JP5803692B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND LIGHTING 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照明装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element and a lighting device.
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、OLED素子、有機EL素子等と略称する)は数V〜数十V程度の低電圧で駆動可能であり、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、さらに薄膜型の完全素子固体であるため、ディスプレイ、或いは照明用途として、省スペース、省エネルギー、及び携帯性の観点から注目されており、携帯電話のメインディスプレイに採用されるなど、市場に普及し始めている。
しかしながら、大画面ディスプレイ、または冷陰極管を代替する照明の実現、普及に対しては、現状より飛躍的に発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時での変色等の欠陥のない素子の開発が望まれている。
Conventionally, an organic electroluminescence element (hereinafter abbreviated as an OLED element, an organic EL element, etc.) can be driven at a low voltage of several V to several tens V, and has a wide viewing angle and is visually recognizable because it is a self-luminous type. It is a thin film type complete element solid, and is attracting attention from the viewpoint of space saving, energy saving, and portability as a display or lighting application, and is used in the main display of mobile phones. Has begun to spread.
However, for the realization and widespread use of large screen displays or lighting that replaces cold cathode fluorescent lamps, the luminous efficiency is dramatically higher than the current situation, the luminous lifetime is long, and there are no defects such as discoloration of the luminescent color over time. Development of devices is desired.
近年、発光効率を高める技術としてリン光材料の検討が盛んに行われている。
リン光材料は冷陰極管とほぼ同等の発光効率が得られる可能性があることから照明用途としても大いに注目されている。
このように大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光材料を利用する有機EL素子においては、発光中心の位置をコントロールする方法、とりわけ発光層の内部でキャリアの再結合を行い、いかに発光を安定に行わせることができるかと共に、リン光材料自身の発光性を如何に向上させるかが、素子の発光効率・寿命の面から、重要な技術的課題となっている。
In recent years, phosphorescent materials have been actively studied as a technique for increasing luminous efficiency.
Phosphorescent materials are attracting much attention as illumination applications because they may have almost the same luminous efficiency as cold cathode fluorescent lamps.
Although this is a very high potential method, in organic EL devices using phosphorescent materials, the method of controlling the position of the emission center, in particular, recombination of carriers inside the light emitting layer, how to stabilize the light emission. From the viewpoint of luminous efficiency and lifetime of the device, it is an important technical problem how to improve the luminous performance of the phosphorescent material itself.
OLED素子に使用される青色リン光用の発光材料として、フェニルピラゾール系、イミダゾフェナンスリジン系、フェニルイミダゾール系配位子を有するイリジウム錯体が知られているが、その発光性(輝度)、短波長発光(青色適合性)、高耐久性を同時に満足させるには大きな課題が残っている。
フェニルイミダゾールのイリジウム錯体は発光波長が比較的短波な材料であることが開示されているが(例えば、特許文献1,2,及び3参照)更なる長寿命化や、発光色の経時での変色において問題が完全に解決しているとは言い難かった。
また、フェニルイミダゾール上に置換基として電子吸引性基を特定の位置に配置して、短波長発光(青色適合性)を付与しようとする試みがいくつかなされている。(例えば、特許文献4、及び5参照)しかしながら、発光寿命とのトレードオフを完全に解消するに至っていない。
さらに、錯体の配位子同士を結合させて、4座以上の多座配位子と成して、熱安定性の向上を狙ったイリジウム錯体が開示されている。(例えば、特許文献6,7参照)本技術では寿命の向上に関しては、一定の効果がみられるが、発光色の経時での変色において問題が完全に解決しているとは言い難かった。
As luminescent materials for blue phosphorescence used in OLED elements, iridium complexes having phenylpyrazole-based, imidazophenanthridine-based, and phenylimidazole-based ligands are known. Great challenges remain to satisfy wavelength emission (blue compatibility) and high durability at the same time.
Although it has been disclosed that the iridium complex of phenylimidazole is a material having a relatively short emission wavelength (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3), the lifetime of the emission color is further changed, and the color of the emitted color changes over time. It was hard to say that the problem was completely solved.
In addition, some attempts have been made to provide short-wavelength emission (blue compatibility) by disposing an electron-withdrawing group as a substituent at a specific position on phenylimidazole. (For example, see Patent Documents 4 and 5) However, the trade-off with the light emission lifetime has not been completely eliminated.
Furthermore, an iridium complex aimed at improving thermal stability by binding the ligands of the complex to form a tetradentate or higher polydentate ligand is disclosed. (For example, refer to
一方で、大面積化、低コスト化、高生産性に対する要求から、湿式法(ウエットプロセス法ともいう)に対する期待が大きく、真空プロセスでの成膜に比して低温で成膜可能であるため、下層の有機層のダメージを低減でき、発光効率や素子寿命改善の観点からも大きな期待が寄せられている。
しかしながら、青色リン光発光を利用する有機EL素子において、ウエット成膜を実現するためには、とりわけ発光層に含有される発光材料が課題となり、実用上の観点から、現在知られている発光材料では、低電圧駆動、ダークスポット低減、発光の輝度ムラの発生の抑制等の点で、まだ不十分であり、更なる改良技術が不可欠であることが判ってきた。
On the other hand, because of demands for large area, low cost, and high productivity, there is a great expectation for a wet method (also called a wet process method), and film formation can be performed at a lower temperature than film formation by a vacuum process. In addition, it is possible to reduce the damage of the lower organic layer, and there are great expectations from the viewpoint of improving the light emission efficiency and the device life.
However, in order to realize wet film formation in an organic EL element using blue phosphorescence, a light emitting material contained in the light emitting layer is particularly problematic, and from a practical viewpoint, currently known light emitting materials. However, in terms of low voltage driving, reduction of dark spots, suppression of occurrence of luminance unevenness of light emission, etc., it has been found that further improvement techniques are indispensable.
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率が高く、発光寿命に優れ、発光色の経時変化が少ない有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにあり、好ましくはウエット成膜で形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、駆動電圧が低く、ダークスポットが低減され、発光の輝度ムラの発生が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子及びこの有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した照明装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and situations, and the problem to be solved is to provide an organic electroluminescence device having high luminous efficiency, excellent luminous lifetime, and little change in luminescent color over time. An organic electroluminescence element preferably formed by wet film formation, comprising an organic electroluminescence element having a low driving voltage, reduced dark spots, and suppressed occurrence of luminance unevenness of light emission, and the organic electroluminescence element It is providing the illuminating device.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、有機EL素子の発光層に用いる有機EL素子材料に着目、特にリン光発光ドーパントとして用いる有機金属錯体化合物について種々検討した。そして、本発明者は、フェニルイミダゾール配位子を有する金属錯体の配位子の分子構造を最適化することにより、発光効率と耐久性のさらなる向上を目指し鋭意検討した結果、本発明の一般式(1)〜(3)の構造に至り、発光効率と素子寿命が改善されることを見出した。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決され、特に本発明によれば、構成3において、一般式(11)〜(13)中、「M」はイリジウム又はロジウムを表すことを特徴とする。また、構成4において、一般式(14)〜(20)中、「M」はイリジウム又はロジウムを表すことを特徴とする。
1.陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層の少なくとも1層に、一般式(1)〜(3)で表される化合物の少なくとも1種を配位子とするリン光発光性の有機金属錯体が含有されてい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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor pays attention to the organic EL element material used for the light-emitting layer of the organic EL element in the process of examining the cause of the above-mentioned problem, particularly about the organometallic complex compound used as the phosphorescent dopant. Various studies were made. And, as a result of intensive studies aimed at further improving luminous efficiency and durability by optimizing the molecular structure of the ligand of the metal complex having a phenylimidazole ligand, the present inventor has found that the general formula of the present invention It reached the structure of (1)-(3), and it discovered that luminous efficiency and element lifetime were improved.
That is, the above-described problem according to the present invention is solved by the following means . In particular, according to the present invention, in the
1. In an organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode,
A phosphorescent organometallic complex having at least one compound represented by the general formulas (1) to (3) as a ligand is contained in at least one of the organic layers. Organic electroluminescence device.
一般式(1)〜(3)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(1)〜(3)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(1)〜(3)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(1)〜(3)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(1)〜(3)で表される化合物は各々、連結基を介して、2量体、または3量体を形成してもよい。〕
In the general formulas (1) to (3), “Rc” and “Rd” are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (1) to (3), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (1) to (3), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In General Formulas (1) to (3), “Q 1 to Q 11 ” each independently represent a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
Each of the compounds represented by the general formulas (1) to (3) may form a dimer or a trimer via a linking group. ]
2.前記一般式(1)〜(3)で表される化合物が、下記一般式(4)〜(10)で表されることを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
一般式(4)〜(10)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(4)〜(10)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(4)〜(10)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(4)〜(10)中、「Rx」及び「Ry」は水素原子、若しくは、アルキル基を表す。複数の「Rx」及び「Ry」は同じであっても異なっていてもよい。
一般式(4)〜(10)中、l、m、nは1以上6以下の整数を表し、l、m、nは同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(4)〜(10)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(4)〜(10)中、Vは窒素原子、リン原子、ホウ素原子、シリル基、フォスフィンオキシド基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、非芳香族複素環基、アルキレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、ヘテロアリーレンオキシ基、非芳香族複素環オキシ基を表す。〕
In the general formulas (4) to (10), “Rc” and “Rd” each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (4) to (10), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (4) to (10), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In the general formulas (4) to (10), “Rx” and “Ry” represent a hydrogen atom or an alkyl group. A plurality of “Rx” and “Ry” may be the same or different.
In general formulas (4) to (10), l, m, and n represent an integer of 1 to 6, and l, m, and n may be the same or different.
In General Formulas (4) to (10), “Q 1 to Q 11 ” each independently represent a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
In general formulas (4) to (10), V represents a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or a non-aromatic heterocyclic group. Represents an alkyleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a heteroaryleneoxy group, or a non-aromatic heterocyclic oxy group. ]
3.陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層の少なくとも1層には、一般式(11)〜(13)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されてい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。
一般式(11)〜(13)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「L」はMに配位したモノアニオン性の二座配位子であり、「M」は原子番号が40以上でかつ元素周期表における8〜10族の遷移金属原子を表し、「n」は0〜2の整数を表す。〕
3. In an organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode,
At least one layer of the phosphorescent organic metal complex represented by the general formulas (11) to (13) is contained in at least one layer of the organic layer.
In the general formulas (11) to (13), “Rc” and “Rd” are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (11) to (13), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (11) to (13), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In general formulas (11) to (13), “Q 1 to Q 11 ” each independently represents a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
In the general formulas (11) to (13), “L” is a monoanionic bidentate ligand coordinated to M, and “M” has an atomic number of 40 or more and 8 to 10 in the periodic table of elements. Represents a transition metal atom of the group, and “n” represents an integer of 0 to 2. ]
4.陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記有機層の少なくとも1層には、一般式(14)〜(20)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
At least one of the organic layers contains at least one phosphorescent organometallic complex represented by general formulas (14) to (20).
〔一般式(14)〜(20)中、「Ra」及び「Rb」はそれぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「Rx」及び「Ry」は水素原子、若しくは、アルキル基を表す。複数の「Rx」及び「Ry」は同じであっても異なっていてもよい。
一般式(14)〜(20)中、l、m、nは1以上6以下の整数を表し、l、m、nは同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(14)〜(20)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、Vは窒素原子、リン原子、ホウ素原子、シリル基、フォスフィンオキシド基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、非芳香族複素環基、アルキレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、ヘテロアリーレンオキシ基、非芳香族複素環オキシ基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「M」は原子番号が40以上でかつ元素周期表における8〜10族の遷移金属原子を表す。
一般式(14)〜(20)中、*はMとの結合点を表す。〕
[In the general formulas (14) to (20), “Ra” and “Rb” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (14) to (20), “Rc” and “Rd” each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (14) to (20), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (14) to (20), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In the general formulas (14) to (20), “Rx” and “Ry” represent a hydrogen atom or an alkyl group. A plurality of “Rx” and “Ry” may be the same or different.
In the general formulas (14) to (20), l, m, and n represent an integer of 1 to 6, and l, m, and n may be the same or different.
In General Formulas (14) to (20), “Q 1 to Q 11 ” each independently represent a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
In general formulas (14) to (20), V represents a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or a non-aromatic heterocyclic group. Represents an alkyleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a heteroaryleneoxy group, or a non-aromatic heterocyclic oxy group.
