R 4 、R 7 は各々水素原子、メチル基、メトキシ基、または、メチル基を置換してもよいフェニル基を表し、R 2 、R 3 、R 5 、R 6 、R 8 、R 9 は、各々水素原子を表し、nは1〜6の整数を表す。〕
2.前記一般式(11)中のArが置換基を有していてもよいフェニレン基であることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
[Wherein, J represents a methyl group which may have a substituent, an ethyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and R 1 represents hydrogen. Represents an atom, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a cyclohexyl group or a benzyl group, Ar represents a phenylene group which may have a substituent or a biphenyldiyl group which may have a substituent, and R 4 and R 7 each represents a hydrogen atom, a methyl group, a methoxy group, or a phenyl group that may substitute a methyl group, and R 2 , R 3 , R 5 , R 6 , R 8 , R 9 are each Represents a hydrogen atom, and n represents an integer of 1 to 6. ]
2. 2. The organic electroluminescent device according to 1 above, wherein Ar in the general formula (11) is a phenylene group which may have a substituent.
3.前記一般式(11)中のR1が水素原子であることを特徴とする前記1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4.前記カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体から選択される少なくとも一種の誘導体が、下記のB−14及びB−29から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4). At least one at least one carbon atom of at least one derivative selected from the derivatives substituted at the nitrogen atom, selected from B-14 and B-29 below to form a carboline skeleton before asked Ruborin derivatives the organic electroluminescent device according to any one of
5.前記発光層がリン光性化合物を含有することを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 5. 5. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 4 , wherein the light emitting layer contains a phosphorescent compound.
6.前記リン光性化合物は、オスミウム、イリジウム、ロジウムまたは白金錯体系化合物であることを特徴とする前記5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 6). 6. The organic electroluminescence device as described in 5 above, wherein the phosphorescent compound is osmium, iridium, rhodium or a platinum complex compound.
7.白色に発光することを特徴とする前記1〜6のいずれか1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 1 to 6 , which emits white light.
8.前記1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。 8). A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 1 to 7 above.
9.前記1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。 9. 8. An illuminating device comprising the organic electroluminescent element according to any one of 1 to 7 above.
10.前記9に記載の照明装置と、表示手段として液晶素子とを備えたことを特徴とする表示装置。 10. 10. A display device comprising the illumination device according to 9 and a liquid crystal element as display means.
本発明によって、高い発光輝度と発光効率を示し、かつ長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置、照明装置、また、高温保存下での輝度特性の劣化が抑えられた有機エレクトロルミネッセンス素子及び該素子を用いた表示装置、照明装置を提供することが出来た。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an organic electroluminescence element exhibiting high light emission luminance and light emission efficiency and having a long lifetime, a display device using the same, a lighting device, and an organic electroluminescence device in which deterioration of luminance characteristics under high temperature storage is suppressed. A luminescence element, a display device using the element, and a lighting device can be provided.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明者等は、鋭意検討の結果、前記一般式(1)または前記一般式(1a)で表される部分構造を有し分子量が1700以下である化合物を発光層に含有し、且つ、該発光層に隣接する正孔阻止層にスチリル誘導体、ボロン誘導体、カルボリン誘導体、及び該カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体からなる誘導体群から選択される少なくとも一種の誘導体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子は、高い発光輝度と高い発光効率を示し、かつ寿命を長くすることができることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have included in the light emitting layer a compound having a partial structure represented by the general formula (1) or the general formula (1a) and having a molecular weight of 1700 or less, and Selected from the group consisting of styryl derivatives, boron derivatives, carboline derivatives, and derivatives in which at least one carbon atom forming the carboline skeleton of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom in the hole blocking layer adjacent to the light emitting layer. It has been found that an organic electroluminescence device containing at least one kind of derivative exhibits high light emission luminance and high light emission efficiency and can have a long lifetime.
更に、前記一般式(1)または前記一般式(1a)で表される部分構造を有し、分子量が500以上1700以下である化合物を発光層に含有する有機エレクトロルミネッセンス素子は、高温下保存時の輝度特性の劣化が著しく改善されることが見出された。 Furthermore, an organic electroluminescence device containing a compound having a partial structure represented by the general formula (1) or the general formula (1a) and having a molecular weight of 500 or more and 1700 or less in a light emitting layer is It has been found that the degradation of the luminance characteristics of the image is significantly improved.
《一般式(1)で表される部分構造を有する化合物》
前記一般式(1)において、R1は、水素原子、アルキル基、またはシクロアルキル基を表す。本発明の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)の発光輝度向上、高い発光効率を得る観点からは、水素原子が最も好ましい。
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (1) >>
In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a cycloalkyl group. From the viewpoint of improving the light emission luminance and high light emission efficiency of the organic electroluminescent device (hereinafter referred to as organic EL device) of the present invention, a hydrogen atom is most preferable.
一般式(1)において、R1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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロメチル基、トリフルオロメチルメチル基等が挙げられる。前記アルキル基はアリール基(例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等)で置換されていても良く、また、隣接する炭素原子に結合している基と環を形成しても良い。 In the general formula (1), examples of the alkyl group represented by R 1 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, and tridecyl. Group, tetradecyl group, pentadecyl group, trifluoromethyl group, pentafluoromethyl group, trifluoromethylmethyl group and the like. The alkyl group may be substituted with an aryl group (for example, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, etc.), and is bonded to an adjacent carbon atom. You may form a ring with group.
一般式(1)において、R1で表されるシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。前記シクロアルキル基は、上記のアルキル基と同様にアリール基で置換されていても良く、また、隣接する炭素原子に結合している基と環を形成しても良い。 In the general formula (1), examples of the cycloalkyl group represented by R 1 include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. The cycloalkyl group may be substituted with an aryl group in the same manner as the alkyl group described above, and may form a ring with a group bonded to an adjacent carbon atom.
一般式(1)において、Arで表されるアリーレン基としては、例えば、フェニレン基(例えば、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基等)、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基(例えば、[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジイル基、3,3’−ビフェニルジイル基、3,6−ビフェニルジイル基等)、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が挙げられる。また、前記アリーレン基は更に後述する、R2〜R9で表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), examples of the arylene group represented by Ar include a phenylene group (eg, o-phenylene group, m-phenylene group, p-phenylene group), naphthalenediyl group, anthracenediyl group, and naphthacenediyl. Group, pyrenediyl group, anthracenediyl group, phenanthrene diyl group, naphthylnaphthalenediyl group, biphenyldiyl group (for example, [1,1′-biphenyl] -4,4′-diyl group, 3,3′-biphenyldiyl group, 3,6-biphenyldiyl group, etc.), terphenyldiyl group, quaterphenyldiyl group, kinkphenyldiyl group, sexiphenyldiyl group, septiphenyldiyl group, octiphenyldiyl group, nobiphenyldiyl group, deciphenyl A diyl group etc. are mentioned. The arylene group may further have a substituent represented by R 2 to R 9 described later.
一般式(1)において、Arで表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される2価の基等が挙げられるが、また、前記ヘテロアリーレン基は更に後述する、R2〜R9で表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), examples of the heteroarylene group represented by Ar include carbazole ring, triazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyrazine ring, quinoxaline ring, thiophene ring, oxadiazole ring, dibenzofuran ring, dibenzo Examples include a divalent group derived from a group consisting of a thiophene ring and an indole ring, and the heteroarylene group may have a substituent represented by R 2 to R 9 , which will be described later. Good.
上記の中でも、Arで表される基として最も好ましいのはフェニレン基である。 Among these, the most preferable group represented by Ar is a phenylene group.