In the general formulas (14) to (20), “M” represents a transition metal atom having an atomic number of 40 or more and a group 8 to 10 in the periodic table.
In the general formulas (14) to (20), * represents a bonding point with M. ]
5.一般式(11)〜(20)における、「M」がイリジウムであることを特徴とする第3項又は第4項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 5. In the general formulas (11) to (20), “M” is iridium, or the organic electroluminescence device according to the third or fourth item.
6.第1項〜第5項のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする照明装置。 6). An illuminating device comprising the organic electroluminescent element according to any one of Items 1 to 5.
本発明の上記手段により、発光効率が高く、発光寿命に優れ、発光色の経時変化が少ない有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、特に、ウエット成膜で形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、駆動電圧が低く、ダークスポットが低減され、発光の輝度ムラの発生が抑制された有機エレクトロルミネッセンス素子及びこの有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した照明装置を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明のリン光発光性の有機金属錯体(以下、金属錯体と略称する)では、電子吸引性基を特定の位置に有するビアリール系構造により、発光効率と材料の堅牢性が向上していると推定している。
本発明に係る金属錯体においては、遷移金属元素Mに配位している配位子の組み合わせや、また、配位子に特定の置換基を導入することにより、化合物の発光波長を所望の領域に制御することができる。
ここでいう「配位子」とは、一般式(1)〜(3)で表される金属錯体から遷移金属元素Mを除いた部分のことである。
また、本発明に係る金属錯体の形成に用いることのできる、従来公知のモノアニオン性の二座配位子については、後に詳述する。
本発明の金属錯体の中でも、好ましいのは、中心金属がイリジウムである金属錯体である。本発明のイリジウム金属錯体を用いることにより、特にウエット成膜により形成された有機EL素子は、初期駆動電圧が低くて、ダークスポットも低減し、発光ムラ(輝度ムラ)の発生も抑制され、高品位な照明装置を提供することができた。
By the above means of the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescence device having high light emission efficiency, excellent light emission lifetime, and little change in emission color over time. Further, in particular, an organic electroluminescence element formed by wet film formation, in which a driving voltage is low, dark spots are reduced, and generation of luminance unevenness of light emission is suppressed, and the organic electroluminescence element It is possible to provide an illumination device including
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
In the phosphorescent organometallic complex of the present invention (hereinafter abbreviated as a metal complex), the biaryl structure having an electron-withdrawing group at a specific position improves luminous efficiency and material robustness. Estimated.
In the metal complex according to the present invention, the combination of the ligands coordinated to the transition metal element M and the introduction of a specific substituent into the ligand allows the emission wavelength of the compound to be in a desired region. Can be controlled.
The “ligand” here is a portion obtained by removing the transition metal element M from the metal complex represented by the general formulas (1) to (3).
The conventionally known monoanionic bidentate ligand that can be used for forming the metal complex according to the present invention will be described in detail later.
Among the metal complexes of the present invention, a metal complex whose central metal is iridium is preferable. By using the iridium metal complex of the present invention, an organic EL element formed by wet film formation in particular has a low initial driving voltage, reduced dark spots, reduced emission unevenness (luminance unevenness), and high We were able to provide a quality lighting device.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも1層に、前記一般式(1)〜(3)で表される化合物の少なくとも1種を配位子とするリン光発光性の有機金属錯体が含有されていることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項5に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記一般式(1)〜(3)で表される化合物が、前記一般式(4)〜(10)で表されることが、発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時変化が少なく、ダークスポットが少なく、低電圧で駆動可能で、かつ、発光の輝度ムラが抑えられるという効果が得られることから好ましい。
The organic electroluminescence device of the present invention includes an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode. An electroluminescence element, wherein at least one layer of the organic layer includes a phosphorescent organometallic complex having at least one compound represented by the general formulas (1) to (3) as a ligand. It is contained. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 5.
As an embodiment of the present invention, the compounds represented by the general formulas (1) to (3) may be represented by the general formulas (4) to (10) from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention. It is preferable from the viewpoints of high luminous efficiency, long emission lifetime, little change in emission color with time, few dark spots, driving at low voltage, and suppression of luminance unevenness of emission.
また、本発明の他の態様によれば、陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層の少なくとも1層には、前記一般式(11)〜(13)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする。これにより、発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時変化が少なく、ダークスポットが少なく、低電圧で駆動可能で、かつ、発光の輝度ムラが抑えられるという効果が得られる。 According to another aspect of the present invention, an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer are provided, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode. In the organic electroluminescence device thus formed, at least one of the organic layers contains at least one phosphorescent organometallic complex represented by the general formulas (11) to (13). Features. As a result, it is possible to obtain an effect that the light emission efficiency is high, the light emission life is long, the change in the emission color with time is small, the dark spots are few, the drive is possible at a low voltage, and the luminance unevenness of light emission is suppressed.
また、本発明の他の態様によれば、陽極と、陰極と、発光層を有する単層または複数層からなる有機層とを有し、前記有機層が前記陽極と前記陰極との間に挟持された有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機層の少なくとも1層には、一般式(14)〜(20)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されていることを特徴とする。これにより、発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時変化が少なく、ダークスポットが少なく、低電圧で駆動可能で、かつ、発光の輝度ムラが抑えられるという効果が得られる。 According to another aspect of the present invention, an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer are provided, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode. The organic electroluminescence device is characterized in that at least one of the organic layers contains at least one phosphorescent organometallic complex represented by the general formulas (14) to (20). It is characterized by. As a result, it is possible to obtain an effect that the light emission efficiency is high, the light emission life is long, the change in the emission color with time is small, the dark spots are few, the drive is possible at a low voltage, and the luminance unevenness of light emission is suppressed.
また、前記一般式(11)〜(20)における、「M」がイリジウムであることが、発光効率が高く、発光色の色調が青として好ましく、かつ、発光色の経時変化が少なくなるという効果が得られることから好ましい。 In addition, in the general formulas (11) to (20), it is preferable that “M” is iridium because the light emission efficiency is high, the color of the light emission color is preferably blue, and the change in the light emission color with time is reduced. Is preferable.
さらに、本発明の照明装置は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することが、初期駆動電圧が低くて、ダークスポットも低減し、発光ムラ(輝度ムラ)の発生も抑制され、高品位な照明装置が得られることから好ましい。 Further, the illumination device of the present invention includes the organic electroluminescence element, and the initial drive voltage is low, the dark spot is reduced, the occurrence of light emission unevenness (luminance unevenness) is suppressed, and the high-quality illumination device is provided. Is preferable.
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子と言う)について説明する。
[有機EL素子]
<有機EL素子の構成層>
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極の間に発光層を有し、本発明のリン光発光性の有機金属錯体を含有する層を陽極と陰極の間に有する場合が好ましいが、リン光発光性の有機金属錯体を含有する層が、発光層である態様が好ましい態様である。
即ち、本発明に係るリン光発光性の有機金属錯体は、下述する発光ドーパントとして機能する態様が好ましい態様である。
本発明において、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。本実施形態では、陽極と陰極との間の層が有機層に相当する。
(i)陽極/発光層/陰極
(ii)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(v)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
(vi)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
(vii)陽極/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
本発明の有機EL素子においては、青色発光層の発光極大波長は430〜480nmにあるものが好ましく、緑色発光層は発光極大波長が510〜550nm、赤色発光層は発光極大波長が600〜640nmの範囲にある単色発光層であることが好ましく、これらを用いた表示装置であることが好ましい。
また、これらの少なくとも3層の発光層を積層して白色発光層としたものであってもよく、これらを用いた照明装置であることがよい。
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。
The organic electroluminescence element (referred to as an organic EL element) of the present invention will be described.
[Organic EL device]
<Constitutional layer of organic EL element>
The constituent layers of the organic EL element of the present invention will be described.
The organic EL device of the present invention preferably has a light emitting layer between the anode and the cathode, and preferably has a layer containing the phosphorescent organometallic complex of the present invention between the anode and the cathode. A mode in which the layer containing the light-emitting organometallic complex is a light-emitting layer is a preferable mode.
That is, the phosphorescent organometallic complex according to the present invention is preferably an embodiment that functions as a light-emitting dopant described below.
In this invention, although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element is shown below, this invention is not limited to these. In this embodiment, the layer between the anode and the cathode corresponds to the organic layer.
(I) anode / light emitting layer / cathode (ii) anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iii) anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / Light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode (v) anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vi) anode / anode buffer layer / positive Hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vii) anode / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode In the organic EL element, the light emitting maximum wavelength of the blue light emitting layer is preferably 430 to 480 nm, the green light emitting layer has a light emitting maximum wavelength of 510 to 550 nm, and the red light emitting layer has a light emitting maximum wavelength of 600 to 640 nm. Preferably a certain monochromatic light emitting layer, these A display device using is preferable.
Further, a white light emitting layer may be formed by laminating at least three of these light emitting layers, and an illumination device using these may be used.
Further, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.
本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
<発光層>
本発明に係る発光層は、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。
発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは2nm〜200nmの範囲に調整され、特に好ましくは10nm〜20nmの範囲である。
発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、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成膜して形成することができる。
本発明の有機EL素子の発光層には、ホスト化合物と発光ドーパント(リン光ドーパント(リン光発光性ドーパントとも言う)や蛍光ドーパント等)の少なくとも1種類とを含有する。
発光ドーパントとしては、本発明の金属錯体を用いることが好ましい。
また、前記リン光ドーパントとして用いられる本発明の金属錯体及び/または従来公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
Each layer which comprises the organic EL element of this invention is demonstrated.
<Light emitting layer>
The light-emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of injected electrons and holes, and the light-emitting portion is the interface between the light-emitting layer and the adjacent layer even within the light-emitting layer. May be.
The total film thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it is 2 nm to from the viewpoint of preventing the application of a high voltage unnecessary for the film homogeneity and light emission and improving the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust to the range of 5 micrometers, More preferably, it adjusts to the range of 2 nm-200 nm, Most preferably, it is the range of 10 nm-20 nm.
For the production of the light-emitting layer, a light-emitting dopant or a host compound, which will be described later, is formed 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. it can.
The light emitting layer of the organic EL device of the present invention contains a host compound and at least one kind of light emitting dopant (such as a phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent dopant) or a fluorescent dopant).
As the luminescent dopant, it is preferable to use the metal complex of the present invention.
Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of the metal complex of this invention used as said phosphorescence dopant, and / or a conventionally well-known compound, and, thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.
<ホスト化合物(発光ホストとも言う)>
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。
本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも1つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。
本発明に用いることができる公知の発光ホストとしては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。
また、本発明においては、従来公知の発光ホストを単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。
発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。
また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(重合性発光ホスト)でもよく、このような化合物を一種または複数種用いても良い。
公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。
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。
<Host compound (also called luminescent host)>
In the present invention, the host compound has a mass ratio of 20% or more among the compounds contained in the light emitting layer, and a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission is 0 at room temperature (25 ° C.). Defined as less than 1 compound. The phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.
There is no restriction | limiting in particular as a light emission host which can be used for this invention, The compound conventionally used with an organic EL element can be used. Typically, a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, an oligoarylene compound or the like having a basic skeleton, or a carboline derivative or a diazacarbazole derivative (here And the diazacarbazole derivative represents one in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom.
As the known light-emitting host that can be used in the present invention, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
In the present invention, conventionally known light-emitting hosts may be used alone or in combination of two or more.
By using a plurality of types of light-emitting hosts, the movement of charges can be adjusted, and the organic EL element can be made highly efficient.
In addition, the light emitting host used in the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (polymerizable light emitting host). Of course, one or more of such compounds may be used.
Specific examples of the known light-emitting host include compounds described in the following documents.
JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
以下、本発明の有機EL素子の発光層の発光ホストとして用いられる具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, although the specific example used as a light emission host of the light emitting layer of the organic EL element of this invention is given, this invention is not limited to these.
<リン光ドーパント>
リン光発光性ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
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、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられる。
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ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。
もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。
いずれの場合においても、リン光ドーパント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。
<Phosphorescent dopant>
The phosphorescent dopant is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, the phosphorescent dopant is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.). Although defined as being a compound of 01 or more, a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant according to the present invention achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.
There are two types of light emission of the phosphorescent dopant in principle.
One is energy transfer that recombination of carriers occurs on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant to obtain light emission from the phosphorescent dopant. It is a type.
The other is a carrier trap type in which a phosphorescent dopant becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, and light emission from the phosphorescent dopant is obtained.
In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.
<配位子及びリン光発光性有機金属錯体>
本実施形態では、有機層のうちの発光層には、リン光ドーパントとして、一般式(1)〜(3)で表される化合物を配位子とするリン光発光性有機金属錯体が含有されている。
<Ligand and phosphorescent organometallic complex>
In the present embodiment, the light emitting layer of the organic layer contains a phosphorescent organometallic complex having the compound represented by the general formulas (1) to (3) as a ligand as a phosphorescent dopant. ing.
(1)一般式(1)〜(3)で表される配位子
一般式中、「Ra」及び「Rb」はそれぞれ独立にアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
Ra及びRbの具体例としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アリール基(例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、ヘテロアリール基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等))、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルボリル基(前記、カルボリニル基のカルボリン環構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったもの)、キノキサリニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等、非芳香族複素環基(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)が、挙げられる。
Ra及びRbは、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基であり、より好ましくは、イソプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
Ra及びRbは、特に好ましくは、両方ともアルキル基またはシクロアルキル基であり、最も好ましくは、両方ともイソプロピル基である。
In the general formula, “Ra” and “Rb” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group.
Specific examples of Ra and Rb include alkyl groups (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group). Group), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group) , Isopropenyl group etc.), alkenyl group (eg vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, isopropenyl group etc.), alkynyl group (eg Ethynyl group, propargyl group, etc.), aryl group (for example, phenyl group, chlorophenyl group, Cytyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.) and heteroaryl groups include, for example, pyridyl group, pyrimidyl group Group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl group, 1,2,3-triazol-1-yl group) Etc.)), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl Group, Carborini Groups, diazacarbolyl groups (wherein one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl groups, triazinyl groups, quinazolinyl groups, phthalazinyl groups, etc. Group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.).
Ra and Rb are preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, and more preferably an isopropyl group, a cyclopentyl group, or a cyclohexyl group.
Ra and Rb are particularly preferably both an alkyl group or a cycloalkyl group, and most preferably both are isopropyl groups.
一般式中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表し、その具体例はRaまたはRbで挙げたものと同一である。
Rc及びRdは、好ましくは水素原子またはアルキル基であり、特に好ましくは両方とも水素原子である。
In the general formula, “Rc” and “Rd” each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Is the same as listed for Ra or Rb.
Rc and Rd are preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and particularly preferably both are hydrogen atoms.
一般式中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表し、その具体例はRaまたはRbで挙げたものと同一である。「V1〜V4」は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基であり、より好ましくは、メチル基、エチル基、である。特にこのましくは、「V1〜V4」がすべてメチル基の場合である。 In the general formula, each of “V 1 to V 4 ” independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or a non-aromatic heterocyclic group, and specific examples thereof include Ra Or it is the same as that of Rb. “V 1 to V 4 ” are preferably an alkyl group or a cycloalkyl group, and more preferably a methyl group or an ethyl group. In particular, this is the case when all of “V 1 to V 4 ” are methyl groups.
一般式中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。 In the general formula, “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
ハメットのσp値とは、ハメットの置換基定数σpを指す。ハメットの置換基定数σpの値は、Hammett等によって安息香酸エチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求められた置換基定数であり、『薬物の構造活性相関』(南江堂:1979年)、『Substituent Constants for Correlation Analysis in chemistry and biology』(C.Hansch and A.Leo,John Wiley&Sons,New York,1979年)等に記載の値を引用することができる。 Hammett's σp value refers to Hammett's substituent constant σp. Hammett's substituent constant σp is a substituent constant determined by Hammett et al. From the electronic effect of the substituent on the hydrolysis of ethyl benzoate. “Structure-activity relationship of drugs” (Nanedo: 1979) , "Substituent Constants for Correlation Analysis in chemistry and biology" (C. Hansch and A. Leo, John Wiley & Sons, New York, 1979) and the like can be cited.
ここで、好ましいハメットのσp値の範囲は、0.05〜1.0であり、さらに好ましくは0.2〜1.0であり、最も好ましくは0.5〜1.0である。
ここで、代表的な電子吸引性基の例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
σp値
F 0.06
Cl 0.23
Br 0.23
I 0.18
COCH3 0.50
CO2CH3 0.45
COC6H5 0.41
SH 0.15
SC6H5 0.18
OCF3 0.35
OCOCH3 0.31
C6F5 0.41
C(CF3) 0.53
CF3 0.54
PO(C6H5)2 0.53
SO2C6H5 0.70
SO2CH3 0.72
SO2CF3 0.93
CN 0.66
NO2 0.78
N=C=O 0.19
N=C=S 0.38
N(CF3)2 0.53
Here, the preferable Hammett σp value range is 0.05 to 1.0, more preferably 0.2 to 1.0, and most preferably 0.5 to 1.0.
Here, although the example of a typical electron withdrawing group is shown, this invention is not limited to these.
σp value F 0.06
Cl 0.23
Br 0.23
I 0.18
COCH 3 0.50
CO 2 CH 3 0.45
COC 6 H 5 0.41
SH 0.15
SC 6 H 5 0.18
OCF 3 0.35
OCOCH 3 0.31
C 6 F 5 0.41
C (CF 3 ) 0.53
CF 3 0.54
PO (C 6 H 5 ) 2 0.53
SO 2 C 6 H 5 0.70
SO 2 CH 3 0.72
SO 2 CF 3 0.93
CN 0.66
NO 2 0.78
N = C = O 0.19
N = C = S 0.38
N (CF 3 ) 2 0.53
0.5<σp<1.0の置換基のうち、最も好ましい置換基はシアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基またはトリフルオロメチル基である。 Of the substituents of 0.5 <σp <1.0, the most preferred substituent is a cyano group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, or a trifluoromethyl group.
一般式中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
好ましくは、Q1〜Q11はすべてC−R1〜C−R11である。
Q1〜Q11中に窒素原子が存在する場合、その窒素原子数は好ましくは2以下であり、より好ましくはQ3及びQ7の両方またはいずれか一方が窒素原子である。
In the general formula, “Q 1 to Q 11 ” each independently represents a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
Preferably, Q 1 to Q 11 are all C—R 1 to C—R 11 .
When a nitrogen atom is present in Q 1 to Q 11 , the number of nitrogen atoms is preferably 2 or less, more preferably both or any one of Q 3 and Q 7 is a nitrogen atom.
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
R1〜R11の具体例としては、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)、アリール基(例えば、フェニル基、クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、2−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテニル基、イソプロペニル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基等)、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、アクリロイル基、メタクリロイル基等)、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)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基またはヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アリールスルホニル基(2-ナフチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、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、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、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)、パーフルオロアルキル基(例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等)、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)、非芳香族複素環基(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)が挙げられる。
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
Specific examples of R 1 to R 11 include alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group). , Pentadecyl group, etc.), aryl group (for example, phenyl group, chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, Biphenylyl group), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (for example, vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group) Group, isopropenyl group, etc.), alkenyl group (for example, Vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 2-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 2-pentenyl group, isopropenyl group, etc.), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), alkoxy group ( For example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group ( For example, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexyl) Thio group, etc. An arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), an alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl Group (for example, 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.), a Sil group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc. ), An acyloxy group (for example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, acryloyl group, methacryloyl group, etc.), acyloxy group (for example, acetyl) Oxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, acrylic group Yl group, methacryloyl 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. ), Carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylamino) A carbonyl group, a phenylaminocarbonyl group, a naphthylaminocarbonyl group, a 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), a sulfinyl group (for example, a methylsulfinyl group, 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 or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), aryl Sulfonyl group (2-naphthylsulfonyl group, phenylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, di Tilamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, phenylamino group, diphenylamino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (for example, fluorine atom) Chlorine atom, bromine atom, etc.), perfluoroalkyl group (eg, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, etc.), silyl group (eg, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group) And non-aromatic heterocyclic groups (for example, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.).
R1〜R11は、好ましくは、アルキル基、アリール基、シリル基、シアノ基である。
一般式(1)〜(3)で表される化合物は各々、連結基を介して、2量体、または3量体を形成してもよいが、好ましい構造としては、後述ずる一般式(4)〜(10)で表される化合物を挙げることができる。
R 1 to R 11 are preferably an alkyl group, an aryl group, a silyl group, or a cyano group.
Each of the compounds represented by the general formulas (1) to (3) may form a dimer or a trimer through a linking group, but a preferable structure is a general formula (4) described later. ) To (10).
(2)一般式(4)〜(10)で表される配位子
一般式(4)〜(10)中、「Ra」、「Rb」、「Rc」、「Rd」、「Q1〜Q11(R1〜R11を含む)」、「V1〜V4」、及び「EWG1〜EWG2」の内容は、一般式(1)〜(3)のRa、Rb、Rc、Rd、Q1〜Q11(R1〜R11を含む)、V1〜V4、及びEWG1〜EWG2の内容と同一である。
一般式(4)〜(10)中、「Rx」及び「Ry」は水素原子、若しくは、アルキル基を表す。複数の「Rx」及び「Ry」は同じであっても異なっていてもよい。好ましくは、水素原子であり、かつ、複数の「Rx」及び「Ry」は同じである。
一般式(4)〜(10)中、l、m、nは1以上6以下の整数を表し、l、m、nは同じであっても、異なっていてもよい。l、m、nは同じであることが好ましく、2または3であることが好ましい。
一般式(4)〜(10)中、Vは窒素原子、リン原子、ホウ素原子、シリル基、フォスフィンオキシド基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、非芳香族複素環基、アルキレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、ヘテロアリーレンオキシ基、非芳香族複素環オキシ基を表す。好ましくは、アルキレン基、アリーレン基、アリーレンオキシ基である。
In the general formulas (4) to (10), “Ra”, “Rb”, “Rc”, “Rd”, “Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 )”, “V 1 to V 4”. ”And“ EWG 1 to EWG 2 ”include Ra, Rb, Rc, Rd, Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 ), and V 1 to
In the general formulas (4) to (10), “Rx” and “Ry” represent a hydrogen atom or an alkyl group. A plurality of “Rx” and “Ry” may be the same or different. Preferably, they are hydrogen atoms, and a plurality of “Rx” and “Ry” are the same.
In general formulas (4) to (10), l, m, and n represent an integer of 1 to 6, and l, m, and n may be the same or different. l, m and n are preferably the same, and preferably 2 or 3.
In general formulas (4) to (10), V represents a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or a non-aromatic heterocyclic group. Represents an alkyleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a heteroaryleneoxy group, or a non-aromatic heterocyclic oxy group. An alkylene group, an arylene group, and an aryleneoxy group are preferable.
(3)一般式(11)〜(13)で表されるリン光発光性の有機金属錯体
一般式(11)〜(13)中、「Ra」、「Rb」、「Rc」、「Rd」、「Q1〜Q11(R1〜R11を含む)」、「V1〜V4」、及び「EWG1〜EWG2」の内容は、一般式(1)〜(3)のRa、Rb、Rc、Rd、Q1〜Q11(R1〜R11を含む)、V1〜V4、及びEWG1〜EWG2の内容と同一である。
一般式(11)〜(13)中、「L」はMに配位したモノアニオン性の二座配位子を表す。
Lの具体例としては、一般式(2L)の配位子等が挙げられる。
In the general formulas (11) to (13), “Ra”, “Rb”, “Rc”, “Rd”, “Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 )”, “V 1 to V 4”. ”And“ EWG 1 to EWG 2 ”include Ra, Rb, Rc, Rd, Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 ), and V 1 to
In the general formulas (11) to (13), “L” represents a monoanionic bidentate ligand coordinated to M.
Specific examples of L include a ligand of the general formula (2L).
一般式(2L)中、「Rd’」、「Rd’’」及び「Rd’’’」は水素原子または置換基を表す。
Rd’、Rd’’及びRd’’’で表される置換基としては、前述の一般式(1)〜(3)中のR1〜R11で表される基と同義である。
In General Formula (2L), “Rd ′”, “Rd ″”, and “Rd ′ ″” represent a hydrogen atom or a substituent.