一般式(1)において、R2〜R9は、各々独立に水素原子または置換基を表し、各々同一でも異なっていてもよい。また、R2とR3、R3とR4、R4とR5、R6とR7、R7とR8、R8とR9はそれぞれ互いに結合して芳香族環を形成しても良い。 In the general formula (1), R 2 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent, and may be the same or different. R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R 6 and R 7 , R 7 and R 8 , R 8 and R 9 are bonded to each other to form an aromatic ring. Also good.
一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシル基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシル基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the substituent represented by R 2 to R 9 include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group). Group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (eg, ethynyl group) , Propargyl group, etc.), aryl group (for example, phenyl group, naphthyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group) , Pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group For example, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxyl group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cyclo An alkoxyl group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), an aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), an alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, Octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, , Methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group ( For example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group , 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, Chlohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy) Group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexyl group) Carbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, Phthalylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl groups (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexyl) Aminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido) Group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ester Tylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group) Group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group (phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group etc.), amino group (for example, amino group, Ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pi Zircino group, etc.), halogen atoms (eg fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon groups (eg fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group etc.), And cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.).
これらの置換基は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
《一般式(1a)で表される部分構造を有する化合物》
一般式(1a)において、Arで定義されるアリーレン基またはヘテロアリーレン基は、上記一般式(1)のArで定義されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基と各々同義である。
<< Compound having a partial structure represented by the general formula (1a) >>
In the general formula (1a), the arylene group or heteroarylene group defined by Ar has the same meaning as the arylene group or heteroarylene group defined by Ar in the general formula (1).
一般式(1a)において、R2〜R9で各々表される置換基は、上記一般式(1)のR2〜R9と同義である。 In formula (1a), each substituent represented by R 2 to R 9 have the same meanings as R 2 to R 9 in the general formula (1).
一般式(1a)において、Zにより形成される3員〜8員の飽和炭化水素環としては、例えば、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環等が挙げられる。前記の飽和炭化水素環は未置換でもよく、更に置換基を有していてもよい。また、前記置換基としては、上記一般式(1)のR2〜R9で表される置換基等が挙げられる。 In the general formula (1a), examples of the 3- to 8-membered saturated hydrocarbon ring formed by Z include a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, and a cyclooctane ring. Can be mentioned. The saturated hydrocarbon ring may be unsubstituted or may further have a substituent. Further, examples of the substituent group, such as substituents represented by R 2 to R 9 in the general formula (1).
《一般式(6)で表される化合物》
本発明においては、前記一般式(1)で表される部分構造を有する化合物の中でも、好ましくは下記一般式(6)で表される化合物である。
<< Compound Represented by Formula (6) >>
In the present invention, among the compounds having a partial structure represented by the general formula (1), a compound represented by the following general formula (6) is preferable.
一般式(6)において、R1〜R9は、前記一般式(1)のR1〜R9と同義である。nは1〜6の整数を表す。n=1の場合、Jはアリール基(例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等)を表し、好ましくは置換又は未置換の4−(N−カルバゾリル)フェニル基を表す。 In the general formula (6), R 1 to R 9 have the same meanings as the R 1 to R 9 in the general formula (1). n represents an integer of 1 to 6. When n = 1, J represents an aryl group (for example, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, etc.), preferably a substituted or unsubstituted 4- (N— Represents a carbazolyl) phenyl group.
また、n=2〜6である場合、Jはn価の連結基を表し、直接結合、酸素原子、硫黄原子、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい脂肪族複素環基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環のいずれかから選ばれる。 When n = 2 to 6, J represents an n-valent linking group, and has a direct bond, an oxygen atom, a sulfur atom, an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or a substituent. It is selected from an aliphatic heterocyclic group that may be substituted, an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent, and an aromatic heterocyclic ring that may have a substituent.
一般式(6)に含まれる、複数の前記一般式(1)で表される部分構造は互いに異なっていても同一でも良い。 The partial structures represented by the general formula (1) included in the general formula (6) may be different from each other or the same.
以下に、本発明に係る化合物の具体例を示すが、これらに限定されない Specific examples of the compound according to the present invention are shown below, but are not limited thereto.
上記化合物の合成例の一例としてH−1の合成方法を記載する。 A synthesis method of H-1 will be described as an example of the synthesis of the above compound.
《H−1の合成》 << Synthesis of H-1 >>
4,4’−ジアミノジフェニルメタン4.0g、2,2’−ジブロモビフェニル13.0g、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム0.7g、トリ−tert−ブチルホスフィン1.2ml、ナトリウム−tert−ブトキシド7.7gを無水トルエン70ml中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて4時間撹拌した。得られた反応混合物を放冷後トルエンと水を加えて有機層を分離し、有機層を希塩酸、水、飽和食塩水で洗浄した後に濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製を行い、化合物1の無色針状結晶1.7gを得た。構造は1H−NMRスペクトルおよび質量分析スペクトルによって確認した。
4.0 g of 4,4′-diaminodiphenylmethane, 13.0 g of 2,2′-dibromobiphenyl, 0.7 g of bis (dibenzylideneacetone) palladium, 1.2 ml of tri-tert-butylphosphine, sodium-tert-butoxide 7 g was dispersed in 70 ml of anhydrous toluene and stirred at reflux temperature for 4 hours under a nitrogen atmosphere. The resulting reaction mixture is allowed to cool and then toluene and water are added to separate the organic layer. The organic layer is washed with dilute hydrochloric acid, water and saturated brine, concentrated, purified by silica gel column chromatography, and
化合物H−1のデータ:
形状 :無色結晶
融点 :200℃
質量スペクトル:MS(FAB)m/z 498(M+)
1H−NMR(400MHz,CDCl3):
δ/ppm:4.24(s,2H),7.29(td,J=6.5,1.2Hz,4H),7.41(td,J=7.8,1.2Hz,4H),7.45(d,J=6.5Hz,4H),7.51(d,J=8.3Hz,4H),7.56(d,J=8.3Hz,4H),8.15(d,J=7.8Hz,4H)
又、テトラヒドロフラン中で測定した化合物H−1の吸収、蛍光及び励起スペクトルのチャートを図8に示す。
Data for Compound H-1:
Shape: colorless crystals Melting point: 200 ° C
Mass spectrum: MS (FAB) m / z 498 (M + )
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ):
δ / ppm: 4.24 (s, 2H), 7.29 (td, J = 6.5, 1.2 Hz, 4H), 7.41 (td, J = 7.8, 1.2 Hz, 4H) 7.45 (d, J = 6.5 Hz, 4H), 7.51 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 7.56 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 8.15 ( d, J = 7.8 Hz, 4H)
Further, FIG. 8 shows a chart of absorption, fluorescence and excitation spectrum of Compound H-1 measured in tetrahydrofuran.
本発明に係る化合物の分子量は1700以下であるが、好ましくは500〜1700である。これにより、これにより、長寿命で、高い発光輝度と高い発光効率を示し、且つ、高温下保存時の輝度特性の劣化を抑制することができる。 The molecular weight of the compound according to the present invention is 1700 or less, preferably 500 to 1700. Thereby, it is long-lived, shows high light emission luminance and high light emission efficiency, and can suppress deterioration of luminance characteristics during storage at high temperatures.
次に本発明の有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。 Next, although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element of this invention is shown below, this invention is not limited to these.
I:陽極/発光層/陰極
II:陽極/発光層/電子輸送層/陰極
III:陽極/陽極バッファー層/発光層/陰極
IV:陽極/陽極バッファー層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
V:陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
VI:陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
VII:陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
VIII:陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
《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)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
I: Anode / light emitting layer / cathode
II: Anode / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
III: Anode / anode buffer layer / light emitting layer / cathode
IV: anode / anode buffer layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode V: anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode
VI: Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode
VII: Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode
VIII: Anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode << Anode >>
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, a thin film may be formed by depositing these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required (100 μm or more) Degree), a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance is greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 10 nm 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(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。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〜1000nm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば、発光輝度が向上し好都合である。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 50 nm to 200 nm. In order to transmit light, if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.