The substituents represented by Rd ′, Rd ″, and Rd ′ ″ are synonymous with the groups represented by R 1 to R 11 in the general formulas (1) to (3).
一般式(11)〜(13)中、M」は原子番号40以上でかつ元素周期表における8〜10族の遷移金属原子を表し、好ましくはOs、Ir、Ptであり、さらに好ましくはIrである。
一般式(11)〜(13)中、「n」は0〜2の整数を表し、好ましくは0である。
In the general formulas (11) to (13), “M” represents an atomic number of 40 or more and represents a transition metal atom of Group 8 to 10 in the periodic table, preferably Os, Ir, or Pt, more preferably Ir. is there.
In general formula (11)-(13), "n" represents the integer of 0-2, Preferably it is 0.
(4)一般式(14)〜(20)で表されるリン光発光性の有機金属錯体
一般式(14)〜(20)中、「Ra」、「Rb」、「Rc」、「Rd」、「Q1〜Q11(R1〜R11を含む)」、「V1〜V4」、及び「EWG1〜EWG2」の内容は、一般式(1)〜(3)のRa、Rb、Rc、Rd、Q1〜Q11(R1〜R11を含む)、V1〜V4、及びEWG1〜EWG2の内容と同一である。
一般式(14)〜(20)中、「Rx」及び「Ry」は水素原子、若しくは、アルキル基を表す。複数の「Rx」及び「Ry」は同じであっても異なっていてもよい。好ましくは、水素原子であり、かつ、複数の「Rx」及び「Ry」は同じである。
一般式(14)〜(20)中、l、m、nは1以上6以下の整数を表し、l、m、nは同じであっても、異なっていてもよい。l、m、nは同じであることが好ましく、2または3であることが好ましい。
一般式(14)〜(20)中、Vは窒素原子、リン原子、ホウ素原子、シリル基、フォスフィンオキシド基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、非芳香族複素環基、アルキレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、ヘテロアリーレンオキシ基、非芳香族複素環オキシ基を表す。好ましくは、アルキレン基、アリーレン基、アリーレンオキシ基である。
一般式(14)〜(20)中、M」は原子番号40以上でかつ元素周期表における8〜10族の遷移金属原子を表し、好ましくはOs、Ir、Ptであり、さらに好ましくはIrである。
一般式(14)〜(20)中、*はMとの結合点を表す。
In the general formulas (14) to (20), “Ra”, “Rb”, “Rc”, “Rd”, “Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 )”, “V 1 to V 4”. ”And“ EWG 1 to EWG 2 ”include Ra, Rb, Rc, Rd, Q 1 to Q 11 (including R 1 to R 11 ), and V 1 to
In the general formulas (14) to (20), “Rx” and “Ry” represent a hydrogen atom or an alkyl group. A plurality of “Rx” and “Ry” may be the same or different. Preferably, they are hydrogen atoms, and a plurality of “Rx” and “Ry” are the same.
In the general formulas (14) to (20), l, m, and n represent an integer of 1 to 6, and l, m, and n may be the same or different. l, m and n are preferably the same, and preferably 2 or 3.
In general formulas (14) to (20), V represents a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or a non-aromatic heterocyclic group. Represents an alkyleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a heteroaryleneoxy group, or a non-aromatic heterocyclic oxy group. An alkylene group, an arylene group, and an aryleneoxy group are preferable.
In the general formulas (14) to (20), M ”represents an atomic number of 40 or more and represents a transition metal atom of Group 8 to 10 in the periodic table, preferably Os, Ir, Pt, and more preferably Ir. is there.
In the general formulas (14) to (20), * represents a bonding point with M.
(5)具体例
以下、本発明のリン光発光性の有機金属錯体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
(5.1)一般式(11)の具体例
(5.1) Specific example of general formula (11)
(5.2)一般式(12)の具体例
(5.3)一般式(13)の具体例
(5.4)一般式(14)の具体例
(5.5)一般式(15)の具体例
(5.6)一般式(16)の具体例
(5.7)一般式(17)の具体例
(5.8)一般式(18)の具体例
(5.9)一般式(19)の具体例
(5.10)一般式(20)の具体例
(6)合成例
以下、本発明のリン光発光性の有機金属錯体の合成例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
(6) Synthesis example Hereinafter, although the synthesis example of the phosphorescence-emitting organometallic complex of this invention is given, this invention is not limited to these.
(6.1)合成例1:化合物D−3の合成
窒素フロー下、シアノボロン酸エステル中間体(a)2.57g(10.0mmol)Pd(dba)2 460mg(0.40mmol),S−Phos 1.46g(0.80mmol) 燐酸カリウム3.58g(16.4mmol)を混合し、トルエン60ml及び、水6mlを加え、懸濁液とした。これを、内温90℃で加熱撹拌を5時間行った。反応液のトルエン層を分離し、水洗を3回行った。その後、減圧濃縮を行い、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し(展開溶媒:ヘプタン:酢酸エチル=5:1)中間体(c)を4.10g(収率95%)で得た。
次に、窒素フロー下、中間体(c)4.33g(10.0mmol)をエトキシエタノール150mlと水50mlの混液に溶解し、三塩化イリジウム三水和物1.40g(4.0mmol)を加え、加熱還流を6時間行った。室温まで冷却後、メタノールにて充分希釈し、析出した結晶を濾別し、メタノールにて充分に洗浄した。μ錯体(d)を2.75g(収率63%)で得た。
次に、窒素フロー下、(d)1.00g(0.46mmol)、(c)0.80g(1.84mmol)、トリフルオロ酢酸銀 0.30g(1.38mol)、トリスヒドロキシエチルアミン 0.41g(2.76mmol)をPhOAc60mlに分散し、内温130℃で6時間加熱撹拌を行った。不溶物を濾別後、減圧下に濃縮し、メタノールを加え、結晶を濾別した。結晶を減圧下、昇華精製することにより。目的物D−3を450mg(収率61%)、構造はNMR及びMASSスペクトルにて同定した。
上記と同様の方法で本発明の他の錯体も容易に合成することができる。
(6.1) Synthesis Example 1: Synthesis of Compound D-3 Under nitrogen flow, cyanoboronic acid ester intermediate (a) 2.57 g (10.0 mmol) Pd (dba) 2 460 mg (0.40 mmol), S-Phos 1.46 g (0.80 mmol) 3.58 g (16.4 mmol) of potassium phosphate was mixed, and 60 ml of toluene and 6 ml of water were added to form a suspension. This was heated and stirred at an internal temperature of 90 ° C. for 5 hours. The toluene layer of the reaction solution was separated and washed with water three times. Thereafter, concentration under reduced pressure was performed, and the residue was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: heptane: ethyl acetate = 5: 1) to obtain 4.10 g of intermediate (c) (yield 95%).
Next, under nitrogen flow, 4.33 g (10.0 mmol) of the intermediate (c) was dissolved in a mixture of 150 ml of ethoxyethanol and 50 ml of water, and 1.40 g (4.0 mmol) of iridium trichloride trihydrate was added. The mixture was heated and refluxed for 6 hours. After cooling to room temperature, it was sufficiently diluted with methanol, and the precipitated crystals were separated by filtration and thoroughly washed with methanol. μ complex (d) was obtained in 2.75 g (yield 63%).
Next, under nitrogen flow, (d) 1.00 g (0.46 mmol), (c) 0.80 g (1.84 mmol), silver trifluoroacetate 0.30 g (1.38 mol), trishydroxyethylamine 0.41 g (2.76 mmol) was dispersed in 60 ml of PhOAc and stirred with heating at an internal temperature of 130 ° C. for 6 hours. The insoluble material was filtered off, concentrated under reduced pressure, methanol was added, and the crystals were filtered off. By sublimation purification of the crystals under reduced pressure. 450 mg (yield 61%) of the target product D-3 was identified, and the structure was identified by NMR and MASS spectra.
Other complexes of the present invention can be easily synthesized by the same method as described above.
<その他のリン光ドーパント>
本発明において、併用することが可能なリン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。具体的には以下の特許公報に記載されている化合物などが挙げられる。
国際公開第00/70655号パンフレット、特開2002−280178号公報、特開2001−181616号公報、特開2002−280179号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−280180号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−299060号公報、特開2001−313178号公報、特開2002−302671号公報、特開2001−345183号公報、特開2002−324679号公報、国際公開第02/15645号パンフレット、特開2002−332291号公報、特開2002−50484号公報、特開2002−332292号公報、特開2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、特開2002−338588号公報、特開2002−170684号公報、特開2002−352960号公報、国際公開第01/93642号パンフレット、特開2002−50483号公報、特開2002−100476号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−359082号公報、特開2002−175884号公報、特開2002−363552号公報、特開2002−184582号公報、特開2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2002−235076号公報、特開2002−241751号公報、特開2001−319779号公報、特開2001−319780号公報、特開2002−62824号公報、特開2002−100474号公報、特開2002−203679号公報、特開2002−343572号公報、特開2002−203678号公報等。
また、以下に示すような従来公知の発光ドーパントを併用してもよい。
<Other phosphorescent dopants>
In this invention, the phosphorescence dopant which can be used together can be suitably selected from the well-known things used for the light emitting layer of an organic EL element, and can be used. Specific examples include compounds described in the following patent publications.
WO 00/70655 pamphlet, JP 2002-280178, JP 2001-181616, JP 2002-280179, JP 2001-181617, JP 2002-280180, JP 2001-247859, JP 2002-299060, JP 2001-313178, JP 2002-302671, JP 2001-345183, JP 2002-324679, International Publication No. 02/15645 pamphlet, JP 2002-332291 A, JP 2002-50484 A, JP 2002-332292 A, JP 2002-83684 A, JP 2002-540572 A, JP 2002-2002 A. No. 117978, JP 20 JP-A-2-338588, JP-A-2002-170684, JP-A-2002-352960, WO01 / 93642, JP-A-2002-50483, JP-A-2002-1000047, JP-A-2002. No. -173744, JP-A No. 2002-359082, JP-A No. 2002-17584, JP-A No. 2002-363552, JP-A No. 2002-184582, JP-A No. 2003-7469, JP-T-2002-525808. Gazette, JP2003-7471, JP2002-525833, JP2003-31366, JP2002-226495, JP2002-234894, JP2002-2335076 JP 2002-241751 A JP 2001-319779, JP 2001-319780, JP 2002-62824, JP 2002-1000047, JP 2002-203679, JP 2002-343572, JP 2002-203678 gazette etc.
Moreover, you may use together a conventionally well-known light emission dopant as shown below.
<蛍光ドーパント(蛍光性化合物とも言う)>
本発明において、併用可能な蛍光ドーパントとしては、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、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
<Fluorescent dopant (also called fluorescent compound)>
In the present invention, the fluorescent dopants that can be used in combination include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, Examples include perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.
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、阻止層、正孔輸送層、電子輸送層等について説明する。 Next, an injection layer, a blocking layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like 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、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。
陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
この注入層は上記材料を、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できる。
上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。
この注入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。
<Injection layer: electron injection layer, hole injection layer>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.
An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).
The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Metal buffer layer typified by lithium, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. .
The injection layer can be formed by thinning the above 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.
The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.
The injection layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
<阻止層:正孔阻止層、電子阻止層>
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。
正孔阻止層には、カルバゾール誘導体、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体(カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭素原子のいずれか一つが窒素原子で置き換わったものを示す)を含有することが好ましい。
また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の50質量%以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが0.3eV以上大きいことが好ましい。
イオン化ポテンシャルは化合物のHOMO(最高被占分子軌道)レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば、下記に示すような方法により求めることができる。
理研計器製の低エネルギー電子分光装置「Model AC−1」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。
<Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer>
The blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film as described above. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer as needed.
The hole blocking layer preferably contains a carbazole derivative, a carboline derivative, or a diazacarbazole derivative (in which one of carbon atoms constituting the carboline ring of the carboline derivative is replaced with a nitrogen atom).
Further, in the present invention, when a plurality of light emitting layers having different light emission colors are provided, it is preferable that the light emitting layer whose emission maximum wavelength is the shortest is the closest to the anode among all the light emitting layers. In this case, it is preferable that a hole blocking layer is additionally provided between the shortest wave layer and the light emitting layer next to the anode next to the shortest wave layer. Furthermore, it is preferable that 50% by mass or more of the compound contained in the hole blocking layer provided at the position has an ionization potential of 0.3 eV or more larger than the host compound of the shortest wave emitting layer.
The ionization potential is defined by the energy required to emit electrons at the HOMO (highest occupied molecular orbital) level of the compound to the vacuum level, and can be determined by, for example, the following method.
A low energy electron spectrometer “Model AC-1” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. or a method known as ultraviolet photoelectron spectroscopy can be suitably used.
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。上記正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは3nm〜100nmであり、更に好ましくは5nm〜30nmである。
On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved.
Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed. The film thickness of the hole blocking layer and the electron blocking layer is preferably 3 nm to 100 nm, and more preferably 5 nm to 30 nm.
<正孔輸送層>
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。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。
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD)、2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン、ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン、ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン、N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル、N,N,N−トリ(p−トリル)アミン、4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン、4−N,N−ジフェニルアミノ(2−ジフェニルビニル)ベンゼン、3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン、N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。
<Hole transport layer>
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, the hole injection layer and the electron blocking layer also have the function of a hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. 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.
The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD), 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane, N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl, N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl, N, N, N-tri (p-tolyl) amine, 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 4-N, N-diphenylamino ( 2-diphenylvinyl) benzene, 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene, N-phenylcarbazole and also two condensations described in US Pat. No. 5,061,569 Those having an aromatic ring in the molecule, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30868 No. 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which three triphenylamine units described in the publication No. 1 are linked in a starburst type ) And the like.
Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material as described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used. In the present invention, these materials are preferably used because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.
正孔輸送層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、インクジェット法を含む印刷法、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5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
The 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, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
Alternatively, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
In the present invention, it is preferable to use a hole transport layer having such a high p property because a device with lower power consumption can be produced.
<電子輸送層>
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。
電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。
その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
<Electron transport layer>
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like.
Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material.
In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and the hole transport layer. Can also be used as an electron transporting material.
電子輸送層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、インクジェット法を含む印刷法、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5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。
電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。
また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
このようなn性の高い電子輸送層を用いることは、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
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, a printing method including 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, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5 nm-200 nm.
The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
Further, an electron transport layer having a high n property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
The use of such an n-type electron transport layer is preferable because an element with lower power consumption can be manufactured.
<陽極>
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、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。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。
更に膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
<Anode>
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.
For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used.
When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less.
Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 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〜5μm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。
尚、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば、発光輝度が向上し好都合である。
また、陰極に上記金属を1nm〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで透明または半透明の陰極を作製でき、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
<Cathode>
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, 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, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
The sheet resistance as a cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 nm to 200 nm.
In order to transmit the emitted light, if either the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved and it is convenient.
In addition, a transparent or translucent cathode can be produced by producing the conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the metal with a thickness of 1 nm to 20 nm on the cathode, and applying this. Thus, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
<支持基板>
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等とも言う)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(JSR製)あるいはアペル(三井化学製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
<Support substrate>
As a support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device of the present invention, there is no particular limitation on the type of glass, plastic, etc., and it is transparent. May be opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), Cellulose esters such as cellulose acetate phthalate (TAC) and cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Polyetherimide, polyether ketone imide, polyamide, fluorine resin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylates, and cycloolefin resins such as ARTON (manufactured by JSR) or APEL (manufactured by Mitsui Chemicals).
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m2・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更にはJIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が10−3ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が10−5g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
On the surface of the resin film, an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed. Water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. , Relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 0.01 g / (m 2 · 24 h) or less, and more preferably oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987. A high barrier property film having a degree of 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor permeability of 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable.
As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization A plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
Examples of the opaque support substrate include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, and ceramic substrates.
本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。
ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。
The external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more.
Here, 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、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。 In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.
<封止>
本発明の有機EL素子は、陽極、陰極、及び陰極と陽極との間にある層を外気から密閉するために封止部材で遮断して封止しておくことが好ましい。
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に問わない。
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。更には、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/(m2・24h・atm)以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が1×10−3g/(m2・24h)以下のものであることが好ましい。
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
<Sealing>
The organic EL device of the present invention is preferably sealed by sealing with a sealing member in order to seal the anode, the cathode, and the layer between the cathode and the anode from the outside air.
As a sealing means used for this invention, the method of adhere | attaching a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive agent can be mentioned, for example.
As a sealing member, it should just be arrange | positioned so that the display area | region of an organic EL element may be covered, and concave plate shape or flat plate shape may be sufficient. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned. Furthermore, the polymer film has an oxygen permeability of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less measured by a method according to JIS K 7126-1987, and a method according to JIS K 7129-1992. It is preferable that the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured in (1) is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.
For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.
接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
尚、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し、封止膜とすることも好適にできる。
この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesively cured from room temperature to 80 degreeC is preferable. A desiccant may be dispersed in the adhesive.
Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
In addition, it is also preferable to form an inorganic or organic layer on the outer side of the electrode on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and form an inorganic or organic layer in contact with the support substrate to form a sealing film. it can.
In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can.
Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. There are no particular limitations on the method of forming these films. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
In the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element, an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil can be injected in the gas phase and liquid phase. preferable. A vacuum can also be used. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides and perchloric acids.
<保護膜、保護板>
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。
これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリフィルムを用いることが好ましい。
<Protective film, protective plate>
In order to increase the mechanical strength of the element, a protective film or a protective plate may be provided on the outer side of the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween or on the sealing film. In particular, when the sealing is performed by the sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, and the like used for the sealing can be used. Is preferably used.
<光取り出し>
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。
<Light extraction>
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index is about 1.7 to 2.1) and can extract only about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle θ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the element side surface.
As a method for improving the light extraction efficiency, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (US Pat. No. 4,774,435), A method of improving efficiency by providing a light collecting property to a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method of forming a reflective surface on a side surface of an element (Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), and light emission from a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the bodies (Japanese Patent Laid-Open No. 62-172691), a flat having a lower refractive index between the substrate and the light emitter than the substrate A method of introducing a layer (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202827), a method of forming a diffraction grating between any one of a substrate, a transparent electrode layer and a light emitting layer (including between the substrate and the outside) (Japanese Patent Laid-Open No. 11-283951) Gazette).
本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。また、更に1.35以下であることが好ましい。
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention. However, a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.
When a medium having a low refractive index is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of light, the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.
Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
The thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave that has exuded by evanescent enters the substrate.
全反射を起こす界面またはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が1次の回折や2次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間または媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述の通り、いずれかの層間または媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
The method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving light extraction efficiency. This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and second-order diffraction. Of these, light that cannot be emitted due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in a transparent substrate or transparent electrode), and the light is I want to take it out.
The introduced diffraction grating desirably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. Therefore, the light extraction efficiency does not increase so much.
However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and light extraction efficiency is increased.
As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
At this time, the period of the diffraction grating is preferably about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium. The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
<集光シート>
本発明の有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
また、発光素子からの光放射角を制御するために、光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。
<Condensing sheet>
The organic EL device of the present invention is processed on the light extraction side of the substrate so as to provide, for example, a microlens array structure, or combined with a so-called condensing sheet, for example, with respect to a specific direction, for example, the device light emitting surface. By condensing in the front direction, the luminance in a specific direction can be increased.
As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate. One side is preferably 10 μm to 100 μm. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate | occur | produce and color, and if too large, thickness will become thick and is not preferable.
As the condensing sheet, for example, a sheet that is put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, Sumitomo 3M brightness enhancement film (BEF) can be used. As the shape of the prism sheet, for example, the base material may be formed by forming a △ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.
Moreover, in order to control the light emission angle from a light emitting element, you may use together a light diffusing plate and a film with a condensing sheet. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
<有機EL素子の作製方法>
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法を説明する。
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薄膜を1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ陽極を作製する。
次に、この上に、有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物薄膜(有機層)を形成する。
これら各層の形成方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法等)等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においては蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法による成膜が好ましい。
更に層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。
<Method for producing organic EL element>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode will be described.
First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 nm to 200 nm, by vapor deposition, sputtering, or the like to produce an anode. .
Next, organic compound thin films (organic layers) such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer, which are organic EL element materials, are formed thereon.
Methods for forming these layers include the vapor deposition method and the wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, etc.) as described above, but it is easy to obtain a uniform film and pinholes are generated. In view of difficulty, etc., film formation by vapor deposition, spin coating, ink jet, or printing is preferred in the present invention.
Further, a different film forming method may be applied for each layer.
製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50℃〜450℃、真空度10−6Pa〜10−2Pa、蒸着速度0.01nm/秒〜50nm/秒、基板温度−50℃〜300℃、膜厚0.1μm〜5μmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 ° C. to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 Pa to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0. It is desirable to select appropriately within the range of 0.01 nm / second to 50 nm / second, substrate temperature of −50 ° C. to 300 ° C., and film thickness of 0.1 μm to 5 μm.
層をウェットプロセスで製膜する場合、本発明に係る有機EL材料を溶解または分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 When the layer is formed by a wet process, examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, and halogens such as dichlorobenzene. Hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used. Moreover, as a dispersion method, it can disperse | distribute by dispersion methods, such as an ultrasonic wave, high shear force dispersion | distribution, and media dispersion | distribution.
これらの層を形成後、その上に、陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。
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構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
After forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm. By providing, a desired organic EL element can be obtained.
The organic EL device is preferably manufactured from the hole injection layer to the cathode consistently by a single vacuum, 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.
<用途>
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては従来公知の方法を用いることができる。
本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「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(コニカミノルタセンシング製)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。
また、本発明の有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることを言う。
<Application>
The organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources. For example, lighting devices (home lighting, interior lighting), clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, Especially, it can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and a light source for illumination.
In the organic EL element of the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned, and a conventionally known method may be used in the fabrication of the element. it can.
The light emission color of the organic EL element of the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. It is determined by the color when the result measured with the total CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
When the organic EL element of the present invention is a white element, white means that the chromaticity in the CIE 1931 color system at 1000 cd / m 2 is X = It is in the region of 0.33 ± 0.07, Y = 0.33 ± 0.1.
<表示装置>
本発明を利用した表示装置について説明する。
本発明を利用した表示装置は上記有機EL素子を有する。
本発明を利用した表示装置は、単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においては、シャドーマスクを用いたパターニングが好ましい。
また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、陽極の順に作製することも可能である。
このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2V〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、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。
更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。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
<Display device>
A display device using the present invention will be described.
A display device using the present invention has the organic EL element.
The display device using the present invention may be single color or multicolor, but here, the multicolor display device will be described. In the case of a multicolor display device, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, or the like.
When patterning is performed only on the light-emitting layer, the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, and a printing method are preferable. In the case of using a vapor deposition method, patterning using a shadow mask is preferable.
Moreover, it is also possible to reverse the production order to produce the cathode, the electron transport layer, the hole blocking layer, the light emitting layer, the hole transport layer, and the anode in this order.
When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed when a voltage of about 2 V to 40 V is applied with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs.
Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。
表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。
発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これに限定するものではない。
The multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.
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.
Light sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. For example, it is not limited to this.
本発明の有機EL素子は照明用や露光光源のような一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2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。
The organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or an exposure light source, a projection device that projects an image, or a display device that directly recognizes a still image or a moving image ( It may be used as a display.
The driving method when used as a display device for moving image reproduction 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 two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.
以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。
図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。
図1は、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。
図1に示すとおり、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。
制御部Bは表示部Aと電気的に接続されている。
制御部Bは、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とを送り、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に表示させる。
Hereinafter, an example of a display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements.
FIG. 1 is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
As shown in FIG. 1, the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
The control unit B is electrically connected to the display unit A.
The control unit B sends a scanning signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside, and the pixels for each scanning line sequentially emit light according to the image data signal by the scanning signal to perform image scanning. The image information is displayed on the display unit A.
図2は表示部Aの模式図である。
図2に示すとおり、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。
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構成されている。
走査線5とデータ線6とは格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続されている(詳細は図示していない)。
画素3は、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。
表示部Aでは、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列配置することによって、フルカラー表示が可能となる。
FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
As shown in FIG. 2, the display unit A includes a wiring unit including a plurality of
The main members of the display unit A will be described below.
FIG. 2 shows a case where the light emitted from the
Each of the
The
When a scanning signal is applied from the
In the display unit A, full-color display can be performed by appropriately arranging pixels in which the emission color is a red region, a green region, and a blue region on the same substrate.