次に、本発明の有機EL素子の構成層として用いられる、注入層、正孔輸送層、電子輸送層等について説明する。 Next, an injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, etc. used as a constituent layer of the organic EL element of the present invention will be described.
《注入層:電子注入層、正孔注入層》
注入層は、必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
<< Injection layer: electron injection layer, hole injection layer >>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. You may let them.
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。 An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to lower drive voltage or improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued on November 30, 1998 by NTS Corporation) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).
陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。なかでも、ポリジオキシチオフェン類を用いたものが好ましく、これにより、より一層高い発光輝度と発光効率を示し、かつさらに長寿命である有機EL素子とすることができる。また、陽極バッファー層は、陽極と発光層との間にあり、陰極と発光層とに隣接するように設けられていることが好ましい。これにより、より一層高い発光輝度と発光効率を示し、かつさらに長寿命である有機EL素子とすることができる。 The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene. Among these, those using polydioxythiophenes are preferable, and thereby, an organic EL device that exhibits higher light emission luminance and light emission efficiency and has a longer lifetime can be obtained. The anode buffer layer is preferably provided between the anode and the light emitting layer and adjacent to the cathode and the light emitting layer. Thereby, it can be set as the organic EL element which shows much higher light-emitting luminance and luminous efficiency, and is further long-life.
陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載され、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。 The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specific examples thereof include strontium and aluminum. A metal buffer layer, an alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, and an oxide buffer layer typified by aluminum oxide.
上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は0.1nm〜100nmの範囲が好ましい。 The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and although it depends on the material, the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 100 nm.
阻止層は、上記のごとく、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。 As described above, the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
<Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer>
The hole blocking layer is an electron transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting electrons and has a very small ability to transport holes. By blocking holes while transporting electrons, And the recombination probability of holes can be improved.
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物により形成される。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、及び正孔を効率的に発光層内に閉じこめるために、発光層のイオン化ポテンシャルより大きいイオン化ポテンシャルの値を有するか、発光層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有することが好ましい。 The hole blocking layer has a role of blocking the holes moving from the hole transport layer from reaching the cathode and a compound that can efficiently transport the electrons injected from the cathode toward the light emitting layer. It is formed. The physical properties required of the material constituting the hole blocking layer are higher than the ionization potential of the light emitting layer in order to have high electron mobility and low hole mobility and to efficiently confine holes in the light emitting layer. It is preferable to have a value of ionization potential or a band gap larger than that of the light emitting layer.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層に隣接して正孔阻止層を設けることが好ましい。これにより、より一層発光輝度と発光効率を向上させることができる。 In the organic electroluminescence device of the present invention, it is preferable to provide a hole blocking layer adjacent to the light emitting layer. Thereby, the light emission luminance and the light emission efficiency can be further improved.
本発明においては、正孔阻止層が、スチリル誘導体、ボロン誘導体、カルボリン誘導体、該カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体からなる誘導体群から選択される少なくとも一種の誘導体を含有することにより、より一層発光輝度と発光効率を向上させることができる。 In the present invention, the hole blocking layer is selected from a styryl derivative, a boron derivative, a carboline derivative, and a derivative group consisting of derivatives in which at least one carbon atom forming the carboline skeleton of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom. By containing at least one kind of derivative, emission luminance and emission efficiency can be further improved.
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正孔阻止層が、前記一般式(2)〜(10)で表される化合物の少なくとも一種を含有することが好ましく、これにより、より一層発光輝度と発光効率を向上させることができる。 In the organic electroluminescence device of the present invention, the hole blocking layer preferably contains at least one of the compounds represented by the general formulas (2) to (10). Luminous efficiency can be improved.
《一般式(2)で表される化合物》
一般式(2)で表される化合物について説明する。
<< Compound Represented by Formula (2) >>
The compound represented by the general formula (2) will be described.
一般式(2)において、R1、R2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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロメチル基、トリフルオロメチルメチル基等が挙げられる。 In the general formula (2), examples of the alkyl group represented by R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and dodecyl. Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, trifluoromethyl group, pentafluoromethyl group, trifluoromethylmethyl group and the like.
一般式(2)において、R1、R2で表されるアルコキシル基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、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が挙げられる。 In the general formula (2), examples of the alkoxyl group represented by R 1 and R 2 include a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group, a propyloxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, an octyloxy group, and a dodecyloxy group. Groups and the like.
一般式(2)において、R1、R2で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられる。 In the general formula (2), examples of the aryl group represented by R 1 and R 2 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.
上記一般式(2)において、R1、R2で表されるアルキル基、アルコキシル基、アリール基は更に一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (2), the alkyl group, alkoxyl group, and aryl group represented by R 1 and R 2 further have a substituent represented by R 2 to R 9 in the general formula (1). Also good.
一般式(2)において、R3、R4で表される複素環基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基、ピロリジル基、イミダゾリジル基、キノキサリニル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等が挙げられる。 In the general formula (2), examples of the heterocyclic group represented by R 3 and R 4 include a furyl group, a thienyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a triazinyl group, an imidazolyl group, and a pyrazolyl group. , Thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, quinoxalinyl group, morpholyl group, oxazolidyl group and the like.
一般式(2)において、R3、R4で表されるアリール基は、一般式(2)において、R1、R2で表されるアリール基と同義である。 In general formula (2), the aryl group represented by R 3 and R 4 has the same meaning as the aryl group represented by R 1 and R 2 in general formula (2).
一般式(2)において、Ar11で表されるアリーレン基としては、一般式(1)において、Arで表されるアリーレン基と同義である。 In the general formula (2), the arylene group represented by Ar 11 has the same meaning as the arylene group represented by Ar in the general formula (1).
《一般式(3)で表される化合物》
一般式(3)で表される化合物について説明する。
<< Compound Represented by Formula (3) >>
The compound represented by the general formula (3) will be described.
一般式(3)において、Ar1で表されるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられる。 In the general formula (3), examples of the aryl group represented by Ar 1 include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.
一般式(3)において、Ar1で表される芳香族複素環基としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。 In the general formula (3), examples of the aromatic heterocyclic group represented by Ar 1 include a furyl group, a thienyl group, a pyridyl group, a pyridazinyl group, a pyrimidinyl group, a pyrazinyl group, a triazinyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, A thiazolyl group, a quinazolinyl group, a phthalazinyl group, etc. are mentioned.
また、一般式(3)において、Ar1で表されるアリール基、芳香族複素環基は、各々、更に、上記一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (3), each of the aryl group and aromatic heterocyclic group represented by Ar 1 further has a substituent represented by R 2 to R 9 in the general formula (1). You may do it.
《一般式(4)〜(8)で表される化合物》
前記一般式(4)〜(8)の各々で表される化合物について説明する。
<< Compounds Represented by General Formulas (4) to (8) >>
The compounds represented by each of the general formulas (4) to (8) will be described.
前記一般式(4)〜前記一般式(8)で各々表される化合物において、R1、R2で各々表される置換基としては、前記一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基と同義である。 In the compounds represented by the general formula (4) to the general formula (8), the substituents represented by R 1 and R 2 may be R 2 to R 9 in the general formula (1). It is synonymous with the substituent represented.
前記一般式(8)において、Z1、Z2、Z3、Z4で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む6員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。また、Z1、Z2、Z3、Z4で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む6員の芳香族複素環は、更に前記一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基を有してもよい。 In the general formula (8), examples of the 6-membered aromatic heterocyclic ring each containing at least one nitrogen atom represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 include a pyridine ring and a pyridazine ring. , Pyrimidine ring, pyrazine ring and the like. Further, each of the 6-membered aromatic heterocycles each containing at least one nitrogen atom represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 is further represented by R 2 to R 9 in the general formula (1). You may have a substituent represented by these.