次に、画素の発光プロセスを説明する。
図3は画素の模式図である。
図3に示すとおり、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。
複数の画素において、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列配置することでフルカラー表示を行うことができる。
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。
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。
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。
即ち、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。
ここで、有機EL素子10の発光は複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサ13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。
Next, the light emission process of the pixel will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
As shown in FIG. 3, the pixel includes an
In a plurality of pixels, red, green, and blue light emitting organic EL elements are used as the
In FIG. 3, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching
By transmitting the image data signal, the
When the scanning signal is moved to the
That is, the light emission of the
Here, the light emission of the
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。
順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。
パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
FIG. 4 is a schematic diagram of a passive matrix display device.
In FIG. 4, a plurality of
When the scanning signal of the
In the passive matrix system, the
[照明装置]
本発明の有機EL材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。
また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。
発光層または正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が発光白色である。
[Lighting device]
The organic EL material of the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device. A plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of red, green and blue, or two using the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.
In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and light from the light emitting material as excitation light. Any of those combined with a dye material that emits light may be used, but in the white organic EL device according to the present invention, only a combination of a plurality of light-emitting dopants may be mixed.
It is only necessary to provide a mask only when forming the light emitting layer, hole transport layer, electron transport layer, etc. In addition, for example, an electrode film can be formed by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, etc., and productivity is also improved. According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves are luminescent white.
<本発明の照明装置の一態様>
本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成することができる。
図5は、照明装置の概略図を示している。
図5に示すとおり、有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている。
ガラスカバー102での封止作業は、好ましくは、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行われる。
図6は、照明装置の断面図を示している。
図6に示すとおり、照明装置は主に陰極105、有機EL層106及び透明電極付きガラス基板107で構成され、これら部材がガラスカバー102で覆われている。
ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
<One aspect of lighting device of the present invention>
One aspect of the lighting device of the present invention that includes the organic EL element of the present invention will be described.
The non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a 300 μm thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX The track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIGS. A device can be formed.
FIG. 5 shows a schematic diagram of the illumination device.
As shown in FIG. 5, the
The sealing operation with the
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the lighting device.
As shown in FIG. 6, the lighting device mainly includes a
The
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
また、素子の作製に用いた化合物を以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.
In addition, compounds used for manufacturing the device are shown below.
[実施例1]
<有機EL素子1−1の作製>
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)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イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 1]
<Preparation of Organic EL Element 1-1>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NA Techno Glass NA45) with a 100 nm ITO (indium tin oxide) film formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning 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、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHIL−1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHTL−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC−33を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドD−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにETL−1を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。 This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of HIL-1 is put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of HTL-1 is put in another molybdenum resistance heating boat, and another molybdenum resistance is added. 200 mg of OC-33 was put into a heating boat, 200 mg of D-D-1 was put into another resistance heating boat made of molybdenum, and 200 mg of ETL-1 was put into another resistance heating boat made of molybdenum, and attached to a vacuum deposition apparatus.
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HIL−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し20nmの正孔注入層を設けた。
更にHTL−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し20nmの正孔輸送層を設けた。
The vacuum chamber was then depressurized to 4 × 10 −4 Pa, heated by energizing the heating boat containing HIL-1, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. An injection layer was provided.
Further, the heating boat containing HTL-1 was energized and heated, and was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 20 nm hole transport layer.
更にOC−33とD−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.006nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し40nmの発光層を設けた。 Further, the heating boat containing OC-33 and D-1 was energized and heated, and co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / second and 0.006 nm / second, respectively, to emit light of 40 nm. A layer was provided.
更にETL−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記発光層上に蒸着し40nmの電子輸送層を設けた。 Furthermore, it supplied with electricity to the said heating boat containing ETL-1, and heated, and it vapor-deposited on the said light emitting layer with the vapor deposition rate of 0.1 nm / sec, and provided the 40-nm electron carrying layer.
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、「有機EL素子1−1」を作製した。 Subsequently, 0.5 nm of lithium fluoride was vapor-deposited as a cathode buffer layer, and further, 110 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and “organic EL element 1-1” was produced.
その後、有機EL素子1−1の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して当該照明装置を評価用のサンプルとして用いた(後述の有機EL素子1−2〜1−40も同様である。)。 Thereafter, the non-light emitting surface of the organic EL element 1-1 is covered with a glass case, an epoxy photocurable adhesive (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material around a glass substrate having a thickness of 300 μm as a sealing substrate. LUX TRACK LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, and sealed, as shown in FIGS. The lighting device as shown was formed and used as a sample for evaluation (the same applies to organic EL elements 1-2 to 1-40 described later).
<有機EL素子1−2〜1−40の作製>
有機EL素子1−1の作製において、ドーパント化合物を、表11に記載のドーパント化合物に変更した。
それ以外は有機EL素子1−1の作製と同様にして、「有機EL素子1−2〜1−40」を作製した。
<Preparation of organic EL elements 1-2 to 1-40>
In production of the organic EL element 1-1, the dopant compound was changed to the dopant compounds shown in Table 11.
Other than that was carried out similarly to preparation of the organic EL element 1-1, and produced "organic EL element 1-2 to 1-40."
<有機EL素子1−1〜1−40の評価>
以上のようにして作製した有機EL素子1−1〜1−40に対し、以下に示す評価を行った。その結果を表1及び表2に示す。
<Evaluation of the organic EL elements 1-1 to 1-40>
The following evaluations were performed on the organic EL elements 1-1 to 1-40 produced as described above. The results are shown in Tables 1 and 2.
(1)発光効率(外部取り出し量子効率ともいう)
各有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定し、発光効率の指標とした。測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
表11中、外部取り出し量子効率の測定結果は、有機EL素子1−1の測定値を100としたときの相対値で表した。
(1) Luminous efficiency (also called external extraction quantum efficiency)
For each organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere was measured and used as an index of luminous efficiency. For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used.
In Table 11, the measurement result of the external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value when the measurement value of the organic EL element 1-1 was 100.
(2)50℃駆動寿命(高温保存時の半減寿命)
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度1000cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の1/2(500cd/m2)になる時間を求め、これを50℃駆動寿命の尺度とし、耐久性の指標とした。
表11中、50℃駆動寿命は有機EL素子1−1を100としたときの相対値で表示した。
(2) 50 ° C drive life (half life at high temperature storage)
Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 1000 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., and a time that is ½ (500 cd / m 2 ) of the initial luminance is obtained. It was used as a measure of life and as an index of durability.
In Table 11, the 50 ° C. drive life is expressed as a relative value when the organic EL element 1-1 is set to 100.
(3)発光色の経時での変色
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度600cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の2/3(400cd/m2)になったときの発光色の変化を目視により観察し、下記のような4段階のランク評価を行った。
◎:変色は見られない
○:極わずかに黄色みを帯びている
△:黄色みを帯びている
×:著しく黄色みを帯びている
(3) Discoloration of luminescent color over time Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 600 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., to 2/3 of initial luminance (400 cd / m 2 ). The change in emission color was visually observed, and the following four ranks were evaluated.
◎: No discoloration is observed ○: Slightly yellowish △: Yellowish ×: Extremely yellowish
(4)まとめ
表11に示されるように、本発明の有機EL素子1−1〜1−31は、比較の有機EL素子1−32〜1−40に比べて、発光効率が高くて、発光寿命が長く、発光色の経時変化も少ないことが明らかである。
(4) Summary As shown in Table 11, the organic EL elements 1-1 to 1-31 of the present invention have higher luminous efficiency than the comparative organic EL elements 1-32 to 1-40, and emit light. It is clear that the lifetime is long and the luminescent color changes little over time.
[実施例2]
<有機EL素子2−1の作製>
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(AvanStrate株式会社製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 2]
<Preparation of organic EL element 2-1>
Patterning was performed on a substrate (NAV-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) in which an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 100 nm was formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer株式会社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚20nmの第1正孔輸送層を設けた。
この第1正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料Poly(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル))ベンジジン(American Dye Source株式会社製、ADS−254)をクロロベンゼン10mlに溶解した溶液を、1500rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した。150℃で1時間加熱乾燥し、膜厚40nmの第2正孔輸送層を設けた。
On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, manufactured by Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water, 3000 rpm, 30 After forming a film by spin coating under the condition of seconds, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 20 nm.
On this first hole transport layer, 50 mg of hole transport material Poly (N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl)) benzidine (manufactured by American Dye Source, A solution of ADS-254) dissolved in 10 ml of chlorobenzene was deposited by spin coating under conditions of 1500 rpm and 30 seconds. It heat-dried at 150 degreeC for 1 hour, and provided the 2nd hole transport layer with a film thickness of 40 nm.
この第2正孔輸送層上に、100mgのホスト化合物OC−29と13mgのドーパント化合物D−3とを10mlの酢酸ブチルに溶解した溶液を、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜し、100℃で1時間真空加熱乾燥し、膜厚40nmの発光層を設けた。 On this second hole transport layer, a solution prepared by dissolving 100 mg of host compound OC-29 and 13 mg of dopant compound D-3 in 10 ml of butyl acetate was formed by spin coating at 1000 rpm for 30 seconds. A film was formed and vacuum-dried at 100 ° C. for 1 hour to provide a light-emitting layer having a thickness of 40 nm.
この発光層上に、50mgの電子輸送材料ETL−2を10mlの1−ブタノールに溶解した溶液を、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜し、60℃で1時間真空加熱乾燥し、膜厚20nmの電子輸送層を設けた。 On this light emitting layer, a solution of 50 mg of the electron transport material ETL-2 dissolved in 10 ml of 1-butanol was formed into a film by spin coating under conditions of 1000 rpm and 30 seconds, and dried under vacuum heating at 60 ° C. for 1 hour. Then, an electron transport layer having a thickness of 20 nm was provided.
これを、真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧した。
次いで、電子注入層としてフッ化リチウム0.4nm、陰極としてアルミニウム110nmを蒸着し、「有機EL素子2−1」を作製した。
This was attached to a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa.
Next, 0.4 nm of lithium fluoride was deposited as an electron injection layer and 110 nm of aluminum was deposited as a cathode, and “organic EL element 2-1” was produced.
その後、有機EL素子2−1の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して当該照明装置を評価用のサンプルとして用いた(後述の有機EL素子2−2〜2−21も同様である。)。 Thereafter, the non-light emitting surface of the organic EL element 2-1 is covered with a glass case, and a 300 μm thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material around. LUX TRACK LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, and sealed, as shown in FIGS. The lighting device as shown was formed and used as a sample for evaluation (the same applies to organic EL elements 2-2 to 2-21 described later).
《有機EL素子2−2〜2−21の作製》
有機EL素子2−1の作製において、発光層のドーパント化合物D−3を表12に示す化合物に置き換えた。
それ以外は有機EL素子2−1の作製と同様にして、「有機EL素子2−2〜2−21」を各々作製した。
<< Production of Organic EL Elements 2-2 to 2-21 >>
In production of the organic EL element 2-1, the dopant compound D-3 in the light emitting layer was replaced with the compounds shown in Table 12.
Other than that was carried out similarly to preparation of the organic EL element 2-1, and each "organic EL element 2-2 to 2-21" was produced.
《有機EL素子の評価》
以上のようにして作製した有機EL素子2−1〜2−21に対し、以下に示す評価を行った。その結果を表12に示す。
<< Evaluation of organic EL elements >>
The organic EL elements 2-1 to 2-21 produced as described above were evaluated as follows. The results are shown in Table 12.
(1)発光効率(外部取りだし量子効率ともいう)
各有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定し、発光効率の指標とした。測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
表12中、外部取り出し量子効率の測定結果は、有機EL素子2−1の測定値を100としたときの相対値で表した。
(1) Luminous efficiency (also called external extraction quantum efficiency)
For each organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere was measured and used as an index of luminous efficiency. Similarly, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for the measurement.
In Table 12, the measurement result of the external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value when the measurement value of the organic EL element 2-1 was 100.
(2)50℃駆動寿命(高温保存時の半減寿命)
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度1000cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の1/2(500cd/m2)になる時間を求め、これを50℃駆動寿命の尺度とし、耐久性の指標とした。
表12中、50℃駆動寿命は有機EL素子2−1を100としたときの相対値で表示した。
(2) 50 ° C drive life (half life at high temperature storage)
Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 1000 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., and a time that is ½ (500 cd / m 2 ) of the initial luminance is obtained. It was used as a measure of life and as an index of durability.
In Table 12, the 50 ° C. drive life is expressed as a relative value when the organic EL element 2-1 is 100.
(3)発光色の経時での変色
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度600cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の2/3(400cd/m2)になったときの発光色の変化を目視により観察し、下記のような4段階のランク評価を行った。
◎:変色は見られない
○:極わずかに黄色みを帯びている
△:黄色みを帯びている
×:著しく黄色みを帯びている
(3) Discoloration of luminescent color over time Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 600 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., to 2/3 of initial luminance (400 cd / m 2 ). The change in emission color was visually observed, and the following four ranks were evaluated.
◎: No discoloration is observed ○: Slightly yellowish △: Yellowish ×: Extremely yellowish
(4)ダークスポット
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cm2の定電流条件下で連続点灯させた際の発光面を、目視で評価した。
無作為に抽出した10人による目視評価により下記のランク評価を行い、ダークスポット発生防止効果の指標とした。
表3中、○,△,×の基準は下記のとおりとした。
○:ダークスポットを確認した人数が0人の場合
△:ダークスポットを確認した人数が1〜4人の場合
×:ダークスポットを確認した人数が5人以上の場合
(4) Dark spot The light emitting surface when each organic EL element was continuously lit under a constant current condition of room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and 2.5 mA / cm 2 was visually evaluated.
The following rank evaluation was performed by visual evaluation by 10 people extracted at random, and used as an index of the dark spot generation prevention effect.
In Table 3, the criteria for ○, Δ, and × were as follows.
○: The number of people who confirmed dark spots is 0. △: The number of people confirmed dark spots is 1 to 4. ×: The number of people confirmed dark spots is 5 or more.
(5)駆動電圧
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cm2の定電流条件下で駆動させたときの電圧を求めた。
表12中、各有機EL素子の駆動電圧を、下記式にしたがい、有機EL素子2−1を100として各々相対値で示した。
駆動電圧=(各素子の駆動電圧/有機EL素子2−1の駆動電圧)×100
なお、当該駆動電圧の値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
(5) Drive voltage The voltage when each organic EL element was driven at room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and a constant current of 2.5 mA / cm 2 was determined.
In Table 12, the drive voltage of each organic EL element is shown as a relative value with the organic EL element 2-1 being 100 according to the following formula.
Drive voltage = (drive voltage of each element / drive voltage of the organic EL element 2-1) × 100
Note that a smaller drive voltage value indicates a lower drive voltage for comparison.
(6)発光の輝度ムラ
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、初期輝度2000cd/m2の定電流下で駆動させ、150時間経過後の発光輝度を分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。
発光面中の任意の点を20点測定し、このときの測定値から、発光の輝度ムラ=面内最低輝度/最高輝度として算出し、下記のように3段階のランク評価を行った。
○:発光の輝度ムラが0.90以上
△:発光の輝度ムラが0.86以上0.90未満
×:発光の輝度ムラが0.86未満
(6) Luminance unevenness of light emission Each organic EL element is driven under a constant current of room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and an initial luminance of 2000 cd / m 2 , and the light emission luminance after 150 hours has passed is measured by a spectral radiance meter CS−. 1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for measurement.
20 arbitrary points on the light emitting surface were measured, and from the measured value at this time, the luminance unevenness of light emission was calculated as in-plane minimum luminance / maximum luminance, and the three-level rank evaluation was performed as follows.
○: Luminance unevenness of light emission is 0.90 or more Δ: Luminance unevenness of light emission is 0.86 or more and less than 0.90 ×: Luminance unevenness of light emission is less than 0.86
(7)まとめ
表12に示されるように、本発明の有機EL素子2−1〜2−12は、比較の有機EL素子2−13〜2−21に比べて、発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時変化が少なく、ダークスポットが少なく、低電圧で駆動可能で、かつ、発光の輝度ムラが抑えられていることが分かる。
(7) Summary As shown in Table 12, the organic EL elements 2-1 to 2-12 of the present invention have higher luminous efficiency and light emission lifetime than the comparative organic EL elements 2-13 to 2-21. It can be seen that the light emission color changes little with time, there are few dark spots, it can be driven at a low voltage, and the luminance unevenness of light emission is suppressed.
[実施例3]
<白色発光有機EL素子3−1の作製>
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)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イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 3]
<Preparation of White Light-Emitting Organic EL Element 3-1>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NA Techno Glass NA45) with a 100 nm ITO (indium tin oxide) film formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning 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、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHIL−1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにHTL−1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにOC−33を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドD−3を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにETL−2を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにGD−1を200mg入れ、別のモリブデン抵抗加熱ボートにRD−1を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。 This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of HIL-1 is put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of HTL-1 is put in another molybdenum resistance heating boat, and another molybdenum resistance is added. Put 200 mg of OC-33 into a heating boat, put 200 mg of D-3 into another resistance heating boat made of molybdenum, put 200 mg of ETL-2 into another resistance heating boat made of molybdenum, and put GD- into another molybdenum resistance heating boat. 200 mg of 1 was placed, 200 mg of RD-1 was placed in another molybdenum resistance heating boat, and attached to a vacuum deposition apparatus.
次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HIL−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、透明支持基板に蒸着し10nmの正孔注入層を設けた。
更にHTL−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記正孔注入層上に蒸着し20nmの正孔輸送層を設けた。
The vacuum chamber was then depressurized to 4 × 10 −4 Pa, heated by energizing the heating boat containing HIL-1, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. An injection layer was provided.
Further, the heating boat containing HTL-1 was energized and heated, and was deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 20 nm hole transport layer.
更にOC−33、D−3、GD−1及びRD−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/秒、0.025nm/秒、0.0007nm/秒及び0.0002nm/秒で、前記正孔輸送層上に共蒸着し60nmの発光層を設けた。 Further, the heating boat containing OC-33, D-3, GD-1 and RD-1 was heated by energization, and the deposition rates were 0.1 nm / second, 0.025 nm / second, 0.0007 nm / second and A light-emitting layer having a thickness of 60 nm was formed by co-evaporation on the hole transport layer at 0.0002 nm / second.
更にETL−2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で、前記発光層上に蒸着し20nmの電子輸送層を設けた。
引き続き、陰極バッファー層としてフッ化カリウム0.5nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、「有機EL素子3−1」を作製した。
Further, the heating boat containing ETL-2 was energized and heated, and was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 20 nm electron transport layer.
Then, 0.5 nm of potassium fluoride was vapor-deposited as a cathode buffer layer, and also aluminum 110nm was vapor-deposited, the cathode was formed, and "organic EL element 3-1" was produced.
その後、有機EL素子3−1の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して当該照明装置を評価用のサンプルとして用いた(後述の有機EL素子3−2〜3−21も同様である。)。 Thereafter, the non-light-emitting surface of the organic EL element 3-1 is covered with a glass case, an epoxy-based photocurable adhesive (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material around a glass substrate having a thickness of 300 μm as a sealing substrate. LUX TRACK LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, and sealed, as shown in FIGS. The lighting device as shown was formed and used as a sample for evaluation (the same applies to organic EL elements 3-2 to 3-21 described later).
《白色発光有機EL素子3−2〜3−21の作製》
有機EL素子3−1の作製において、発光層のドーパント化合物D−3を表13に示す化合物に置き換えた。
それ以外は有機EL素子3−1の作製と同様にして、「有機EL素子3−2〜3−21」を各々作製した。
<< Production of White Light-Emitting Organic EL Elements 3-2 to 3-21 >>
In the production of the organic EL element 3-1, the dopant compound D-3 in the light emitting layer was replaced with a compound shown in Table 13.
Other than that was carried out similarly to preparation of the organic EL element 3-1, and each "organic EL element 3-2-3-21" was produced.
《有機EL素子の評価》
以上のようにして作製した有機EL素子3−1〜3−21に対し、以下に示す評価を行った。その結果を表13に示す。
<< Evaluation of organic EL elements >>
The following evaluations were performed on the organic EL elements 3-1 to 3-21 manufactured as described above. The results are shown in Table 13.
(1)発光効率(外部取り出し量子効率ともいう)
各有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定し、発光効率の指標とした。測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
表13中、外部取り出し量子効率の測定結果は、有機EL素子3−1の測定値を100としたときの相対値で表した。
(1) Luminous efficiency (also called external extraction quantum efficiency)
For each organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere was measured and used as an index of luminous efficiency. Similarly, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for the measurement.
In Table 13, the measurement result of the external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value when the measured value of the organic EL element 3-1 was 100.
(2)50℃駆動寿命(高温保存時の半減寿命)
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度1000cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の1/2(500cd/m2)になる時間を求め、これを50℃駆動寿命の尺度とし、耐久性の指標とした。
表13中、50℃駆動寿命は有機EL素子3−1を100としたときの相対値で表示した。
(2) 50 ° C drive life (half life at high temperature storage)
Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 1000 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., and a time that is ½ (500 cd / m 2 ) of the initial luminance is obtained. It was used as a measure of life and as an index of durability.
In Table 13, the 50 ° C. drive life is expressed as a relative value when the organic EL element 3-1 is taken as 100.
(3)発光色の経時での変色
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度600cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の2/3(400cd/m2)になったときの発光色の変化を目視により観察し、下記のような4段階のランク評価を行った。
◎:変色は見られない
○:極わずかに黄色みを帯びている
△:黄色みを帯びている
×:著しく黄色みを帯びている
(3) Discoloration of luminescent color over time Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 600 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., to 2/3 of initial luminance (400 cd / m 2 ). The change in emission color was visually observed, and the following four ranks were evaluated.
◎: No discoloration is observed ○: Slightly yellowish △: Yellowish ×: Extremely yellowish
(4)まとめ
表13に示されるように、本発明の有機EL素子3−1〜3−12は、比較の有機EL素子3−13〜3−21に比べて、発光効率が高くて、発光寿命が長く、発光色の経時変化も少ないことが明らかである。
(4) Summary As shown in Table 13, the organic EL elements 3-1 to 3-12 of the present invention have higher luminous efficiency and light emission than the comparative organic EL elements 3-13 to 3-21. It is clear that the lifetime is long and the luminescent color changes little over time.
[実施例4]
<白色発光有機EL素子4−1の作製>
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(AvanStrate株式会社製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 4]
<Preparation of white light-emitting organic EL element 4-1>
Patterning was performed on a substrate (NAV-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) in which an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 100 nm was formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer株式会社製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚20nmの第1正孔輸送層を設けた。
この第1正孔輸送層上に、50mgの正孔輸送材料Poly(N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル))ベンジジン(American Dye Source株式会社製、ADS−254)をクロロベンゼン10mlに溶解した溶液を、1500rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した。150℃で1時間加熱乾燥し、膜厚40nmの第2正孔輸送層を設けた。
On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, manufactured by Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water, 3000 rpm, 30 After forming a film by spin coating under the condition of seconds, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 20 nm.
On this first hole transport layer, 50 mg of hole transport material Poly (N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl)) benzidine (manufactured by American Dye Source, A solution of ADS-254) dissolved in 10 ml of chlorobenzene was deposited by spin coating under conditions of 1500 rpm and 30 seconds. It heat-dried at 150 degreeC for 1 hour, and provided the 2nd hole transport layer with a film thickness of 40 nm.
この第2正孔輸送層上に、100mgのホスト化合物OC−2と20mgのドーパント化合物D−4と0.5mgのドーパント化合物GD−1と0.2mgのドーパント化合物RD−1とを10mlの酢酸ブチルに溶解した溶液を、600rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜し、100℃で1時間真空加熱乾燥し、膜厚70nmの発光層を設けた。 On this second hole transport layer, 100 mg of the host compound OC-2, 20 mg of the dopant compound D-4, 0.5 mg of the dopant compound GD-1, and 0.2 mg of the dopant compound RD-1 were added with 10 ml of acetic acid. A solution dissolved in butyl was formed into a film by spin coating under conditions of 600 rpm and 30 seconds, and dried by heating under vacuum at 100 ° C. for 1 hour to provide a light emitting layer having a thickness of 70 nm.