《一般式(9)〜(10)で表される化合物》
前記一般式(9)において、Z1、Z2で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む6員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。
<< Compounds Represented by General Formulas (9) to (10) >>
In the general formula (9), examples of the 6-membered aromatic heterocyclic ring each containing at least one nitrogen atom represented by Z 1 and Z 2 include a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, and a pyrazine ring. Etc.
前記一般式(9)において、Ar1、Ar2で各々表されるアリーレン基としては、o−フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基(例えば、3,3’−ビフェニルジイル基、3,6−ビフェニルジイル基等)、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が挙げられる。また、前記アリーレン基は更に前記一般式(1)において、R2〜R9で表される置換基を有してもよい。 In the general formula (9), the arylene groups represented by Ar 1 and Ar 2 include o-phenylene group, m-phenylene group, p-phenylene group, naphthalenediyl group, anthracenediyl group, naphthacenediyl group, and pyrenediyl group. Group, naphthylnaphthalenediyl group, biphenyldiyl group (for example, 3,3′-biphenyldiyl group, 3,6-biphenyldiyl group, etc.), terphenyldiyl group, quaterphenyldiyl group, kinkphenyldiyl group, sexi Examples thereof include a phenyldiyl group, a septiphenyldiyl group, an octylphenyldiyl group, a nobiphenyldiyl group, and a deciphenyldiyl group. The arylene group may further have a substituent represented by R 2 to R 9 in the general formula (1).
前記一般式(9)において、Ar1、Ar2で各々表される2価の芳香族複素環基は、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子が更に窒素原子で置換されている環等から導出される2価の基等が挙げられる。更に、前記芳香族複素環基は、前記R101で表される置換基を有してもよい。 In the general formula (9), the divalent aromatic heterocyclic groups represented by Ar 1 and Ar 2 are furan ring, thiophene ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzo Imidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, And divalent groups derived from a ring in which the carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom. Furthermore, the aromatic heterocyclic group may have a substituent represented by R 101 .
前記一般式(9)において、Lで表される2価の連結基としては、前記一般式(10)において、L1で表される2価の連結基と同義であるが、好ましくはアルキレン基、−O−、−S−等のカルコゲン原子を含む2価の基であり、もっとも好ましくはアルキレン基である。 In the general formula (9), the divalent linking group represented by L has the same meaning as the divalent linking group represented by L 1 in the general formula (10), but is preferably an alkylene group. , —O—, —S— and the like, are divalent groups containing a chalcogen atom, most preferably an alkylene group.
前記一般式(10)において、Ar1、Ar2で、各々表されるアリーレン基は、前記一般式(9)において、Ar1、Ar2で各々表されるアリーレン基と同義である。 In the general formula (10), in Ar 1, Ar 2, the arylene group represented by each, in the general formula (9), is synonymous with the arylene group represented by each of Ar 1, Ar 2.
前記一般式(10)において、Ar1、Ar2で各々表される芳香族複素環基は、前記一般式(9)において、Ar1、Ar2で各々表される2価の芳香族複素環基と同義である。 In the general formula (10), an aromatic heterocyclic group represented by each of Ar 1, Ar 2, in the general formula (9), the divalent aromatic heterocyclic ring represented by each of Ar 1, Ar 2 Synonymous with group.
前記一般式(10)において、Z1、Z2、Z3、Z4で各々表される、各々窒素原子を少なくとも一つ含む6員の芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環等が挙げられる。 In the general formula (10), examples of the 6-membered aromatic heterocycle each containing at least one nitrogen atom represented by Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 include a pyridine ring and a pyridazine ring. , Pyrimidine ring, pyrazine ring and the like.
前記一般式(10)において、Lで表される2価の連結基としては、前記一般式(10)において、L1で表される2価の連結基と同義であるが、好ましくはアルキレン基、−O−、−S−等のカルコゲン原子を含む2価の基であり、もっとも好ましくはアルキレン基である。 In the general formula (10), the divalent linking group represented by L has the same meaning as the divalent linking group represented by L 1 in the general formula (10), but is preferably an alkylene group. , —O—, —S— and the like, are divalent groups containing a chalcogen atom, most preferably an alkylene group.
以下に、本発明に係る、前記一般式(2)〜(10)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。 Specific examples of the compounds represented by the general formulas (2) to (10) according to the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
以下に、本発明に係る、一般式(2)〜(10)の化合物の合成例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 Although the synthesis example of the compound of General formula (2)-(10) based on this invention is shown below, this invention is not limited to these.
《例示化合物144の合成》 << Synthesis of Exemplary Compound 144 >>
酢酸パラジウム0.16g、トリ−tert−ブチルホスフィン0.58gを無水トルエン10mlに溶解し、水素化ホウ素ナトリウム25mgを添加し、室温で10分間攪拌した後、δ−カルボリン2.00g、中間体a3.20g、ナトリウム−tert−ブトキシド1.37gを無水キシレン50ml中に分散し、窒素雰囲気下、還流温度にて10時間撹拌した。放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を、水、飽和食塩水で洗浄した後減圧下に濃縮し、得られた残渣を酢酸から再結晶して例示化合物144の無色結晶1.5gを得た。 0.16 g of palladium acetate and 0.58 g of tri-tert-butylphosphine are dissolved in 10 ml of anhydrous toluene, 25 mg of sodium borohydride is added and stirred for 10 minutes at room temperature, then 2.00 g of δ-carboline, intermediate a3 20 g and 1.37 g of sodium tert-butoxide were dispersed in 50 ml of anhydrous xylene and stirred at reflux temperature for 10 hours under a nitrogen atmosphere. After allowing to cool, chloroform and water are added to separate the organic layer. The organic layer is washed with water and saturated brine and then concentrated under reduced pressure. The resulting residue is recrystallized from acetic acid to give colorless colorless compound of Exemplified Compound 144. 1.5 g of crystals were obtained.
例示化合物144の構造は、1H−NMRスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物144のスペクトルデータは以下の通りである。 The structure of exemplary compound 144 was confirmed by 1 H-NMR spectrum and mass spectrometry spectrum. The spectrum data of the exemplary compound 144 are as follows.
MS(FAB)m/z:647(M+1)
1H−NMR(400MHz,CDCl3) δ/ppm 1.80(S,12H)、7.27(S,4H)、7.34(dd,J=4.9Hz,J=8.3Hz,2H)、7.3−7.4(m,2H)、7.4−7.5(m,12H)、7.76(dd,J=1.3Hz,J=8.3Hz、2H)、8.45(d,J=7.8Hz,2H)、8.63(dd,J=1.3Hz,J=4.9Hz,2H)
《例示化合物143の合成》
MS (FAB) m / z: 647 (M + 1 )
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ / ppm 1.80 (S, 12H), 7.27 (S, 4H), 7.34 (dd, J = 4.9 Hz, J = 8.3 Hz, 2H ), 7.3-7.4 (m, 2H), 7.4-7.5 (m, 12H), 7.76 (dd, J = 1.3 Hz, J = 8.3 Hz, 2H), 8 .45 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.63 (dd, J = 1.3 Hz, J = 4.9 Hz, 2H)
<< Synthesis of Exemplary Compound 143 >>
4,4’−ジクロロ−3,3’−ビピリジル0.85g、ジアミンb0.59g、ジベンジリデンアセトンパラジウム44mg、イミダゾリウム塩36mg、ナトリウム−tert−ブトキシド1.09gをジメトキシエタン5mlに添加し、80℃で24時間加温攪拌した。放冷後クロロホルムと水を加えて有機層を分離し、有機層を、水、飽和食塩水で洗浄した後減圧下に濃縮し、得られた残渣を酢酸エチルから再結晶して例示化合物143の無色結晶0.3gを得た。
Add 4,5'-dichloro-3,3'-bipyridyl 0.85 g, diamine b 0.59 g, dibenzylideneacetone palladium 44 mg, imidazolium salt 36 mg, sodium tert-butoxide 1.09 g to
例示化合物143の構造は、1H−NMRスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物143のスペクトルデータを下記に示す。 The structure of the exemplary compound 143 was confirmed by 1 H-NMR spectrum and mass spectrometry spectrum. The spectrum data of the exemplary compound 143 are shown below.