この発光層上に、50mgの電子輸送材料ETL−1を10mlの1−ブタノールに溶解した溶液を、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜し、60℃で1時間真空加熱乾燥し、膜厚20nmの電子輸送層を設けた。
これを、真空蒸着装置に取付け、真空槽を4×10−4Paまで減圧した。
次いで、電子注入層としてフッ化リチウム0.4nm、陰極としてアルミニウム110nmを蒸着し、「有機EL素子4−1」を作製した。
On this light emitting layer, a solution of 50 mg of electron transport material ETL-1 dissolved in 10 ml of 1-butanol was formed into a film by spin coating under conditions of 1000 rpm and 30 seconds, and dried by heating under vacuum at 60 ° C. for 1 hour. Then, an electron transport layer having a thickness of 20 nm was provided.
This was attached to a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa.
Next, 0.4 nm of lithium fluoride was deposited as an electron injection layer and 110 nm of aluminum was deposited as a cathode, and “organic EL element 4-1” was produced.
その後、有機EL素子4−1の非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5、図6に示すような照明装置を形成して当該照明装置を評価用のサンプルとして用いた(後述の有機EL素子4−2〜4−21も同様である。)。 Thereafter, the non-light-emitting surface of the organic EL element 4-1 is covered with a glass case, an epoxy photo-curing adhesive (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material around a glass substrate having a thickness of 300 μm as a sealing substrate. LUX TRACK LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, and sealed, as shown in FIGS. The lighting device as shown was formed and used as a sample for evaluation (the same applies to organic EL elements 4-2 to 4-21 described later).
《有機EL素子4−2〜4−21の作製》
有機EL素子4−1の作製において、発光層のドーパント化合物D−4を表14に示す化合物に置き換えた。
それ以外は有機EL素子4−1の作製と同様にして、「有機EL素子4−2〜4−21」を各々作製した。
<< Production of Organic EL Elements 4-2 to 4-21 >>
In the production of the organic EL element 4-1, the dopant compound D-4 in the light emitting layer was replaced with a compound shown in Table 14.
Other than that was carried out similarly to preparation of the organic EL element 4-1, and each "organic EL element 4-2 to 4-21" was produced.
《有機EL素子の評価》
以上のようにして作製した有機EL素子4−1〜4−21に対し、以下に示す評価を行った。その結果を表14に示す。
<< Evaluation of organic EL elements >>
The following evaluation was performed on the organic EL elements 4-1 to 4-21 produced as described above. The results are shown in Table 14.
(1)発光効率(外部取り出し量子効率ともいう)
各有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定し、発光効率の指標とした。測定には同様に分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。
表14中、外部取り出し量子効率の測定結果は、有機EL素子4−1の測定値を100としたときの相対値で表した。
(1) Luminous efficiency (also called external extraction quantum efficiency)
For each organic EL element, the external extraction quantum efficiency (%) when a constant current of 2.5 mA / cm 2 was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere was measured and used as an index of luminous efficiency. Similarly, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for the measurement.
In Table 14, the measurement result of the external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value when the measurement value of the organic EL element 4-1 was 100.
(2)50℃駆動寿命(高温保存時の半減寿命)
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度1000cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の1/2(500cd/m2)になる時間を求め、これを50℃駆動寿命の尺度とし、耐久性の指標とした。
表14中、50℃駆動寿命は有機EL素子4−1を100としたときの相対値で表示した。
(2) 50 ° C drive life (half life at high temperature storage)
Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 1000 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., and a time that is ½ (500 cd / m 2 ) of the initial luminance is obtained. It was used as a measure of life and as an index of durability.
In Table 14, the 50 ° C. drive life is expressed as a relative value when the organic EL element 4-1 is 100.
(3)発光色の経時での変色
各有機EL素子を、50℃の一定条件で初期輝度600cd/m2を与える電流で定電流駆動させ、初期輝度の2/3(400cd/m2)になったときの発光色の変化を目視により観察し、下記のような4段階のランク評価を行った。
◎:変色は見られない
○:極わずかに黄色みを帯びている
△:黄色みを帯びている
×:著しく黄色みを帯びている
(3) Discoloration of luminescent color over time Each organic EL element is driven at a constant current with a current that gives an initial luminance of 600 cd / m 2 under a constant condition of 50 ° C., to 2/3 of initial luminance (400 cd / m 2 ). The change in emission color was visually observed, and the following four ranks were evaluated.
◎: No discoloration is observed ○: Slightly yellowish △: Yellowish ×: Extremely yellowish
(4)ダークスポット
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cm2の定電流条件下で連続点灯させた際の発光面を、目視で評価した。
無作為に抽出した10人による目視評価により下記のランク評価を行い、ダークスポット発生防止効果の指標とした。
表14中、○,△,×の基準は下記のとおりとした。
○:ダークスポットを確認した人数が0人の場合
△:ダークスポットを確認した人数が1〜4人の場合
×:ダークスポットを確認した人数が5人以上の場合
(4) Dark spot The light emitting surface when each organic EL element was continuously lit under a constant current condition of room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and 2.5 mA / cm 2 was visually evaluated.
The following rank evaluation was performed by visual evaluation by 10 people extracted at random, and used as an index of the dark spot generation prevention effect.
In Table 14, the criteria for ○, Δ, and × were as follows.
○: The number of people who confirmed dark spots is 0. △: The number of people confirmed dark spots is 1 to 4. ×: The number of people confirmed dark spots is 5 or more.
(5)駆動電圧
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、2.5mA/cm2の定電流条件下で駆動させたときの電圧を求めた。
表14中、各有機EL素子の駆動電圧を、下記式にしたがい、有機EL素子4−1を100として各々相対値で示した。
駆動電圧=(各素子の駆動電圧/有機EL素子4−1の駆動電圧)×100
なお、当該駆動電圧の値が小さいほうが比較に対して駆動電圧が低いことを示す。
(5) Drive voltage The voltage when each organic EL element was driven at room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and a constant current of 2.5 mA / cm 2 was determined.
In Table 14, the drive voltage of each organic EL element is shown as a relative value with the organic EL element 4-1 as 100 according to the following formula.
Drive voltage = (drive voltage of each element / drive voltage of organic EL element 4-1) × 100
Note that a smaller drive voltage value indicates a lower drive voltage for comparison.
(6)発光の輝度ムラ
各有機EL素子を室温(約23℃〜25℃)、初期輝度2000cd/m2の定電流下で駆動させ、150時間経過後の発光輝度を分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。
発光面中の任意の点を20点測定し、このときの測定値から、発光の輝度ムラ=面内最低輝度/最高輝度として算出し、下記のように3段階のランク評価を行った。
○:発光の輝度ムラが0.90以上
△:発光の輝度ムラが0.86以上0.90未満
×:発光の輝度ムラが0.86未満
(6) Luminance unevenness of light emission Each organic EL element is driven under a constant current of room temperature (about 23 ° C. to 25 ° C.) and an initial luminance of 2000 cd / m 2 , and the light emission luminance after 150 hours has passed is measured by a spectral radiance meter CS−. 1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for measurement.
20 arbitrary points on the light emitting surface were measured, and from the measured value at this time, the luminance unevenness of light emission was calculated as in-plane minimum luminance / maximum luminance, and the three-level rank evaluation was performed as follows.
○: Luminance unevenness of light emission is 0.90 or more Δ: Luminance unevenness of light emission is 0.86 or more and less than 0.90 ×: Luminance unevenness of light emission is less than 0.86
(7)まとめ
表14に示されるように、本発明の有機EL素子4−1〜4−12は、比較の有機EL素子2−13〜4−21に比べて、発光効率が高く、発光寿命が長く、発光色の経時変化が少なく、ダークスポットが少なく、低電圧で駆動可能で、かつ、発光の輝度ムラが抑えられていることが分かる。
(7) Summary As shown in Table 14, the organic EL elements 4-1 to 4-12 of the present invention have higher luminous efficiency and light emission lifetime than the comparative organic EL elements 2-13 to 4-21. It can be seen that the light emission color changes little with time, there are few dark spots, it can be driven at a low voltage, and the luminance unevenness of light emission is suppressed.
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
107 透明電極付きガラス基板
106 有機EL層
105 陰極
102 ガラスカバー
108 窒素ガス
109 捕水剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記有機層の少なくとも1層には、一般式(11)〜(13)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されてい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。
一般式(11)〜(13)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(11)〜(13)中、「L」はMに配位したモノアニオン性の二座配位子であり、「M」はイリジウム又はロジウムを表し、「n」は0〜2の整数を表す。〕 In an organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode,
At least one layer of the phosphorescent organic metal complex represented by the general formulas (11) to (13) is contained in at least one layer of the organic layer.
In the general formulas (11) to (13), “Rc” and “Rd” are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (11) to (13), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (11) to (13), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In general formulas (11) to (13), “Q 1 to Q 11 ” each independently represents a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
In the general formulas (11) to (13), “L” is a monoanionic bidentate ligand coordinated to M, “M” represents iridium or rhodium , and “n” represents 0 to 2 Represents an integer. ]
前記有機層の少なくとも1層には、一般式(14)〜(20)で表されるリン光発光性の有機金属錯体の少なくとも一種が含有されてい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。
一般式(14)〜(20)中、「Rc」及び「Rd」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「V1〜V4」はそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「EWG1」及び「EWG2」はそれぞれ独立にハメットの置換基定数σp値が0.05以上1.10以下の基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「Rx」及び「Ry」は水素原子、若しくは、アルキル基を表す。複数の「Rx」及び「Ry」は同じであっても異なっていてもよい。
一般式(14)〜(20)中、l、m、nは1以上6以下の整数を表し、l、m、nは同じであっても、異なっていてもよい。
一般式(14)〜(20)中、「Q1〜Q11」はそれぞれ独立に窒素原子またはC−R1〜C−R11を表す。
「R1〜R11」はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、ウレイド基、カルバモイル基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、パーフルオロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基または非芳香族複素環基を表す。
一般式(14)〜(20)中、Vは窒素原子、リン原子、ホウ素原子、シリル基、フォスフィンオキシド基、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、非芳香族複素環基、アルキレンオキシ基、シクロアルキレンオキシ基、アリーレンオキシ基、ヘテロアリーレンオキシ基、非芳香族複素環オキシ基を表す。
一般式(14)〜(20)中、「M」はイリジウム又はロジウムを表す。
一般式(14)〜(20)中、*はMとの結合点を表す。〕 In an organic electroluminescence device having an anode, a cathode, and an organic layer composed of a single layer or a plurality of layers having a light emitting layer, and the organic layer is sandwiched between the anode and the cathode,
At least one of the organic layers contains at least one phosphorescent organometallic complex represented by general formulas (14) to (20).
In the general formulas (14) to (20), “Rc” and “Rd” each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocycle. Represents a cyclic group.
In the general formulas (14) to (20), “V 1 to V 4 ” each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group or a non-aromatic heterocyclic group. Represent.
In the general formulas (14) to (20), “EWG 1 ” and “EWG 2 ” each independently represent a group having a Hammett's substituent constant σp value of 0.05 to 1.10.
In the general formulas (14) to (20), “Rx” and “Ry” represent a hydrogen atom or an alkyl group. A plurality of “Rx” and “Ry” may be the same or different.
In the general formulas (14) to (20), l, m, and n represent an integer of 1 to 6, and l, m, and n may be the same or different.
In General Formulas (14) to (20), “Q 1 to Q 11 ” each independently represent a nitrogen atom or C—R 1 to C—R 11 .
“R 1 to R 11 ” are each independently a hydrogen atom, alkyl group, aryl group, cycloalkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group. Group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, ureido group, carbamoyl group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, amino group, halogen atom, perfluoroalkyl group , A cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a silyl group or a non-aromatic heterocyclic group.
In general formulas (14) to (20), V represents a nitrogen atom, a phosphorus atom, a boron atom, a silyl group, a phosphine oxide group, an alkylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, a heteroarylene group, or a non-aromatic heterocyclic group. Represents an alkyleneoxy group, a cycloalkyleneoxy group, an aryleneoxy group, a heteroaryleneoxy group, or a non-aromatic heterocyclic oxy group.
In the general formulas (14) to (20), “M” represents iridium or rhodium .
In the general formulas (14) to (20), * represents a bonding point with M. ]
一般式(11)〜(20)における、「M」がイリジウムであ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。 In the organic electroluminescent element according to claim 1 or 2 ,
In the general formulas (11) to (20), “M” is iridium, and the organic electroluminescence element.
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