MS(FAB)m/z 639(M+1)
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ/ppm 7.46(d,J=5.7Hz,4H)、7.6−7.7(m,4H)、7.8−7.9(m,4H)、8.67(d,J=5.7Hz,4H)、9.51(S,4H)
《例示化合物145の合成》
例示化合物143の合成において、4,4’−ジクロロ−3,3’−ビピリジルの一方のピリジン環をベンゼンに変更した、3−(2−クロロフェニル)−4−クロロピリジンを用いた以外は同様にして、例示化合物145を合成した。
MS (FAB) m / z 639 (M + 1 )
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ / ppm 7.46 (d, J = 5.7 Hz, 4H), 7.6-7.7 (m, 4H), 7.8-7.9 ( m, 4H), 8.67 (d, J = 5.7 Hz, 4H), 9.51 (S, 4H)
<< Synthesis of Exemplary Compound 145 >>
In the synthesis of Exemplary Compound 143, the same procedure was performed except that 3- (2-chlorophenyl) -4-chloropyridine was used, in which one pyridine ring of 4,4′-dichloro-3,3′-bipyridyl was changed to benzene. Example compound 145 was synthesized.
例示化合物145の構造は、1H−NMRスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。例示化合物145のスペクトルデータを下記に示す。 The structure of exemplary compound 145 was confirmed by 1 H-NMR spectrum and mass spectrometry spectrum. The spectrum data of the exemplary compound 145 are shown below.
MS(FAB)m/z 637(M+1)
1H−NMR(400MHz,CDCl3) δ/ppm 7.3−7.4(m,2H)、7.6−7.7(m,4H)、7.7−7.8(m,4H)7.8−7.9(m,4H)、8.06(d,J=5.3Hz,2H)、8.23(d,J=7.8Hz,2H)、8.56(d,J=5.3Hz,2H),8.96(S,2H)
尚、上記の合成例以外に、これらの有機EL素子用材料のカルボリン誘導体、該カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体やその類緑体は、J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,1505−1510(1999)、Pol.J.Chem.,54,1585(1980)、(Tetrahedron Lett.41(2000),481−484)に記載される合成法に従って合成することができる。合成されたアザカルバゾール環やその類緑体と、芳香環、複素環、アルキル基などの、コア、連結基への導入は、ウルマンカップリング、Pd触媒を用いたカップリング、スズキカップリングなど公知の方法を用いることができる。
MS (FAB) m / z 637 (M + 1 )
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ / ppm 7.3-7.4 (m, 2H), 7.6-7.7 (m, 4H), 7.7-7.8 (m, 4H) ) 7.8-7.9 (m, 4H), 8.06 (d, J = 5.3 Hz, 2H), 8.23 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 8.56 (d, J = 5.3 Hz, 2H), 8.96 (S, 2H)
In addition to the above synthesis examples, carboline derivatives of these organic EL device materials, derivatives in which at least one carbon atom forming the carboline skeleton of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom, and chloroplasts thereof are: J. et al. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1505-1510 (1999), Pol. J. et al. Chem. , 54, 1585 (1980), (Tetrahedron Lett. 41 (2000), 481-484). Introduction of the synthesized azacarbazole ring or its chloroplast to the core or linking group of an aromatic ring, a heterocyclic ring, an alkyl group, etc. is known such as Ullman coupling, coupling using Pd catalyst, Suzuki coupling, etc. This method can be used.
その他の化合物例として、特開2003−31367号公報、同2003−31368号公報等に記載の例示化合物が挙げられる。 Examples of other compounds include exemplified compounds described in JP-A Nos. 2003-31367 and 2003-31368.
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、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。 On the other hand, the electron blocking layer is a hole transport layer in a broad sense, made of a material that has a function of transporting holes and has a very small ability to transport electrons, and blocks electrons while transporting holes. Thus, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
《発光層》
本発明に係る発光層は、発光材料を含有し、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
<Light emitting layer>
The light-emitting layer according to the present invention contains a light-emitting material, and is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from an electrode, an electron transport layer, or a hole transport layer, and the light-emitting portion is a light-emitting layer The interface between the light emitting layer and the adjacent layer may be used.
本発明においては、発光層に発光材料と上述した前記一般式(1)で表される部分構造を有し分子量が1700以下である化合物(ホスト化合物)を含有している。これにより、高い発光輝度と高い発光効率を示し、かつ長寿命としている。 In the present invention, the light emitting layer contains a light emitting material and a compound (host compound) having a partial structure represented by the above general formula (1) and having a molecular weight of 1700 or less. As a result, high light emission luminance and high light emission efficiency are exhibited, and a long life is achieved.
本発明において発光材料としてはリン光性化合物を用いることが好ましい。これにより、高い発光輝度と発光効率を得ることができる。リン光性化合物は、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物である。リン光量子収率は好ましくは0.1以上である。 In the present invention, a phosphorescent compound is preferably used as the light emitting material. Thereby, high light emission luminance and light emission efficiency can be obtained. A phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and has a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25 ° C. It is. The phosphorescence quantum yield is preferably 0.1 or more.
上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が、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence quantum yield used in the present invention only needs to achieve the above phosphorescence quantum yield in any solvent.
リン光性化合物の発光は、原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。 There are two types of light emission of phosphorescent compounds in principle. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is phosphorescent. Energy transfer type to obtain light emission from the phosphorescent compound by transferring to the compound, the other is that the phosphorescent compound becomes a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent compound, and from the phosphorescent compound In any case, the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
リン光性化合物は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。 The phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer of the organic EL device.
本発明においては、リン光性化合物は、オスミウム、イリジウム、ロジウムまたは白金錯体系化合物であることが好ましく、これにより、より一層発光輝度と発光効率を向上させることができる。 In the present invention, the phosphorescent compound is preferably an osmium, iridium, rhodium, or platinum complex compound, whereby the luminance and luminous efficiency can be further improved.
以下に、本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻、1704〜1711に記載の方法等により合成できる。 Specific examples of the phosphorescent compound used in the present invention are shown below, but are not limited thereto. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.
本発明においては、リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができるが、リン光性化合物のリン光発光波長が380〜480nmにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。このような青色リン光発光の有機EL素子や、白色リン光発光の有機EL素子で、より高い発光輝度を示し、かつ、より半減寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができる。 In the present invention, the phosphorescent maximum wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited. In principle, the phosphorescent compound can be obtained by selecting a central metal, a ligand, a ligand substituent, and the like. However, it is preferable that the phosphorescent compound has a phosphorescent maximum wavelength of 380 to 480 nm. Such a blue phosphorescent organic EL element or a white phosphorescent organic EL element can be an organic electroluminescent element having higher emission luminance and a longer half-life.
また、リン光性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。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明装置、バックライトへの応用もできる。 In addition, by using a plurality of phosphorescent compounds, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary emission color. White light emission is possible by adjusting the kind of phosphorescent compound and the amount of doping, and can also be applied to lighting devices and backlights.
また、発光層には、前記一般式(1)で表される部分構造を有し分子量が1700以下であるホスト化合物の他に、公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種もちいることで、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。これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。 In addition to the host compound having a partial structure represented by the general formula (1) and a molecular weight of 1700 or less, a plurality of known host compounds may be used in combination in the light emitting layer. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. As these known host compounds, compounds having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing the emission of longer wavelengths, and having a high Tg (glass transition temperature) are preferable.
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。 Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents.
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。 JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
また、発光層は、ホスト化合物としてさらに蛍光極大波長を有するホスト化合物を含有していてもよい。この場合、他のホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移動で、有機EL素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する他のホスト化合物からの発光も得られる。蛍光極大波長を有するホスト化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は10%以上、特に30%以上が好ましい。具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素等が挙げられる。蛍光量子収率は、前記第4版実験化学講座7の分光IIの362頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定することができる。
Moreover, the light emitting layer may contain the host compound which has a fluorescence maximum wavelength further as a host compound. In this case, the energy transfer from the other host compound and the phosphorescent compound to the fluorescent compound allows electroluminescence as an organic EL element to be emitted from the other host compound having a fluorescence maximum wavelength. A host compound having a fluorescence maximum wavelength is preferably a compound having a high fluorescence quantum yield in a solution state. Here, the fluorescence quantum yield is preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more. Specific host compounds having a maximum fluorescence wavelength include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, and pyrylium dyes. Perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and the like. The fluorescence quantum yield can be measured by the method described in 362 (1992, Maruzen) of Spectroscopic II of the Fourth Edition
本明細書の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
The color emitted in this specification is the spectral radiance meter CS-1000 (Minolta) in FIG. 4.16 on
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができるが、好ましくはスピンコート法である。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は5nm〜5μm、好ましくは5nm〜200nmの範囲で選ばれる。この発光層は、これらのリン光性化合物やホスト化合物が1種または2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。 The light emitting layer can be formed by forming the above compound by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method, but preferably by a spin coating method. is there. Although the film thickness as a light emitting layer does not have a restriction | limiting in particular, Usually, 5 nm-5 micrometers, Preferably it is chosen in the range of 5 nm-200 nm. The light emitting layer may have a single layer structure in which these phosphorescent compounds and host compounds are composed of one or more kinds, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. Good.
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
《Hole transport layer》
The hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやEL素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。 The hole transport material is not particularly limited, and is conventionally used as a hole charge injection / transport material in an optical transmission material or a well-known material used for a hole injection layer or a hole transport layer of an EL element. Any one can be selected and used.
正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。 The hole transport material has one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。 As the hole transport material, those described above can be used, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’−ジアミノフェニル;N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル−4,4’−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニル;N,N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル;4,4’−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4’−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4’−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4’−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4’,4’’−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N′-diphenyl-N, N ′ − (4-methoxyphenyl) -4,4′-diaminobiphenyl; N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminodiphenyl ether; 4,4′-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 ′-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and two more described in US Pat. No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring of, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 688 are linked in a starburst type (MTDATA).
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
また、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。 In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は415nm以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、正孔輸送材料は、正孔輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tgである化合物が好ましい。 In the present invention, the hole transport material of the hole transport layer preferably has a fluorescence maximum wavelength at 415 nm or less. That is, the hole transport material is preferably a compound that has a hole transport ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg.
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5〜5000nm程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。 This hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, it is about 5-5000 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。本発明に用いられる電子輸送層は単層もしくは複数層設けることができる。
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer used in the present invention can be provided as a single layer or a plurality of layers.
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、この電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。 Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, this electron transport layer is used as an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for the electron transport layer adjacent to the cathode side with respect to the light emitting layer. Examples of materials (hereinafter referred to as electron transport materials) used in the following are nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadi And azole derivatives. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。 Further, the electron transport layer only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material can be selected from conventionally known compounds. .
更に、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)など、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiCなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。 In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum, Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu Metal complexes replaced with Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as electron transport materials. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transport material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic such as n-type-Si and n-type-SiC. A semiconductor can also be used as an electron transport material.
電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、415nm以下に蛍光極大波長を有することが好ましい。すなわち、電子輸送層に用いられる化合物は、電子輸送能を有しつつかつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tgである化合物が好ましい。 It is preferable that the preferable compound used for an electron carrying layer has a fluorescence maximum wavelength in 415 nm or less. That is, the compound used for the electron transport layer is preferably a compound that has an electron transport ability, prevents emission of longer wavelengths, and has a high Tg.
この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5〜5000nm程度である。この電子輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層構造であってもよい。 The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, it is about 5-5000 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
《基体(基板、基材、支持体等ともいう)》
本発明の有機EL素子に用いることができる基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
<< Substrate (also referred to as substrate, substrate, support, etc.) >>
The substrate that can be used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, and the like, and is not particularly limited as long as it is transparent. , Quartz, and a light-transmitting resin film. A particularly preferable substrate is a resin film that can give flexibility to the organic EL element.
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。 Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), and cellulose. Examples include films made of triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like.
樹脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよい。 An inorganic or organic coating or a hybrid coating of both may be formed on the surface of the resin film.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効率は、1%以上であることが好ましく、より好ましくは2%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。 The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic electroluminescence device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 2% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.
また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用してもよい。 Further, a hue improving filter such as a color filter may be used in combination.
本発明の多色表示装置は少なくとも2種類の異なる発光極大波長を有する有機EL素子からなるが、有機EL素子を作製する好適な例を説明する。 The multicolor display device of the present invention comprises at least two kinds of organic EL elements having different light emission maximum wavelengths, and a preferred example for producing the organic EL elements will be described.
《有機EL素子の作製方法》
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/陽極バッファー層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
<< Method for producing organic EL element >>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / anode buffer layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode will be described.
まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる層を、1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である陽極バッファー層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。 First, a layer made of a desired electrode material, for example, an anode material is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 nm to 200 nm. Make it. Next, an organic compound thin film of an anode buffer layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer, which are element materials, is formed thereon.
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10-6Pa〜10-2Pa、蒸着速度0.01nm〜50nm/秒、基板温度−50℃〜300℃、膜厚0.1nm〜5μmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 As described above, there are spin coating methods, casting methods, ink jet methods, vapor deposition methods, printing methods, and the like as methods for thinning the organic compound thin films, but it is easy to obtain a uniform film and pinholes are not easily generated. In view of the above, the vacuum deposition method or the spin coating method is particularly preferable. Further, different film forming methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 Pa to 10 −2 Pa, a vapor deposition rate of 0. It is desirable to select appropriately within the range of 01 nm to 50 nm / second, substrate temperature of −50 ° C. to 300 ° C., and film thickness of 0.1 nm to 5 μm.
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下好ましくは50nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施してもかまわない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。 After the formation of these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained. The organic EL element is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
本発明の表示装置は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、他層は共通として、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で層を形成することができる。 In the display device of the present invention, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and the other layers are common, and a layer can be formed on one surface by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like.
また作製順序を逆にして、各層を作製することも可能である。 It is also possible to make each layer by reversing the production order.
このようにして得られた表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。 When a DC voltage is applied to the display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
本発明の表示装置は、本発明の有機EL素子を用いており、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることでフルカラーの表示が可能となる。 The display device of the present invention uses the organic EL element of the present invention and can be used as a display device, a display, or various light sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス(パッシブマトリックス)方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。 Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
本発明の照明装置は、本発明の有機EL素子を用いており、家庭用照明、車内照明、時計のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。また、液晶表示装置等のバックライトとしても用いることができる。 The lighting device of the present invention uses the organic EL element of the present invention, and is used for home lighting, interior lighting, clock backlight, billboard advertisement, traffic light, light source of optical storage medium, light source of electrophotographic copying machine, optical communication Examples include, but are not limited to, a light source for a processing machine and a light source for an optical sensor. It can also be used as a backlight for liquid crystal display devices and the like.
また、本発明に係る有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。 Further, the organic EL element according to the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure.
このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。 Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
本発明の有機EL素子は、前述したように照明用や露光光源のような1種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を3種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。または、一色の発光色、例えば白色発光をカラーフィルターを用いてBGRにし、フルカラー化することも可能である。さらに、有機ELの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機EL発光のλmaxは480nm以下であることが好ましい。 As described above, the organic EL element of the present invention may be used as one kind of lamp for illumination or exposure light source, or a projection device for projecting an image, or directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a type of display device (display). When used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. Alternatively, a full-color display device can be manufactured by using three or more organic EL elements of the present invention having different emission colors. Alternatively, it is possible to make one color emission color, for example, white emission, into BGR by using a color filter to achieve full color. Furthermore, it is possible to convert the emission color of the organic EL to another color by using a color conversion filter, and in this case, λmax of the organic EL emission is preferably 480 nm or less.
本発明の有機EL素子から構成される表示装置の一例を図面に基づき以下に説明する。 An example of a display device composed of the organic EL element of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
ディスプレイ1は、複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。
The
制御部Bは、表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。 The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside. The pixels for each scanning line are converted into image data signals by the scanning signal. In response to this, light is sequentially emitted and image scanning is performed to display image information on the display unit A.
図2は、表示部Aの模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と、複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。図2においては、画素3の発光した光が、白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
The display unit A includes a wiring unit including a plurality of
配線部の走査線5及び複数のデータ線6は、各々導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。
The
画素3は、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
When a scanning signal is applied from the
次に、画素の発光プロセスを説明する。 Next, the light emission process of the pixel will be described.
図3は、画素の模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
画素は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサ13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。
The pixel includes an
図3において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。
In FIG. 3, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching
画像データ信号の伝達により、コンデンサ13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。
By transmitting the image data signal, the
制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサ13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。
When the scanning signal is moved to the
すなわち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
That is, the
ここで、有機EL素子10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。
Here, the light emission of the
また、コンデンサ13の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
The potential of the
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。 In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.
図4は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図4において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。
FIG. 4 is a schematic view of a passive matrix display device. In FIG. 4, a plurality of
順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。
When the scanning signal of the
実施例1
《有機EL素子1−1〜1−29の作製及び評価》
陽極としてガラス上に、ITOを150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製:NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をiso−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。
Example 1
<< Production and Evaluation of Organic EL Elements 1-1 to 1-29 >>
After patterning on a substrate (made by NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) with a 150 nm ITO film on glass as the anode, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with iso-propyl alcohol And dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、5つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、α−NPD、CBP、Ir−1、BC、Alq3をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。 This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus. On the other hand, α-NPD, CBP, Ir-1, BC, and Alq 3 are placed in five molybdenum resistance heating boats, respectively. Installed.
次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDを透明支持基板に膜厚20nmの厚さになるように蒸着し、正孔注入/輸送層を設けた。さらに、CBPの入った前記加熱ボートとIr−1の入ったボートをそれぞれ独立に通電してCBPとIr−1の蒸着速度が100:7になるように調節し、膜厚30nmの厚さになるように蒸着して発光層を設けた。 Next, after the vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa, α-NPD was deposited on the transparent support substrate to a thickness of 20 nm to provide a hole injection / transport layer. Further, the heating boat containing CBP and the boat containing Ir-1 were energized independently to adjust the deposition rate of CBP and Ir-1 to 100: 7, so that the film thickness was 30 nm. The light emitting layer was provided by vapor deposition.
次いで、BCを蒸着して、厚さ10nmの正孔阻止層を設けた。更に、Alq3を蒸着し膜厚40nmの電子輸送層を設けた。 Next, BC was vapor-deposited to provide a 10 nm thick hole blocking layer. Furthermore, Alq 3 was deposited to provide an electron transport layer having a thickness of 40 nm.
次に、真空槽を開け、電子注入層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧し、フッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成して有機EL素子1−1を作製した。
Next, the vacuum chamber is opened, a rectangular hole mask made of stainless steel is placed on the electron injection layer, and then the vacuum chamber is decompressed to 4 × 10 −4 Pa, lithium fluoride 0.5 nm and
上記の有機EL素子1−1の作製において、発光層に用いたCBPを、表1に記載の化合物に変更した以外は、有機EL素子1−1と同様の方法で、有機EL素子1−2〜1−29を作製した。 In the production of the organic EL element 1-1, the organic EL element 1-2 was prepared in the same manner as the organic EL element 1-1 except that the CBP used in the light emitting layer was changed to the compounds shown in Table 1. ˜1-29 was produced.
作製した有機EL素子1−1〜1−29はそれぞれ大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス)へ移し、図5の(a)、(b)に示したような封止構造とした。なお、捕水剤である酸化バリウム25は、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素樹脂系半透過膜(ミクロテックス S−NTF8031Q 日東電工製)でガラス製封止缶24に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機EL素子の接着には紫外線硬化型の接着剤27を用い、紫外線ランプを照射することで両者を接着し封止した封止構造を有する素子を作製した。図において21は透明電極を設けたガラス基板、22が前記正孔注入/輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等からなる有機EL層、23は陰極を示す。
The produced organic EL elements 1-1 to 1-29 were transferred to a glove box under nitrogen atmosphere (a glove box substituted with high-purity nitrogen gas with a purity of 99.999% or more) without being brought into contact with the air. The sealing structure as shown in (a) and (b) was adopted. In addition,
得られた有機EL素子1−1〜1−29の各々について下記のような評価を行った。 Each of the obtained organic EL elements 1-1 to 1-29 was evaluated as follows.
《発光輝度》
作製した有機EL素子について、温度23度、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の電流を供給した時の発光輝度(L)[cd/m2]を測定した。ここで、発光輝度の測定などは、CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
<Emission brightness>
The produced organic EL device was measured for light emission luminance (L) [cd / m 2 ] when a current of 2.5 mA / cm 2 was supplied at a temperature of 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere. Here, CS-1000 (manufactured by Minolta) was used for measurement of emission luminance and the like.
《外部取りだし量子効率》
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
《External extraction quantum efficiency》
About the produced organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a 2.5 mA / cm 2 constant current was applied in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C. was measured. For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Minolta) was used in the same manner.
《半減寿命》
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。なお測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
《Half life》
When driving at a constant current of 2.5 mA / cm 2 in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., the time required for the luminance to drop to half of the luminance immediately after the start of light emission (initial luminance) was measured. Was used as an index of life as half-life time (τ0.5). For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Minolta) was used.
《耐熱性》
作製した有機EL素子について、23度、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の電流を供給した時の輝度(L)を測定し、これを初期の輝度(L0)とした。次いでその素子を85度の恒温槽で500時間保存した。その後、23度になるまで放置した後その500時間経過後の輝度(L500)を測定し、次式より、輝度減少率を求めた。
"Heat-resistant"
With respect to the produced organic EL element, the luminance (L) when a current of 2.5 mA / cm 2 was supplied at 23 degrees in a dry nitrogen gas atmosphere was measured, and this was set as the initial luminance (L0). Next, the device was stored in an 85 ° C. constant temperature bath for 500 hours. Then, after leaving it to 23 degrees, the luminance (L500) after the lapse of 500 hours was measured, and the luminance reduction rate was obtained from the following equation.
輝度減少率(%)=[{(L0)−(L500)}/(L0)]×100
評価結果を表1に記載するにあたり、発光輝度、外部取り出し量子効率、発光寿命は、有機EL素子1−1の各特性値を100とした時の相対値で表した。得られた結果を表1に示す。
Luminance reduction rate (%) = [{(L0) − (L500)} / (L0)] × 100
In describing the evaluation results in Table 1, the light emission luminance, the external extraction quantum efficiency, and the light emission lifetime were expressed as relative values when each characteristic value of the organic EL element 1-1 was 100. The obtained results are shown in Table 1.
表1から、比較に比べて本発明の有機EL素子は、発光輝度、外部取り出し量子効率、発光寿命のいずれにおいても優れていることがあきらかである。また、耐熱性試験より、高温保存下での輝度特性も優れていることがわかった。 From Table 1, it is clear that the organic EL device of the present invention is superior in all of the emission luminance, the external extraction quantum efficiency, and the emission lifetime as compared with the comparison. It was also found from the heat resistance test that the luminance characteristics under high temperature storage were also excellent.
更に、リン光性化合物であるIr−1をIr−12に替えた以外は同様にして有機EL素子1−1B〜1−29Bを、また、Ir−1をIr−9に替えた以外は同様にして有機EL素子1−1R〜1−29Rを作製した。この各有機EL素子においても、上記Ir−1を使用した時と同様の効果が得られた。なお、Ir−12を用いた素子からは青色の発光が、Ir−9を用いた素子からは赤色の発光が得られた。 Further, except that Ir-1 which is a phosphorescent compound is changed to Ir-12, the organic EL elements 1-1B to 1-29B are similarly changed, and the same except that Ir-1 is changed to Ir-9. Thus, organic EL elements 1-1R to 1-29R were produced. In each of the organic EL elements, the same effect as that obtained when Ir-1 was used was obtained. Note that blue light emission was obtained from the element using Ir-12, and red light emission was obtained from the element using Ir-9.
実施例2
《有機EL素子2−1〜2−14の作製及び評価》
実施例1に記載の有機EL素子1−1の作製において、発光層に用いたCBPと正孔阻止層に用いたBCを、表2に記載の化合物に変更した以外は同様にして、有機EL素子2−1〜2−14を作製した。
Example 2
<< Production and Evaluation of Organic EL Elements 2-1 to 2-14 >>
In the production of the organic EL device 1-1 described in Example 1, the organic EL device was similarly prepared except that the CBP used for the light emitting layer and the BC used for the hole blocking layer were changed to the compounds shown in Table 2. Elements 2-1 to 2-14 were produced.
得られた有機EL素子2−1〜2−14の各々について、実施例1と同様にして、発光輝度、輝度の半減する時間の評価を行い、得られた結果を表2に示す。 Each of the obtained organic EL elements 2-1 to 2-14 was evaluated in the same manner as in Example 1 for evaluating the light emission luminance and the time to reduce the luminance by half, and Table 2 shows the obtained results.
なお、表2に記載の各評価結果は、有機EL素子2−1の発光輝度、外部取り出し量子効率、半減寿命をそれぞれ100とした時の相対値で表した。 In addition, each evaluation result of Table 2 was represented by the relative value when the light-emitting luminance, the external extraction quantum efficiency, and the half life of the organic EL element 2-1 were set to 100, respectively.
表2より、比較化合物を用いた有機EL素子2−1と比べて、本発明に係る化合物を用いた有機EL素子2−3〜2−14は、発光輝度、外部取り出し効率及び半減寿命のいずれにおいても優れていることが明らかである。 From Table 2, compared with the organic EL element 2-1 using the comparative compound, the organic EL elements 2-3 to 2-14 using the compound according to the present invention have any one of emission luminance, external extraction efficiency, and half-life. It is clear that this is also excellent.
更に、リン光性化合物であるIr−1をIr−12に替えた以外は同様にして有機EL素子2−1B〜2−12Bを、また、Ir−1をIr−9に替えた以外は同様にして有機EL素子2−1R〜2−12Rを作製した。この各有機EL素子においても、本発明の勇気EL素子は、上記Ir−1を使用した時と同様の効果が得られた。なお、Ir−12を用いた素子からは青色の発光が、Ir−9を用いた素子からは赤色の発光が得られた。 Further, except that Ir-1 which is a phosphorescent compound is changed to Ir-12, the organic EL elements 2-1B to 2-12B are similarly changed, and the same except that Ir-1 is changed to Ir-9. Thus, organic EL elements 2-1R to 2-12R were produced. Also in each of these organic EL elements, the courage EL element of the present invention has the same effect as when Ir-1 is used. Note that blue light emission was obtained from the element using Ir-12, and red light emission was obtained from the element using Ir-9.
実施例3
《フルカラー表示装置》
(青色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−13Bを用いた。
Example 3
《Full color display device》
(Blue light emitting organic EL device)
The organic EL element 1-13B produced in Example 1 was used.
(緑色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−13を用いた。
(Green light-emitting organic EL device)
The organic EL element 1-13 produced in Example 1 was used.
(赤色発光有機EL素子)
実施例1で作製した有機EL素子1−13Rを用いた。
(Red light emitting organic EL device)
The organic EL element 1-13R produced in Example 1 was used.
上記の赤色、緑色及び青色発光有機EL素子を、同一基板上に並置し、図1に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図2には、作製した前記表示装置の表示部Aの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と、並置した複数の画素3(発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等)とを有し、配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。前記複数の画素3は、それぞれの発光色に対応した有機EL素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
The red, green and blue light-emitting organic EL elements are juxtaposed on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device having the form shown in FIG. 1, and FIG. 2 shows the display of the produced display device. Only the schematic diagram of part A is shown. That is, a wiring portion including a plurality of
該フルカラー表示装置を駆動することにより、発光効率が高い発光寿命の長いフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。 It was confirmed that by driving the full-color display device, a full-color moving image display having a high light emission efficiency and a long light emission life can be obtained.
実施例4:(照明装置の実施例、白色の有機EL素子使用)
実施例2で作製した有機EL素子2−9において、発光層に用いたIr−1を、Ir−1、Ir−9、Ir−12の混合物に変更した以外は有機EL素子1−9と同様の方法で作製した有機EL素子2−9Wを用いた。有機EL素子2−9Wの非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図6は照明装置の概略図で、図7は照明装置の断面図である。有機EL素子101をガラスカバー102で覆い、電源線(陽極)103と、電源線(陰極)104で接続している。105は陰極で106は有機EL層である。なおガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
Example 4: (Example of lighting device, using white organic EL element)
In the organic EL element 2-9 produced in Example 2, it is the same as the organic EL element 1-9 except that Ir-1 used in the light emitting layer was changed to a mixture of Ir-1, Ir-9, and Ir-12 The organic EL device 2-9W produced by the method was used. The non-light emitting surface of the organic EL element 2-9W was covered with a glass case to obtain a lighting device. The illuminating device could be used as a thin illuminating device that emits white light with high luminous efficiency and long emission life. FIG. 6 is a schematic view of the lighting device, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the lighting device. The
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10、101 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
21、107 透明電極付きガラス基板
22、106 有機EL層
23、105 陰極
24 ガラス製封止缶
25、109 捕水剤
27 紫外線硬化型接着剤
102 ガラスカバー
103 電源線(陽極)
104 電源線(陰極)
108 窒素ガス
DESCRIPTION OF
104 Power line (cathode)
108 nitrogen gas
Claims (10)
前記発光層が、分子量が500以上1700以下であって、且つ、下記一般式(11)で表される化合物を少なくとも一種含有し、且つ、該正孔阻止層が、カルボリン誘導体のカルボリン骨格を形成する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誘導体からなる誘導体群から選択される少なくとも一種の誘導体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。
The light-emitting layer, molecular weight is not more than 500 1700 or less and at least one contains a compound represented by the following general formula (11), and, the hole blocking layer, a carboline skeleton mosquito Ruborin derivatives An organic electroluminescence device comprising at least one derivative selected from the group consisting of derivatives in which at least one carbon atom to be formed is substituted with a nitrogen atom.
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